CN219888245U - 一种磷酸洗氨泵用冷却系统及磷酸洗氨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磷酸洗氨泵用冷却系统及磷酸洗氨系统，属于氨水生产技术领域。冷却系统包括冷却水箱，冷却水箱内布置有通循环冷却水的冷却盘管；冷却水箱内装入循环软水，冷却水箱侧壁开设进水口和出水口，所述进水口和出水口用于连通至少一个洗氨泵的冷却机封，形成循环软水的循环回路管道。磷酸洗氨系统安装有上述的冷却系统，所述冷却系统连通至少一个洗氨泵的冷却机封，形成循环软水的循环回路管道。本实用新型能防止洗氨泵机封磨损导致富含磷酸的介质进入循环水系统，实现冷却水闭路循环的目的。

Description

一种磷酸洗氨泵用冷却系统及磷酸洗氨系统

技术领域

本实用新型属于氨水生产技术领域，更具体地说，涉及一种磷酸洗氨泵用冷却系统及磷酸洗氨系统。

背景技术

磷酸吸收法生产浓氨水工艺，是用磷酸溶液从原料气体中选择性吸收氨，吸氨的磷酸富液解吸得到浓氨气，氨气冷凝成浓氨水。磷酸溶液吸收煤气中的氨实质上是磷酸吸收氨。磷酸为三元酸，其水溶液含有因三级电离而形成的一价、二价、三价磷酸根离子，与氨作用能生成磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸铵。这三种物质均为白色晶体，可溶于水。磷酸一铵十分稳定，在130℃以上才能分解；磷酸二铵较不稳定，达到70℃时即开始分解放出氨而变成磷酸一铵；磷酸铵很不稳定，常温下即可分解。因此磷酸溶液中主要含有磷酸一铵和磷酸二铵。磷酸吸收法生产浓氨水工艺，利用了磷酸一铵和磷酸二铵之间的转化，通过低温吸收和高温解吸，实现对原料气中氨的吸收和回收，其反应过程为：

在实际生产过程中，磷酸洗氨的循环溶液泵机封冷却水一般设计采用的是循环水，但由于磷酸洗氨工段介质具有腐蚀性，同时泵工作压力高，运行过程中机封会出现磨损，导致富含磷酸的介质进入循环水系统，而循环水排污时进入生化系统处理或直接外排，将会对于生化系统的正常运行造成冲击；如果直接外排，则造成地表水体的富营养化。故因循环泵机封泄漏而造成磷酸介质进入循环水系统指标可能会导致严重的环保风险。

例如，中国专利申请号为202210231800.9，申请公开日为2022年7月29日的专利申请文件公开了一种磷酸高效洗氨并生产高纯度氨水的系统及方法。该系统包括吸收塔、富液循环泵、脱气器和解析塔，吸收塔底部富液出口通过富液循环泵与脱气器相连，脱气器的出液口与解析塔顶部的分缩器相连，所述富液循环泵的出液管道上设有pH在线检测装置，脱气器的蒸汽进口管道上设有流量计，该流量计与pH在线检测装置均与控制系统相连，所述解析塔采用中低压蒸汽进行磷铵富液的解析，其中还包括除盐水槽，除盐水槽的出液口依次经除盐水泵及冷却器分别与富液循环泵、解析塔给料泵相连，用于对富液循环泵及解析塔给料泵进行冷却处理，且富液循环泵及解析塔给料泵的冷却液经管道循环至除盐水槽。该系统采用冷却器进行冷却，存在泄漏造成的环保隐患。

为此，有必要不直接采用循环冷却水对磷酸洗氨的循环溶液泵机封进行冷却，而直接增加一套独立机封冷却循环系统，实现冷却水闭路循环的目的。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有磷酸洗氨系统循环溶液泵机封冷却水渗入磷酸造成污染的问题，本实用新型提供一种磷酸洗氨泵用冷却系统，通过设计独立的冷却系统，防止机封磨损导致富含磷酸的介质进入循环水系统，实现冷却水闭路循环的目的。

