CN105195460B - 可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置，包括分离装置本体和喷淋清洗机构，喷淋清洗机构由上分离元件顶部和底部喷淋口、下分离元件喷淋口、上、下分离元件压差控制单元、上分离元件顶部喷淋控制单元、仪表空气输送器、喷淋液输送器、多个电磁开关阀以及多个切断阀组成，仪表空气输送器和喷淋液输送器的输出端分别通至各电磁开关阀的气体输入端和液体输入端，各电磁开关阀的输出端分别接至上、下分离元件喷淋口和上分离元件顶部喷淋口的输入端。本发明实现了对氧化氮分离装置的自动化在线喷淋清洗，喷淋清洗机构开启及时精确，清洗效率高，可有效保证氧化氮分离装置的安全可靠运行，提高了企业的现场管理水平。

Description

可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置

技术领域

本发明属于硝酸生产工艺的控制装置技术领域，涉及一种适用于硝酸生产设备中的可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置。

背景技术

在硝酸生产工艺系统中，氧化氮分离装置位于氧化氮压缩机前端，用以除去工艺气体中的杂质和雾滴，从而确保压缩机的稳定运行。但在系统生产运行一定周期后，氮氧化物、水、氨等会形成铵盐结晶体会附着在氧化氮分离装置内件表面，引起压差增大，导致分离装置的分离效率降低，结晶体也可能会附着于压缩机转子上，破坏压缩机转子的动平衡，影响压缩机正常运转。因此必须根据氧化氮分离系统运行的压力、温度等变化状况对其进行清洗，以保证其稳定、安全运行。目前，本领域配置于双加压法硝酸生产系统中的氧化氮分离装置的自动化程度普遍较低，尤其是在分离装置的清洗方面，迄今在生产上基本是靠人工手动操作，不能做到精确、稳定控制，而且现场操作的劳动强度也非常大。

发明内容

本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构设置合理、操作方便、有利于提高硝酸工艺生产系统安全高效运行的可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置，包括其内设有上、下分离元件室的分离装置本体以及与分离装置本体配连的喷淋清洗机构，其中，所述的喷淋清洗机构由上分离元件顶部喷淋口、上分离元件底部喷淋口、下分离元件喷淋口、上分离元件压差控制单元、下分离元件压差控制单元、上分离元件顶部喷淋控制单元、仪表空气输送器、喷淋液输送器、三个编号为第一至第三的分别受控于上分离元件压差控制单元、下分离元件压差控制单元和上分离元件顶部喷淋控制单元的电磁开关阀、一个针型阀以及七个编号分别为第一至第七的七个切断阀组成，上分离元件顶部喷淋口和上分离元件底部喷淋口分别设在上分离元件室内的顶部和底部，下分离元件喷淋口设在下分离元件室内的进气侧，仪表空气输送器的输出端分别通至三个电磁开关阀的气体输入端，喷淋液输送器的输出端分别通至三个电磁开关阀的液体输入端，三个电磁开关阀的输出端分别接至上分离元件底部喷淋口、下分离元件喷淋口和上分离元件顶部喷淋口的输入端。

上述可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置中，喷淋液输送器的输出端分支为三路并分别通过第四切断阀、第六切断阀和第二切断阀对应通至三个电磁开关阀的液体输入端，三个电磁开关阀的输出端分别通过第三切断阀、第五切断阀和第一切断阀对应接至上分离元件底部喷淋口、下分离元件喷淋口和上分离元件顶部喷淋口的输入端。

上述可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置中，在喷淋液输送器的输出端管路上装有第七切断阀，在仪表空气输送器的输出端管路上装有减压阀。

上述可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置中，上分离元件压差控制单元由上分离元件压力传感器、控制电路及报警电路组成，上分离元件压力传感器置于流体通过上分离元件的进口测压点和出口测压点，其输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的控制信号输出端和报警输出端分别通至第一电磁开关阀的输入控制端和报警电路的输入端；下分离元件压差控制单元由下分离元件压力传感器、控制电路及报警电路组成，下分离元件压力传感器置于流体通过下分离元件的进口测压点和出口测压点，其输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的控制信号输出端和报警输出端分别通至第二电磁开关阀的输入控制端和报警电路的输入端。

上述可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置中，上分离元件顶部喷淋控制单元为手动控制单元，其输出端通至第三电磁开关阀的输入控制端。

实际工作中，本发明可根据氧化氮分离系统运行的工艺参数要求，对系统不同工艺位置的压力进行在线监测，根据其所测压力进行DCS集中控制，并实现清洗系统的流量监测和控制，喷淋清洗机构的管路采用电磁开关阀控制，将其电信号引入装置内设置的DCS集中控制单元(上分离元件压差控制单元、下分离元件压差控制单元)中，当氧化氮分离装置的压力超过工艺设定值时，喷淋清洗机构自动开启，对氧化氮分离装置进行内部喷淋清洗，而当压力低于设定值后，喷淋清洗系统自动关闭；另外，本发明在喷淋清洗机构内还设置有手动控制开关(上分离元件顶部喷淋控制单元)，可实现手动与自动控制自由切换，实时对氧化氮分离装置进行内部喷淋清洗。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：通过在氧化氮分离装置上配设喷淋清洗机构实现了对氧化氮分离装置的自动化在线喷淋清洗，喷淋清洗机构开启及时精确，喷淋时间不滞后，不超时，有效控制了喷淋液流量，清洗效率高，可有效保证氧化氮分离装置的安全可靠运行，而且提高了工作效率，使分离元件使用周期得到有效延长，有利于降低生产成本，提高了企业的现场管理水平。

