CN108096861B - 将液氨转化为气氨的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将液氨转化为气氨的装置，包括：液氨储存罐，其侧壁上设有出液口和回收口；加热器，其包括壳体、盘管、线圈、电磁加热控制器和温控器，所述壳体内表面喷涂有导电漆，所述盘管设置在所述壳体内部，所述盘管内接有多个类椭圆形面板，自上而下的奇数个类椭圆形面板以45°倾斜向下设置、第偶数个类椭圆形面板以45°倾斜向上设置，每个类椭圆形面板上均分布有多个圆孔，圆孔的直径为4mm、密度为5个/cm²，所述盘管外表面紧贴有绝缘隔热层，所述线圈均匀地缠绕在所述绝缘隔热层的外部；气液分离器；气氨缓冲罐和泄压罐；液氨缓冲罐；多个压力表。本发明具有换热效率高、安全可靠等有益效果。

Description

将液氨转化为气氨的装置

技术领域

本发明涉及一种化工产品的生产装置。更具体地说，本发明涉及一种将液氨转化为气氨的装置。

背景技术

氨气作为一种重要的化工产品，可分解产生氮气作保护气，也可用于净化烟道气，有选择地将烟道气中的氮氧化物还原成氮气和水，避免烟道气污染大气，而在这些应用中，氨气主要是通过液氨转化得到的。

液氨转化为气氨的方法主要是通过蒸发器加热液氨，使液氨受热后气化为气氨。目前，利用蒸发器将液氨转化为气氨的方式主要有两种：一种是将蒸发器与锅炉连接，锅炉产生的高温高压蒸汽通入到蒸发器中，蒸发器中的液氨吸收高温高压蒸汽的热量后转化为气氨；另一种是在蒸发器中设置电热丝，同时以水为换热介质，通过电热丝发热来加热水，然后通过换热管将水的热量传递给液氨，使液氨转化为气氨。对于第一种方式，锅炉输送至蒸发器的高温高压蒸汽不稳定，很容易对蒸发器造成冲蚀，引起蒸发器的振动，导致安全事故，此外，高温高压蒸汽在输送过程中热量损失严重，热量的利用率低；对于第二种方式，电热丝置于水中通电加热，容易出现漏电、短路等故障，引发安全事故，而且电热丝发热产生的热量需要先传导给介质水，通过水再传导到通液氨的管道，再通过管道传导给液氨，这样造成整个设备的换热效率很低，因此研制一套热换效率高、安全可靠的气氨生产装置在实际应用中具有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种将液氨转化为气氨的装置，其通过电磁加热使通液氨的管道自身发热，减少热传递的损失，同时在通液氨的管道中设置多个类椭圆形面板用于增强换热效率，此外，在加热器后设置了气液分离器用于提高所供气氨的质量，在气液分离器后连接气氨缓冲罐和泄压罐，确保气氨供应时的安全性，因而能克服现有技术中存在的换热效率低、容易引发安全事故等缺陷。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种将液氨转化为气氨的装置，包括：

液氨储存罐，其侧壁上设有出液口和回收口；

加热器，其包括壳体、盘管、线圈、电磁加热控制器和温控器，所述壳体内表面喷涂有导电漆，所述壳体的上侧壁相对设有进口端和出口端，所述盘管为U形且任一径向截面均为圆形，所述盘管设置在所述壳体内部，所述盘管的进料口、出料口与所述壳体上的进口端、出口端位于同一高度，所述盘管的进料口通过第一管道穿过所述壳体的进口端与所述液氨储存罐的出液口连通，在所述第一管道上设置有流量计和调节阀，所述盘管内接有多个类椭圆形面板，自上而下的奇数个类椭圆形面板以45°倾斜向下设置、第偶数个类椭圆形面板以45°倾斜向上设置，每个类椭圆形面板上均分布有多个圆孔，圆孔的直径为4mm、密度为5个/cm²，所述盘管外表面紧贴有绝缘隔热层，所述线圈均匀地缠绕在所述绝缘隔热层的外部，所述线圈上任一点到所述壳体内表面任一点的距离大于15cm，所述电磁加热控制器和所述温控器均设置在所述壳体上，所述温控器内设有温度传感器，所述温度传感器的探头伸入所述盘管探测盘管内物料的温度，线圈、电磁加热控制器、温控器与电源电连接，当物料的温度超过温控器的设定温度时，温控器的连接开关断开，使电磁加热控制器断电停止加热，当物料的温度未超过温控器的设定温度时，温控器的连接开关闭合，电磁加热控制器通电进行加热；

