CN217101398U - 一种氨水制备及储存装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氨水制备及储存装置，旨在解决氨水储罐的气相排放及压力控制问题，包括氨水储罐、混合器、补压机构、水喷淋机构和水封罐；所述混合器接收来自氨水储罐的低浓度氨水并与氨气混合后，送入氨水储罐制备低浓度的氨水并储存；所述补压管路连接氨水储罐，在氨水储罐内的气压过低时为氨水储罐补充氨气；所述水喷淋机构内置于氨水储罐内，在氨水储罐内的气压过高时向氨水储罐内喷水降压；所述水封罐包括氨气入口、进水口和出水口，所述氨气入口连接氨水储罐的内腔顶部，进入口接入长流水，出水口连通氨水储罐，通过水封罐对氨水储罐内的氨水饱和蒸汽进行水密封，可以防止氨水储罐内的氨水饱和蒸汽突破水封，排放至大气，污染环境。

Description

一种氨水制备及储存装置

技术领域

本实用新型属于氨水制备系统技术领域，具体地说，是涉及一种用于制备并储存氨水的装置。

背景技术

氨水是一种由铵根离子、氢离子、氢氧根离子组成的液体，具有易挥发性和一定的腐蚀性，目前已在工业、农业、实验室和军事领域得到了广泛的应用。

现阶段，许多炼化企业都是利用酸性水汽提装置，采用单塔加压侧线抽氨工艺，侧线抽出得到的粗氨气来制备氨水，且通常会配置成质量分数为15wt%左右的氨水并存储于氨水储罐，用于销售。由于侧线抽出得到的粗氨气中含有硫化氢，同时氨气也不能直排大气，因此，氨水储罐的气相排放及压力控制问题一直是业内的关注点。

现有的氨水储罐多采用氮气+水封罐的压力控制方式，水封罐内的压力范围在-0.5kpa~2kpa之间。由于在水封罐内充入的是氮气，而氮气不溶于水，因此，只要在氮气压控装置上设定好压力参数后，压力控制范围即为定值。但是，受气温及氨水浓度的影响，氨气的饱和蒸汽压力变化较大。当夏季温度升高时，氨水储罐内的氨水饱和蒸汽压力也会随之升高，经常会突破水封而排放至大气，导致环境污染。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种氨水制备及储存装置，以解决氨水储罐气相排放及压力控制的问题。

为达到上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种氨水制备及储存装置，包括用于制备和储存氨水的氨水储罐、混合器、补压机构、水喷淋机构和水封罐；其中，所述混合器连接氨气接入管线和氨水输出管线，所述氨气接入管线用于向混合器输送氨气，所述氨水输出管线用于将所述氨水储罐内的氨水输送至混合器与所述氨气混合后，通过氨水输入管线输送至所述氨水储罐；所述补压机构包括补压管路和补压控制阀；所述补压管路连接在所述氨水储罐与氨气接入管线之间；所述补压控制阀安装在补压管路上，根据氨水储罐内气压变化调整其开闭状态；所述水喷淋机构内置于所述氨水储罐内，外接补水管路，在所述补水管路上安装有补水控制阀，所述补水控制阀根据氨水储罐内气压变化调整其开闭状态；所述水封罐包括氨气入口、进水口和出水口，所述氨气入口与所述氨水储罐的内腔顶部连通，所述进入口接入长流水，所述出水口连通所述氨水储罐。

在本申请的一些实施例中，为了控制氨水温度，可以在氨水制备及储存装置中设置氨水冷却器，优选安装在所述氨水输入管线上，用于将通过所述混合器输出的氨水冷却到设定温度后，再输送至所述氨水储罐，以降低进入氨水储罐的氨水温度，以方便罐内压力控制。

在本申请的一些实施例中，所述氨水冷却器可以采用管壳式换热器，优选将其壳程连通氨水输入管线，管程连通水管；即，壳程走氨水，管程走循环水，以加快氨水的冷却速度。

在本申请的一些实施例中，为了将氨水储罐内的压力控制在所需范围，设计所述水封罐包括上下两个独立的罐体，两个罐体之间通过竖直布设连通器连通；配置所述进水口从上罐体的顶部伸入到连通器顶部以下的位置，所述氨气入口开设在上罐体的顶部，在上罐体的顶部设置有空气入口，根据氨水储罐内的压力控制范围的下限值确定所述空气入口伸入到连通器顶部以下的位置；配置所述出水口开设在下罐体的底部，在下罐体内由底部向上竖立有一挡板，所述挡板将下罐体内的下部空腔分隔成两部分，所述出水口和连通器分置于挡板的两侧，所述挡板的顶部高出连通器的底部，具体位置可根据氨水储罐内的压力控制范围的上限值确定；在所述下罐体上且高于所述挡板的位置开设有空气出口，以用于平衡下罐体内的气压。

