本實用新型涉及一種帶釩氧化裝置的脫碳系統(tǒng)，屬于合成氨工藝技術領域。

背景技術：

目前氮肥廠脫碳系統(tǒng)普遍采用改良熱鉀堿法脫出CO2，就是把低變爐出口的低變氣(CO2含量為19％左右)依次經過低變氣廢鍋、再沸器、低變氣冷卻器、低變氣分離器，然后進入吸收塔，被吸收塔里面的K2CO3溶液吸收，吸收CO2 后的凈化氣中CO2≤0.1％，凈化氣通過凈化氣分離器后進入甲烷化系統(tǒng)進行換熱反應。從吸收塔中部來的半貧液(K2CO3含量在16-19％)和頂部來的貧液(K2CO3 含量在23-26％)吸收CO2后變成KHCO3溶液后通過液體出口管線從吸收塔底部出來減壓后進入再生塔，貧液、半貧液統(tǒng)稱脫碳溶液，通過低變氣向再沸器加熱，使再生塔里面的KHCO3溶液再生變?yōu)镵2CO3溶液，再生出來的CO2經過塔頂冷卻器冷凝，然后進入分離器分離出冷凝水后直接供尿素生產使用或放空。從再生塔底部出來的K2CO3溶液通過貧液換熱器、貧液水冷器，然后通過貧液泵輸送到吸收塔頂部。從再生塔中部出來的半貧液，通過閃蒸槽閃蒸CO2后再通過半貧液泵輸送到吸收塔的中部，吸收塔中部來的半貧液和頂部來的貧液進入吸收塔再次對低變氣里面的CO2進行吸收，如此循環(huán)往復。

脫碳系統(tǒng)生產設備大部分為碳鋼設備，由于脫碳溶液的主要成分為碳酸鉀，溶液呈堿性，有較強的腐蝕性，在生產的運行過程中，脫碳溶液會對碳鋼設備進行不斷地腐蝕。為了解決這一問題，設計上在脫碳溶液中加入V2O5這種化學物質，V2O5+k2CO3→KVO3，KVO3中的V5+與碳鋼設備接觸后能在設備表面上生成一種致密的保護膜，這層保護膜能保護碳鋼設備不被脫碳溶液腐蝕，從而保護了設備的運行安全。要持續(xù)的保持設備表面上的保護膜不被破壞，需要維持脫碳溶液中V5+的含量＞0.5％.

但是在生產過程中，由于前段各工序反應會生成一些微量的還原性物質，如醇，醚等有機物，當這些物質隨著低變氣進入脫碳系統(tǒng)后，還原性物質會把 V⁵⁺還原成V⁴⁺，V⁴⁺不能在碳鋼設備表面生成致密保護膜，隨著V⁴⁺的不斷生成，脫碳溶液中V⁵⁺的濃度會不斷降低，當V⁵⁺的含量﹤0.5％時，碳鋼設備表面的保護膜被破壞脫落，從而加劇設備腐蝕，給生產帶來嚴重的安全隱患。為了彌補損失的V⁵⁺，只有不斷地向溶液里面補充V2O5才能維持V⁵⁺在溶液中的濃度要求，而 V2O5是一種昂貴且有毒的化學物質，使用量的大幅增加會帶來運輸、保存和添加過程中的安全風險，同時增加生產運行成本。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種帶釩氧化裝置的脫碳系統(tǒng)，保證溶液中的V⁵⁺的量，避免對碳鋼設備的腐蝕。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種帶釩氧化裝置的脫碳系統(tǒng)，包括吸收塔，所述吸收塔中部半貧液進口與半貧液泵相連，其頂部貧液進口與貧液泵相連，所述吸收塔的底部設置有脫碳溶液出口管線，該脫碳溶液出口管線與再生塔底部脫碳溶液進口相連，其特征在于：所述脫碳溶液出口管線設置一條支管與釩氧化塔上部進液口相連，所述釩氧化塔的下部設置有空氣進氣管，在該空氣進氣管上設置有空氣流量調節(jié)閥，所述釩氧化塔的頂部設置有放空管線，所述釩氧化塔的底部設置有液體出口管線，從液體出口管線出來的液體再返回到脫碳系統(tǒng)中，所述釩氧化塔內設置有填料。

