熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置，其主要由兩個(gè)吸收反應(yīng)器構(gòu)成，反應(yīng)器內(nèi)側(cè)可以與液氨鋼瓶外壁緊密接觸，能將液氨鋼瓶包夾在兩個(gè)吸收反應(yīng)器中間；吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有列管和翅片；氨水制備過(guò)程中，吸收反應(yīng)放出的熱量可以同時(shí)通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)的列管及翅片被液氨氣化過(guò)程所吸收，達(dá)到列管與翅片雙重交換熱量的目的；既有效地移走了反應(yīng)過(guò)程所放出的熱量，又不斷地供給了液氨氣化所需的熱量，不但有利于反應(yīng)向產(chǎn)物生成的方向進(jìn)行，而且為液氨提供了穩(wěn)定的氣化溫度；實(shí)現(xiàn)了吸收反應(yīng)的放熱與液氨氣化的吸熱在體系內(nèi)熱量的直接自行交換，使得氨水制備過(guò)程在高效、穩(wěn)定、不需要冷卻水和電的條件下進(jìn)行與完成。
【專利說(shuō)明】熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工生產(chǎn)設(shè)備及化工產(chǎn)品制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種無(wú)需冷卻水、無(wú)需用電的熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]氨水是實(shí)驗(yàn)室重要的試劑，試劑氨水的國(guó)標(biāo)含量為25%。工業(yè)上用作煙氣脫硫脫硝的還原劑。農(nóng)業(yè)上經(jīng)稀釋后可用作化肥。無(wú)機(jī)工業(yè)用于制選各種鐵鹽。軍事上作為一種堿性消毒劑，用于消毒沙林類毒劑。毛紡、絲綢、印染等工業(yè)用于洗滌羊毛、呢絨、坯布，溶解和調(diào)整酸堿度，并作為助染劑等。有機(jī)工業(yè)用作胺化劑，生產(chǎn)熱固性酚醛樹脂的催化劑。醫(yī)藥上用稀氨水對(duì)呼吸和循環(huán)起反射性刺激，醫(yī)治暈倒和昏厥，并作皮膚刺激藥和消毒藥。也用作洗滌劑、中和劑、生物堿浸出劑。還用于制藥工業(yè)、曬圖等。
[0003]氨水制備基本原理:氨溶于水形成的水溶液叫做氨水。其反應(yīng)方程式為:NH3+H20 — NH3.H2O0氨很容易溶解于水。在20°C時(shí)，一體積的水可溶解約700體積的氨。從化學(xué)平衡觀點(diǎn)看，NH3 (氣)+H20 (液)=NH3.H20+Q,這個(gè)反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)。在絕熱過(guò)程中，隨著反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行，溶液的溫度隨之升高，逆向反應(yīng)速率加大，平衡氨的含量下降，當(dāng)溶液溫度上升到35°C時(shí)，在I大氣壓下，溶液穩(wěn)定氨含量是25%，當(dāng)溫度高于35°C時(shí)，I大氣壓下溶液穩(wěn)定氨的含量就小于25%，即在I大氣壓，溶液溫度高于35°C情況下是無(wú)法制取合格的氨水。因此，在生產(chǎn)氨水過(guò)程中，必須及時(shí)移走反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量，使生產(chǎn)操作控制在I大氣壓小于35°C的情況下進(jìn)行。
[0004]工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)過(guò)程所放出的熱量是用水進(jìn)行冷卻，其操作是氨由液氨鋼瓶供給，而液氨鋼瓶是受環(huán)境溫度控制，液氨吸熱氣化，通入吸收反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中用冷卻水移走熱量，使反應(yīng)過(guò)程得以正常進(jìn)行。但是，由于環(huán)境溫度很不穩(wěn)定，它隨著季節(jié)的不同而不同，在一天中隨著早、中、晚、夜的變化溫度變化很大，因此，液氨鋼瓶?jī)?nèi)的液氨氣化速率隨環(huán)境溫度變化也大，也就是反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)氨量波動(dòng)較大，當(dāng)冷卻水不變的情況下，使吸收反應(yīng)器內(nèi)的溫度變化也大。另外所用的冷卻水隨著來(lái)源的不同，季節(jié)和早、中、晚、夜的不同，冷卻水進(jìn)口溫度變化幅度也比較大，這也直接影響反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度。由于吸收反應(yīng)器內(nèi)溫度產(chǎn)生大的波動(dòng)，其結(jié)果，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，而且造成氨的大量浪費(fèi)，使氨的利用率大幅度下降，造成環(huán)境污染，給操作帶來(lái)很大困難。