在本申请的一些实施例中，为了将水封罐的压力范围控制在-0.5kpa~2kpa之间，可以将所述空气入口伸入到距离所述连通器顶部50mm以下的位置，并配置所述挡板的顶部高出所述连通器的底部200mm。

在本申请的一些实施例中，可以将所述氨水储罐设计成锥顶罐，并优选将所述水封罐的氨气入口通过气管连接至所述锥顶罐的锥尖位置，以提高水封罐对氨水储罐内压力控制的稳定性；将所述补压管路连接在所述锥顶罐的顶部斜面位置，以提高对氨水储罐内气压检测的准确性。

在本申请的一些实施例中，所述水喷淋机构优选设计成枝状或环状；所述混合器的型式优选采用文丘里式。

在本申请的一些实施例中，优选在氨水制备及储存装置中配置一主一备两个氨水储罐，其中，可以将上述氨水储罐称之为主氨水储罐，并在其上设置液位传感器，所述液位传感器在检测到氨水储罐内储存的氨水到达设定高度时，控制备用氨水储罐连通所述氨水输入管线，继续储存氨水。为了控制备用氨水储罐内的压力范围，可以在所述备用氨水储罐上配置另外一套所述的补压机构、水喷淋机构和水封罐。

在本申请的一些实施例中，可以将所述氨水输出管线连通至主氨水储罐和备用氨水储罐，并在所述氨水输出管线中布设氨水泵，以加快管线中氨水的输送速度。

在本申请的一些实施例中，优选在所述氨水输出管线中再布设一台备用氨水泵，将所述备用氨水泵连接至氨水装车管线，以兼用于氨水装车。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的氨水制备及储存装置采用氨气+水封罐的压力控制方式，来限制水封罐内的压力范围，由于氨气压控可以根据气温不同形成自平衡，同时通过在氨水储罐内增设水喷淋机构进行喷水降压，由此可以保证氨水储罐内的氨水饱和蒸汽不会突破水封，排放至大气，从而解决了氨水储罐的气相排放及压力控制问题，保护了环境。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的氨水制备及储存装置的一种实施例的整体结构示意图；

图2是图1中的水封罐的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

参见图1，本实施例的氨水制备及储存装置主要由氨水储罐10、混合器40、补压机构、水喷淋机构60和水封罐30等部分组成。

其中，氨水储罐10用于制备和储存氨水，优选设计成常压锥顶罐，包括氨水入口、氨水出口、水封口、补压口和补水口。其中，氨水入口外接氨水输入管线11，接入氨水到氨水储罐10中制备成低浓度的氨水，例如可以配置成浓度为15%~30%的氨水，进行储存；氨水出口外接氨水输出管线12，通过氨水输出管线12向外输送低浓度的氨水；水封口通过与之外接的气管13连通水封罐30，以解决氨水储罐10的气相排放问题；补压口外接补压机构，通过向氨水储罐10内补充氨气，以升高氨水储罐10内的压力；补水口连接水喷淋机构60，通过在氨水储罐10喷水，以降低氨水储罐10内的压力。补压机构和水喷淋机构60配合，可以将氨水储罐10内的压力控制在设定的正常范围内，例如控制在0.2~1kpa（g）之间；水封罐30与水喷淋机构60配合，可以保证氨水储罐10内的氨气不会突破水封，排放至大气，保护环境。

本实施例的氨水制备及储存装置利用氨气制备氨水，所需氨气可以通过酸性水汽提装置采用单塔加压侧线抽氨工艺侧线抽取获得，经由氨气接入管线41输送至混合器40。所述混合器40连接氨水输出管线12，同时接入通过氨水输出管线12输送的低浓度氨水，与氨气混合后，形成较高浓度的氨水，经由氨水输入管线11首先输送至氨水冷却器50，将氨水的温度降低到设定温度，例如降低到40℃，然后通过氨水输入管线11送入氨水储罐10。

作为一种优选实施例，所述混合器40可以选用文丘里式混合器。所述氨水冷却器50可以选用管壳式换热器，并将换热器的壳程连通氨水输入管线11，管程连通水管，使氨水走壳程，循环水走管程，以加快氨水的冷却速度。在氨水输出管线12上可以安装氨水泵14，以提高氨水的循环速度。所述氨水泵14的流量配置应与氨水冷却器50配套设置，以保证通过氨水冷却器50输出的氨水温度能够达到设定要求。

在氨气接入管线41上可以安装压力控制阀42，以检测氨气接入管线41中的氨气压力。当氨气压力过高时，可以关闭压力控制阀42，阻止氨气向混合器40输送，以保障氨水制备及储存装置安全运行。