本实用新型还提供了一种磷酸洗氨系统，安装有本实用新型的磷酸洗氨泵用冷却系统，实现对洗氨泵的冷却循环水闭环独立。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

本实用新型提出了一种磷酸洗氨泵用冷却系统，具有投入成本低、使用效果良好、运行稳定等特点，具体结构设计如下：包括冷却水箱，冷却水箱内布置有通循环冷却水的冷却盘管；冷却水箱内装入循环软水，冷却水箱侧壁开设进水口和出水口，所述出水口连接出水管道，所述进水口连接回水管道，所述进水口和出水口用于连通至少一个洗氨泵的冷却机封，形成循环软水的循环回路管道，即出水管道、洗氨泵、回水管道形成循环回路管道。冷却水箱中的软水经过通有循环冷却水的冷却盘管的冷却后，降温至25～35℃，再从冷却水箱的出水口进入连通洗氨泵的循环回路管道，经过加压后送至洗氨泵用于冷却机封，冷却后升温的软水再沿泵冷却水回水管自压送至进水口进入冷却水箱进行循环冷却。

进一步地，所述的冷却盘管沿冷却水箱高度方向由底部向上螺旋布置。

进一步地，所述的冷却盘管占冷却水箱内循环软水液面高度的1/2～2/3，即冷却盘管内的循环冷却水从冷却水箱的底部进入，从中上部排出，与洗氨泵的循环软水回水逆流换热，可以确保下部从出水管道排出的洗氨泵的循环软水的温度较低，达到洗氨泵的冷却要求。

进一步地，冷却盘管每圈的螺旋直径占冷却水箱直径的比例为1/2～2/3。

进一步地，所述的出水口设置在离冷却水箱底部10～20cm处。

进一步地，所述冷却水箱的出水口连接至少一个循环水泵，循环软水从出水口进入循环水泵，由循环水泵加压后送至洗氨泵用于冷却机封。

特别地，循环水泵可以设置变频调速自动控制系统水的平衡以及水的流量。

特别地，因为整个磷酸洗氨系统的洗氨泵比较多，管线较长，同时，为保证洗氨泵的连续稳定冷却，可以在出水口后设置两台循环水泵，一开一备，当一台泵跳停后立即启动另一台泵。

进一步地，所述冷却水箱顶部开设补水口。

进一步地，所述冷却水箱为半密闭结构，离地面1.5m左右，其顶部连通放散管，以平衡系统压力及排放系统中的不凝气。

特别地，进水口设置在冷却水箱上部，即出水口上部，循环软水从冷却水箱的上部进入，如循环软水中含有不凝气体也可及时从冷却水箱顶部的放散管排出，提高冷却用软水的质量。

进一步地，考虑到水的置换，所述冷却水箱底部设置排污口，连通有排污管。

进一步地，所述冷却水箱的侧壁安装有液位计，冷却水箱的补水由软水管通过液位计控制阀门自动补入，以维持水箱中的液位。

进一步地，另外考虑原始注水或补水时，可能会超水箱的容量，与液位计同一高度下，侧壁还连通有满流管。特别地，也可通过液位计设置上限，当超过上限时，关闭软水管阀门，以防止满流。

特别地，满流管可以和排污管以及洗氨泵的排空管公用，排污水接至磷酸洗氨地下放空槽，结构尽量一体化，减少材料的使用。

特别地，冷却水箱的材料可以选用304不锈钢，冷却水箱内的冷却盘管的管径采用DN10～DN25的304或316L不锈钢管道，有利于提高水质，防止碳钢材质引起的腐蚀，水箱形状可为长方体或圆筒状槽体。

一种磷酸洗氨系统，安装有上述的冷却系统，所述冷却系统连通至少一个洗氨泵的冷却机封，形成循环软水的循环回路管道。

特别地，可以保留原有洗氨泵冷却用循环冷却水管道作为备用，正常情况下关闭阀门，不使用循环冷却水直接冷却，特殊情况下如本独立循环冷却装置检修时可以采用循环冷却水直接冷却泵机封。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的冷却系统中冷却水箱内冷却盘管的循环冷却水实现内部循环，不外排，避免含磷介质进入冷却盘管的循环冷却水系统，满足环保要求；同时也可减少循环冷却水中的杂质进入磷酸洗氨溶液系统中，对浓氨水的纯度产生影响；

