CN219473430U - 一种合成氨反应用氢氮比调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种合成氨反应用氢氮比调节装置，包括，氢气输送管道和设置于氢气输送管道上的定量电磁阀，所述定量电磁阀用于控制通过定量电磁阀的氢气流速恒定；氮气输送管道、设置于氮气输送管道上的超压放空调节阀和设置于氮气输送管道上的氮气调节阀，本实用新型合成氨反应用氢氮比调节装置，通过定量调节阀控制氢气输送管道内氢气的氢气流量始终保持在同一流速，因此控制器只需根据氢气流量计的数据而更改氮气调节阀的流通量，从而达到控制氢氮比的目的，从而达到合成最佳的反应效率，减少了控制器需要进行调节的次数，间接地减少了因调节延迟而造成的氢氮比出现误差的情况发生。

Description

一种合成氨反应用氢氮比调节装置

技术领域

本实用新型涉及合成氨技术领域，具体的是一种合成氨反应用氢氮比调节装置。

背景技术

煤化工合成氨反应是来自气化工段的氢气与来自空分工段的氮气以3：1比例(体积比)在一定温度，一定压力及氨合成塔催化剂作用下反应生成氨的体积缩小的，可逆的放热反应。为提高反应效率，节能降耗，来自气化工段的氢气与来自空分工段的氮气应严格按3：1比例配比。

现有公开号为CN215982011U的中国专利，公开了一种合成氨反应用氢氮比调节装置，其包括送氮管线和送氢管线，所述送氮管线和所述送氢管线在后端合并；所述送氮管线上自前向后依次设置有超压放空调节阀、氮气调节阀、氮气流量计和止回阀；所述送氢管线上设置有氢气流量计；所述氢气流量计、所述氮气调节阀和所述氮气流量计均连接至一控制器。其根据来自气化工段的氢气流量从源头上控制来控制配比氮气流量，具有调节及时、操作简便、合成工况稳定、反应效率高、产品能耗低等优点。

上述专利依然存在一些不足之处，根据氢气流量计和氮气流量计的检测数据，利用控制器控制氮气调节阀来调节氮气，实现对清氮比调节，但是气化车间输送来的氢气量和来自空分车间的氮气量不稳定，需要控制器不断的调节氮气调节阀，由于控制器本身处理需要一定的时间，调节氮气到达合适的比例存在一定延迟，因此导致氢氮比出现一定的偏差，而且缺少相应的气体混合装置，使得合成塔的合成氨所需的反应时间较长。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本实用新型的目的在于提供一种合成氨反应用氢氮比调节装置，提炼有益效果。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种合成氨反应用氢氮比调节装置，包括，氢气输送管道和设置于氢气输送管道上的定量电磁阀，氢气输送管道中的氢气来自气化车间。所述定量电磁阀用于控制通过定量电磁阀的氢气流速恒定；氮气输送管道、设置于氮气输送管道上的超压放空调节阀和设置于氮气输送管道上的氮气调节阀，氮气输送管道中的氮气的压力保持在2.1MPa左右，其来自空分车间，所述超压放空调节阀和氮气调节阀按从氮气输送管道入口到出口的顺序设置，所述氮气调节阀电性连接有控制器；混合管道，所述混合管道用于混合氮气和氢气。超压放空调节阀在氮气输送管道内的氮气超过限定值时进行排空减压。

进一步优选地，所述氮气输送管道上设置有氮气流量计，所述氮气流量计与控制器连接，所述氮气流量计位于氮气调节阀与氮气输送管道的出口之间，所述氮气流量计用于监控氮气输送管道内氮气的实时流量。

进一步优选地，所述氢气输送管道上设置有氢气流量计，所述氢气流量计与控制器连接，所述氢气流量计位于定量电磁阀与氢气输送管道的出口之间，所述氢气流量计用于监控氢气输送管道内氢气的实时流量。

进一步优选地，所述氮气输送管道和氢气输送管道的出口端均与混合管道连通，所述混合管道上设置有混合筒，所述混合筒设置于混合管道的进口端。

进一步优选地，所述混合筒内设置有W管和M管，所述W管由多个W型节管拼接形成，所述M管由多个M型节管拼接形成。

进一步优选地，所述W管和M管水平中心处连通。由于W管与M管的连通处较多，因此当W管中的氮气与M管中的氢气在连接处相遇时，相互冲击混合，经过多次冲击融合到达充分混合氮气和氢气的目的。

