[發明專利]一種化學純氨水制備系統及方法

有效

• 申請號: 201811613251.1
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109455735B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 蔡飛;呂會;白金;朱亞靜;李慧;馬露;趙春雄;錢艷麗;苗玉婷;王劍平
• 申請（專利權）人: 中核北方核燃料元件有限公司
• 主分類號: C01C1/02
• 分類號: C01C1/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 任超

本發明涉及一種化學純氨水制備系統及方法，所述的系統包括液氨氣化器、氨氣緩沖罐、純化槽A、純化槽B、吸收槽A、吸收槽B、氨水泵、循環水冷卻設備及DCS控制系統；所述的方法包括以下步驟：第1步，配置3％高錳酸鉀和2.5％氫氧化鋇溶液，分別通過加液閥A和加液閥B加入到純化槽A和純化槽B；第2步，打開循環水管道閥門I和閥門J，啟動循環水設備；第3步，打開去離子水管道氣動調壓閥門和閥門C向吸收槽A加入去離子水，后關閉氣動調壓閥門和閥門C。本發明無需使用高純液氨，使用工業液氨即可制備符合國標要求的化學純氨水，技術較為成熟，已成功應用于核化工行業，也同時具備制備工業氨水的要求。該設備節能效果良好，無污染。

技術領域

本發明屬于化學純氨水制備技術領域，具體涉及一種化學純氨水制備系統及方法。

背景技術

化學純氨水制備工藝中，往往采用蒸汽或電加熱式液氨氣化器將液氨汽化，然后將氨氣純化處理后，通入去離子水溶解吸收，同時需用冷卻循環水帶走氨氣吸收溶解過程中產生的熱量，這樣可將氨水的溫度控制在40～45℃，確保制備出較高濃度的氨水。該工藝中液氨汽化熱約1333KJ/Kg，氨氣溶解于水的溶解熱約為2044KJ/Kg，后者遠大于前者，且液氨減壓至0.2MPa時，溫度僅為-8℃，氨水水溫為40～45℃，存在較大溫差，完全可以用溶解熱實現液氨的氣化，這樣能耗可降低90～98％。

目前氨水制備工藝中常常將液氨直接通入水進行制備，但在制備化學純氨水時必須使用高純液氨，高純液氨價格比工業液氨價格高出很多，經濟性較差。

目前市場使用液氨氣化器的換熱器均為盤管式和U型管式換熱器，這兩種形式的換熱器均不適合本裝置使用要求，主要是液氨氣化時殘留的泥狀雜質不易清除，日常維護不好實施，嚴重影響設備的使用壽命。常溫循環水液氨氣化器選擇列管式換熱器，不僅方便除去附著在管壁油泥，而且出現故障易于維修。

常溫循環水液氨氣化器工作原理：液氨經調節閥將壓力降至0.15～0.2Mpa，后進入汽化器汽化，液氨走管程，循環水走殼程，管程中的液氨經過與殼程中的熱水換熱后氣化為氨氣。經氣液分離脫去霧滴后由氣相出口總管輸出。除液氨入口設置氣動調節閥外，氣化器氨氣出口管道和循環水出口設置熱電阻，循環水管道安裝流量開關，氨氣氣相出口設置壓力變送器，同時氣化器上設置安全閥。氨氣溫度下限、氨氣壓力高限、循環水出水溫度下限和循環水流量下限報警時，汽化器立即停止進液氨，防止換熱管結冰和液氨氣化不充分。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種系統，使用工業液氨即可制備符合國標要求的化學純氨水，兼能制備工業氨水。該裝置應用常溫循環水液氨氣化器將氨水制備中的溶解熱用于氣化液氨，節能效果良好，每噸液氨制備氨水僅需耗能7千瓦時，且無污染，生產過程無需外排氨氣尾氣，符合國家現行環保和安全要求。

本發明的技術方案如下：一種化學純氨水制備系統，包括液氨氣化器、氨氣緩沖罐、純化槽A、純化槽B、吸收槽A、吸收槽B、氨水泵、循環水冷卻設備及DCS控制系統；

所述的液氨氣化器，用于將液氨通過循環水加熱氣化為一定壓力的氨氣，并將氨氣輸送至氨氣緩沖罐內；

所述的液氨氣化器的液氨入口與液氨儲罐通過液氨管道連接；液氨氣化器的氨氣出口通過管道與氨氣緩沖罐連接，該處連接管道設有閥門K和熱電阻A；氨氣緩沖罐的氨氣出口通過管道與純化槽A的氨氣入口連接，該處連接管道設有流量調節閥和流量計B；純化槽A的氨氣出口與純化槽B的氨氣入口連接，純化槽B的氨氣出口分別與吸收槽A和吸收槽B的氨氣入口連接，吸收槽A的氨氣出口與吸收槽B的入口管道連接，吸收槽B的氨氣出口與吸收槽A的入口管道連接，吸收槽A和吸收槽B的氨水出口與氨水泵連接，氨水泵與氨水儲槽連接；

所述的循環水冷卻設備的出水口與吸收槽A和吸收槽B的循環水入口連接，吸收槽A和吸收槽B的循環水出口與液氨氣化器的循環水入口連接，液氨氣化器的循環水出口與循環水冷卻設備的回水口連接，實現循環水循環；