CN217568130U - 一种氨站废气回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种氨站废气回收系统，该系统包括氨站、吸收放空装置、供水装置和外送装置，所述氨站还设有站内氨浓度检测报警器，其与抽风机、第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀信号连通；所述吸收放空装置上部还设有放空氨浓度检测报警器，其与第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀信号连通；所述吸收放空装置还设有远传液位计Ⅰ，其与第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀信号连通；所述氨水罐还设有远传液位计Ⅱ，其与第三开关阀信号连通。本实用新型可实时监测氨站内氨气泄露情况；将吸收塔和放空塔合为一台设备，自动化检测和联锁来自动切换进水，降低了系统能耗，在节约资源的同时满足了废气排放的环保要求。

Description

一种氨站废气回收系统

技术领域

本实用新型涉及防护装置技术领域，具体涉及一种氨站废气回收系统。

背景技术

本实用新型中，氨站是指用于均匀布置涉氨设备包括氨压缩机、储罐、钢瓶、机泵等设备的符合泄爆炸要求的封闭建筑物，废气指氨站泄露的氨气。如今液氨企业普遍采用单一喷淋的方式将氨站泄露的气体直排大气，这并不能满足安监局对涉氨企业的安全管理要求，极易造成站区内人员中毒和引发环境污染，从而威胁氨站生产安全。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提出一种用于氨站的废气回收系统，该系统设置安全联锁、废气吸收放空和回收处理装置，能够自动化实时监测氨站内氨气泄露情况，杜绝泄漏后的氨气直接排放至环境中，遏制安全事故的发生，降能降耗、保护人员和环境安全。

为实现本实用新型目的，采用的技术方案是提出了一种氨站废气回收系统，该系统包括氨站、吸收放空装置、供水装置和外送装置，其中

所述氨站与吸收放空装置通过设于吸收放空装置下部的进气管连通；

所述供水装置包括进水管和设于进水管上的第一开关阀；所述供水装置通过进水管与吸收放空装置连通；

所述外送装置包括氨水罐、设于氨水罐上的氨水输送管道和设于氨水输送管道上的第三开关阀；所述外送装置通过氨水输送管道与吸收放空装置连通；

所述吸收放空装置还包括循环水管道，所述循环水管道的一端与吸收放空装置的底部连通，另一端与吸收放空装置内的喷淋组件连通；所述循环水管道上还设有第二开关阀；所述吸收放空装置还包括与其连通设置的抽风机；

所述氨站还设有站内氨浓度检测报警器，其与抽风机、第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀信号连通；

所述吸收放空装置上部还设有放空氨浓度检测报警器，其与第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀信号连通；

所述吸收放空装置还设有远传液位计Ⅰ，其与第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀信号连通；

所述氨水罐还设有远传液位计Ⅱ，其与第三开关阀信号连通。

在以上技术方案中，所述站内氨浓度检测报警器分别安装于氨站内氨压缩机的动密封、氨泵的动密封、氨采样口、氨放空排净口、容易泄露的法兰或阀门等区域的周围，而且每个站内氨浓度检测报警器的位置距其所覆盖范围内的任一氨气释放源的水平距离不超过2m，如此，通过合理布置检测报警器使得所述站内氨浓度检测报警器的监控范围覆盖住整个氨站。

在上述技术方案中，所述站内氨浓度检测报警器设有多级报警和氨浓度高高联锁。当任意一台或多台站内氨浓度检测报警器所检测的氨浓度达到一个较低限定值（可调），比如19.5ppm，站内氨浓度检测报警器发出预报警，提醒操作人员立即采取紧急措施；当检测的氨浓度达到一个较高限定值（可调），比如25ppm，站内氨浓度检测报警器发出预报警并紧急联锁停车，以避免氨泄漏事故进一步扩大；当检测的站内氨气浓度继续上升达到高高浓度值（可调）时，比如39ppm，站内氨浓度检测报警器即发出高高报警紧急联锁停车、启动氨浓度高高联锁。