气液分离器，其下部侧壁设有进口、顶部中心设有气氨出口、底部中心设有液氨出口，所述气液分离器的进口通过第二管道穿过所述壳体的出口端与所述盘管的出料口连通，所述气液分离器内部设有丝网除沫器，所述丝网除沫器顶部中心到所述气液分离器的顶部中心的距离与所述丝网除沫器底部中心到所述气液分离器的进口的竖直距离比值为1:1.5；

气氨缓冲罐和泄压罐，所述气氨缓冲罐通过第三管道与所述气液分离器的气氨出口连通，所述泄压罐通过第四管道与所述气氨缓冲罐连通且在所述第四管道上设有控制阀，当所述气氨缓冲罐内的压力超过设定压力的75％时，打开所述控制阀泄压至设定压力的50％；

液氨缓冲罐，其设置在所述气液分离器的下方，所述液氨缓冲罐通过第五管道与所述气液分离器的液氨出口连通，所述液氨缓冲罐还通过第六管道与所述液氨储存罐连通且在所述第六管道上设有电子阀；

多个压力表，其包括第一压力表、第二压力表、第三压力表和第四压力表，所述第一压力表设置在所述液氨储存罐上用于检测液氨储存罐内部的压力，所述第二压力表设置在所述第二管道上，所述第三压力表设置在所述气氨缓冲罐上用于检测气氨缓冲罐内部的压力，所述第四压力表设置在所述液氨缓冲罐上用于检测液氨缓冲罐内部的压力。

优选的是，其中，所述导电漆为镍导电漆。

优选的是，其中，所述盘管的材质为铁且内外表面均喷涂绝缘导热清漆。

优选的是，其中，所述类椭圆形面板的材质为铁且表面喷涂有绝缘导热清漆。

优选的是，其中，所述绝缘隔热层的材料为聚氨酯树脂，所述绝缘隔热层的厚度为20-30mm。

优选的是，其中，所述线圈的直径为2mm，所述线圈的材质为软铁且表面喷涂有绝缘清漆。

优选的是，其中，所述丝网除沫器为上装式丝网除沫器，网层厚度为150mm。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)本发明采用电磁加热使通液氨的管道自身发热，然后管道产生的热量直接传导给液氨，减少了热量的损失，而且不会出现漏电、短路等故障，更加安全。

(2)由于本发明在通液氨的盘管中设置了多个类椭圆形面板，且面板上设置有多个圆孔，可以增加液氨流动时的湍流程度，并将液氨分成多股细流，从而大大加强了换热效率，将热损失降至最低，更加节能省电。

(3)本发明的加热器壳体内表面还喷涂有导电漆，其可以屏蔽外界电磁波对加热器内部电磁加热的影响，也可以屏蔽加热器内部电磁波对外部环境的污染，同时保证不影响电磁加热的正常进行，进一步确保电磁加热的安全性。

(4)本发明还在气氨缓冲罐后设置泄压罐，当气氨缓冲罐内部压力超过一定程度时，可以用于泄压，确保气氨供应时的安全性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明盘管的内部结构示意图；

图3为图2的A-A剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1、图2和图3示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括：

