CN201093167Y - 液氨储罐蒸发热气化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及液氨气化技术，具体为一种液氨储罐蒸发热气化装置，解决现有液氨气化器能耗大、成本高等问题。该装置包括安装于液氨储罐上的喷水管以及与喷水管连通的热水管，喷水管上开有喷水孔；热水管进口通过管路连至冷却水循环装置的出水端；在液氨储罐下方设置水槽，水槽连接循环泵，循环泵出口通过管路连至冷却水循环装置的进水端。本实用新型利用喷水管的热水来加热液氨储罐，即可达到液氨的蒸发热，使液氨气化，其能耗小、成本低。本实用新型热水管由还原炉的冷却水循环装置供应热水，利用冶金粉末用还原炉中循环冷却水吸收热量、温度升高而变成的热水，对液氨储罐进行加热，省略了专用的气化设备，从而节约了成本，充分利用了能源。

Description

液氨储罐蒸发热气化装置
技术领域
本实用新型涉及液氨气化技术，具体为一种液氨储罐蒸发热气化装置。
背景技术
在一定条件下将氨进行分解可以获得75％H2、25％N2的氢氮混合气体，其反应式如下：
用此法制得的气体是一种良好的还原性保护气体，可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业、机械工业以及其它需要保护气氛的生产和科研部门中。
利用液氨来制取保护气体，在工业上较容易实现，这是因为：
氨容易分解：氨在催化剂的作用下，常压加热至300℃以上即能分解，并且随着温度的升高，分解速度加快，分解就越完全。
气体制容易：作为原料的液氨纯度是很高的，其中挥发性杂质只有少量的惰性气体和水份，特别是含氧量极少。因此，氨分解后的混合气体只需要通过简单的净化就可获得纯度很高的保护气体。
原料液氨容易得到，价格低廉，原料消耗比较少(每公斤液氨可产生26Nm3混合气体)。
氨气源来自液氨钢瓶或液氨贮罐，鉴于分解后产气纯度的要求和防止催化剂中毒的要求，要使用优等品或优等品以上的氨。当氨气量较大或环境温度较低时，液氨需经气化器气化。氨气经减压阀减压后，压力降至0.05MPa(表压)左右。然后，经套管式换热器预热后进入分解炉。分解炉是由炉胆、电热元件和保温材料组成，分解炉温度控制在800～820℃之间，氨气在高温下分解，分解后的高温混合气体通过套管换热器与低温的氨气进行热交换，再经过列管式水冷却器后温度降至接近常温，便可供用户使用。
不过，由于液氨需经气化器气化，其不足之处在于：增加了成本，浪费了能源。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液氨储罐蒸发热气化装置，解决现有液氨气化器能耗大、成本高等问题。
本实用新型的技术方案是：
液氨储罐蒸发热气化装置，设有喷水管、热水管，喷水管安装于液氨储罐上，喷水管与热水管连通，喷水管上开有喷水孔。
所述的液氨储罐蒸发热气化装置，喷水管为两根，分别设置于液氨储罐的两侧。
所述的液氨储罐蒸发热气化装置，热水管进口通过管路连至冷却水循环装置的出水端。
所述的液氨储罐蒸发热气化装置，在液氨储罐下方设置水槽，水槽连接循环泵，循环泵出口通过管路连至冷却水循环装置的进水端。
所述的液氨储罐蒸发热气化装置，在液氨储罐上设置有安全阀。
所述的液氨储罐蒸发热气化装置，在连接液氨储罐与氨气分解炉之间的管路上加设压力表。
所述的液氨储罐蒸发热气化装置，在热水管上加设电磁阀，同时在液氨储罐与氨气分解炉之间的管路上加设压力表，用于传递压力信号给控制器的压力表连至控制器的输入端，用于发出控制信号给电磁阀的控制器输出端连至电磁阀。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型设有安装于液氨储罐上的喷水管以及与喷水管连通的热水管。从而，利用喷水管的热水来加热液氨储罐，即可达到液氨的蒸发热，使液氨气化，其能耗小、成本低。
2、本实用新型热水管由还原炉的冷却水循环装置供应热水；同时，在液氨储罐下方设置水槽，加热液氨储罐后的冷却水可通过循环泵送至还原炉的冷却水循环装置进水端。从而，通过利用冶金粉末用还原炉中循环冷却水吸收热量、温度升高而变成的热水，对液氨储罐进行加热，省略了专用的气化设备，从而节约了成本，充分利用了能源。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中A-A剖视图。
图中，1液氨储罐；2热水管；3喷水管；4安全阀；5压力表；6分解炉；7循环泵；8水槽；9电磁阀；10喷水孔。
具体实施方式
如图1-2所示，本实用新型液氨储罐蒸发热气化装置包括安装于液氨储罐1上的喷水管3以及与喷水管连通的热水管2等，喷水管3为两根，分别设置于液氨储罐1的两侧，喷水管上开有多个喷水孔10，热水管2进口B通过管路连至制备金属粉末用还原炉的冷却水循环装置的出水端；在液氨储罐1下方设置水槽8，水槽8连接循环泵7，循环泵7出口C通过管路连至制备金属粉末用还原炉的冷却水循环装置的进水端。
在液氨储罐1上设置有安全阀4，在压力过高时，安全阀4可保证液氨储罐1的安全使用；在液氨储罐1与氨气分解炉6之间的管路上加设压力表5，可根据压力表5的设定压力来手动控制热水管2的供水与否。
本实用新型的工作过程如下：
制备金属粉末用还原炉中循环冷却水在还原过程中吸收热量、温度升高，形成50-60℃的热水，输送到热水管2、喷水管3向液氨储罐1表面喷水，利用此热能对液氨储罐1加热，可达到液氨的蒸发热，使液氨气化，气化后的氨气由分解炉6对氨气分解；同时，热水将热量传递给液氨储罐1后，自身温度下降，落入液氨储罐1下方的水槽8中，可通过循环泵7再送回到还原炉中，继续作为还原炉循环冷却水使用。如此往复循环，可达到节约能源，降低成本的目的。具体数据计算如下：、
氨气熔点：-78℃，沸点：-33.5℃，熔化热5.65kJ/mol，蒸发热23.3kJ/mol，分子量17；
则每公斤液氨蒸发需热量：
Q＝23.3kJ/mol×1000/17mol＝1.37×103kJ；
按1kwh＝3.6×106J，1kcal＝4.187kJ；
则每公斤液氨蒸需耗电能0.38度电；
若需蒸发1吨液氨，则需380度电；
若水泵的流量为50L/min(即3m3/h)，冷却水温差10℃，则每分钟耗能：
50L/min×10×1kcal/L＝500kcal＝2.09×103kJ；
通过以上分析，热水温度下降10℃，可以使(2.09×103kJ)/(1.37×103kJ)＝1.53kg液氨挥发；若用此流量，每天可蒸发液氨2203kg；
现在，每天用液氨量为2.5吨，则蒸发液氨所需电能为0.38×2500＝950度电，按0.6元/度计，月节约1700元。
另外，本实用新型的热水管2上还可以加设电磁阀9，同时在液氨储罐1与氨气分解炉6之间的管路上加设压力表5，压力表5将压力信号传递到控制器(如单片机等)，再由控制器发出指令给电磁阀9，从而根据压力表5的设定压力控制电磁阀9的开启或关闭，进一步控制热水管2的供水与否，实现了自动控制。

