CN1025726C - 氮肥生产用铜液能量回收装置 - Google Patents

Abstract

一种改进的、用于氮肥厂合成氨生产中的合成混合气铜洗系统的能量回收装置，它由增压器、换向器及配流器三部分组成，可以回收废铜液中80%以上的液压能。从而使吨氨电耗降低15-20度。本装置结构简单巧妙，制造与操作都很简单，可广泛推广到氮肥生产中去，具有较高的经济效益和社会效益。

Description

一种改进的、用于氮肥厂合成氨生产中反应混合气铜洗系统的能量回收装置，属液体变容式机械领域。

目前，在氮肥生产过程中，当把参与反应的混合气体（主要是氮氢混合气体，另还含有一些一氧化碳、二氧化碳、氧气等杂质气体）送合成塔合成前，需先进行净化。由于是利用醋酸铜氨液对混合气体进行洗涤净化的，故一般称为铜洗，洗涤塔亦称铜洗塔，醋酸铜氨液称之为铜液。铜洗时，要求铜液和待洗混合气体必须加压到11.5-13.0MPa。铜洗后，排出的废铜液压力也仍然在11.0-12.0MPa以上。这些废铜液通过减压阀减压到3个大气压后，送再生塔进行再生，再生后的新铜液，再由一个大流量的高压泵加压至11.5-13.0MPa，泵入铜洗塔，循环使用。在这个过程中，高压废铜液所具有的能量基本上都给白白浪费掉了。

为了利用这部分能量，有人在铜洗系统中配置一台机械式能量回收机。这种回收机由两个庞大的立式单作用液压缸组成，换向部分采用机械传动机构，操作时，因这种回收机不能做到完全自吸，所以还必须附有一套供料装置，结果使它异常复杂和笨重，给使用、维护和保养带来了诸多不便。

本发明的目的在于提供一种改进的废铜液能量回收装置，当将其安装在废铜液再生系统中去后，它能利用废铜液中的能量，将再生后的新铜液加压并泵到铜洗塔，能量被利用后的废铜液再送到再生塔进行再生。这样，就可以回收铜液中80%的能量，其损失的20%的能量仅需要一个小流量柱塞泵补充就可满足了，另外，这种改进的铜液能量回收装置在结构上应不同于单作用液压缸式能量回收机。

本发明的目的是通过将两个不等容的液压缸活塞联接在一起，并通过一套换向器使两个液压缸交替工作而实现的。

以下结合附图对本发明作进一步详述。

图1是本发明的系统原理图（虚线内为本发明各部件，虚线外为现铜洗系统连接示意图）。

图2是增压器的剖视图。

图3是配流器结构示意图。

图4是本发明的结构外观图。

图5是本发明的A向视图。

图6是换向阀的控制电路图。

本发明由增压器、配流器及换向器三部分组成。其中增压器的作用是利用废铜液中的压力能推动活塞作功，以便把再生后的新铜液泵入铜洗塔;换向器的作用是及时切换管路，使增压器的两个缸交替工作;配流器的作用是使铜液按规定管路进入增压器或铜洗塔，防止倒流。各部分的详细结构如下：

一、增压器

它基本上是两个不等容的液压缸用中间法兰对接而成，结构上呈对称形。图2画出了其中一部分的剖视图，另一部分与此相同。每个液压缸由缸体 （13）、活塞（14）、活塞杆（15）、缸盖（12）及碰块（11）所组成。缸体（13）为圆筒状，两端有凸缘，便于与中间法兰（18）及缸盖（12）相联接。在法兰（18）的每一边都开有一个连通缸体内外的通孔，以便与液管（21）或（22）连接，在缸盖（12）上也开有一个通孔，它与液管（25）或（26）相连通。两个液压缸的活塞（14）通过活塞杆（15）固定在一起，可在各自的缸体内左右同步运动。为了加强高压密封效果，在缸体与法兰、缸体与缸盖之间都加有密封圈（16）、（17）。碰块（11）固定在缸盖（12）上，它由顶杆、复位弹簧及将这两个机件组合在一起的座套组成。当活塞（14）运行到极限位置时，顶压碰块，从而使限位行程开关1KC、2KC动作，完成切换管路的工作。

由于废铜液的压力低于新铜液所要求的压力值，所以本发明中的液压缸按非等容缸设计，其活塞两边的面积之比在1.05-1.30之间。

对于小氮肥厂来说，增压器需处理的流体流量约为每小时十几立方米，其缸径可在φ250-400毫米之间选择，对中型化肥厂来说，增压器的缸径可在φ500-800毫米之间选择，双缸长度约为2.5-3.6米。