附图说明

图1是本发明一个具体实施例的原理结构示意图。

图1中各数字标号的名称分别是：1－下分离元件压差控制单元，2－上分离元件压差控制单元，3－上分离元件顶部喷淋口，4－上分离元件底部喷淋口，5－下分离元件喷淋口，6－下分离元件喷淋口，7－上分离元件顶部喷淋控制单元，8－第一切断阀，9－第二切断阀，10－第三电磁开关阀，11－第三切断阀，12－第四切断阀，13－第一电磁开关阀，14－第五切断阀，15－第六切断阀，16－第二电磁开关阀，17－针型阀，18－第七切断阀，19－减压阀，20－仪表空气输送器，21－喷淋液输送器，22－分离装置本体。

具体实施方式

参见图1，本发明所述的可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置包括分离装置本体22以及与其配连的喷淋清洗机构，分离装置本体22内设有上、下分离元件室。喷淋清洗机构由上分离元件顶部喷淋口3、上分离元件底部喷淋口4、下分离元件喷淋口5、6、上分离元件压差控制单元2、下分离元件压差控制单元1、上分离元件顶部喷淋控制单元7、仪表空气输送器20、喷淋液输送器21、减压阀19、第一电磁开关阀(气源压力：0.6MPa，电源压力：24V DC)13、第二电磁开关阀(气源压力：0.6MPa，电源压力：24V DC)16、第三的电磁开关阀(气源压力：0.6MPa，电源压力：24V DC)10、针型阀17以及编号分别为第一至第七的七个切断阀8、9、11、12、14、15、18组成。上分离元件顶部喷淋口3和上分离元件底部喷淋口4分别设在上分离元件室内的顶部和底部，下分离元件喷淋口5、6设在下分离元件室内的进气侧。上分离元件压差控制单元2由上分离元件压力传感器、控制电路(型号为Foxboro I/ASeries，采用DCS系统工作)及报警电路组成，上分离元件压力传感器置于流体通过上分离元件的进口测压点和出口测压点处，其输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的控制信号输出端和报警输出端分别通至第一电磁开关阀13的输入控制端和报警电路的输入端。下分离元件压差控制单元1由下分离元件压力传感器、控制电路(型号为Foxboro I/ASeries，采用DCS系统工作)及报警电路组成，下分离元件压力传感器置于流体通过下分离元件的进口测压点和出口测压点处，其输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的控制信号输出端和报警输出端分别通至第二电磁开关阀16的输入控制端和报警电路的输入端。上分离元件顶部喷淋控制单元7为手动控制单元，其输出端通至第三电磁开关阀10的输入控制端。仪表空气输送器20的输出端分支为三路并分别通至三个电磁开关阀13、16、10的气体输入端，在仪表空气输送器20的输出端管路上装有过滤减压阀19。喷淋液输送器21的输出端分支为三路并分别通过第四切断阀12、第六切断阀15和第二切断阀9对应通至第一电磁开关阀13、第二电磁开关阀16和第三的电磁开关阀10的液体输入端，第一电磁开关阀13、第二电磁开关阀16和第三的电磁开关阀10的输出端分别通过第三切断阀11、第五切断阀14和第一切断阀8对应接至上分离元件底部喷淋口(4)、下分离元件喷淋口5、6和上分离元件顶部喷淋口3的输入端。图中FI为流量显示计；PG为压力显示表，在压力显示表之前装有第七切断阀17；FC表示第一电磁开关阀13、第二电磁开关阀16或第三电磁开关阀10供气故障时气动阀关闭。

本发明的具体工作原理如下所述。

根据分离元件的要求，需要在氧化氮分离装置开停车前对上分离元件进行清洗，此时采用上分离元件顶部喷淋控制单元(手动控制开关，图中H表示手动控制)7进行手动控制操作，即通过上分离元件顶部喷淋控制单元7开启第三电磁开关阀10，仪表空气输送器20通过过滤减压阀19为第三电磁开关阀10供气。第三电磁开关阀10开启后，喷淋液输送器21通过第七切断阀18和第二切断阀9流经第三电磁开关阀10，FC表示电磁开关阀10供气故障时气动阀关闭。经调节后的喷淋液由第三电磁开关阀10经第一切断阀8进入上分离元件顶部喷淋口3对上分离元件进行清洗喷淋。在第七切断阀18和第二切断阀9之间有压力显示表PG，在压力显示表PG之前装有针型阀17。以上过程操作人员只需根据实际情况在中控室进行点控操作，正常喷淋一段时间后关闭即可。