[0005]目前，氨水的制備工藝主要有:鼓泡吸收、泡罩塔吸收和液氨直接吸收法。CN2873744Y實(shí)用新型公開了一種速成工業(yè)氨水制備裝置，采用多個(gè)換熱器，合理安排氨介質(zhì)流道和水介質(zhì)流道，充分利用氨水制備過(guò)程中的吸熱和放熱，在一個(gè)單元設(shè)備中最大限度地增大換熱面積，提高換熱效果，完成多次吸收反應(yīng)。CN201148352Y實(shí)用新型公開了一種配制氨水的裝置，大大縮短了氨水的配制時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，還避免了空氣污染，改善了生產(chǎn)操作環(huán)境。CN101863495B發(fā)明公開了一種高效的將液氨與水配置成氨水的設(shè)備，克服了現(xiàn)有技術(shù)氨水配置效率低、配置所需設(shè)備多、噪音大、成品氨水濃度低、氨水濃度不均勻等缺陷。CN201940202U實(shí)用新型公開了一種由液氨制備氨水的裝置，針對(duì)液氨與水混合制備氨水過(guò)程存在的問(wèn)題，克服過(guò)程噪音和震動(dòng)問(wèn)題，同時(shí)解決熱氨水的問(wèn)題，提供一種高效、穩(wěn)定和可靠的由液氨制備氨水的裝置。CN102701233B發(fā)明公開了一種液氨吸收器及其氨水制備系統(tǒng)，提供一種液氨吸收器，采用新型的液氨直接吸收法制備氨水，其配套設(shè)備少，其系統(tǒng)投入設(shè)備少，工藝簡(jiǎn)單，自產(chǎn)氨水綜合成本低。CN203183930U公開了一種氨水制備裝置，提供了一種氨水濃度均勻、冷卻效果好、節(jié)省能源、安全可靠的氨水制備裝置。CN202336300U實(shí)用新型公開了一種釋氨裝置，具有工藝流程筒單容易操作，氨水濃度均勻并且可根據(jù)需要控制出口氨水濃度，氨損失率較低，對(duì)環(huán)境影響較小，能夠連續(xù)運(yùn)行，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。CN103285755A發(fā)明公開了一種盤管式氨水制備一體機(jī)，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作安全性高，氨水濃度均勻，節(jié)約能源，氨的損失較小，對(duì)環(huán)境影響小，能夠連續(xù)運(yùn)行，結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效率高，操作更加方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]以上技術(shù)方案都針對(duì)原有不同技術(shù)缺陷做出了不同程度改進(jìn)，但都沒有脫離用冷卻水移走反應(yīng)過(guò)程釋放熱量這一環(huán)節(jié)，仍然存在液氨鋼瓶?jī)?nèi)的液氨氣化速率隨環(huán)境溫度變化、吸收反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)氨量波動(dòng)、吸收反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生溫度波動(dòng)、及水資源和能源浪費(fèi)等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是根據(jù)氨溶于水反應(yīng)過(guò)程中放出熱量，而液氨氣化過(guò)程中吸收熱量這一機(jī)理，采取將氨水制備吸收反應(yīng)放出的熱量與液氨氣化時(shí)吸收的熱量進(jìn)行相互自行直接交換的方法，既可以將反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量移走，保證吸收反應(yīng)向產(chǎn)物生成的方向進(jìn)行，又可以供給液氨氣化穩(wěn)定的氣化溫度，提供一種熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置。
[0008]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置，主要由兩個(gè)吸收反應(yīng)器構(gòu)成，所述兩個(gè)吸收反應(yīng)器的內(nèi)側(cè)呈筒狀半圓形可以與液氨鋼瓶外壁緊密接觸，能將液氨鋼瓶包夾在兩個(gè)吸收反應(yīng)器中間；所述吸收反應(yīng)器的一側(cè)由轉(zhuǎn)軸相連接，吸收反應(yīng)器底部裝有可使其移動(dòng)的萬(wàn)向輪，兩個(gè)吸收反應(yīng)器能通過(guò)轉(zhuǎn)軸做開合移動(dòng)，可以使液氨鋼瓶從兩個(gè)吸收反應(yīng)器中間方便的放入或取出；所述吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有列管和翅片，還裝有進(jìn)氣管和與之相連接的氣體分散管；氨水制備過(guò)程中，液氨氣化成氨氣