本發(fā)明涉及一種新型尿素氨/碳比控制裝置。

背景技術(shù)：

氨/碳比(n/c)是提高尿素高質(zhì)高效合成的重要參數(shù)之一。尿素合成工段，二氧化碳和氨在合成塔中反應(yīng)生成尿素，這是一個平衡反應(yīng)。為了保證尿素合成的穩(wěn)定進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)合成塔內(nèi)部能量的自給自足，獲得滿意的尿素生產(chǎn)率，必須對合成塔中各種成份的比率進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這個比率叫氨/碳摩爾比。

目前方法分析氨/碳比，常規(guī)的都是通過人工手動分析，指導(dǎo)生產(chǎn)，操作復(fù)雜、且不能及時反映工況，對指標(biāo)不能及時控制，多數(shù)操作人員更期望能夠?qū)崿F(xiàn)在線分析。國外在線分析與工藝包捆綁銷售，價格及其昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本較低的新型尿素氨/碳比控制裝置，符合工藝要求。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種新型尿素氨/碳比控制裝置，它包括合成塔、主管線、調(diào)節(jié)閥、流量變送器、甲銨液密度分析儀、壓力變送器、熱電偶溫度計、混合器、控制單元；

所述的流量變送器包括第一二氧化碳流量變送器、第二二氧化碳流量變送器、第一液氨流量變送器和第二液氨流量變送器；

所述的混合器包括第一混合器和第二混合器；

所述的主管線包括二氧化碳主管線、甲銨液主管線、液氨主管線和合成塔出口主管線；

二氧化碳主管線通過第一混合器與合成塔相連，液氨主管線分別與第二混合器和合成塔相連，第二混合器還分別連接甲銨液主管線和第一混合器；第一混合器與合成塔相連，液氨主管線分別與第二混合器和合成塔相連，主要是將甲銨液、液氨、二氧化碳三種介質(zhì)混合均勻后進(jìn)入合成塔，使合成塔內(nèi)能充分反應(yīng)；第二混合器分別連接甲銨液主管線、液氨主管線和第一混合器；使甲銨液和液氨混合均勻后在再進(jìn)入第一混合器與二氧化碳混合；

所述的甲銨液主管線上設(shè)置有甲銨泵，調(diào)節(jié)閥設(shè)置在合成塔出口主管線上，第一二氧化碳流量變送器和第二二氧化碳流量變送器設(shè)置在二氧化碳主管線上，第一液氨流量變送器和第二液氨流量變送器設(shè)置在液氨主管線上，甲銨液密度分析儀設(shè)置在合成塔出口主管線上，熱電偶溫度計安裝在合成塔側(cè)壁上；

所述的流量變送器、壓力變送器、甲銨液密度分析儀、熱電偶溫度計和調(diào)節(jié)閥均與控制單元連接；

所述的第一二氧化碳流量變送器和第二二氧化碳流量變送器為溫度、壓力、差壓三合一變送器，所在二氧化碳主管線上開2個孔用不銹鋼引壓管分別接入第一二氧化碳流量變送器和第二二氧化碳流量變送器；將溫度、壓力、差壓三種參數(shù)集成在一個變送器上進(jìn)行自動補(bǔ)償，顯示流量為工況真實(shí)流量，安裝方便，可減少一次儀表的安裝，計算機(jī)電纜、dcs卡件數(shù)量，大大降低了成本。溫度、壓力、差壓三合一流量變送器還具有精度高，可內(nèi)置補(bǔ)償程序，傳輸便捷的優(yōu)勢；

所述的第一液氨流量變送器和第二液氨流量變送器為差壓變送器，在液氨主管線上安裝不銹鋼雙引壓內(nèi)藏孔板，孔板前后各開2個孔；進(jìn)口為正壓側(cè)，出口為負(fù)壓側(cè)，分別用不銹鋼引壓管引入第一液氨流量變送器和第二液氨流量變送器的正負(fù)兩側(cè)；

所述的壓力變送器包括第一合成塔壓力變送器和第二合成塔壓力變送器，在液氨主管線上開孔用不銹鋼引壓管分別引入第一合成塔壓力變送器和第二合成塔壓力變送器。

作為優(yōu)選方式，所述的不銹鋼引壓管為φ14不銹鋼引壓管。

作為優(yōu)選方式，所述的控制單元為dcs系統(tǒng)，采用dcs控制系統(tǒng)操作方便、自動化程度高、計算功能強(qiáng)大、控制精度高、節(jié)約勞動力、安全穩(wěn)定。