氧化氮分离装置在运行过程中，当下分离元件压差控制单元1检测到下分离元件压力超过限定值时，单元中采用DCS系统工作的控制电路控制第二电磁开关阀16开启，仪表空气输送器20通过减压阀19为第二电磁开关阀16供气，FC表示电磁开关阀16供气故障时电磁开关阀关闭。喷淋液输送器21依次流经第七切断阀18和第六切断阀15进入第二电磁开关阀16，调节后的喷淋液由第二电磁开关阀16经流量计FI和第五切断阀14进入下分离元件喷淋口5、6，对下分离元件进行清洗喷淋。

当分离元件压差控制单元2检测到上分离元件压力超过限定值时，单元中采用DCS系统工作的控制电路控制第一电磁开关阀13开启，仪表空气输送器20通过减压阀19为第一电磁开关阀13供气，喷淋液输送器21依次流经第七切断阀18和第四切断阀12进入第一电磁开关阀13，调节后的喷淋液由第一电磁开关阀13经流量计FI和第三切断阀11进入上分离元件底部喷淋口4，对上分离元件进行清洗。

上述工作过程中，仪表空气输送器20输送的空气都经过了减压阀19来保证电磁开关阀的正常运行，喷淋液输送器21的压力和流量都处在仪表的控制范围内，操作人员可以根据实际情况调节压力和流量来保证分离内件的喷淋效果。

在对下分离元件和上分离元件喷淋过程中，当喷淋至一定时间，下分离元件压差控制单元1或上分离元件压差控制单元2仍超限定压差值时，下分离元件压差控制单元1或上分离元件压差控制单元2会发出报警信号，提示操作人员进行现场手动处理。

整个装置设置中，上分离元件顶部喷淋口3、上分离元件底部喷淋口4以及下分离元件喷淋口5、6要保证畅通，第一至第七各切断阀(8、9、11、12、14、15、18)以及针型阀17、减压阀19均保持常开状态。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，但凡是未脱离本发明技术方案的内容以及依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置，包括其内设有上、下分离元件室的分离装置本体(22)以及与分离装置本体(22)配连的喷淋清洗机构，其特征在于：所述的喷淋清洗机构由上分离元件顶部喷淋口(3)，上分离元件底部喷淋口(4)，下分离元件喷淋口(5、6)，上分离元件压差控制单元(2)，下分离元件压差控制单元(1)，上分离元件顶部喷淋控制单元(7)，仪表空气输送器(20)，喷淋液输送器(21)，三个编号为第一至第三的分别受控于上分离元件压差控制单元(2)、下分离元件压差控制单元(1)和上分离元件顶部喷淋控制单元(7)的电磁开关阀(13、16、10)，一个针型阀(17)以及七个编号分别为第一至第七的七个切断阀(8、9、11、12、14、15、18)组成，上分离元件顶部喷淋口(3)和上分离元件底部喷淋口(4)分别设在上分离元件室内的顶部和底部，下分离元件喷淋口(5、6)设在下分离元件室内的进气侧，仪表空气输送器(20)的输出端分别通至三个电磁开关阀(13、16、10)的气体输入端，喷淋液输送器(21)的输出端分别通至三个电磁开关阀(13、16、10)的液体输入端，三个电磁开关阀(13、16、10)的输出端分别接至上分离元件底部喷淋口(4)、下分离元件喷淋口(5、6)和上分离元件顶部喷淋口(3)的输入端。

2.根据权利要求1所述的可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置，其特征在于：喷淋液输送器(21)的输出端分支为三路并分别通过第四切断阀(12)、第六切断阀(15)和第二切断阀(9)对应通至三个电磁开关阀(13、16、10)的液体输入端，三个电磁开关阀(13、16、10)的输出端分别通过第三切断阀(11)、第五切断阀(14)和第一切断阀(8)对应接至上分离元件底部喷淋口(4)、下分离元件喷淋口(5、6)和上分离元件顶部喷淋口(3)的输入端。

3.根据权利要求1所述的可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置，其特征在于：在喷淋液输送器(21)的输出端管路上装有第七切断阀(18)，在仪表空气输送器(20)的输出端管路上装有减压阀(19)。

4.根据权利要求1所述的可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置，其特征在于：上分离元件压差控制单元(2)由上分离元件压力传感器、控制电路及报警电路组成，控制电路的控制信号输出端和报警输出端分别通至第一电磁开关阀(13)的输入控制端和报警电路的输入端；下分离元件压差控制单元(1)由下分离元件压力传感器、控制电路及报警电路组成，控制电路的控制信号输出端和报警输出端分别通至第二电磁开关阀(16)的输入控制端和报警电路的输入端。

5.根据权利要求1所述的可实现自动化在线清洗的氧化氮分离装置，其特征在于：上分离元件顶部喷淋控制单元(7)为手动控制单元，其输出端通至第三电磁开关阀(10)的输入控制端。