通過(guò)列管吸收熱量首先使反應(yīng)器內(nèi)的純水降溫，然后氨氣通過(guò)氣體分散管進(jìn)入反應(yīng)器與純水發(fā)生吸收反應(yīng)，吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量除被列管吸收外，同時(shí)被吸收反應(yīng)器內(nèi)的翅片及內(nèi)壁傳導(dǎo)于兩個(gè)吸收反應(yīng)器中間的液氨鋼瓶上，被鋼瓶?jī)?nèi)液氨的氣化過(guò)程所吸收，達(dá)到列管與翅片雙重交換熱量的目的；既有效地移走了反應(yīng)過(guò)程所放出的熱量，又不斷地供給了液氨氣化所需的熱量，不但有利于反應(yīng)向產(chǎn)物生成的方向進(jìn)行，而且為液氨提供了穩(wěn)定的氣化溫度；實(shí)現(xiàn)了吸收反應(yīng)的放熱與液氨氣化的吸熱在體系內(nèi)熱量的直接自行交換，使得氨水制備過(guò)程在高效、穩(wěn)定、不需要冷卻水和電的條件下進(jìn)行與完成。
[0009]所述兩個(gè)吸收反應(yīng)器的頂部裝有列管進(jìn)氣閥、列管出氣閥、反應(yīng)器進(jìn)氣閥、反應(yīng)器排氣閥，側(cè)面裝有反應(yīng)器進(jìn)液閥，底部裝有反應(yīng)器出液閥；吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有的翅片分布于吸收反應(yīng)器內(nèi)壁上，并與吸收反應(yīng)器內(nèi)壁相焊接；吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有的氣體分散管置于吸收反應(yīng)器底部，氣體分散管上分布有散發(fā)氣體的小孔。
[0010]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0011]1.實(shí)現(xiàn)了吸收反應(yīng)的放熱與液氨氣化的吸熱在體系內(nèi)熱量的直接自行交換，使得氨水制備過(guò)程在高效、穩(wěn)定、節(jié)能的體系中進(jìn)行與完成。有效地利用了體系自身放出與吸收的熱量能源，避免了環(huán)境溫度變化的影響，提高了反應(yīng)體系中反應(yīng)進(jìn)程的穩(wěn)定性，使氨水生產(chǎn)穩(wěn)定正常的進(jìn)行，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約了冷卻水資源并省去水泵機(jī)械與電能的投入。
[0012]2.用本實(shí)用新型的熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置生產(chǎn)氨水，使液氨的汽化溫度與吸收反應(yīng)器內(nèi)的溫度相適應(yīng)，氨的總吸收率可提高到98%以上，大大降低了氨耗，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，操作簡(jiǎn)便，設(shè)備簡(jiǎn)單，不僅改善了操作條件，減少了環(huán)境污染，而且有效合理利用能源，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]為了對(duì)本實(shí)用新型能夠詳細(xì)的了解，根據(jù)實(shí)施例并結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述。如圖1所示，本實(shí)用新型的吸收反應(yīng)器I主要由兩個(gè)內(nèi)側(cè)呈筒狀半圓形的吸收反應(yīng)器1-1、1-2構(gòu)成，1-1作為一級(jí)吸收反應(yīng)器，1-2作為二級(jí)吸收反應(yīng)器；兩個(gè)吸收反應(yīng)器的內(nèi)側(cè)可以與液氨鋼瓶2的外壁緊密接觸，并將液氨鋼瓶2包夾在1-1、1-2兩級(jí)吸收反應(yīng)器中間；兩級(jí)吸收反應(yīng)器的一側(cè)由轉(zhuǎn)軸1-3相連接，兩級(jí)吸收反應(yīng)器底部裝有可使其移動(dòng)的萬(wàn)向輪1-7，兩級(jí)吸收反應(yīng)器可以通過(guò)轉(zhuǎn)軸做開合移動(dòng)，可以使液氨鋼瓶2從兩個(gè)吸收反應(yīng)器1-1和1-2中間方便的放入或取出；吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有列管1-1-7和翅片1-1-10，還裝有進(jìn)氣管1-1-8和與之相連接的氣體分散管1-1-9。
