CN209688510U - 一种液氨气化系统的能量利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液氨气化系统的能量利用装置，用于大型电站SCR脱硝系统脱硝剂氨气的制备。该装置包括热水气化器、蒸汽蒸发器、液氨储罐和取冷换热站，液氨储罐分别与热水气化器和蒸汽蒸发器连接，热水气化器与取冷换热站连接，热水气化器的顶部设置有气化器氨气出口管道，蒸汽蒸发器上设置有蒸发器凝结水出口管道、蒸发器蒸汽进口管道和蒸发器氨气出口管道。本系统把液氨气化方式分为热水气化和蒸汽蒸发，蒸汽蒸发方式主要用于寒冷季节，保证氨气供应量；热水气化方式主要用于炎热季节，既能避免氨气制备区温度过高发生危险，又能把液氨的气化潜热用于制冷，优化了换热过程，避免液氨气化冻坏液氨气化装置，保证液氨气化量。

Description

一种液氨气化系统的能量利用装置

技术领域

本实用新型涉及液氨气化的能量利用，具体涉及一种液氨气化系统的能量利用装置。

背景技术

目前，在燃煤电站及其它工业领域所产生的工业尾气中存在氮氧化物污染物的排放，而环保要求日益严峻，为了降低氮氧化物的排放，采用了很多烟气污染治理技术，其中以氨气与氮氧化物发生反应的SCR脱硝技术尤为常用。液氨气化装置成为SCR脱硝技术中主要设备之一，而目前使用的液氨气化装置主要采用电加热气化氨气和蒸汽加热气化氨气，这两种方法能耗较大，增加了运行成本。

对液氨采用蒸汽加热或电加热的方式制备氨气，温度较高，压力较大，容易引起氨气泄露及爆炸。氨气是有强烈的刺激气味的无色气体，会刺激眼睛、呼吸器官粘膜，能引起肺肿胀，以至死亡。氨气泄露到空气中极易发生爆炸。

液氨气化过程会吸收大量热量，从而降低周围环境和工质的温度，达到制冷的效果，而目前并没有合理利用液氨的这种制冷特性的方法。

液氨气化潜热很大，需要吸收大量热量，容易冻坏换热设备，造成吸热不足，不能产生足够的氨气，如申请号为201210217213.0的中国专利，气化氨气所需循环水与氨气的比例为136:1左右，得到1吨氨气需要的循环水量巨大，这需要合理的换热方式和设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种液氨气化系统的能量利用装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种液氨气化系统的能量利用装置，其特征在于，包括热水气化器、蒸汽蒸发器、液氨储罐和取冷换热站，所述液氨储罐分别通过气化器液氨进口管道和蒸发器液氨进口管道与热水气化器和蒸汽蒸发器连接，且在蒸发器液氨进口管道上安装有蒸发器进口阀门，在气化器液氨进口管道上安装有气化器进口阀门，所述液氨储罐与热水气化器和蒸汽蒸发器之间的母管上安装有液氨泵，所述热水气化器与取冷换热站通过气化器冷媒水管道和气化器进水管道连接，且在气化器进水管道上安装有热水泵，所述热水气化器的顶部设置有气化器氨气出口管道，且在气化器氨气出口管道上安装有氨气调节阀和压力计，所述蒸汽蒸发器上设置有蒸发器凝结水出口管道、蒸发器蒸汽进口管道和蒸发器氨气出口管道。

进一步而言，两种气化装置：蒸汽蒸发器和热水气化器可以根据环境温度进行选择，蒸汽蒸发器用于温度较低季节时氨气的气化，热水气化器用于温度较高季节氨气的气化。

进一步而言，所述热水气化器为中部截面小于顶部截面和底部截面的压力容器。即热水气化器设计为顶部和底部较粗，中部细小的结构。所述气化器氨气出口管道上设置有压力控制器和压力表。

