CN107601529A - 一种安全环保高效的液氨制备氨水的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全环保高效的液氨制备氨水的装置，属于锅炉烟气脱硝领域，壳体内设有文丘里喷射器、管式混合器、氨水盘管和冷却介质盘管，冷却介质进口和冷却介质出口之间由冷却介质盘管连通并封闭循环，工艺水进口与管式混合器入口连通，液氨进口与文丘里喷射器入口连通，文丘里喷射器出口沿管式混合器内工艺水流动方向伸入管式混合器内，管式混合器的出口与氨水盘管的入口连通，氨水盘管的出口与氨水出口连通，氨水盘管和冷却介质盘管均呈柱状盘绕，且两者间内外嵌套，壳体内充装有液态传热媒介，氨水盘管和冷却介质盘管浸泡在传热媒介中。本发明能够解决现有技术中直接将液氨与除盐水直接混合制备氨水的难题。
Description
技术领域
本发明属于锅炉烟气脱硝领域，尤其涉及液氨制备氨水。
背景技术
在一些锅炉烟气脱硝工程中，需要将氨制备成氨水之后作为脱硝装置所使用的还原剂，以达到烟气脱硝的目的。氨水的制备可以将液氨与除盐水混合，但由于液氨与水混合时反应较为剧烈，因此大多数的氨水制备工艺采用氨气溶解的办法，包括液氨蒸发和氨气溶解两个过程，设备数量多，占地面积大。此外液氨蒸发是吸热过程，而氨水溶解是放热过程，上述工艺还涉及热量的匹配和换热的优化，制备过程复杂。例如专利文献CN205252918U公开了一种氨水制备装置，包括了液氨汽化器、静态混合器和主换热器三个独立的工艺设备，其中液氨汽化器用于将液氨转化为氨气，静态混合器用于将氨气和水结合，换热器使用螺旋缠绕管式换热器，用于移走氨水制备过程产生的热量。系统较为繁琐，并且过多的工艺设备增加了故障发生率，可靠性降低。
利用液氨与除盐水直接混合制备氨水，工艺简单，设备数量少，可靠性高，但需要控制好液氨和除盐水的混合过程并且及时排出溶解过程放出的热量，技术难度大。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种安全环保高效的液氨制备氨水的装置，解决现有技术中直接将液氨与除盐水直接混合制备氨水的难题。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种安全环保高效的液氨制备氨水的装置，包括壳体、文丘里喷射器、管式混合器、氨水盘管和冷却介质盘管，壳体上设有液氨进口、工艺水进口、氨水出口、冷却介质进口和冷却介质出口，壳体内设有文丘里喷射器、管式混合器、氨水盘管和冷却介质盘管，冷却介质进口和冷却介质出口之间由冷却介质盘管连通并封闭循环，工艺水进口与管式混合器入口连通，液氨进口与文丘里喷射器入口连通，文丘里喷射器出口沿管式混合器内工艺水流动方向伸入管式混合器内，管式混合器的出口与氨水盘管的入口连通，氨水盘管的出口与氨水出口连通，氨水盘管和冷却介质盘管均呈柱状盘绕，且两者间内外嵌套，壳体内充装有传热媒介，氨水盘管和冷却介质盘管浸泡在传热媒介中。
本发明中，在氨水制备装置内，液氨在在管道混合器内通过文丘里喷射器高速喷射入工艺水中与工艺水混合后进入氨水盘管，液氨喷射进入工艺水中在氨水盘管中发生液态氨的气化、氨与水的水合等物理和化学反应，解决现有技术液氨与水直接反应的难题。反应后的氨水，以及未反应的氨在氨水盘管内继续反应并完成降温冷却后，从氨水出口排出。同时，氨水盘管和冷却介质盘管浸泡在传热媒介中，例如除盐水，传热媒介作为冷却介质盘管内冷却介质与氨水盘管间接换热的传热媒介，首先实现氨水的迅速降温；其二冷却介质与氨水盘管不接触，防止氨水从氨水盘管中泄漏污染闭式冷却介质；其三，即使氨水有泄漏，也迅速被传热媒介吸收，避免污染环境危害工作人员；其四，可以取样分析壳体内传热媒介的pH值来判断氨水盘管是否发生泄漏，方便维护；其五，对于液氨与工艺水混合时产生的震动，换热水也能够对震动起到缓冲作用。