Claims (7)

1.液氨储罐蒸发热气化装置，其特征在于：设有喷水管、热水管，喷水管(3)安装于液氨储罐(1)上，喷水管(3)与热水管(2)连通，喷水管(3)上开有喷水孔(10)。
2.按照权利要求1所述的液氨储罐蒸发热气化装置，其特征在于：喷水管(3)为两根，分别设置于液氨储罐(1)的两侧。
3.按照权利要求1所述的液氨储罐蒸发热气化装置，其特征在于：热水管(2)进口通过管路连至冷却水循环装置的出水端。
4.按照权利要求1所述的液氨储罐蒸发热气化装置，其特征在于：在液氨储罐(1)下方设置水槽(8)，水槽(8)连接循环泵(7)，循环泵(7)出口通过管路连至冷却水循环装置的进水端。
5.按照权利要求1所述的液氨储罐蒸发热气化装置，其特征在于：在液氨储罐(1)上设置有安全阀(4)。
6.按照权利要求1所述的液氨储罐蒸发热气化装置，其特征在于：在连接液氨储罐(1)与氨气分解炉(6)之间的管路上加设压力表(5)。
7.按照权利要求1所述的液氨储罐蒸发热气化装置，其特征在于：在热水管(2)上加设电磁阀(9)，同时在液氨储罐(1)与氨气分解炉(6)之间的管路上加设压力表(5)，用于传递压力信号给控制器的压力表(5)连至控制器的输入端，用于发出控制信号给电磁阀(9)的控制器输出端连至电磁阀(9)。
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