所述的液氨气化系统的能量利用装置的工作方法如下：

在温度较低季节时，开启蒸发器进口阀门，液氨通过液氨泵和蒸发器液氨进口管道进入蒸汽蒸发器，吸收蒸汽热量后从蒸发器氨气出口管道排出；蒸汽通过蒸发器蒸汽进口管道进入蒸汽蒸发器，并释放热量变成凝结水，之后从蒸发器凝结水出口管道排出；

在温度较高季节时，开启气化器进口阀门，液氨通过液氨泵和气化器液氨进口管道进入热水气化器，吸收热水热量后从气化器氨气出口管道排出，热水经过气化器进水管道并通过热水泵进入热水气化器，释放热量后变成冷媒水，之后从气化器氨气出口管道排出。

在热水气化器中，气化过程如下：缓慢打开气化器液氨进口管道，液氨缓缓流入热水气化器内，液氨进入热水气化器后由于压力变小开始气化，并吸收气化器进水管道送来的热水热量，气化器氨气出口管道上布置的氨气调节阀根据压力计的读数来调节开度，控制热水气化器内部压力，以达到控制气化速度的目的。

在热水气化器中，所述液氨进入热水气化器内吸收热水热量气化成氨气后，以较大流速和较小的压力通过热水气化器较细的中部，较大的流速加强了氨气与热水管道的换热，较小的压力减缓了气化过程，从而避免温度下降太快冻伤管道，氨气到达热水气化器上部较大区域后，容积变大流速变慢，延长了与热水换热的时间，以充分吸收热水热量。

液氨吸收气化器进水管道送来的热水，使得流入气化器冷媒水管道内的水温度较低，以便送入取冷换热站提供冷负荷。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：可以在温度较高季节使用热水气化器，降低高温造成的氨气泄露和爆炸危险并节约气化液氨使用的能量；利用液氨气化的制冷特性获得冷媒水；合理液氨气化的换热设备，避免换热设备被冻坏。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图中：热水气化器1、蒸汽蒸发器2、液氨储罐3、取冷换热站4、液氨泵5、氨气调节阀6、压力计7、蒸发器进口阀门8、气化器进口阀门9、气化器冷媒水管道10、气化器进水管道11、蒸发器凝结水出口管道12、蒸发器蒸汽进口管道13、蒸发器液氨进口管道14、蒸发器氨气出口管道15、气化器液氨进口管道16、气化器氨气出口管道17、热水泵18。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的液氨气化系统的能量利用装置，包括热水气化器1、蒸汽蒸发器2、液氨储罐3和取冷换热站4。

液氨储罐3分别通过气化器液氨进口管道16和蒸发器液氨进口管道14与热水气化器1和蒸汽蒸发器2连接，且在蒸发器液氨进口管道14上安装有蒸发器进口阀门8，在气化器液氨进口管道16上安装有气化器进口阀门9，液氨储罐3与热水气化器1和蒸汽蒸发器2之间的母管上安装有液氨泵5，热水气化器1与取冷换热站4通过气化器冷媒水管道10和气化器进水管道11连接，且在气化器进水管道11上安装有热水泵18，热水气化器1的顶部设置有气化器氨气出口管道17，且在气化器氨气出口管道17上安装有氨气调节阀6和压力计7，蒸汽蒸发器2上设置有蒸发器凝结水出口管道12、蒸发器蒸汽进口管道13和蒸发器氨气出口管道15。

蒸汽蒸发器2和热水气化器1可以根据环境温度进行选择，蒸汽蒸发器2用于温度较低季节时氨气的气化，热水气化器1用于温度较高季节氨气的气化。

热水气化器1设计为顶部和底部较粗，中部细小的结构。气化器氨气出口管道17上设置有压力控制器和压力表。

本实施例中，液氨气化系统的能量利用装置的工作方法如下：

在温度较低季节时，开启蒸发器进口阀门8，液氨通过液氨泵5和蒸发器液氨进口管道14进入蒸汽蒸发器2，吸收蒸汽热量后从蒸发器氨气出口管道15排出；蒸汽通过蒸发器蒸汽进口管道13进入蒸汽蒸发器2，并释放热量变成凝结水，之后从蒸发器凝结水出口管道12排出；

