用于真空取样的取样器及具有该取样器的尿素蒸发系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于真空取样的取样器及具有该取样器的尿素蒸发系统，属于化工相关技术领域。取样器部分主要包括取样器上段和取样器下段，取样器上段包括上段筒体，上段筒体的上端与法兰固定连接，下端通过螺纹副与取样器下段密闭连接；所述取样器下段具有用于容纳样本的容腔，所述法兰具有中心孔，中心孔与容腔相连通。本方案通过设计全新结构的取样器，并对对现有尿素蒸发系统的改进，实现了系统在不打破原有蒸发运行状态下的取样。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及尿素取样相关技术设备领域，具体的说，是涉及一种用于真空取样的取样器及具有该取样器的尿素蒸发系统。

技术介绍

目前，尿素产品质量主要由水分、缩二脲、粒度三个指标决定。其中，缩二脲含量尤为重要。在CO2汽提法尿素生产过程中，缩二脲在高压系统、循环系统、蒸发系统均有生成，但在蒸发系统生成量较多。因此，分析蒸发系统中尿液里的缩二脲含量，能及时给工艺生产提供参考，对控制缩二脲含量，提高产品质量有重要意义。
缩二脲含量分布情况，如表1所示：
表1
尿液进蒸发系统经过两段蒸发进行提浓，达到指标进行造粒，两段蒸发的操作条件如下：
尿素蒸发系统工艺运行条件，如表2所示：
表2
通过表2可以看出，尿素蒸发系统主要是负压、高温介质的运行环境，合适的取样方法对分析数据的可靠性及蒸发系统运行的稳定性至关重要。
但目前为止，针对尿素蒸发系统的取样设计出来的产品依然是空白。
因此，有必要对现有的尿素蒸发系统进行改进，来使其在不影响系统运行的情况下，实现取样。