二、换向器

这部分包括换向阀（30）和两个行程开关1CK、2CK。换向阀采用二位四通阀，亦可采用三用四通阀。换向阀的R、S、P、Q孔分别与液管（25）、（26）、（27）、（28）相连通。其中，液管（28）通向再生塔;液管（27）经流量控制阀及截止阀后通向铜洗塔的废铜液出口;液管（25）、（26）分别接增压器的两个缸。行程开关1CK、2CK分别控制换向阀的两个电磁线圈。

三、配流器

这部分包括四个单向阀（31）、（32）、（33）、（34），四个单向阀按图1所示互相连接在一起。连接后的E端接液管（24），F端接液管（21），G、H端分别接液管（23）和（22）。液管（23）的另一端经铜液过滤器（3）通新铜液池，液管（24）的另一端通向铜洗塔的新铜液进口。

为了使配流器结构紧凑，可将四个单向阀组合在一起，从而成为一个专用配流器池，图3画出了这种配流器的结构。其中，单向阀（31）（32）与单向阀（33）（34）分别装配在接口（44）和（47）上，并通过后者与液管相连接（即图1中的G、E端）。单向阀的另一端则分别通过弯管（42）接至两个三通（41）上，这两个三通的出口即为连接液管（21）（22）的F、H端。每个单向阀都是由阀体（45）、锥阀芯（46）及弹簧（48）组成的，锥阀芯与阀体上的座面相配合，当其压紧时，即阻断了流体的通路，从而保证流体仅能单方向流动。

操作时，按下启动按钮QA1或QA2，中间继电器J1或J2通电。如设J1通电，则其常开触点使1DT通电，换向阀（30）左位接入系统，这时，由铜洗塔下部排出的废铜液经截止阀（7），流量控制阀（6）、液管（27）、换向阀（30）、液管（25）进入增压器的A腔，推动活塞向右运动，结果使D腔的废铜液被挤出经液管（24）、换向阀（30）、液管（28）流向再生塔进行再生。B腔的新铜液被加压经液管（21）、配流器及液管（24）泵至铜洗塔上部，与此同时，C腔因容积增大形成真空从铜液池经过滤器（3）、液管（23）、配流器和液管（22）吸入新铜液。当活塞右行到终点时，碰块（11）压下行程开关1CK，使J1断电，1DT亦随之断电，J2通电，它的常开触头使2DT通电，换向阀右位接入系统，这时由铜洗塔排出的废铜液进入增压器的D腔，推动活塞向左运动，从而重复了开始时的工作过程，实现了双缸作用自动循环。这样，能量回收装置就回收了废铜液中的大部分液压能。合理地选择不等容缸活塞两边的面积之比参数，可回收80%以上的能量，其余损失的20%的能量，只要有一个小功率的柱塞泵（流量为2.4-8.0M3/h）进行补充就可以了。图1画出了铜液柱塞泵的连接原理图。其中，（2）为过滤器，（1）为铜液柱塞泵，（4）为安全阀。铜液柱塞泵与能量回收装置的输出管路都接至铜洗塔的新铜液入口上。

按本发明型制造的能量回收装置，体积小，重量轻，结构简单巧妙，制造与操作都很方便。氮肥厂安装本发明后，可使吨氨耗电节约15-20度。若在我国一千多家氮肥厂推行，可节电5.3万千瓦，年节约电费数千万元，经济效益相当可观。

Claims (1)

1、一种氮肥生产用铜液能量回收装置，它包括换向器及液压缸，其特征在于，改进后的装置又增设了一个增压器和配流器，所述增压器由两个不等容的液压缸由活塞联接在一起，每个液压缸由缸体(13)、活塞(14)、活塞杆(15)、缸盖(12)及缸块(11)所组成，缸体(13)为圆筒状，两端有凸缘，法兰(18)及缸盖(12)即固定在它上面，法兰(18)的每一边都开有一个通孔，分别与液管(21)或(22)连接，每个缸盖(12)上也各开有一个通孔，分别与液管(25)或(26)相通，两个活塞(14)通过活塞杆(15)固定在一起，可在各自的缸体内左右同步运动，所述换向器包括换向阀(30)和两个行程开关1CK、2CK、换向阀的R、S、P、Q孔分别与液管(25)、(26)、(27)、(28)相连通，液管(28)通向再生塔，液管(27)接铜洗塔的废铜液出口，液管(25)、(26)分别接增压器的两个缸，行程开关1CK、2CK分别控制换向阀的1DT、2DT，所述配液器包括四个连通在一起的单向阀(31)、(32)、(33)、(34)，其中，单向阀(31)、(32)及单向阀(33)、(34)分别装配在接口(44)和(47)上，单向阀的另一端分别通过弯管(42)接至两个三通(41)上，连接后的E、F、G、H端分别接液管(24)、(21)、(23)和(22)，液管(23)的另一端通新铜液池，液管(24)的另一端通铜洗塔的新铜液进口。

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