液氨储存罐1，其侧壁上设有出液口2和回收口3；液氨储存罐1用于储存液氨，出液口2用于将液氨储存罐1内的液氨输出，回收口3用于将未蒸发的液氨回收再利用；

加热器4，其包括壳体5、盘管6、线圈7、电磁加热控制器8和温控器，所述壳体5内表面喷涂有导电漆，所述壳体5的上侧壁相对设有进口端9和出口端10，所述盘管6为U形且任一径向截面均为圆形，所述盘管6设置在所述壳体5内部，所述盘管6的进料口11、出料口12与所述壳体5上的进口端9、出口端10位于同一高度，所述盘管6的进料口11通过第一管道13穿过所述壳体5的进口端9与所述液氨储存罐1的出液口2连通，在所述第一管道13上设置有流量计14和调节阀15，所述盘管6内接有多个类椭圆形面板16，自上而下的奇数个类椭圆形面板16以45°倾斜向下设置、第偶数个类椭圆形面板16以45°倾斜向上设置，每个类椭圆形面板16上均分布有多个圆孔17，圆孔17的直径为4mm、密度为5个/cm²，所述盘管6外表面紧贴有绝缘隔热层18，所述线圈7均匀地缠绕在所述绝缘隔热层18的外部，所述线圈7上任一点到所述壳体5内表面任一点的距离大于15cm，所述电磁加热控制器8和所述温控器均设置在所述壳体5上，所述温控器内设有温度传感器，所述温度传感器的探头伸入所述盘管6探测盘管6内物料的温度，线圈7、电磁加热控制器8、温控器与电源电连接，当物料的温度超过温控器的设定温度时，温控器的连接开关断开，使电磁加热控制器8断电停止加热，当物料的温度未超过温控器的设定温度时，温控器的连接开关闭合，电磁加热控制器8通电进行加热；盘管6用于通液氨，线圈7通电后用于产生磁感线，然后盘管6切割磁感线产生热量用于加热液氨，而盘管6内部设置的多个类椭圆形面板16可以增强液氨的湍流程度，类椭圆形面板16上分布的多个圆孔17则可以将液氨分成多股细流，从而大大加强换热效率，充分利用盘管6产生的热量，而且利用电磁加热时不需要使用换热介质，一方面可以减少热损失，另一方面可以避免漏电、短路等故障，使加热更加安全可靠，电磁加热控制器8用于控制线圈7的通断电，从而控制加热与否，壳体5上侧壁相对设有的进口端9和出口端10用于将盘管6的进料口11、出料口12与外部设备连通，同时保证加热器4内具有足够的空间用于容纳盘管6，第一管道13上设置的流量计14用于显示液氨的流速和流量，调节阀15用于调节液氨流出的流量和流速大小，从而控制盘管6内的压力，确保气氨的安全生产，盘管6外表面紧贴的绝缘隔热层18一方面可以将盘管6和线圈7隔离开，避免盘管6产生的热量传递到线圈7上，降低线圈7的使用寿命，另一方面可以将盘管6产生的热量集中到液氨上，防止热量散失，从而提高热量的利用率，节省电能；

气液分离器19，其下部侧壁设有进口20、顶部中心设有气氨出口21、底部中心设有液氨出口22，所述气液分离器19的进口20通过第二管道23穿过所述壳体5的出口端10与所述盘管6的出料口12连通，所述气液分离器19内部设有丝网除沫器24，所述丝网除沫器24顶部中心到所述气液分离器19的顶部中心的距离与所述丝网除沫器24底部中心到所述气液分离器19的进口20的竖直距离比值为1:1.5；气液分离器19用于将气氨中混有的少量液氨除去，提高所供气氨的质量，丝网除沫器24可以有效地除去气氨中混有的液氨，距离比值为1:1.5是优选值，可以使丝网除沫器24的气液分离效果达到最佳；

气氨缓冲罐25和泄压罐26，所述气氨缓冲罐25通过第三管道27与所述气液分离器19的气氨出口21连通，所述泄压罐26通过第四管道28与所述气氨缓冲罐25连通且在所述第四管道28上设有控制阀29，当所述气氨缓冲罐25内的压力超过设定压力的75％时，打开所述控制阀29泄压至设定压力的50％；气氨缓冲罐25用于短暂地储存气氨，为其它需要气氨的场所供应气氨，泄压罐26用于泄掉气氨缓冲罐25内过大的压力，使气氨缓冲罐25内的压力保持在安全范围内，避免气氨缓冲罐25因压力过大而爆炸；