作为选择，壳体上还设有传热媒介补充口和传热媒介排放口。本方案中，壳体内的传热媒介液位通过补充口补充进行液位保持，长期运行仅消耗少量的补充传热媒介。传热媒介必要时通过排放口排放进行更换。
作为选择，壳体上还设有传热媒介溢流口。
作为选择，壳体上还设有传热媒介取样口。本方案中，氨水制备器设置有取样口，取样分析壳体内传热媒介的pH值来判断氨水盘管是否发生泄漏。
作为选择，壳体上还设有传热媒介pH计。本方案中，氨水制备器设置有pH计，分析壳体内传热媒介的pH值来判断氨水盘管是否发生泄漏。
作为选择，液氨进口和工艺水进口分别设有流量调节装置。本方案中，氨水制备装置入口的液氨管道和工艺水管道上分别设置流量调节装置，分别对液氨进氨量和工艺水的进水量进行调节和控制，从而调节和精确控制所制备氨水的质量浓度和流量。
作为选择，氨水出口和壳体上设有温度监测装置，冷却介质进口上设有流量调节装置。本方案中，装置出口的氨水管道和壳体上设置温度监测装置，装置入口冷却介质管道上设置流量调节装置，调节冷却介质流量控制壳体内传热媒介温度。通过传热媒介温度控制装置出口的氨水温度。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本发明的有益效果：
本发明能够利用液氨连续制备氨水，并且能够精确调节和控制制备的氨水浓度。
本发明能够简化氨水制备流程，减少工艺设备数量，节约设备占地面积，提高氨水制备效率，降低故障发生率。
本发明能够及时排出氨水制备过程产生的热量，解决液氨制备氨水过程中的热量平衡，能够制备符合脱硝装置工艺要求的氨水温度，且制备过程安全可靠。
本发明采用间接换热，冷却介质没有损耗，也不会受到污染。氨水制备过程仅消耗少量的补充传热媒介。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
其中1—壳体；2—液氨进口；3—工艺水进口；4—管道混合器；41-文丘里喷射器；5—氨水出口；6—冷却水进口；7—冷却水出口；8—热媒水补水口；9—热媒水排水口；10—氨水盘管；11—冷却水盘管；12—热媒水取样口；13—热媒水溢流口。
具体实施方式
下列非限制性实施例用于说明本发明。
参考图1所示，一种安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其中冷却介质可以采用冷却水，优先选用电厂的闭式冷却水。传热媒介优选采用除盐水或者导热系数更高的导热油。装置包括壳体1、文丘里喷射器41、管式混合器4、氨水盘管10和冷却水盘管11，壳体1上设有液氨进口2、工艺水进口3、氨水出口5、冷却水进口6和冷却水出口7，以及热媒补水口8、热媒水排水口9和热媒溢流口13，壳体1上还设有热媒取样口12或热媒pH计。壳体1内设有文丘里喷射器41、管式混合器4、氨水盘管10和冷却水盘管11，冷却水进口6和冷却水出口7之间由冷却水盘管11连通，冷却水形成封闭循环，工艺水进口3与管式混合器4入口连通，液氨进口2与文丘里喷射器41入口连通，文丘里喷射器41出口沿管式混合器4内工艺水流动方向伸入管式混合器4内，管式混合器4的出口与氨水盘管10的入口连通，氨水盘管10的出口与氨水出口5连通，氨水盘管10和冷却水盘管11均呈柱状盘绕，且两者间内外嵌套，壳体内充装有热媒，氨水盘管10和冷却水盘管11浸泡在热媒中。液氨进口2和工艺水进口3分别设有流量调节装置，氨水出口5和壳体1上设有温度监测装置，冷却水进口6上设有流量调节装置。
作为示例，如附图1所示，本实施例中氨水制备装置的壳体1为圆柱形，安装时通过地脚螺栓固定在专用的设备基础上。