部分脫碳溶液通過脫碳溶液出口管線從釩氧化塔的上部進入，來自空分裝置的空氣通過空氣進氣管從釩氧化塔的底部進入，空氣流量調節(jié)閥用來控制空氣量的加入量，空氣與脫碳溶液在釩氧化槽內進行逆流接觸，空氣中的氧氣把脫碳溶液中的V⁴⁺氧化成V⁵⁺，剩余的空氣從放空管線進行放空。被氧化后的脫碳溶液回脫碳系統(tǒng)繼續(xù)進行循環(huán)使用。

上述方案中，所述釩氧化塔的液體出口管線與緩沖溶液槽相連，所述緩沖溶液槽通過管道與輸送泵相連，所述輸送泵的出口通過管道與貧液泵的進口或半貧液泵的進口相連，或所述輸送泵直接將溶液泵入到吸收塔。

上述方案中，所述輸送泵的出口通過管道與貧液泵的進口相連。進口壓力低，溶液進入。

有益效果：本實用新型通過增加釩氧化塔，對脫碳溶液中的四價釩離子進行氧化，保證脫碳溶液中的五價釩離子的量，避免因為五價釩離子的減少導致對碳鋼設備的腐蝕。

附圖說明

圖1為本實用新型工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：

實施例1，如圖1所示：本實用新型的帶釩氧化裝置的脫碳系統(tǒng)流程為：

來自低變爐出口的低變氣(CO2含量為19％左右)依次經過低變氣廢鍋、再沸器、低變氣換熱器、低變氣分離器，然后進入吸收塔1，被吸收塔1里面的K2CO3溶液吸收，吸收CO2后的凈化氣中CO2≤0.1％，凈化氣通過凈化氣分離器后進入甲烷化系統(tǒng)進行換熱反應。從吸收塔中部來的半貧液(K2CO3含量在 16-19％)和頂部來的貧液(K2CO3含量在23-26％)吸收CO2后變成KHCO3溶液從吸收塔底部液體出口管線出來減壓后從再生塔4底部脫碳溶液進口進入，通過低變氣向再沸器加熱，使再生塔里面的KHCO3溶液再生變?yōu)镵2CO3溶液，再生出來的CO2經過塔頂冷卻器冷凝，然后進入分離器分離出冷凝水后直接供尿素生產使用或放空。從再生塔底部出來的K2CO3溶液通過貧液換熱器、貧液水冷器，然后通過貧液泵輸送到吸收塔頂部。從再生塔中部出來的半貧液，通過閃蒸槽閃蒸CO2后再通過半貧液泵輸送到吸收塔的中部，吸收塔中部來的半貧液和頂部來的貧液進入吸收塔再次對低變氣里面的CO2進行吸收，如此循環(huán)往復。

吸收塔1中部半貧液進口與半貧液泵2相連，其頂部貧液進口與貧液泵3 相連，吸收塔1的脫碳溶液出口管線設置一條支管與釩氧化塔5上部進液口相連，在該支管上設置閥門，釩氧化塔5的下部設置有空氣進氣管，在該空氣進氣管上設置有空氣流量調節(jié)閥6，釩氧化塔5的頂部設置有空氣的放空管線7，釩氧化塔5的底部設置有液體出口管線，釩氧化塔5內設置有填料8。釩氧化塔 5的液體出口管線與緩沖溶液槽9相連，緩沖溶液槽9通過管道與輸送泵10相連，輸送泵10的出口通過管道與貧液泵3的進口或半貧液泵2的進口相連，或輸送泵10直接將溶液泵入到吸收塔1。為了方便設置，輸送泵10的出口通過管道與貧液泵3的進口相連。通過空氣氧化脫碳溶液中的四價釩離子，保證脫碳溶液中五價釩離子的濃度，避免腐蝕。

本實用新型不局限于上述具體實施例，應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化?？傊脖炯夹g領域中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。