在上述技术方案中，通过站内氨浓度检测报警器、放空氨浓度检测报警器、远传液位计Ⅰ和远传液位计Ⅱ自动连锁运行来实现全自动化监测和回收氨站泄露的废气。如今绝大部分涉氨企业已在厂区配置DCS系统，可选地，实用新型可以依托原有系统，将新增的氨站过程控制仪表加入原有DCS系统，并将新增有毒氨气气体检测信号输入原有GDS系统。本实用新型不需要对原有的DCS系统进行改进，可实现对站内氨浓度检测报警器设置多级报警和氨浓度高高联锁。

在上述技术方案中，所述抽风机设有正常排风和事故排风两种模式。氨站日常运营中，站内抽风机开启正常排风；当任意一台或多台站内氨浓度检测报警器检测氨浓度达到较低限定值（可调）或较高限定值（可调）时，除了发出相应级别报警信号外，站内抽风机保持正常排风。

在上述技术方案中，所述吸收放空装置包括吸收塔以及由吸收塔侧壁向上延伸而形成的放空筒。可选地，吸收放空装置的高度不低于15m；可选地，所述吸收塔和放空筒的高度比为（1.05~3）：1。具体地，在氨站建设过程中可根据需要设置吸收塔和放空筒的高度比值，平衡氨气回收和氨气放空需求。

本实用新型的一种阶段性工况，

在正常排风模式下，抽风机带动氨站内的气体收集管将废气汇入位于吸收塔下部的进气管，随后，废气从吸收塔顶部出气管排出，再进入放空筒的下部进行放空。

本实用新型的另一种阶段性工况，

在上述技术方案中，所述吸收塔内上部设有喷淋组件，该组件由上至下包括第一喷淋头和第二喷淋头；吸收塔的塔釜出料口经塔底循环泵依次与第二喷淋头和第一喷淋头连通，且在第二喷淋头与塔底循环泵之间的管路上设有第二开关阀。可选地，在第一喷淋头和第二喷淋头对应的喷淋区域内分别设置填料层。

本领域的普通技术人员将理解，塔底循环泵的作用是为循环水管道内的水循环提供动力，领域内的普通技术人员可通过非创造性的劳动选用其他能达到相同技术效果装置和设备。

当任意一台或多台所述站内氨浓度检测报警器检测氨浓度处于高高浓度值，即发出高高报警并启动氨浓度高高联锁，信号联锁开启抽风机的事故排风模式、并打开第一开关阀。

相对于正常排风，事故排风设置了更大排风量以应对废气大量泄露的情况，本领域的普通技术人员将理解，可根据氨站规模、液氨存储量及本地环保部门的要求等来设置正常排风和事故排风，并匹配合适的管道管径、风机流量和风机组配方式。

可选地，事故排风模式下，氨站内气体收集管的入口维持-5kpaG微负压，而放空筒出口为常压，以此保持从氨站到吸收放空装置的工作环境均为微负压，更有利于全面彻底地废气收集，以杜绝氨站泄漏后的氨气排放至大气中造成环境污染。

供水装置中的第一开关阀打开后，新鲜的工厂水从进水管输入吸收塔并从喷淋组件的第一喷淋头和第二喷淋头喷洒出来，与从吸收塔下部进气管输入的废气逆流接触，以吸收洗涤废气中易溶解的氨气。经洗涤后的废气被抽风机从吸收塔顶部的出气管抽出，经放空氨浓度检测报警器在线检测合格后，输入放空筒进行放空。

需注意，放空氨浓度检测报警器的设定值需参考当地环保部门要求的氨排放标准低限值。可选地，该设定值等于当地环保部门排放浓度要求除以事故排风的排风量。本领域内的普通技术人员将理解，为了满足对放空氨浓度检测精确度的要求，无需通过创造性的劳动即可合理设置一个或多个放空氨浓度检测报警器来监测放空废气中的氨气浓度。