(2)本实用新型的冷却系统中冷却水箱的满流管、排污管以及洗氨泵的排空管共用部分管道，节约成本；

(3)本实用新型的冷却系统中采用液位计控制冷却水箱的液位，方便系统水平衡的控制；

(4)本实用新型的冷却系统中冷却水箱内部带冷却盘管，采用循环水冷却，可以确保夏天冷却机封用软水的温度符合要求；

(5)与采用换热器冷却相比，采用本实用新型的冷却系统，即冷却水箱+冷却盘管的形式，可以确保冷却盘管内的循环冷却水系统和冷却洗氨泵机封的软水系统之间不会相互窜漏，确保冷却盘管内的循环冷却水的水质不会受到污染，而如采用板式换热器则容易窜漏；

(6)本实用新型的冷却系统中冷却水箱及冷却盘管均采用不锈钢材质，可以确保软水不会受到碳钢材质腐蚀而引起的软水污染问题；

(7)本实用新型的磷酸洗氨系统采用独立的冷却系统为主，采用机封循环冷却水系统作为备用，在本实用新型独立冷却水系统检修时适应性强；

(8)本实用新型的磷酸洗氨系统中采用软水作为冷却介质，水质与磷酸洗氨系统的补水相同，在系统中溶液量不足，需要补水时，可以直接从本实用新型独立的冷却装置的补水口补充软水，从满流口满流至地下放空槽，用液下泵补充入磷酸洗氨循环溶液系统，在补水的同时，起到本实用新型独立的冷却装置定期换水的作用。

附图说明

图1为本实用新型磷酸洗氨系统的结构示意图；

图中：

1、冷却水箱；11、进水口；12、出水口；121、循环水泵；122、流量计；13、补水口；2、冷却盘管；3、放散管；4、液位计；5、满流管；6、排污管；7、放空槽；8、洗氨泵；9、洗氨塔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例

结合图1所示，右边连接至各个洗氨泵8泵轴机封的独立冷却系统，为本实施例的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，包括离地面1.5m、容积为1.3m³的304不锈钢冷却水箱1，冷却水箱1侧壁由上至下依次开设进水口11和出水口12，同时，进水口11和出水口12设置在冷却水箱1的两侧，方便混合传热，其中，出水口12设置在离冷却水箱底部10～20cm处，连接出水管道，出水管道上并列连接两个循环水泵121，两个循环水泵121一开一备当一台泵跳停后立即启动另一台泵。进水口11设置在出水口12上方，连接回水管道；出水管道和回水管道分别连通至本实施例三个洗氨泵8的机封冷却水管，内通循环软水，由循环水泵121加压后送至洗氨泵8用于冷却机封，形成循环软水的循环回路管道。特别地，出水管道上还安装有流量计122，循环水泵121可以设置变频调速自动控制系统水的平衡以及水的流量。

冷却水箱1内布置通有循环冷却水的管径采用DN10～DN25的304不锈钢的冷却盘管2，冷却盘管2的进水管从冷却水箱1底部旋绕螺旋向上出水，其中冷却盘管2的螺旋高度在冷却水箱1内循环软水液面之下，本实施例布置冷却盘管2的螺旋高度占冷却水箱1内循环软水液面的2/3，冷却盘管2每圈的螺旋直径占冷却水箱1直径的1/2～2/3，即冷却盘管2内的循环冷却水从冷却水箱1的底部进入，从中上部排出，与各个洗氨泵8的循环软水回水逆流换热，可以确保下部从出水管道排出的循环软水的温度较低，达到洗氨泵的冷却要求。