进一步优选地，所述W管的进口端与氮气输送管道的出口端连通，所述M管的进口段与氢气输送管道的出口端连通。

进一步优选地，所述混合管道上设置有氢气测量仪和氮气测量仪，所述氢气测量仪和氮气测量仪设置于混合筒与混合管道出口端之间。

进一步优选地，所述氢气测量仪用于测量混合管道内氢气的含量，所述氮气测量仪用于测量混合管道内氮气的含量。

进一步优选地，所述氢气测量仪和氮气测量仪均与一报警器连接。通过设置有氮气检测仪和氢气检测仪，从而检测混合管中的氢气和氮气的含量，当氢气和氮气的含量与设定的含量值出现偏差时，报警器发出警报声，方便工人在第一时间发现问题，避免出现重大生产事故。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过定量调节阀控制氢气输送管道内氢气的氢气流量始终保持在同一流速，因此控制器只需根据氢气流量计的数据而更改氮气调节阀的流通量，从而达到控制氢氮比的目的，从而达到合成最佳的反应效率，减少了控制器需要进行调节的次数，间接地减少了因调节延迟而造成的氢氮比出现误差的情况发生；

2、本实用新型当W管中的氮气与M管中的氢气在连接处相遇时，相互冲击混合，经过多次冲击融合到达充分混合氮气和氢气的目的，使得在合成塔进行合成氨时增加了合成效率，最终达到了提产增效，节能降耗的目的。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型部分结构示意图；

图3是本实用新型中混合筒的结构剖视图。

图中：

1、氢气输送管道；2、定量电磁阀；3、氮气输送管道；4、超压放空调节阀；5、氮气调节阀；6、控制器；7、混合管道；8、氮气流量计；9、氢气流量计；10、混合筒；11、W管；12、M管；13、氢气测量仪；14、氮气测量仪；15、报警器。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，一种合成氨反应用氢氮比调节装置，包括，氢气输送管道1和设置于氢气输送管道1上的定量电磁阀2，氢气输送管道1中的氢气来自气化车间。所述定量电磁阀2用于控制通过定量电磁阀2的氢气流速恒定；氮气输送管道3、设置于氮气输送管道3上的超压放空调节阀4和设置于氮气输送管道3上的氮气调节阀5，氮气输送管道3中的氮气的压力保持在2.1MPa左右，其来自空分车间，所述超压放空调节阀4和氮气调节阀5按从氮气输送管道3入口到出口的顺序设置，所述氮气调节阀5电性连接有控制器6；混合管道7，所述混合管道7用于混合氮气和氢气。超压放空调节阀4在氮气输送管道3内的氮气超过限定值时进行排空减压。所述氮气输送管道3上设置有氮气流量计8，所述氮气流量计8与控制器6连接，所述氮气流量计8位于氮气调节阀5与氮气输送管道3的出口之间，所述氮气流量计8用于监控氮气输送管道3内氮气的实时流量。所述氢气输送管道1上设置有氢气流量计9，所述氢气流量计9与控制器6连接，所述氢气流量计9位于定量电磁阀2与氢气输送管道1的出口之间，所述氢气流量计9用于监控氢气输送管道1内氢气的实时流量。所述氮气输送管道3和氢气输送管道1的出口端均与混合管道7连通，所述混合管道7上设置有混合筒10，所述混合筒10设置于混合管道7的进口端。所述混合筒10内设置有W管11和M管12，所述W管11由多个W型节管拼接形成，所述M管12由多个M型节管拼接形成。所述W管11和M管12水平中心处连通。由于W管11与M管12的连通处较多，因此当W管11中的氮气与M管12中的氢气在连接处相遇时，相互冲击混合，经过多次冲击融合到达充分混合氮气和氢气的目的。所述W管11的进口端与氮气输送管道3的出口端连通，所述M管12的进口段与氢气输送管道1的出口端连通。所述混合管道7上设置有氢气测量仪13和氮气测量仪14，所述氢气测量仪13和氮气测量仪14设置于混合筒10与混合管道7出口端之间。所述氢气测量仪13用于测量混合管道7内氢气的含量，所述氮气测量仪14用于测量混合管道7内氮气的含量。所述氢气测量仪13和氮气测量仪14均与一报警器15连接。通过设置有氮气检测仪和氢气检测仪，从而检测混合管中的氢气和氮气的含量，当氢气和氮气的含量与设定的含量值出现偏差时，报警器15发出警报声，方便工人在第一时间发现问题，避免出现重大生产事故。

