[發(fā)明專利]一種安全環(huán)保高效的液氨制備氨水的裝置

在審

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107601529A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李靈均;郭剛;崔有貴
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: C01C1/02
• 分類號: C01C1/02;B01F3/08;B01F5/04;B01F15/06;B01F15/00;B01F15/04;B01D53/78;B01D53/56
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 管高峰,錢成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鍋爐煙氣脫硝領(lǐng)域，尤其涉及液氨制備氨水。

背景技術(shù)

在一些鍋爐煙氣脫硝工程中，需要將氨制備成氨水之后作為脫硝裝置所使用的還原劑，以達到煙氣脫硝的目的。氨水的制備可以將液氨與除鹽水混合，但由于液氨與水混合時反應(yīng)較為劇烈，因此大多數(shù)的氨水制備工藝采用氨氣溶解的辦法，包括液氨蒸發(fā)和氨氣溶解兩個過程，設(shè)備數(shù)量多，占地面積大。此外液氨蒸發(fā)是吸熱過程，而氨水溶解是放熱過程，上述工藝還涉及熱量的匹配和換熱的優(yōu)化，制備過程復雜。例如專利文獻CN205252918U公開了一種氨水制備裝置，包括了液氨汽化器、靜態(tài)混合器和主換熱器三個獨立的工藝設(shè)備，其中液氨汽化器用于將液氨轉(zhuǎn)化為氨氣，靜態(tài)混合器用于將氨氣和水結(jié)合，換熱器使用螺旋纏繞管式換熱器，用于移走氨水制備過程產(chǎn)生的熱量。系統(tǒng)較為繁瑣，并且過多的工藝設(shè)備增加了故障發(fā)生率，可靠性降低。

利用液氨與除鹽水直接混合制備氨水，工藝簡單，設(shè)備數(shù)量少，可靠性高，但需要控制好液氨和除鹽水的混合過程并且及時排出溶解過程放出的熱量，技術(shù)難度大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提出一種安全環(huán)保高效的液氨制備氨水的裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中直接將液氨與除鹽水直接混合制備氨水的難題。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種安全環(huán)保高效的液氨制備氨水的裝置，包括殼體、文丘里噴射器、管式混合器、氨水盤管和冷卻介質(zhì)盤管，殼體上設(shè)有液氨進口、工藝水進口、氨水出口、冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口，殼體內(nèi)設(shè)有文丘里噴射器、管式混合器、氨水盤管和冷卻介質(zhì)盤管，冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口之間由冷卻介質(zhì)盤管連通并封閉循環(huán)，工藝水進口與管式混合器入口連通，液氨進口與文丘里噴射器入口連通，文丘里噴射器出口沿管式混合器內(nèi)工藝水流動方向伸入管式混合器內(nèi)，管式混合器的出口與氨水盤管的入口連通，氨水盤管的出口與氨水出口連通，氨水盤管和冷卻介質(zhì)盤管均呈柱狀盤繞，且兩者間內(nèi)外嵌套，殼體內(nèi)充裝有傳熱媒介，氨水盤管和冷卻介質(zhì)盤管浸泡在傳熱媒介中。

本發(fā)明中，在氨水制備裝置內(nèi)，液氨在在管道混合器內(nèi)通過文丘里噴射器高速噴射入工藝水中與工藝水混合后進入氨水盤管，液氨噴射進入工藝水中在氨水盤管中發(fā)生液態(tài)氨的氣化、氨與水的水合等物理和化學反應(yīng)，解決現(xiàn)有技術(shù)液氨與水直接反應(yīng)的難題。反應(yīng)后的氨水，以及未反應(yīng)的氨在氨水盤管內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)并完成降溫冷卻后，從氨水出口排出。同時，氨水盤管和冷卻介質(zhì)盤管浸泡在傳熱媒介中，例如除鹽水，傳熱媒介作為冷卻介質(zhì)盤管內(nèi)冷卻介質(zhì)與氨水盤管間接換熱的傳熱媒介，首先實現(xiàn)氨水的迅速降溫；其二冷卻介質(zhì)與氨水盤管不接觸，防止氨水從氨水盤管中泄漏污染閉式冷卻介質(zhì)；其三，即使氨水有泄漏，也迅速被傳熱媒介吸收，避免污染環(huán)境危害工作人員；其四，可以取樣分析殼體內(nèi)傳熱媒介的pH值來判斷氨水盤管是否發(fā)生泄漏，方便維護；其五，對于液氨與工藝水混合時產(chǎn)生的震動，換熱水也能夠?qū)φ饎悠鸬骄彌_作用。

作為選擇，殼體上還設(shè)有傳熱媒介補充口和傳熱媒介排放口。本方案中，殼體內(nèi)的傳熱媒介液位通過補充口補充進行液位保持，長期運行僅消耗少量的補充傳熱媒介。傳熱媒介必要時通過排放口排放進行更換。

作為選擇，殼體上還設(shè)有傳熱媒介溢流口。

作為選擇，殼體上還設(shè)有傳熱媒介取樣口。本方案中，氨水制備器設(shè)置有取樣口，取樣分析殼體內(nèi)傳熱媒介的pH值來判斷氨水盤管是否發(fā)生泄漏。

作為選擇，殼體上還設(shè)有傳熱媒介pH計。本方案中，氨水制備器設(shè)置有pH計，分析殼體內(nèi)傳熱媒介的pH值來判斷氨水盤管是否發(fā)生泄漏。

作為選擇，液氨進口和工藝水進口分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)裝置。本方案中，氨水制備裝置入口的液氨管道和工藝水管道上分別設(shè)置流量調(diào)節(jié)裝置，分別對液氨進氨量和工藝水的進水量進行調(diào)節(jié)和控制，從而調(diào)節(jié)和精確控制所制備氨水的質(zhì)量濃度和流量。

作為選擇，氨水出口和殼體上設(shè)有溫度監(jiān)測裝置，冷卻介質(zhì)進口上設(shè)有流量調(diào)節(jié)裝置。本方案中，裝置出口的氨水管道和殼體上設(shè)置溫度監(jiān)測裝置，裝置入口冷卻介質(zhì)管道上設(shè)置流量調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)流量控制殼體內(nèi)傳熱媒介溫度。通過傳熱媒介溫度控制裝置出口的氨水溫度。

前述本發(fā)明主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本發(fā)明可采用并要求保護的方案；且本發(fā)明，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間也可以自由組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護的技術(shù)方案，在此不做窮舉。

本發(fā)明的有益效果：