本实施例冷却水箱1顶部开设补水口13并连通放散管3，补水口13用于补充冷却水箱1中的软水，放散管3用以平衡系统压力及排放系统中的不凝气，循环软水从冷却水箱1上部的进水口11进入，如循环软水中含有不凝气体也可及时从冷却水箱1顶部的放散管3排出，提高冷却用软水的质量。考虑到水的置换，冷却水箱1底部设置排污口，连通有排污管6至地下的放空槽7。冷却水箱1的侧壁安装有液位计4，冷却水箱的补水由补水口13通过液位计4控制阀门自动补入，以维持水箱中的液位；同时考虑原始注水或补水时，可能会超冷却水箱1的容量，对液位计4设置上限，当超过上限时，关闭软水管阀门，以防止满流。当然，另外一种防止满流的方式是在与液位计4同一高度下的侧壁还连通有满流管5，多余的软水从满流管5流出至地下的放空槽7，值得注意的是，满流管5可以和排污管6以及洗氨泵8的排空管公用，排污水接至磷酸洗氨地下的放空槽7，结构尽量一体化，减少材料的使用。

本实施例的一种磷酸洗氨泵用冷却系统独立循环，设有槽位报警(即液位计4)及温度显示，信号皆接入DCS，两台循环水泵121的电信号接入DCS。

本实施例的一种磷酸洗氨系统，由图1所示，三个洗氨泵8从左至右依次包括富液循环泵、半富液循环泵、贫液循环泵，富液循环泵连接富液循环管线至洗氨塔9，半富液循环泵连接半富液循环管线至洗氨塔9，贫液循环泵连接贫液循环管线至洗氨塔9，洗氨塔9由上至下分割为三部分，分别供三个循环管线进行氨的吸收，其中，贫液循环管线中为磷酸一铵，富液循环管线和半富液循环管线中含有磷酸一铵和磷酸二铵，区别在于富液循环管线中磷酸二铵浓度高于半富液循环管线。三个洗氨泵8的泵轴机封均与上述冷却系统的出水管道、回水管道连通形成循环软水的循环回路管道，冷却水箱1内的循环软水经冷却盘管2的冷却水冷却，循环软水的出水口温度降至25～35℃，经循环水泵121的加压，分别通入三个洗氨泵8泵轴机封冷却水管，用于冷却机封，冷却后升温的软水再沿泵冷却水回水管自压送至冷却水箱1的进水口11进入冷却水箱1进行循环冷却。

同时，本实施例的一种磷酸洗氨系统保留了原有洗氨泵8冷却用循环冷却水管道作为备用，正常情况下关闭阀门，不使用原有洗氨泵8循环冷却水直接冷却，特殊情况下如本实施例的冷却系统检修时可以采用原有洗氨泵8循环冷却水直接冷却泵机封。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：包括冷却水箱(1)，冷却水箱(1)内布置有通循环冷却水的冷却盘管(2)；冷却水箱(1)内装入循环软水，冷却水箱(1)侧壁开设进水口(11)和出水口(12)，所述进水口(11)和出水口(12)用于连通至少一个洗氨泵(8)的冷却机封，形成循环软水的循环回路管道。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：所述的冷却盘管(2)沿冷却水箱(1)高度方向由底部向上螺旋布置。

3.根据权利要求2所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：所述的冷却盘管(2)占冷却水箱(1)内循环软水液面高度的1/2～2/3。

4.根据权利要求2或3所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：所述冷却盘管(2)每圈的螺旋直径占冷却水箱(1)直径的1/2～2/3。

5.根据权利要求4所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：所述冷却水箱(1)的出水口(12)连接至少一个循环水泵(121)。

6.根据权利要求4所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：所述冷却水箱(1)顶部开设补水口(13)。

7.根据权利要求4所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：所述冷却水箱(1)顶部连通放散管(3)，所述冷却水箱(1)底部连通有排污管(6)。

8.根据权利要求4所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：所述冷却水箱(1)的侧壁安装有液位计(4)。

9.根据权利要求8所述的一种磷酸洗氨泵用冷却系统，其特征在于：与液位计(4)同一高度下，侧壁还连通有满流管(5)。

10.一种磷酸洗氨系统，其特征在于：安装有权利要求1～9任意一项所述的冷却系统，所述冷却系统连通至少一个洗氨泵(8)的冷却机封，形成循环软水的循环回路管道。