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CO2气提塔的气提过程\原理\结构和作用

气提塔中气提过程：

气提塔实际上是一个多管降膜式湿壁塔。合成塔来的反应液，其中含氨：30.14％、二氧化碳：17.49％、尿素：34.49％。通过合成塔出料调节阀HV201利用液位差进入气提塔上花板，每根气提管上部有一液体分布器，当液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动。随着阀开度的改变，分布器上液层高度也改变。负荷高，液层高，流过小孔流量大，反之即小。当液体下流后与下部来的二氧化碳气体相遇，首先是游离氨被逐出，再向下是甲铵分解即以两个氨分子一个二氧化碳分子这样的比例分解出来。由于管外有压力为2.0MPa左右，温度为230℃的中压饱和蒸气供给热量，使分解反应能够不断进行。气提过程之所以能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨分压。这样氨一直可以被分解出来，而二氧化碳则是由于化学平衡关系，当减低气相氨的浓度后，反应向左进行。在加热和汽提的联合作用下，使尿素、氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳，并随气体介质一起从液体分布器上部的升气管出去进入高压甲铵冷凝器。底部出来的尿素溶液送入后系统进一步减压分解其中的氨基甲酸铵。

气提塔中气提原理

汽提是以一种气体通过反应混合物，从而降低另一种或几种气体的分压，使离解

压力降低的过程。所谓二氧化碳气提就是一种气体通过反应物，从而降低气相中

氨和(或)二氧化碳的分压，使甲铵分解。甲铵分解的反应方程式：

NH2COONH4(液)＝2NH3(气)+CO2(气)－Q

这是一个可逆吸热体积增大的反应，只要能提供热量、降低压力或降低气相中NH3和CO2某一组分的分压，都可以使反应向着甲铵分解的方向进行，以达到分解甲铵的目的。

采用液态甲铵的生成或分解来说明：2NH3(液)+CO2(液)=NH2COONH4(液)

溶液中氨和二氧化碳与气相中的氨和二氧化碳处于平衡，假设它们分别符合拉乌尔与亨利定律，则有：

PNH3=P0NH3?〔NH3〕(液)??????????????PCO2=HCO2?〔CO2〕(液)

PNH3??---????溶液中氨的平衡分压????

PCO2??---????溶液中二氧化碳的平衡分压

P0NH3??----??纯氨的饱和蒸汽压??

HCO2????----??二氧化碳的亨利系数

〔NH3〕(液)--液相中氨分子分率

〔CO2〕(液)--液相中二氧化碳分子分率

由上述各式可知：当用二氧化碳为气提剂时，气相中的氨分压趋近于零，则

液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压，故液相中的氨不断汽化逸出，液相中〔NH3〕(液)降低，反应向着甲铵分解成氨和二氧化碳的方向进行。这就促使了液相中甲铵的分解。

在甲铵分解的同时，液相中〔CO2〕(液)增加，与此相平衡的二氧化碳分压大于实际气相中的二氧化碳分压，促使液相中二氧化碳汽化逸出。因此液相中甲铵不断分解，液相中氨和二氧化碳不断汽化逸出，从而实现气提过程。

从理论上讲，在任何压力和温度范围内，用气提的方法都可以把溶液中未反应的甲铵完全分解。但在工业上，由于要求过程在一定的速度下进行，因此必须保持足够高的温度。

汽提塔的结构

我国目前引进装置在用的汽提塔，根据工艺流程的不同，主要有二氧化碳汽提塔和氨汽提塔，分别用于二氧化碳和氨作汽提介质。尽管汽提介质不同，但设备主要结构基本一致。都是一台立式固定管板降膜式列管换热器。汽提塔高压部分由管箱短节球形封头、人孔盖、液体分布器、汽提管、升气管、管板等部分组成。低压部分由低压壳体、膨胀节、防爆板等组成。不同之处是氨汽提工艺的汽提塔管箱内装有使气、液充分接触的鲍尔环填料层；其次是氨汽提工艺的汽提塔上下结构对称，可以倒头使用，二氧化碳工艺的汽提塔不能倒头使用。由于生产中需要控制尿素溶液的液位，因此在汽提塔底部装有用钴60作为射线源的液位计测量控制装置。同时为了减少热量损失和防止设备或管道内可能发生的局部结晶或局部冷凝而引起的腐蚀，整个设备及进出口管道须用保温棉保温，汽提塔的全部重量由焊接在膨胀节上方壳体上的支座承受。

气提塔的结构总体上分为三个部分，上部是供出尿塔合成液与汽提气进行气液分离，其中的主要部件就是液体分布器，在每一根汽提管上部管口均对应一个液体分布器，该分布器结构其实非常简单，就是一根约600mm长的管子，管子下部（靠近汽提管端）每间隔120°有一个约Φ2.5mm的小孔，这样设计的目的是为了保证每根汽提管均有合成液进入，避免“干管”而引起汽提管超温，从而造成汽提管腐蚀加剧而损坏；中部就是汽提管了（一般为Φ31×6879×3）；下部供汽提液与CO2气进行气液分离，其中的主要部件就是CO2气分布器，该分布器结构也非常简单，主要起到均布CO2气的作用。

主要部件的结构特点如下:

a.密封结构

我国引