在温度较高季节时，开启气化器进口阀门9，液氨通过液氨泵5和气化器液氨进口管道16进入热水气化器1，吸收热水热量后从气化器氨气出口管道17排出，热水经过气化器进水管道11并通过热水泵18进入热水气化器1，释放热量后变成冷媒水，之后从气化器氨气出口管道17排出。

在热水气化器1中，气化过程如下：缓慢打开气化器液氨进口管道16，液氨缓缓流入热水气化器1内，液氨进入热水气化器1后由于压力变小开始气化，并吸收气化器进水管道11送来的热水热量，气化器氨气出口管道17上布置的氨气调节阀6根据压力计7的读数来调节开度，控制热水气化器1内部压力，以达到控制气化速度的目的。

在热水气化器1中，液氨进入热水气化器1内吸收热水热量气化成氨气后，以较大流速和较小的压力通过热水气化器1较细的中部，较大的流速加强了氨气与热水管道的换热，较小的压力减缓了气化过程，从而避免温度下降太快冻伤管道，氨气到达热水气化器1上部较大区域后，容积变大流速变慢，延长了与热水换热的时间，以充分吸收热水热量。

液氨吸收气化器进水管道11送来的热水，使得流入气化器冷媒水管道10内的水温度较低，以便送入取冷换热站4提供冷负荷。

当环境温度为30℃时，液氨在热水气化器1中气化时，缓慢打开气化器进口阀门9，液氨缓缓流入热水气化器1内，此时液氨的压力大于1MPa，调节氨气调节阀6的阀门开度，控制气化器氨气出口管道17处的压力略大于0.6MPa。液氨进入热水气化器1后，到达较粗的底部，由于压力变小开始气化，并吸收通过气化器进水管道11进入的热水热量。当氨气上升到热水气化器1较细的中部时，流速变快而压力变小，流速变快加强了氨气与热水管道的换热，压力变小减缓了气化过程，从而避免换热管道温度下降太快冻伤管道。氨气到达热水气化器1上部较大区域后，容积变大流速变慢，从而延长了氨气与热水换热的时间，充分吸收热水热量，此时氨气温度降低到10℃左右，从气化器氨气出口管道17排出。

从取冷换热站4流出的40℃热水通过气化器进水管道11和热水泵18流入热水气化器1中，热量被液氨蒸发所吸收，变成15℃的冷媒水通过气化器冷媒水管道10回流至取冷换热站4以供使用。

虽然本实用新型以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种液氨气化系统的能量利用装置，其特征在于，包括热水气化器（1）、蒸汽蒸发器（2）、液氨储罐（3）和取冷换热站（4），所述液氨储罐（3）分别通过气化器液氨进口管道（16）和蒸发器液氨进口管道（14）与热水气化器（1）和蒸汽蒸发器（2）连接，且在蒸发器液氨进口管道（14）上安装有蒸发器进口阀门（8），在气化器液氨进口管道（16）上安装有气化器进口阀门（9），所述液氨储罐（3）与热水气化器（1）和蒸汽蒸发器（2）之间的母管上安装有液氨泵（5），所述热水气化器（1）与取冷换热站（4）通过气化器冷媒水管道（10）和气化器进水管道（11）连接，且在气化器进水管道（11）上安装有热水泵（18），所述热水气化器（1）的顶部设置有气化器氨气出口管道（17），且在气化器氨气出口管道（17）上安装有氨气调节阀（6）和压力计（7），所述蒸汽蒸发器（2）上设置有蒸发器凝结水出口管道（12）、蒸发器蒸汽进口管道（13）和蒸发器氨气出口管道（15）。

2.根据权利要求1所述的液氨气化系统的能量利用装置，其特征在于，所述热水气化器（1）为中部截面小于顶部截面和底部截面的压力容器。

3.根据权利要求1所述的液氨气化系统的能量利用装置，其特征在于，所述气化器氨气出口管道（17）上设置有压力控制器和压力表。