工作原理：

通过定量调节阀控制氢气输送管道1内氢气的氢气流量始终保持在同一流速，因此控制器6只需根据氢气流量计9的数据而更改氮气调节阀5的流通量，从而达到控制氢氮比的目的，从而达到合成最佳的反应效率，减少了控制器6需要进行调节的次数，间接地减少了因调节延迟而造成的氢氮比出现误差的情况发生。

当氢气输送管道1中的氢气进入到M管12中，氮气输送管道3中的氮气进入到W管11中，由于W管11由多个W型节管拼接形成，M管12由多个M型节管拼接形成，而且W管11和M管12水平中心处连通，因此存在多个连通处，当W管11中的氮气与M管12中的氢气在连接处相遇时，相互冲击混合，经过多次冲击融合到达充分混合氮气和氢气的目的，使得在合成塔进行合成氨时增加了合成效率，最终达到了提产增效，节能降耗的目的。

通过设置有氮气检测仪和氢气检测仪，从而检测混合管中的氢气和氮气的含量，当氢气和氮气的含量与设定的含量值出现偏差时，报警器15发出警报声，方便工人在第一时间发现问题，避免出现重大生产事故。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (10)

1.一种合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，包括：

氢气输送管道(1)和设置于氢气输送管道(1)上的定量电磁阀(2)，所述定量电磁阀(2)用于控制通过定量电磁阀(2)的氢气流速恒定；

氮气输送管道(3)、设置于氮气输送管道(3)上的超压放空调节阀(4)和设置于氮气输送管道(3)上的氮气调节阀(5)，所述超压放空调节阀(4)和氮气调节阀(5)按从氮气输送管道(3)入口到出口的顺序设置，所述氮气调节阀(5)电性连接有控制器(6)；

混合管道(7)，所述混合管道(7)用于混合氮气和氢气。

2.根据权利要求1所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述氮气输送管道(3)上设置有氮气流量计(8)，所述氮气流量计(8)与控制器(6)连接，所述氮气流量计(8)位于氮气调节阀(5)与氮气输送管道(3)的出口之间，所述氮气流量计(8)用于监控氮气输送管道(3)内氮气的实时流量。

3.根据权利要求1所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述氢气输送管道(1)上设置有氢气流量计(9)，所述氢气流量计(9)与控制器(6)连接，所述氢气流量计(9)位于定量电磁阀(2)与氢气输送管道(1)的出口之间，所述氢气流量计(9)用于监控氢气输送管道(1)内氢气的实时流量。

4.根据权利要求1所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述氮气输送管道(3)和氢气输送管道(1)的出口端均与混合管道(7)连通，所述混合管道(7)上设置有混合筒(10)，所述混合筒(10)设置于混合管道(7)的进口端。

5.根据权利要求4所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述混合筒(10)内设置有W管(11)和M管(12)，所述W管(11)由多个W型节管拼接形成，所述M管(12)由多个M型节管拼接形成。

6.根据权利要求5所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述W管(11)和M管(12)水平中心处连通。

7.根据权利要求5所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述W管(11)的进口端与氮气输送管道(3)的出口端连通，所述M管(12)的进口段与氢气输送管道(1)的出口端连通。

8.根据权利要求4所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述混合管道(7)上设置有氢气测量仪(13)和氮气测量仪(14)，所述氢气测量仪(13)和氮气测量仪(14)设置于混合筒(10)与混合管道(7)出口端之间。

9.根据权利要求8所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述氢气测量仪(13)用于测量混合管道(7)内氢气的含量，所述氮气测量仪(14)用于测量混合管道(7)内氮气的含量。

10.根据权利要求8所述的合成氨反应用氢氮比调节装置，其特征在于，所述氢气测量仪(13)和氮气测量仪(14)均与一报警器(15)连接。