作為優(yōu)選方式，所述的熱電偶溫度計為三支一組i級e分度φ3熱電偶溫度計，采用三選二的方式進(jìn)行比較，確保溫度顯示可靠、準(zhǔn)確。

作為優(yōu)選方式，熱電偶溫度計插入塔內(nèi)500mm～700mm優(yōu)選600mm，測尿素合成塔塔內(nèi)溫度準(zhǔn)確。

作為優(yōu)選方式，合成塔側(cè)壁焊接有測溫護(hù)套管，測溫護(hù)套管插入塔內(nèi)500mm～700mm優(yōu)選600mm，熱電偶溫度計的長度與測溫護(hù)套管的長度一致，熱電偶溫度計插入測溫護(hù)套管內(nèi)。

作為優(yōu)選方式，本發(fā)明還包括報警裝置，所述的報警裝置與控制單元連接。

作為優(yōu)選方式，所述的報警裝置包括聲、光報警裝置。

本發(fā)明的有益效果是：通過在尿素合成塔出口管線安裝甲銨液密度分析儀可及時反應(yīng)合成塔內(nèi)氨/碳比，對進(jìn)尿素合成塔液氨、二氧化碳流量及時做出調(diào)整，提高尿素產(chǎn)率，大幅度降低氨和蒸汽消耗，確保尿素合成塔的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-第一二氧化碳流量變送器，2-第二二氧化碳流量變送器，3-第一混合器，4-調(diào)節(jié)閥，5-甲銨液密度分析儀，6-第二混合器，7-熱電偶溫度計，8-第一液氨流量變送器，9-第二液氨流量變送器，10-第一合成塔壓力變送器，11-第二合成塔壓力變送器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，其中a表示二氧化碳主管線，b表示甲銨液主管線，c表示液氨主管線，d表示合成塔出口主管線。

一種新型尿素氨/碳比控制裝置，它包括合成塔、主管線、調(diào)節(jié)閥4、流量變送器、甲銨液密度分析儀5、壓力變送器、熱電偶溫度計7、混合器、控制單元；

所述的流量變送器包括第一二氧化碳流量變送器1、第二二氧化碳流量變送器2、第一液氨流量變送器8和第二液氨流量變送器9；

所述的混合器包括第一混合器3和第二混合器6；

所述的主管線包括二氧化碳主管線、甲銨液主管線、液氨主管線和合成塔出口主管線；

二氧化碳主管線通過第一混合器3與合成塔相連，液氨主管線分別與第二混合器6和合成塔相連，第二混合器6還分別連接甲銨液主管線和第一混合器3；第一混合器3與合成塔相連，液氨主管線分別與第二混合器6和合成塔相連，主要是將甲銨液、液氨、二氧化碳三種介質(zhì)混合均勻后進(jìn)入合成塔，使合成塔內(nèi)能充分反應(yīng)；第二混合器6分別連接甲銨液主管線、液氨主管線和第一混合器3；使甲銨液和液氨混合均勻后在再進(jìn)入第一混合器3與二氧化碳混合；

所述的甲銨液主管線上設(shè)置有甲銨泵，調(diào)節(jié)閥4設(shè)置在合成塔出口主管線上，第一二氧化碳流量變送器1和第二二氧化碳流量變送器2設(shè)置在二氧化碳主管線上，第一液氨流量變送器8和第二液氨流量變送器9設(shè)置在液氨主管線上；甲銨液密度分析儀5設(shè)置在合成塔出口主管線上，甲銨液密度分析儀5為測量甲胺密度的測試儀，通過分析甲胺的比重，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，再通過dcs進(jìn)行運(yùn)算，輸出調(diào)節(jié)液氨和二氧化碳的流量，達(dá)到合理科學(xué)的配比，更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能，本發(fā)明通過安裝甲銨液密度分析儀5可及時反應(yīng)合成塔內(nèi)氨/碳比對工況做出調(diào)整，提高尿素產(chǎn)率，大幅度降低氨和蒸汽消耗，能夠很好地保持合成塔的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)安全；熱電偶溫度計7安裝在合成塔側(cè)壁上；

