[发明专利]液氨直接气化系统及其气化工艺

说明书

技术领域

本发明属于液氨的气化技术。

背景技术

液氨气化器按照加热源分有：电加热式、蒸汽加热式、温水加热式；按照结构分有两种：常压容器式和压力容器式。通常状况下相同结构不同加热源的气化器控制方式相近，而相同加热源不同结构的气化器控制方式有所不同，共同的特点是均具有气化气体储存容器（或称气体缓冲器）。

专利申请号为200910090987X的一种适用于烟气脱硝的液氨的气化方法，涉及环保技术领域。本发明的方法步骤为：1)换热器下层管路中通入蒸汽，换热器壳层中使用凝固点低、沸点低的热触媒，换热器上层管路中通入液氨；2)换热器下层管路中的蒸汽热传递给热触媒使其蒸发为气体，热触媒气体上升与上层管路中的液氨换热，使液氨蒸发为氨气供SCR反应器使用；3)热触媒气体换热后成为液体回到换热器下层，继续与下层管路中的蒸汽换热。该技术仅仅在换热技术中具有创新，需要增加热触媒的消耗和再生过程，在如何监控和及时做相应的工艺调整上也未有说明，使用不太便利不够安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能、安全性高的液氨气化系统及其气化工艺。

本发明的技术方案如下：

本发明的液氨直接气化系统除了包含液氨储罐和使用氨气的反应装置外，没有气体储存容器，按照液氨和氨气流过路径，在两者之间还具有液氨调节阀（控制液氨进入数量或流速）、蒸汽气化器、氨气管路、气体（氨气）压力探测器、气体（氨气）流量探测器。蒸汽气化器壁面具有氨气出口（供排出氨气进入氨气管路）、蒸汽入口、蒸汽加热管路（与液氨进行热交换，加热使之气化，产生氨气）和疏水口（供排放蒸汽热交换后产生的热水），供加热液氨产生氨气。蒸汽气化器上连接有液氨液位计，探测其中液氨的液位。

蒸汽入口处具有调节蒸汽流量的蒸汽调节阀（控制蒸汽进入数量或者流速）或者还有调节蒸汽温度的温度调节阀（控制和调节蒸汽的温度）。

另有控制器，气体压力探测器、气体流量探测器、液氨液位计分别有信号线路连接并传送氨气压力、氨气流量、液氨液位给控制器；控制器分别有控制线路连接并控制液氨调节阀、蒸汽调节阀。

该系统气化工艺过程如下：

（1）液氨通过管路输送液氨至氨气气化器内，液氨液位计监测气化器内的液氨液位，气化器依靠与蒸汽的热交换进行升温，使液氨气化产生蒸汽。

（2）氨气从氨气气化器的气体出口流出，经过管路输送至反应装置，管路上连接有气体压力探测器、气体流量探测器。

（3）当蒸汽气化器中液氨的液位偏高时，说明气化温度过低（液氨气化不完全沿管路进入反应装置会带来严重安全事故），液氨液位计传送该信号给控制器，控制器通过控制线路控制蒸汽调节阀，提升蒸汽的流量（控制液氨液位为40~60%，保证反应安全，保证反应需要的氨气量足够）。疏水口排放的热水温度为100-125℃。确保液氨气化完全，沿管路顺利进入反应装置，不会带来严重安全事故。

（4）当气体压力探测器或者气体流量探测器所探测的数据（优选气体压力为0.5~1.0MPa，流量为0.5-1.5吨/小时，既保证管路安全，有保证反应需要的较高生产效率。）偏大时，通过信号线路传送信号给控制器，控制器通过控制线路控制并调节液氨调节阀，减小液氨的流速。当气体压力探测器或者气体流量探测器所探测的数据偏小时，通过信号线路传送信号给控制器，控制器通过控制线路控制并调节液氨调节阀，增大液氨的流速。

本发明具有下列有益效果：

蒸汽加热气化器无需动力设备，节约了泵机输送的电能；氨气气化输送后气化器压力降低，利用压差将液氨通过伸长管输送至气化器，无需动力设备，节约了泵机的输送电能，降低了系统能耗。

通过控制器探测和控制气化器出口的压力及流量，能够稳定供气压力。探测和控制气化器中液氨液位，防止液氨气化不完全，避免液氨进入管路和反应装置，提高了系统的安全运行性能。

此气化工艺一方面无需使用缓冲罐（气体储罐）等配套设施，成本较低，另一方面监控连锁提高了系统的运行稳定性，保证了最终反应产品的质量。

附图说明

图1是本发明的系统结构及工艺流程示意图；

图中，1-液氨储罐；2-液氨出口；3-液氨调节阀；4-控制线路；5-控制器；6-蒸汽气化器；7-信号线路；8-蒸汽加热管路；9-气体压力探测器；10-气体流量探测器；11-反应装置； 12-液氨液位计；13-疏水口；14-蒸汽调节阀；15-蒸汽入口；16-氨气出口。

具体实施方式