CN215962859U - 一种将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，氨分离塔的入口与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，氨分离塔顶部的出口经氨气纯度检测仪后分为两路，其中一路经旁路出气控制阀与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，另一路经自动进氨控制阀与自动配氨箱的入口相连通，氨分离塔底部的出口与分离系统的入口相连通，自动配氨箱的入口通过自动进水控制阀与除盐水系统相连通，自动配氨箱上设置有用于监测自动配氨箱内氨水浓度的电导表，自动配氨箱底部的出口通过氨水输送泵与外界的火电厂化学加氨系统溶液箱相连通，该系统能够直接将产品气用于化学加氨系统中，同时能够实现自动配氨。

Description

一种将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统

技术领域

本实用新型属于火电厂锅炉给水处理技术领域，涉及一种将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统。

背景技术

火电机组运行过程中，为了提高给水pH值，减缓设备的酸性腐蚀，火电机组运行过程中必须向给水系统中加入适量的氨，利用氨的碱性以中和给水中二氧化碳的酸性，又因为氨是一种挥发性物质，凡是CO₂溶于水生成H₂CO₃的时候，NH₃亦同时与其反应：NH₃·H₂O+

H₂CO₃＝NH₄HCO₃+H2O NH₃·H₂O+NH₄HCO₃＝(NH₄)₂CO₃+H₂O这样加氨后中和了碳酸的酸性，同时又可调节了pH值，使给水在碱性范围内，减缓给水系统腐蚀。

当前火电厂中氨源一般采用瓶装液氨、桶装浓氨水或脱销氨区液氨气化来氨等，由于瓶装液氨和桶装浓氨水在运输、存放时存在安全隐患，因此用户大多采用脱销氨区液氨气化来氨用于化学加氨系统，利用脱销氨区液氨气化来氨可实现化学加氨系统的自动配药功能。

由于脱销氨区液氨气化需要使用大量的液氨，因此在火电厂中脱销氨区属于重大危险源，随着国家安全生产要求的不断提升，目前政策要求火电厂逐步将脱销氨区液氨气化工艺改造为更加安全的尿素水解制氨工艺。

尿素水解制氨产品气是氨气、二氧化碳及水蒸气的混合气体，这种混合气体存在以下问题。

1.氨气和二氧化碳在温度低于140℃时可以重组以形成冷凝物，该冷凝物有较强的腐蚀性，导致管道及相关阀门阀芯被腐蚀，进而引起阀门内漏或氨气管道泄漏。

2.氨气、二氧化碳、水蒸气的混合气体在温度低于70℃时，会重组生成固态的氨基甲酸氨，导致氨气管倒堵塞或氨气阀门无法关闭。

3.混合气体中，二氧化碳等杂质含量较高，直接用于化学加氨系统会导致氨溶液品质下降，进而影响给水系统的腐蚀控制。

上述问题，导致火电厂脱销采用尿素水解制氨后，无法将产品气直接用于化学加氨系统，用户不得不继续使用液氨钢瓶或桶装氨水，一方面液氨钢瓶或桶装氨水在运输、存储、使用过程中的安全风险较大；另一方面自动配氨功能也无法实现，增加了现场运行工作量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，该系统能够直接将产品气用于化学加氨系统中，同时能够实现自动配氨。

为达到上述目的，本实用新型所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统包括氨分离塔、尿素水解制氨产品气输送管道、氨气纯度检测仪、旁路出气控制阀、自动进氨控制阀、自动配氨箱、分离系统、自动配氨箱、除盐水系统、自动进水控制阀及氨水输送泵；

氨分离塔的入口与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，氨分离塔顶部的出口经氨气纯度检测仪后分为两路，其中一路经旁路出气控制阀与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，另一路经自动进氨控制阀与自动配氨箱的入口相连通，氨分离塔底部的出口与分离系统的入口相连通，分离系统的二氧化碳气体出口与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，分离系统的吸收剂出口与氨分离塔的入口相连通，自动配氨箱的入口通过自动进水控制阀与除盐水系统相连通，自动配氨箱上设置有用于监测自动配氨箱内氨水浓度的电导表，自动配氨箱底部的出口通过氨水输送泵与外界的火电厂化学加氨系统溶液箱相连通。

氨分离塔的入口经自动进气控制阀与尿素水解制氨产品气输送管道相连通。

分离系统包括中间产物分离塔及二氧化碳分离塔；

氨分离塔底部的出口与中间产物分离塔的入口相连通，中间产物分离塔的底部出口与二氧化碳分离塔的入口相连通，二氧化碳分离塔的底部出口及中间产物分离塔顶部的出口均与氨分离塔的入口相连通。