可选地，废气进气管伸入吸收塔的一端连通气体分布器，能够分散气体以促进水与废气充分接触。

其中，吸收塔中的填料层为水和氨气提供了更充分的接触面，有利于氨气溶解；可选地，所述填料层为散堆填料、规整填料中的一种，但不限于所例举的方案，其他材料选择方案也在本实用新型的保护范围内。本领域的普通技术人员将理解，多级喷淋头和多级填料层的设置是为了促进气液充分接触以提升氨气吸收洗涤的效果，因而在实际应用中，根据吸收塔的规格设置合适级别的喷淋头和填料层的技术方案，均在本实用新型的保护范围内。

本实用新型的另一种阶段性工况，

在上述技术方案中，所述远传液位计Ⅰ设有液位低低联锁和液位高高联锁，当其检测到吸收塔内的液位处于低低液位值时，即联锁关闭第三开关阀和塔底循环泵；当其检测到吸收塔内的液位处于高高液位值时，即联锁开启塔底循环泵、并打开第二开关阀，同时关闭第一开关阀和第三开关阀。

从喷淋组件喷出的工厂水在吸收塔的底部聚积，塔内液位不断上升，当吸收塔内液位处于高高液位值时，远传液位计Ⅰ即联锁开启塔底循环泵、并打开第二开关阀，同时关闭第一开关阀和第三开关阀，停止向吸收塔内输入新鲜的工厂水；并在循环水管道的作用下，将吸收塔内的溶液泵入第一喷淋头和第二喷淋头，对输入吸收塔的废气进行循环吸收洗涤。

进一步，经洗涤后的废气从吸收塔的塔顶输出，经放空氨浓度检测报警器在线检测合格后输入放空筒进行放空。

本实用新型的另一种阶段性工况，

在上述技术方案中，当所述放空氨浓度检测报警器检测到的氨浓度处于设定值，即发出预报警并信号联锁打开第一开关阀和第三开关阀，并关闭第二开关阀。

随着吸收塔内循环洗涤的进行，溶液内氨浓度上升造成其吸收能力下降，这会导致塔顶排出废气中氨气浓度增加，当出气管内氨气浓度处于放空氨浓度检测报警器的设定值时，放空氨浓度检测报警器联锁关闭第二开关阀、并打开第三开关阀，在塔底循环泵的作用下将充分洗涤后的溶液送至氨水罐；同时联锁打开第一开关阀切换进水，从进水管输入新鲜的工厂水继续进行吸收洗涤。可选地，吸收塔塔釜的单位出水量等于进水管的单位进水量。

在上述技术方案中，所述远传液位计Ⅱ设有液位低低联锁和液位高高联锁。在吸收塔向氨水罐输入溶液的过程中，当罐内液面高度处于高高液位值时，远传液位计Ⅱ即联锁关闭第三开关阀停止向氨水罐输入氨水，并开启与氨水罐出料口连接的氨水泵将罐内的氨水送入后续处理。

进一步，在氨水罐内的溶液向外输出过程中，当罐内液面高度处于低低液位值时，远传液位计Ⅱ即联锁关闭氨水泵，停止向外输出氨水。

本实用新型的另一种阶段性工况，

经事故排放模式后，当站内氨浓度检测报警器检测的氨浓度低于所设定的高高浓度值时，即联锁抽风机开启正常排风，并联锁关闭供水装置的第一开关阀和第二开关阀、联锁打开第三开关阀，将吸收塔内的溶液送往氨水罐。当远传液位计Ⅰ检测到吸收塔内的液位处于低低液位值时，即联锁关闭第三开关阀和塔底循环泵，停止向氨水罐输出溶液。

本领域内的普通技术人员将理解，上述几种阶段性工况并不是严格顺序的操作流程，站内氨浓度检测报警器、放空氨浓度检测报警器、远传液位计Ⅰ和远传液位计Ⅱ经DCS控制系统设联锁功能，通过对站内氨浓度、吸收塔内液位高度、放空废气氨浓度和氨水罐液位高度的检测，可实现自动化实时监测氨站内废气泄露情况并对氨气进行回收，以保证所放空废气的安全性。