技术实现思路

本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于真空取样的取样器及具有该取样器的尿素蒸发系统。本方案通过设计全新结构的取样器，并对现有尿素蒸发系统的改进，实现了系统在不打破原有蒸发运行状态下的取样。
为了达成上述目的，本技术采用如下技术方案：
一种用于真空取样的取样器，所述取样器包括取样器上段和取样器下段，
取样器上段包括上段筒体，上段筒体的上端与法兰固定连接，下端通过螺纹副与取样器下段密闭连接；
所述取样器下段具有用于容纳样本的容腔，
所述法兰具有中心孔，中心孔与容腔相连通。
优选的，所述取样器下段分别与具有第一通孔和第二通孔。
优选的，第二通孔与针型阀相连接。
优选的，所述法兰为带颈对焊法兰。
一种尿素蒸发系统，包括通过主管道连通的一段蒸发分离器和二段蒸发分离器；所述主管道还依次通过进料管道、上述的取样器、回料管道与二段蒸发分离器相连通；
其中，所述进料管道和回料管道上分别设置有阀门。
本技术的有益效果是：
(1)在使用了本技术设计真空系统取样结构后，可实现在蒸发系统正常运行时进行取样，且在取样期间蒸发系统真空波动很小，对蒸发系统的运行没有影响。
(2)在改进之前，为取蒸发系统的尿液，必须将蒸发系统破真空，打循环，一方面影响了蒸发系统的正常运行，打循环进入尿液槽的尿液需要二次蒸发提浓，导致成品缩二脲含量大幅上升，另一方面增加了操作强度，给系统运行带来了不稳定因素。而采用了本结构后，取样器安装及拆卸对正常生产运行基本不产生影响。
附图说明
图1是本技术中尿素蒸发系统的结构示意图；
图2是本技术中取样器上段的结构示意图；
图3是本技术中取样器下段的结构示意图；
图4是本技术中取样器的整体结构示意图；
图5是取样效果图；
图中：1、一段蒸发分离器，2、二段蒸发分离器，3、主管道，4、进料管道，5、取样器进口阀，6、取样器，7、取样器出口阀，8、取样器出口阀，9、回料管道；
10、取样器上段，11、中心孔，12、安装孔，
13、第一通孔，14、第二通孔，15、取样器下段。
具体实施方式
下面将结合附图对本技术进行详细说明。
实施例：一种用于真空取样的取样器，其结构如图2-4所示，该取样器6包括取样器上段10和取样器下段13；取样器上段10具有中心孔11，内部为空腔，取样器上段10的顶部为带颈对焊法兰，下部为不锈钢筒体结构，二者密闭连通。取样器下段15分别与具有第一通孔13和第二通孔14。
两通孔分别与一个DN10和DN6的不锈钢活接头连通，DN10的不锈钢活接头与压力表连通，DN6的活接头与出口针型阀连通。
取样器主体部分选用外径65mm，壁厚10mm的不锈钢管进行制作，大致可分为上下两段；
取样器上段10主要包括取样器盖，主要作用是与物料管线进行连接，以及密封取样器作用。采用法兰连接和外螺纹连接两种形式设计。
制作方式：取样器上段10顶部采用DN20带颈对焊法兰形式，下部采用长55mm(规格：外径65mm，壁厚10mm)的不锈钢管。不锈钢管一端制作成管螺纹连接形式，不锈钢管另一端打磨30°坡口后，与同样带坡口不锈钢板(规格直径65mm，壁厚10mm的圆形不锈钢板)进行氩弧焊焊接。不锈钢板中心制作直径27mm的预留孔，用长度65mm，Ф27mm×3mm的不锈钢管将DN20带颈对焊法兰与取样器盖对焊焊接成一个整体。
取样器下段13是取样器筒体，与取样器上段主要采用内螺纹连接形式,取样器下段13的内部具有容腔，用于装载样品。
制作方式：选用长140mm(规格：外径65mm，壁厚10mm)的不锈钢管。不锈钢管上端制作成管螺纹连接形式(与取样器盖匹配的内螺纹型式)，不锈钢管下端打磨30°坡口后，与同样带坡口不锈钢板(规格直径65mm，壁厚10mm的圆形不锈钢板)进行氩弧焊接连接。取样器下段13两端分别开第一通孔13和第二通孔14，分别用于焊接DN10和DN6的不锈钢活接头。DN10活接头主要是连接压力表，DN6的活接头主要是连接取样器出口针型阀。
在提供上述取样器结构的同时，为了方便取样器与原有的尿素蒸发系统进行对接，本技术还对现有的尿素蒸发系统进行了改进，参考图1所示，改进后的尿素蒸发系统包括：
通过主管道3连通的一段蒸发分离器1和二段蒸发分离器2；所述主管道3还依次通过进料管道4、取样器进口阀5，取样器6、回料管道9与二段蒸发分离器2相连通；回料管道9上安装有取样器出口阀7和取样器出口阀8。
本技术中，取样器大小选取计算依据为：
本设计方案按照取样器筒体容积的50％-80％进行计算和验证。分析数据所需样品质量：m＝0.15kg，介质密度ρ＝1205-1207kg/m3，因此所需要取样器容积为：
V＝m/ρ＝1.24×10-4m3如果选取外径为65mm，壁厚为10mm，长度为150mm不锈钢管做为取样容器，容器体积为：
V0＝πD2L/4＝3.142×[(65-10)/1000]2×0.15/4＝2.39×10-4m3V1＝αV0V1：取样量；V0：取样器筒体容积；α：取样体积系数，α＝50％-100％。
α＝50％时，取样器可以取样质量：119g
α＝80％时，取样器可以取样质量：191g
α＝100％时，取样器可以取样质量：239g。满足取样要求。
本技术的取样过程为：
1)将本技术设计的取样器6安装至一段蒸发分离器1、二段蒸发分离器2之间DN125管线底部导淋DN20不锈钢球阀处，用螺栓螺母通过安装孔12将取样器顶盖法兰与DN20不锈钢球阀连接；
2)将取样器下段13部分与取样器上段10部分进行螺纹连接；
3)连接完毕后，分别打开取样器进口阀5、取样器出口阀7、取样器出口阀8。待压力表显示压力稳定后3-5分钟后，取样完毕。
4)取样完毕后，分别关闭取样器进口阀5、取样器出口阀7、取样器出口阀8。
试验结果
采用本装置进行取样，取样重量统计如图5所示，从图表中可以看出，取样样品重量基本都在200g以上，可以实现分析，满足取样要求。
1)取样时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于真空取样的取样器，其特征在于，所述取样器包括取样器上段和取样器下段，取样器上段包括上段筒体，上段筒体的上端与法兰固定连接，下端通过螺纹副与取样器下段密闭连接；所述取样器下段具有用于容纳样本的容腔，所述法兰具有中心孔，中心孔与容腔相连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于真空取样的取样器，其特征在于，所述取样器包括取样器上段和取样器下
段，
取样器上段包括上段筒体，上段筒体的上端与法兰固定连接，下端通过螺纹副与取样
器下段密闭连接；
所述取样器下段具有用于容纳样本的容腔，
所述法兰具有中心孔，中心孔与容腔相连通。
2.根据权利要求1所述的取样器，其特征在于，所述取样器下段分别与具有第一通孔
和第二通孔。
3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠，王霜霜，秦清，王兵，
申请(专利权)人：兖矿鲁南化肥厂，
类型：新型
国别省市：山东;37