二氧化碳分离塔顶部的出口经二氧化碳出气控制阀与尿素水解制氨产品气输送管道相连通。

自动配氨箱底部的出口通过氨水输送管线与火电厂化学加氨系统溶液箱相连通，氨水输送管线上设置有氨水输送泵。

还包括自动控制系统，自动控制系统与自动进气控制阀、旁路出气控制阀、氨气纯度检测仪、二氧化碳出气控制阀、自动进氨控制阀、自动进水控制阀、电导表及氨水输送泵相连接。

在工作时，打开自动进气控制阀及旁路出气控制阀，关闭二氧化碳出气控制阀，自动控制系统通过氨气纯度检测仪检测氨分离塔顶部出口处的氨气纯度，当氨分离塔顶部出口处的氨气纯度达到预设纯度时，开启二氧化碳出气控制阀，使得氨分离塔顶部输出的氨气进入到自动配氨箱中。

在工作时，自动控制系统通过电导表实时检测自动配氨箱中氨水的浓度，并以此控制自动进水控制阀及自动进氨控制阀的启闭时间，使得自动配氨箱输出的氨水浓度满足预设浓度要求。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统在具体操作时，将尿素水解制氨产品气输送管道中的尿素水解制氨产品气抽取后送入氨分离塔中进行分离，其中，分离出来的氨气进入到自动配氨箱中与除盐水系统输出的除盐水混合形成氨水，形成的氨水直接进入到化学加氨系统中，从而直接将产品气用于化学加氨系统中，同时实现自动配氨，降低运行操作人员的劳动强度，可以提供安全、稳定、连续的氨源供给，节约用户采购氨源的费用，降低火电厂运行成本，并解决了传统氨源(液氨钢瓶、桶装氨水等)在运输、存储、使用时的安全隐患，消除电厂化学加氨系统存在的安全风险源。另外，分离出来的二氧化碳重新排入尿素水解制氨产品气输送管道中，最终进入脱硝系统，整个工艺过程中无废气排出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为自动进气控制阀、2为氨分离塔、3为旁路出气控制阀、4为自动进氨控制阀、5为氨气纯度检测仪、6为中间产物分离塔、7为二氧化碳分离塔、8为二氧化碳出气控制阀、9为自动进水控制阀、10为自动配氨箱、11为电导表、12为氨水输送泵、13为自动控制系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本实用新型所述的本实用新型所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统包括自动进气控制阀1、氨分离塔2、旁路出气控制阀3、自动进氨控制阀4、氨气纯度检测仪5、中间产物分离塔6、二氧化碳分离塔7、二氧化碳出气控制阀8、自动进水控制阀9、自动配氨箱10、氨水输送泵12及自动控制系统13；

氨分离塔2的入口经自动进气控制阀1与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，氨分离塔2顶部的出口经氨气纯度检测仪5后分为两路，其中一路经旁路出气控制阀3与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，另一路经自动进氨控制阀4与自动配氨箱10的入口相连通，氨分离塔2底部的出口与中间产物分离塔6的入口相连通，中间产物分离塔6的底部出口与二氧化碳分离塔7的入口相连通，二氧化碳分离塔7的底部出口及中间产物分离塔6顶部的出口均与氨分离塔2的入口相连通，二氧化碳分离塔7顶部的出口经二氧化碳出气控制阀8与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，自动配氨箱10的入口通过自动进水控制阀9与除盐水系统相连通，自动配氨箱10上设置有用于监测自动配氨箱10内氨水浓度的电导表11，自动配氨箱10底部的出口通过氨水输送管线与火电厂化学加氨系统溶液箱相连通，氨水输送管线上设置有氨水输送泵12；

自动控制系统13与自动进气控制阀1、旁路出气控制阀3、氨气纯度检测仪5、二氧化碳出气控制阀8、自动进氨控制阀4、自动进水控制阀9、电导表11及氨水输送泵12相连接，在工作时，打开自动进气控制阀1及旁路出气控制阀3，关闭二氧化碳出气控制阀8，自动控制系统13通过氨气纯度检测仪5检测氨分离塔2顶部出口处的氨气纯度，当氨分离塔2顶部出口处的氨气纯度达到预设纯度时，开启二氧化碳出气控制阀8，使得氨分离塔2顶部输出的氨气进入到自动配氨箱10中；在工作时，自动控制系统13通过电导表11实时检测自动配氨箱10中氨水的浓度，并以此控制自动进水控制阀9及自动进氨控制阀4的启闭时间，使得自动配氨箱10输出的氨水浓度满足预设浓度要求。