液氨缓冲罐30，其设置在所述气液分离器19的下方，所述液氨缓冲罐30通过第五管道31与所述气液分离器19的液氨出口22连通，所述液氨缓冲罐30还通过第六管道32与所述液氨储存罐1连通且在所述第六管道32上设有电子阀33；液氨缓冲罐30用于储存气液分离器19中分离出的液氨，通过第六管道32和电子阀33回收到液氨储存罐1中进行再利用；

多个压力表，其包括第一压力表34、第二压力表35、第三压力表36和第四压力表37，所述第一压力表34设置在所述液氨储存罐1上用于检测液氨储存罐1内部的压力，所述第二压力表35设置在所述第二管道23上，所述第三压力表36设置在所述气氨缓冲罐25上用于检测气氨缓冲罐25内部的压力，所述第四压力表37设置在所述液氨缓冲罐30上用于检测液氨缓冲罐30内部的压力；第二压力表35用于检测第二管道23内部物料的压力。

在这种技术方案中，液氨经液氨储存罐1的出液口2、盘管6的进料口11进入盘管6内，电磁加热控制器8通电后，线圈7产生磁感线，盘管6切割磁感线自身发热，然后通过热传递将热量传导给盘管6内的液氨，液氨吸收热量后转化为气氨，再经盘管6的出料口12进入到气液分离器19中，在丝网除沫器24的分离作用下，气氨中混有的少量液氨被除去，然后气氨通过气氨出口21进入到气氨缓冲罐25中，分离出的液氨则经过液氨出口22进入到液氨缓冲罐30中，最后再回收到液氨储存罐1中再利用；其中，当气氨缓冲罐25内的压力超过设定压力的75％时，打开控制阀29泄压至设定压力的50％。

在另一种实例中，所述的将液氨转化为气氨的装置，所述导电漆为镍导电漆。镍导电漆具有良好的化学稳定性、有效的抗电磁干扰性，而且价格也比较适中，因此使用镍导电漆时，可以在保证屏蔽外界电磁干扰和电磁加热正常进行的情况下，降低本发明的制造成本。

在另一种实例中，所述的将液氨转化为气氨的装置，所述盘管6的材质为铁且内外表面均喷涂绝缘导热清漆。在电磁加热中，含铁质的容器切割磁感线时才能产生热量，所以盘管6的材质需为含铁的物质，而含铁的物质中铁最为常见，最容易获得，价格也较低，由于盘管6产生的热量需要传导给液氨，所以盘管6的内外表面需要喷涂导热漆，同时为了防止漏电、短路等故障，导热漆必须是绝缘的，所以盘管6的内外表面需要喷涂绝缘的导热清漆。

在另一种实例中，所述的将液氨转化为气氨的装置，所述类椭圆形面板16的材质为铁且表面喷涂有绝缘导热清漆。在电磁加热中，含铁质的容器切割磁感线时才能产生热量，用含铁的材质来制备类椭圆形面板16时，类椭圆形面板16切割磁感线后也可以产生热量，从而进一步加强换热效果、节约电能，而含铁的物质中铁最为常见，最容易获得，价格也较低，为了保证类椭圆形面板16产生的热量有效地传导给液氨，需要在类椭圆形面板16表面喷涂导热漆，同时为了防止漏电、短路等故障，导热漆必须是绝缘的，所以类椭圆形面板16的材质优选为铁，且表面喷涂绝缘导热清漆。

在另一种实例中，所述的将液氨转化为气氨的装置，所述绝缘隔热层18的材料为聚氨酯树脂，所述绝缘隔热层18的厚度为20-30mm。聚氨酯树脂具有很好的保温隔热效果，是制备绝缘隔热层18的优选材料，20-30mm为优选值。

在另一种实例中，所述的将液氨转化为气氨的装置，所述线圈7的直径为2mm，所述线圈7的材质为软铁且表面喷涂有绝缘清漆。2mm为优选值，在电磁加热中，线圈7的材质以软铁最为常见，价格也较低，同时为了防止漏电、短路等故障，需要在软铁表面喷涂绝缘漆，所以线圈7的材质优选为软铁且表面喷涂绝缘清漆。