综上所述，本实用新型的有益效果是：1.实时监测氨站内氨气泄露情况，有效遏制氨站安全事故的发生，还能在泄漏事故发生后避免事故进一步扩大；2.将废气吸收塔和放空筒合并为一台设备，能有效的节省投资和占地；3.洗涤回收氨气，在节约资源的同时满足了废气排放的环保要求，保护站区人员安全；4.吸收洗涤氨气过程中通过自动化检测和联锁来自动切换进水，在满足安全环保要求的前提下最大限度地节约新鲜水用量，降低系统能耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型一种氨站废气回收系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1-氨站，211-站内氨浓度检测报警器、221-放空氨浓度检测报警器、231-远传液位计Ⅰ、241-远传液位计Ⅱ，3-吸收放空装置、31-进气管、32-循环水管道、321-塔底循环泵、33-喷淋组件、331-第一喷淋头、332-第二喷淋头、34-第二开关阀、35-抽风机、36-吸收塔、37-放空筒、38-出气管、39-气体分布器，4-供水装置、41-进水管、42-第一开关阀，5-外送装置、51-氨水罐、52-氨水输送管道、53-第三开关阀、54-氨水泵。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，本实施例中诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。限定有“第一”“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1，本实用新型一种氨站废气回收系统，包括氨站1、吸收放空装置3、供水装置4和外送装置5，其中

氨站1与吸收放空装置3通过设于吸收放空装置3下部的进气管31连通；

供水装置4包括进水管41和设于进水管41上的第一开关阀42；供水装置4通过进水管41与吸收放空装置3连通；

外送装置5包括氨水罐51、设于氨水罐51上的氨水输送管道52和设于氨水输送管道52上的第三开关阀53；外送装置5通过氨水输送管道52与吸收放空装置3连通；

吸收放空装置3还包括循环水管道32，循环水管道32的一端与吸收放空装置3的底部连通，另一端与吸收放空装置3内的喷淋组件33连通；循环水管道32上还设有第二开关阀34；吸收放空装置3还包括与其连通设置的抽风机35；

所述氨站1还设有站内氨浓度检测报警器211，其与抽风机35、第一开关阀42、第二开关阀34和第三开关阀53信号连通；

所述吸收放空装置3上部还设有放空氨浓度检测报警器221，其与第一开关阀42、第二开关阀34和第三开关阀53信号连通；

所述吸收放空装置3还设有远传液位计Ⅰ231，其与第一开关阀42、第二开关阀34和第三开关阀53信号连通；

所述氨水罐51还设有远传液位计Ⅱ241，其与第三开关阀53信号连通。

实施例2-5分别展示特定工况下的本实用新型氨站废气回收系统，需注意，这些实施例仅为特定较优工况展示，并不限定本实用新型的保护范围。

实施例2

当氨站1内任意一台或多台站内氨浓度检测报警器211检测氨浓度处于高高浓度值，即发出高高报警并启动氨浓度高高联锁，信号联锁开启抽风机35的事故排风模式、并打开第一开关阀42。

供水装置4中的第一开关阀42打开后，新鲜的工厂水从进水管41输入吸收塔36并从喷淋组件33的第一喷淋头331和第二喷淋头332喷洒出来，与从吸收塔36下部进气管31输入并经气体分布器39输出的废气逆流接触，吸收洗涤废气中易溶解的氨气。经洗涤后的废气被抽风机35从吸收塔36顶部的出气管38抽出，经放空氨浓度检测报警器221在线检测合格后，输入放空筒37进行放空。

实施例3

从第一喷淋头331和第二喷淋头332喷出的工厂水在吸收塔36的底部聚积，塔内液位不断上升，当吸收塔36内液位处于高高液位值时，远传液位计Ⅰ231即联锁开启塔底循环泵321并打开第二开关阀34，同时关闭第一开关阀42和第三开关阀53，停止向吸收塔36内输入新鲜的工厂水；并在塔底循环泵321的作用下，将吸收塔36内的溶液泵入第一喷淋头331和第二喷淋头332，对输入吸收塔36的废气进行循环吸收洗涤。