补压机构用于向氨水储罐10内补充氨气，以调节氨水储罐10内的气压。具体而言，可以在氨水储罐10与氨气接入管线41之间连接补压管路15，优选安装在锥顶氨水储罐10的顶部斜面位置，补压管路15上安装补压控制阀16，用于检测氨水储罐10内的气压，在检测到氨水储罐10内的气压低于设定的正常范围的下限值时打开，通过氨气接入管线41向氨水储罐10内补充氨气，直到氨水储罐10内的气压达到正常范围的上限值时关闭。例如，可以设定氨水储罐10内的压力正常范围为0.2~1kpa（g），g指表压。当氨水储罐10内的气压低于0.2kpa（g）时，补压控制阀16打开，向氨水储罐10内补充氨气，以升高氨水储罐10内的压力。当压力升至1kpa（g）时，补压控制阀16关闭。当氨水储罐10内的气压超过设定阈值时，例如超过1.5kpa（g）时，可以启动水喷淋机构60进行降压处理。

在本实施例中，所述水喷淋机构60优选布置为枝状或环状，安装在氨水储罐10内。水喷淋机构60通过氨水储罐10的补水口外接补水管路61，通过补水管路61向水喷淋机构60输送清水。在补水管路61上安装有补水控制阀62，用于检测氨水储罐10内的气压。当氨水储罐10内的气压超过设定阈值时，例如超过1.5kpa（g）时，补水控制阀62自动打开，向水喷淋机构60输送清水，并通过水喷淋机构60向氨水储罐10内喷洒清水，以降低氨水储罐10内的气压。当氨水储罐10内的气压下降至1kpa（g）或者以下时，即，回到压力正常范围后，补水控制阀62自动关闭。

为了解决夏季温度升高时，氨水储罐10内的氨水饱和蒸汽压力突破水封，排至大气，造成环境污染的问题，本实施例设计水封罐30，采用氨气+水封罐的压力控制方式，将水封罐的压力控制在-0.5kpa~2kpa之间。

具体而言，可以在锥顶氨水储罐10的锥尖位置连接气管13，通过气管13连接水封罐30的氨气入口31，结合图1、图2所示，在水封罐30上设置有进水口32和出水口35，通过进水口32向水封罐30内注入长流水（清水），出水口35通过液管17连接氨水储罐10，向氨水储罐10内注入长流水。

由于通过水喷淋机构60和水封罐30向氨水储罐10内注入的清水量相对于氨水储罐10的容积来说是属于微量级的，因此不会影响氨水储罐10内的氨水浓度。

在本实施例中，所述水封罐30优选设计成上下两个罐体，分别为上罐体37和下罐体38，如图2所示。两个罐体独立设置，仅通过连通器39连通。将所述连通器39竖直布设，贯穿上罐体37的底部和下罐体38的顶部。将氨气入口31设置在上罐体31的顶部，进水口32通过上罐体31的顶部向下伸入，直到超过连通器39的顶部，到达连通器39顶部以下的位置。在上罐体31的顶部还设置有空气入口33，所述空气入口33伸入到连通器39顶部以下50mm的位置，即，图2中距离H1=50mm，以控制水封罐30内的压力保持在-0.5kpa以上。将出水口35设置在下罐体38的底部，并在下罐体38的底部设置一块挡板22。挡板22优选竖直布设在下罐体38的内腔中，以将下罐体38的底部腔体分隔成独立的两部分，例如图2中左、右两部分。将出水口35和连通器39分置于挡板22的左右两侧，即，分置于下罐体38底部的两个独立腔体内，且设置挡板22的顶部高出连通器39的底部200mm，即，图2中距离H2=200mm，以控制水封罐30内的压力保持在200kpa以下。

在通过进水口32向上罐体37注入长流水时，当长流水的液位高度到达连通器39的顶部时，长流水通过连通器39注入到下罐体38中。当下罐体38的液位高度超过挡板22高度时，长流水通过出水口35流出水封罐30，经由液管17流入氨水储罐10。

当水封罐30内的压力低于-0.5kpa时，上罐体37中的液位在空气入口33以下，大气通过空气入口33进入上罐体37，升高上罐体37内的压力。当水封罐30内的压力高于200kpa时，下罐体38中的水流越过挡板22流向出水口35，通过出水口35排出水封罐30，由此可以将水封罐30内的压力限制在200kpa。这样，即可将水封罐的压力控制在-0.5kpa~2kpa之间。由于氨气压控可以根据气温不同形成自平衡，加之水喷淋机构60的降压作用，由此便可保证氨气不会突破水封，解决了氨水储罐10的气相排放问题。

在水封罐30的下罐体38上还开设有空气出口34，其位置应高于挡板22，位于挡板22的上方，以将下罐体38内的空气排放至大气。在下罐体38的底部还可以设置放净口36，以用于在维修时，放空下罐体38内的液体。