本实用新型的工作过程为：

尿素水解制氨产品气输送管道输出的混合气体通过自动进气控制阀1进入氨分离塔2中，在氨分离塔2中通过二氧化碳吸收剂和低温共沸物吸收混合气体中的二氧化碳，分离后的纯净氨气经氨分离塔2的顶部排出，同时通过氨气纯度检测仪5检测分离后氨气的纯度，当氨气纯度不达标时，则开启旁路出气控制阀3，将不合格的氨气重新排入尿素水解制氨产品气输送管道中，当氨气纯度达标后，则关闭旁路出气控制阀3，打开自动进氨控制阀4，使纯度达标的氨气进入到自动配氨箱10中，除盐水系统输出的除盐水通过自动进水控制阀9进入自动配氨箱10中，并与自动配氨箱10中的氨气混合形成氨水溶液，通过电导表11监测自动配氨箱10中氨水的浓度，根据化学加氨系统的实际需要，控制氨水输送泵12的启停，将配制好的氨水输送至化学加氨系统中。氨分离塔2底部排出的中间产物进入中间产物分离塔6中，在中间产物分离塔6中将低温共沸物进行分离，分离后的低温共沸物返回氨分离塔2中循环使用，分离后的中间产物经中间产物分离塔6的底部进入到二氧化碳分离塔7中，在二氧化碳分离塔7中，将二氧化碳与其吸收剂分离，分离后的纯净二氧化碳经二氧化碳分离塔7的顶部排出后进入到尿素水解制氨产品气输送管道中，分离后的二氧化碳吸收剂返回氨分离塔2中循环使用。

Claims (6)

1.一种将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，其特征在于，包括氨分离塔(2)、尿素水解制氨产品气输送管道、氨气纯度检测仪(5)、旁路出气控制阀(3)、自动进氨控制阀(4)、自动配氨箱(10)、分离系统、自动配氨箱(10)、除盐水系统、自动进水控制阀(9)及氨水输送泵(12)；

氨分离塔(2)的入口与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，氨分离塔(2)顶部的出口经氨气纯度检测仪(5)后分为两路，其中一路经旁路出气控制阀(3)与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，另一路经自动进氨控制阀(4)与自动配氨箱(10)的入口相连通，氨分离塔(2)底部的出口与分离系统的入口相连通，分离系统的二氧化碳气体出口与尿素水解制氨产品气输送管道相连通，分离系统的吸收剂出口与氨分离塔(2)的入口相连通，自动配氨箱(10)的入口通过自动进水控制阀(9)与除盐水系统相连通，自动配氨箱(10)上设置有用于监测自动配氨箱(10)内氨水浓度的电导表(11)，自动配氨箱(10)底部的出口通过氨水输送泵(12)与外界的火电厂化学加氨系统溶液箱相连通。

2.根据权利要求1所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，其特征在于，氨分离塔(2)的入口经自动进气控制阀(1)与尿素水解制氨产品气输送管道相连通。

3.根据权利要求2所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，其特征在于，分离系统包括中间产物分离塔(6)及二氧化碳分离塔(7)；

氨分离塔(2)底部的出口与中间产物分离塔(6)的入口相连通，中间产物分离塔(6)的底部出口与二氧化碳分离塔(7)的入口相连通，二氧化碳分离塔(7)的底部出口及中间产物分离塔(6)顶部的出口均与氨分离塔(2)的入口相连通。

4.根据权利要求3所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，其特征在于，二氧化碳分离塔(7)顶部的出口经二氧化碳出气控制阀(8)与尿素水解制氨产品气输送管道相连通。

5.根据权利要求4所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，其特征在于，自动配氨箱(10)底部的出口通过氨水输送管线与火电厂化学加氨系统溶液箱相连通，氨水输送管线上设置有氨水输送泵(12)。

6.根据权利要求5所述的将尿素水解制氨产品气分离用于化学加氨系统的系统，其特征在于，还包括自动控制系统(13)，自动控制系统(13)与自动进气控制阀(1)、旁路出气控制阀(3)、氨气纯度检测仪(5)、二氧化碳出气控制阀(8)、自动进氨控制阀(4)、自动进水控制阀(9)、电导表(11)及氨水输送泵(12)相连接。

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