[0015]生產(chǎn)時(shí)將兩個(gè)吸收反應(yīng)器1-1和1-2以1-3為轉(zhuǎn)軸向兩側(cè)打開，將液氨鋼瓶2置于兩個(gè)吸收反應(yīng)器之間、并將吸收反應(yīng)器合并；由吸收反應(yīng)器側(cè)面的1-1_5、1-2-5反應(yīng)器進(jìn)液閥通入吸收反應(yīng)器容積2/3?3/4的純水；將氣體導(dǎo)管1-4與液氨鋼瓶2的氣相瓶閥2-1和一級(jí)吸收反應(yīng)器頂部的列管進(jìn)氣閥1-1-1相連接，將氣體導(dǎo)管1-5與列管出氣閥1-1-2和反應(yīng)器進(jìn)氣閥1-1-3相連接，將氣體導(dǎo)管1-6與一級(jí)吸收反應(yīng)器1-1的反應(yīng)器排氣閥1-1-4和二級(jí)吸收反應(yīng)器1-2的反應(yīng)器進(jìn)氣閥1-2-3相連接；依次打開二級(jí)吸收反應(yīng)器1-2的排氣閥1-2-4、進(jìn)氣閥1-2-3，一級(jí)吸收反應(yīng)器1-1的排氣閥1-1-4、列管出氣閥1_1_2、反應(yīng)器進(jìn)氣閥1-1-3、列管進(jìn)氣閥1-1-1，及液氨鋼瓶2的氣相瓶閥2-1 ;液氨開始?xì)饣睔饨?jīng)過(guò)氣體導(dǎo)管1-4、列管1-1-7、反應(yīng)器進(jìn)氣管1-1-8、氣體分散管1-1-9的小孔分散進(jìn)入水中被水所吸收生成氨水，與此同時(shí)列管吸收反應(yīng)體系的熱量；吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量還通過(guò)吸收反應(yīng)器內(nèi)的翅片1-1-10及內(nèi)壁被與之緊密接觸的液氨鋼瓶2液氨汽化時(shí)要吸收的熱量所交換，從而既達(dá)到了移走反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量，又提供了液氨氣化所需的氣化溫度。
[0016]氨氣在一級(jí)吸收反應(yīng)器大部分被吸收后，少量未被吸收的氨氣經(jīng)排氣閥1-1-4、導(dǎo)氣管1-6、反應(yīng)器進(jìn)氣閥1-2-3進(jìn)入二級(jí)吸收反應(yīng)器1-2，再次與水發(fā)生吸收反應(yīng)；待一級(jí)吸收反應(yīng)器1-1內(nèi)的吸收程度達(dá)到要求后，關(guān)閉液氨鋼瓶2的氣相瓶閥2-1，打開一級(jí)吸收反應(yīng)器的排液閥1-1-6放出成品氨水。重新注入純水于一級(jí)吸收反應(yīng)器1-1中，將氣體導(dǎo)管1-4連接于液氨鋼瓶2的氣相瓶閥2-1與二級(jí)吸收反應(yīng)器1-2的列管進(jìn)氣閥1-2-1上，將氣體導(dǎo)管1-5連接于一級(jí)吸收反應(yīng)器1-1的反應(yīng)器進(jìn)氣閥1-1-3與二級(jí)吸收反應(yīng)器1-2的反應(yīng)器排氣閥1-2-4上，將氣體導(dǎo)管1-6連接于二級(jí)吸收反應(yīng)器1-2的列管出氣閥1-2-2與反應(yīng)器進(jìn)氣閥1-2-3上，即將二級(jí)反應(yīng)器改為一級(jí)反應(yīng)器，原來(lái)的一級(jí)反應(yīng)器改為二級(jí)反應(yīng)器，繼續(xù)進(jìn)行吸收反應(yīng)。
[0017]以下為用本實(shí)用新型吸收反應(yīng)裝置與一般方法生產(chǎn)氨水產(chǎn)量的比較，對(duì)于一個(gè)800升的液氨鋼瓶，其最大充裝量為400千克，生產(chǎn)含氨量為25%的氨水。
[0018]

【權(quán)利要求】
1.一種熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置，主要由兩個(gè)吸收反應(yīng)器構(gòu)成，其特征是:所述兩個(gè)吸收反應(yīng)器的內(nèi)側(cè)呈筒狀半圓形可以與液氨鋼瓶外壁緊密接觸，能將液氨鋼瓶包夾在兩個(gè)吸收反應(yīng)器中間；所述吸收反應(yīng)器的一側(cè)由轉(zhuǎn)軸相連接，吸收反應(yīng)器底部裝有可使其移動(dòng)的萬(wàn)向輪；所述吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有列管和翅片，還裝有進(jìn)氣管和與之相連接的氣體分散管。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置，其特征是:所述兩個(gè)吸收反應(yīng)器的頂部裝有列管進(jìn)氣閥、列管出氣閥、反應(yīng)器進(jìn)氣閥、反應(yīng)器排氣閥，側(cè)面裝有反應(yīng)器進(jìn)液閥，底部裝有反應(yīng)器出液閥。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置，其特征是:所述吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有的翅片分布于吸收反應(yīng)器內(nèi)壁上，并與吸收反應(yīng)器內(nèi)壁相焊接。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的熱量自交換列管翅片雙重式氨水制備裝置，其特征是:所述吸收反應(yīng)器內(nèi)部裝有的氣體分散管置于吸收反應(yīng)器底部，氣體分散管上分布有散發(fā)氣體的小孔。
【文檔編號(hào)】C01C1/02GK203922750SQ201420275530
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】李景峰 申請(qǐng)人:李景峰, 內(nèi)蒙古師范大學(xué)