作为一种优选实施例，可以在氨水制备及储存装置中设置两个氨水储罐，如图1所示，一主一备，在其中一个氨水储罐维修时，可以切换至另一个氨水储罐继续使用。本实施例将氨水储罐10作为主氨水储罐，将另一个氨水储罐20作为备用氨水储罐。仿照主氨水储罐10的管路连接方式，将备用氨水储罐20的氨水入口连接至氨水输入管线11；将备用氨水储罐20的氨水出口连接至氨水输出管线12；将备用氨水储罐20的水封口连接至水封罐30’；将备用氨水储罐20的补压口通过补压管路15’连接至氨气接入管线41，并在补压管路15’上安装补压控制阀 16’；在备用氨水储罐20的补水口处安装水喷淋机构60’，并外接补水管路61’，在补水管路61’上安装补水控制阀62’。

可以在主氨水储罐10上设置液位传感器19，并在备用氨水储罐20的氨水入口处安装开关阀21。当液位传感器19检测到主氨水储罐10内的液位到达设定高度时，即主氨水储罐10内氨水已满，则可以远程控制开关阀21打开，利用备用氨水储罐20继续制备并储存氨水。

在氨水输出管线12上优选布设两台氨水泵14、14’，一主一备，优选采用离心式氨水泵，主要作用是使氨水混合均匀。当主氨水泵14故障时，可以切换至备用氨水泵14’继续工作，以提高装置运行的可靠性。同时，还可以将氨水装车管线18连接至备用氨水泵14’，使备用氨水泵14’可以间歇用作装车泵，用于氨水装车。

本实施例提出了一种流程简单、操作方便的氨水制备以储存工艺，彻底解决了氨水储罐的气相排放及压力控制问题。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种氨水制备及储存装置，其特征在于，包括：

氨水储罐，其用于制备和储存氨水；

混合器，其连接氨气接入管线和氨水输出管线，所述氨气接入管线用于向混合器输送氨气，所述氨水输出管线用于将所述氨水储罐内的氨水输送至混合器与所述氨气混合后，通过氨水输入管线输送至所述氨水储罐；

补压机构，其包括补压管路和补压控制阀；所述补压管路连接在所述氨水储罐与氨气接入管线之间；所述补压控制阀安装在补压管路上，根据氨水储罐内气压变化调整其开闭状态；

水喷淋机构，其内置于所述氨水储罐内，外接补水管路，在所述补水管路上安装有补水控制阀，所述补水控制阀根据氨水储罐内气压变化调整其开闭状态；

水封罐，其包括氨气入口、进水口和出水口，所述氨气入口与所述氨水储罐的内腔顶部连通，所述进入口接入长流水，所述出水口连通所述氨水储罐。

2.根据权利要求1所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，还包括：

氨水冷却器，其安装在所述氨水输入管线上，用于将通过所述混合器输出的氨水冷却到设定温度后，再输送至所述氨水储罐。

3.根据权利要求2所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，所述氨水冷却器为管壳式换热器，其壳程连通所述氨水输入管线，走氨水；其管程连通水管，走循环水。

4.根据权利要求1所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，

所述水封罐包括上下两个独立的罐体，两个罐体之间通过竖直布设连通器连通；

所述进水口从上罐体的顶部伸入到连通器顶部以下的位置，所述氨气入口开设在上罐体的顶部，在上罐体的顶部还设置有空气入口，所述空气入口伸入到连通器顶部以下的位置；

所述出水口开设在下罐体的底部，在下罐体内由底部向上竖立有一挡板，所述挡板将下罐体内的下部空腔分隔成两部分，所述出水口和连通器分置于挡板的两侧，所述挡板的顶部高出连通器的底部；在所述下罐体上且高于所述挡板的位置开设有空气出口。

5.根据权利要求4所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，

所述空气入口伸入到距离所述连通器顶部50mm以下的位置；

所述挡板的顶部高出所述连通器的底部200mm。

6.根据权利要求1所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，所述氨水储罐为锥顶罐，所述水封罐的氨气入口通过气管连接所述锥顶罐的锥尖位置，所述补压管路连接在所述锥顶罐的顶部斜面位置。

7.根据权利要求1所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，

所述水喷淋机构为枝状或环状；

所述混合器的型式为文丘里式。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，所述氨水储罐为主氨水储罐，其上设置有液位传感器，所述液位传感器在检测到主氨水储罐内储存的氨水到达设定高度时，控制另外一个备用氨水储罐连通所述氨水输入管线储存氨水，在所述备用氨水储罐上配置有另外一套所述的补压机构、水喷淋机构和水封罐。

9.根据权利要求8所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，所述氨水输出管线连通所述主氨水储罐和备用氨水储罐，在所述氨水输出管线中布设有氨水泵。

10.根据权利要求9所述的氨水制备及储存装置，其特征在于，在所述氨水输出管线中还布设有一台备用氨水泵，所述备用氨水泵连接氨水装车管线。

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