氨水制备装置设置有液氨进口2和工艺水进口3，制备氨水时，液氨和工艺水分别从液氨进口2和工艺水进口3进入到制备装置内，液氨在管式混合器4内经文丘里喷射器41高速喷射进入工艺水中与工艺水进行混合，然后在氨水盘管10内完成液氨的气化，氨与水混合，氨与水的水合、氨水的降温等物理和化学反应过程，最终符合要求的氨水从氨水出口5排出。用于制备氨水的工艺水可以采用除盐水，制备氨水的质量分数可以根据工艺需要控制在5～30％，出口氨水温度低于35℃。
液氨与水混合时会放出大量的热量，本实施例中的氨水制备装置设置有冷却水入口6、冷却水出口7和冷却水盘管11，利用电厂的闭式冷却水带走这部分热量，换热后的闭式冷却水温升约为5～8℃。冷却水和氨水在盘管内的流向可按逆流设计，例如冷却水在冷却水盘管11内自上而下流动，氨水在氨水盘管10内自下而上流动，以提高换热效率。氨水盘管10可以采用光管也可以采用鳍片管。
本实施例中，闭式冷却水与氨水采用间接换热，防止氨水从盘管中泄漏污染闭式冷却水，氨水制备器的壳体内充装有除盐水或者导热系数更高的导热油作为传热媒介。氨水制备器设置取样口12或安装pH计，通过分析壳体内介质的pH值来判断氨水盘管是否发生泄漏。
本实施例中，管式混合器4、氨水盘管10和冷却水盘管11通过各自的固定装置固定在氨水制备装置底部，降低液氨与工艺水混合时产生的震动，此外壳体内的换热媒介(除盐水)也能够对震动起到缓冲作用。
本实施例中，氨水制备装置入口的液氨管道和工艺水管道上设置流量调节装置，用于调节和控制所制备氨水的质量浓度。装置出口的氨水管道和壳体1上设置测温仪表，装置入口冷却水管道上设置流量调节装置，通过调节冷却水流量控制壳体1内热媒温度，并通过热媒温度控制装置出口氨水温度低于35℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其特征在于：包括壳体、文丘里喷射器、管式混合器、氨水盘管和冷却介质盘管，壳体上设有液氨进口、工艺水进口、氨水出口、冷却介质进口和冷却介质出口，壳体内设有文丘里喷射器、管式混合器、氨水盘管和冷却介质盘管，冷却介质进口和冷却介质出口之间由冷却介质盘管连通并封闭循环，工艺水进口与管式混合器入口连通，液氨进口与文丘里喷射器入口连通，文丘里喷射器出口沿管式混合器内工艺水流动方向伸入管式混合器内，管式混合器的出口与氨水盘管的入口连通，氨水盘管的出口与氨水出口连通，氨水盘管和冷却介质盘管均呈柱状盘绕，且两者间内外嵌套，壳体内充装有液态传热媒介，氨水盘管和冷却介质盘管浸泡在传热媒介中。
2.如权利要求1所述的安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其特征在于：壳体上还设有传热媒介补充口和传热媒介排放口。
3.如权利要求1所述的安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其特征在于：壳体上还设有传热媒介溢流口。
4.如权利要求1所述的安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其特征在于：壳体上还设有传热媒介取样口。
5.如权利要求1所述的安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其特征在于：壳体上还设有传热媒介pH计。
6.如权利要求1所述的安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其特征在于：液氨进口和工艺水进口分别设有流量调节装置。
7.如权利要求1所述的安全环保高效的液氨制备氨水的装置，其特征在于：氨水出口和壳体上设有温度监测装置，冷却介质进口上设有流量调节装置。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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