经洗涤后的废气从吸收塔36的塔顶输出，经放空氨浓度检测报警器221在线检测合格后进入放空筒37进行放空。

实施例4

随着吸收塔36内循环洗涤的进行，溶液内氨浓度上升造成其吸收能力下降，这会导致塔顶排出废气中氨气浓度增加，当出气管38内氨气浓度处于放空氨浓度检测报警器221的设定值时，放空氨浓度检测报警器221联锁关闭第二开关阀34、并打开塔底循环泵321和第三开关阀53，将充分洗涤后的溶液送至氨水罐51，同时联锁打开第一开关阀42切换进水，从进水管41输入新鲜的工厂水继续进行吸收洗涤。

当氨水罐51内液面高度处于高高液位值时，远传液位计Ⅱ241即联锁关闭第三开关阀53停止向氨水罐51输入氨水，并开启与氨水罐51底部出料口连接的氨水泵54将罐内的氨水送入后续处理。在氨水罐51内的溶液向外输出过程中，当罐内液面高度处于低低液位值时，远传液位计Ⅱ241即联锁关闭氨水泵54，停止向外输出氨水。

实施例5

氨站废气回收系统经事故排放模式后，当站内氨浓度检测报警器211检测的氨浓度低于所设定的高高浓度值时，即联锁抽风机35开启正常排风，并联锁关闭第一开关阀42和第二开关阀34，同时联锁打开第三开关阀53将吸收塔36内的溶液送往氨水罐51。当远传液位计Ⅰ231检测到吸收塔36内的液位处于低低液位值时，即联锁关闭第三开关阀53和塔底循环泵321，停止向氨水罐51输送溶液。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单改进和润饰，都应当视为属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种氨站废气回收系统，其特征在于，包括氨站（1）、吸收放空装置（3）、供水装置（4）和外送装置（5），其中

所述氨站（1）与吸收放空装置（3）通过设于吸收放空装置（3）下部的进气管（31）连通；

所述供水装置（4）包括进水管（41）和设于进水管（41）上的第一开关阀（42）；所述供水装置（4）通过进水管（41）与吸收放空装置（3）连通；

所述外送装置（5）包括氨水罐（51）、设于氨水罐（51）上的氨水输送管道（52）和设于氨水输送管道（52）上的第三开关阀（53）；所述外送装置（5）通过氨水输送管道（52）与吸收放空装置（3）连通；

所述吸收放空装置（3）还包括循环水管道（32），所述循环水管道（32）的一端与吸收放空装置（3）的底部连通，另一端与吸收放空装置（3）内的喷淋组件（33）连通；所述循环水管道（32）上还设有第二开关阀（34）；所述吸收放空装置（3）还包括与其连通设置的抽风机（35）；

所述氨站（1）还设有站内氨浓度检测报警器（211），其与抽风机（35）、第一开关阀（42）、第二开关阀（34）和第三开关阀（53）信号连通；

所述吸收放空装置（3）上部还设有放空氨浓度检测报警器（221），其与第一开关阀（42）、第二开关阀（34）和第三开关阀（53）信号连通。

2.根据权利要求1所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述吸收放空装置（3）还设有远传液位计Ⅰ（231），其与第一开关阀（42）、第二开关阀（34）和第三开关阀（53）信号连通。

3.根据权利要求1所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述氨水罐（51）还设有远传液位计Ⅱ（241），其与第三开关阀（53）信号连通。

4.根据权利要求1所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述吸收放空装置（3）包括吸收塔（36），以及由吸收塔（36）侧壁向上延伸而形成的放空筒（37）。

5.根据权利要求4所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述吸收塔（36）和放空筒（37）的高度比为1.05~3：1。

6.根据权利要求3所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述吸收放空装置（3）的高度不低于15m。

7.根据权利要求1所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述氨站（1）内设有多台站内氨浓度检测报警器（211）。

8.根据权利要求7所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述每台站内氨浓度检测报警器（211）距其所覆盖范围内的任一氨气释放源的水平距离不超过2m。

9.根据权利要求1所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述进气管（31）伸入所述吸收放空装置（3）的一端连通气体分布器（39）。

10.根据权利要求1所述的氨站废气回收系统，其特征在于，所述喷淋组件（33）包括由上至下设置的第一喷淋头（331）和第二喷淋头（332）。

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