在另一种实例中，所述的将液氨转化为气氨的装置，所述丝网除沫器24为上装式丝网除沫器，网层厚度为150mm。上装式丝网除沫器更便于安装在本发明的气液分离器19中，150mm为优选值。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种将液氨转化为气氨的装置，其特征在于，包括：

液氨储存罐，其侧壁上设有出液口和回收口；

加热器，其包括壳体、盘管、线圈、电磁加热控制器和温控器，所述壳体内表面喷涂有导电漆，所述壳体的上侧壁相对设有进口端和出口端，所述盘管为U形且任一径向截面均为圆形，所述盘管设置在所述壳体内部，所述盘管的进料口、出料口与所述壳体上的进口端、出口端位于同一高度，所述盘管的进料口通过第一管道穿过所述壳体的进口端与所述液氨储存罐的出液口连通，在所述第一管道上设置有流量计和调节阀，所述盘管内接有多个类椭圆形面板，自上而下的奇数个类椭圆形面板以45°倾斜向下设置、第偶数个类椭圆形面板以45°倾斜向上设置，每个类椭圆形面板上均分布有多个圆孔，圆孔的直径为4mm、密度为5个/cm²，所述盘管外表面紧贴有绝缘隔热层，所述线圈均匀地缠绕在所述绝缘隔热层的外部，所述线圈上任一点到所述壳体内表面任一点的距离大于15cm，所述电磁加热控制器和所述温控器均设置在所述壳体上，所述温控器内设有温度传感器，所述温度传感器的探头伸入所述盘管探测盘管内物料的温度，线圈、电磁加热控制器、温控器与电源电连接，当物料的温度超过温控器的设定温度时，温控器的连接开关断开，使电磁加热控制器断电停止加热，当物料的温度未超过温控器的设定温度时，温控器的连接开关闭合，电磁加热控制器通电进行加热；

气液分离器，其下部侧壁设有进口、顶部中心设有气氨出口、底部中心设有液氨出口，所述气液分离器的进口通过第二管道穿过所述壳体的出口端与所述盘管的出料口连通，所述气液分离器内部设有丝网除沫器，所述丝网除沫器顶部中心到所述气液分离器的顶部中心的距离与所述丝网除沫器底部中心到所述气液分离器的进口的竖直距离比值为1:1.5；

气氨缓冲罐和泄压罐，所述气氨缓冲罐通过第三管道与所述气液分离器的气氨出口连通，所述泄压罐通过第四管道与所述气氨缓冲罐连通且在所述第四管道上设有控制阀，当所述气氨缓冲罐内的压力超过设定压力的75％时，打开所述控制阀泄压至设定压力的50％；

液氨缓冲罐，其设置在所述气液分离器的下方，所述液氨缓冲罐通过第五管道与所述气液分离器的液氨出口连通，所述液氨缓冲罐还通过第六管道与所述液氨储存罐连通且在所述第六管道上设有电子阀；

多个压力表，其包括第一压力表、第二压力表、第三压力表和第四压力表，所述第一压力表设置在所述液氨储存罐上用于检测液氨储存罐内部的压力，所述第二压力表设置在所述第二管道上，所述第三压力表设置在所述气氨缓冲罐上用于检测气氨缓冲罐内部的压力，所述第四压力表设置在所述液氨缓冲罐上用于检测液氨缓冲罐内部的压力；

所述盘管的材质为铁且内外表面均喷涂绝缘导热清漆；

所述类椭圆形面板的材质为铁且表面喷涂有绝缘导热清漆。

2.如权利要求1所述的将液氨转化为气氨的装置，其特征在于，所述导电漆为镍导电漆。

3.如权利要求1所述的将液氨转化为气氨的装置，其特征在于，所述绝缘隔热层的材料为聚氨酯树脂，所述绝缘隔热层的厚度为20-30mm。

4.如权利要求1所述的将液氨转化为气氨的装置，其特征在于，所述线圈的直径为2mm，所述线圈的材质为软铁且表面喷涂有绝缘清漆。

5.如权利要求1所述的将液氨转化为气氨的装置，其特征在于，所述丝网除沫器为上装式丝网除沫器，网层厚度为150mm。

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