所述的流量變送器、壓力變送器、甲銨液密度分析儀5、熱電偶溫度計7和調(diào)節(jié)閥4均與控制單元連接；

所述的第一二氧化碳流量變送器1和第二二氧化碳流量變送器2為溫度、壓力、差壓三合一變送器，所在二氧化碳主管線上開2個孔用不銹鋼引壓管分別接入第一二氧化碳流量變送器1和第二二氧化碳流量變送器2；通過安裝溫度、壓力、差壓三合一變送器可及時監(jiān)測二氧化碳流量；差壓變送器及時監(jiān)測液氨流量；對工況做出調(diào)整，能夠很好地保持合成塔的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)安全；

所述的第一液氨流量變送器8和第二液氨流量變送器9為差壓變送器，在液氨主管線上安裝不銹鋼雙引壓內(nèi)藏孔板，孔板前后各開2個孔；進(jìn)口為正壓側(cè)，出口為負(fù)壓側(cè)，分別用不銹鋼引壓管引入第一液氨流量變送器8和第二液氨流量變送器9的正負(fù)兩側(cè)；所述的流量變送器為溫度、壓力、差壓三合一變送器，將溫度、壓力、差壓三種參數(shù)集成在一個變送器上進(jìn)行自動補(bǔ)償，顯示流量為工況真實(shí)流量，安裝方便，可減少一次儀表的安裝，計算機(jī)電纜、dcs卡件數(shù)量，大大降低了成本。溫度、壓力、差壓三合一流量變送器還具有精度高，可內(nèi)置補(bǔ)償程序，傳輸便捷的優(yōu)勢。

所述的壓力變送器包括第一合成塔壓力變送器10和第二合成塔壓力變送器11，在液氨主管線上開孔用不銹鋼引壓管分別引入第一合成塔壓力變送器10和第二合成塔壓力變送器11。本發(fā)明通過安裝壓力變送器及時監(jiān)測合成塔壓力，通過調(diào)節(jié)閥4穩(wěn)定合成塔內(nèi)壓力，能夠很好地保持合成塔的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)安全。

優(yōu)選地，所述的不銹鋼引壓管為φ14不銹鋼引壓管。

優(yōu)選地，所述的控制單元為dcs系統(tǒng)，采用dcs控制系統(tǒng)操作方便、自動化程度高、控制精度高、節(jié)約勞動力。

優(yōu)選地，所述的熱電偶溫度計7為三支一組i級e分度φ3熱電偶溫度計7，采用三選二的方式進(jìn)行比較，確保溫度顯示可靠、準(zhǔn)確。

優(yōu)選地，熱電偶溫度計7插入塔內(nèi)500mm～700mm優(yōu)選600mm，測尿素合成塔塔內(nèi)溫度準(zhǔn)確。

優(yōu)選地，合成塔側(cè)壁焊接有測溫護(hù)套管，測溫護(hù)套管插入塔內(nèi)500mm～700mm優(yōu)選600mm，熱電偶溫度計7的長度與測溫護(hù)套管的長度一致，熱電偶溫度計7插入測溫護(hù)套管內(nèi)。

優(yōu)選地，本發(fā)明還包括報警裝置，所述的報警裝置與控制單元連接。

優(yōu)選地，所述的報警裝置包括聲、光報警裝置。

本發(fā)明液氨主管線上壓力等同于合成塔壓力，第一液氨壓力變送器(第一合成塔壓力變送器10)、第二液氨壓力變送器(第二合成塔壓力變送器11)信號輸入控制系統(tǒng)(優(yōu)選dcs控制系統(tǒng))，選擇第一液氨壓力變送器或第二液氨壓力變送器信號作為調(diào)節(jié)閥4的給定信號。

控制單元輸出信號給調(diào)節(jié)閥4，將調(diào)節(jié)閥4開大或關(guān)小來控制合成塔壓力；所述的調(diào)節(jié)閥4設(shè)置在合成塔出口主管線，采用專用高壓閥，調(diào)節(jié)方便、零泄漏。

所述的三支一組i級e分度φ3熱電偶設(shè)置在合成塔側(cè)面(插入塔內(nèi)600mm)：在合成塔側(cè)面開孔將測溫護(hù)套管(插入塔內(nèi)600mm)焊接在合成塔上，三支一組i級e分度φ3熱電偶插到護(hù)套管內(nèi)。

所述的甲銨液密度分析儀5設(shè)置在合成塔出口的主管線上，采用熱電射線密度分析儀進(jìn)行檢測，在線分析時，分析儀將產(chǎn)生一個要求的輸入信號，輸給自動控制系統(tǒng)，根據(jù)顯示密度來控制氨和二氧化碳的流量。

本發(fā)明還可以通過與控制單元連接的報警裝置進(jìn)行報警。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。