[發明專利]熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置

有效

• 申請號: 201410227464.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104016373A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 李景峰
• 申請（專利權）人: 李景峰;內蒙古師范大學
• 主分類號: C01C1/02
• 分類號: C01C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于化工生產設備及化工產品制備技術領域，尤其是涉及一種無需冷卻水、無需用電的熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置。

背景技術

氨水是實驗室重要的試劑，試劑氨水的國標含量為25％。工業上用作煙氣脫硫脫硝的還原劑。農業上經稀釋后可用作化肥。無機工業用于制選各種鐵鹽。軍事上作為一種堿性消毒劑，用于消毒沙林類毒劑。毛紡、絲綢、印染等工業用于洗滌羊毛、呢絨、坯布，溶解和調整酸堿度，并作為助染劑等。有機工業用作胺化劑，生產熱固性酚醛樹脂的催化劑。醫藥上用稀氨水對呼吸和循環起反射性刺激，醫治暈倒和昏厥，并作皮膚刺激藥和消毒藥。也用作洗滌劑、中和劑、生物堿浸出劑。還用于制藥工業、曬圖等。

氨水制備基本原理：氨溶于水形成的水溶液叫做氨水。其反應方程式為：NH₃+H₂O→NH₃·H₂O。氨很容易溶解于水。在20℃時，一體積的水可溶解約700體積的氨。從化學平衡觀點看，NH3(氣)+H2O(液)＝NH₃·H₂O+Q，這個反應是可逆放熱反應。在絕熱過程中，隨著反應過程的進行，溶液的溫度隨之升高，逆向反應速率加大，平衡氨的含量下降，當溶液溫度上升到35℃時，在1大氣壓下，溶液穩定氨含量是25％，當溫度高于35℃時，1大氣壓下溶液穩定氨的含量就小于25％，即在1大氣壓，溶液溫度高于35℃情況下是無法制取合格的氨水。因此，在生產氨水過程中，必須及時移走反應過程中所放出的熱量，使生產操作控制在1大氣壓小于35℃的情況下進行。

工業生產中反應過程所放出的熱量是用水進行冷卻，其操作是氨由液氨鋼瓶供給，而液氨鋼瓶是受環境溫度控制，液氨吸熱氣化，通入吸收反應器內進行反應，在反應過程中用冷卻水移走熱量，使反應過程得以正常進行。但是，由于環境溫度很不穩定，它隨著季節的不同而不同，在一天中隨著早、中、晚、夜的變化溫度變化很大，因此，液氨鋼瓶內的液氨氣化速率隨環境溫度變化也大，也就是反應器內進氨量波動較大，當冷卻水不變的情況下，使吸收反應器內的溫度變化也大。另外所用的冷卻水隨著來源的不同，季節和早、中、晚、夜的不同，冷卻水進口溫度變化幅度也比較大，這也直接影響反應器內的反應溫度。由于吸收反應器內溫度產生大的波動，其結果，不僅影響產品質量的穩定，而且造成氨的大量浪費，使氨的利用率大幅度下降，造成環境污染，給操作帶來很大困難。

目前，氨水的制備工藝主要有：鼓泡吸收、泡罩塔吸收和液氨直接吸收法。CN2873744Y實用新型公開了一種速成工業氨水制備裝置，采用多個換熱器，合理安排氨介質流道和水介質流道，充分利用氨水制備過程中的吸熱和放熱，在一個單元設備中最大限度地增大換熱面積，提高換熱效果，完成多次吸收反應。CN201148352Y實用新型公開了一種配制氨水的裝置，大大縮短了氨水的配制時間，降低了生產成本，還避免了空氣污染，改善了生產操作環境。CN101863495B發明公開了一種高效的將液氨與水配置成氨水的設備，克服了現有技術氨水配置效率低、配置所需設備多、噪音大、成品氨水濃度低、氨水濃度不均勻等缺陷。CN201940202U實用新型公開了一種由液氨制備氨水的裝置，針對液氨與水混合制備氨水過程存在的問題，克服過程噪音和震動問題，同時解決熱氨水的問題，提供一種高效、穩定和可靠的由液氨制備氨水的裝置。CN102701233B發明公開了一種液氨吸收器及其氨水制備系統，提供一種液氨吸收器，采用新型的液氨直接吸收法制備氨水，其配套設備少，其系統投入設備少，工藝簡單，自產氨水綜合成本低。CN203183930U公開了一種氨水制備裝置，提供了一種氨水濃度均勻、冷卻效果好、節省能源、安全可靠的氨水制備裝置。CN202336300U實用新型公開了一種釋氨裝置，具有工藝流程筒單容易操作，氨水濃度均勻并且可根據需要控制出口氨水濃度，氨損失率較低，對環境影響較小，能夠連續運行，生產效率高等優點。CN103285755A發明公開了一種盤管式氨水制備一體機，具有結構設計合理，操作安全性高，氨水濃度均勻，節約能源，氨的損失較小，對環境影響小，能夠連續運行，結構緊湊，換熱效率高，操作更加方便等優點。

以上技術方案都針對原有不同技術缺陷做出了不同程度改進，但都沒有脫離用冷卻水移走反應過程釋放熱量這一環節，仍然存在液氨鋼瓶內的液氨氣化速率隨環境溫度變化、吸收反應器內進氨量波動、吸收反應器內產生溫度波動、及水資源和能源浪費等問題。

發明內容