專利名稱：氨蒸氣的產(chǎn)生的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及以所需的流速把高純度氨輸送到設備的氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
高純度氨在制造半導體裝置以及許多制造方法中需求量與日俱增。在這些制造方法中，一般是把液態(tài)氨儲存于容器內(nèi)運到制造設備使用于各工序。由于在正常環(huán)境溫度下氨蒸氣壓力低一般需要高流速，必須對氨加熱以獲得以適當?shù)牧魉佥斔桶彼璧倪m當蒸氣壓力。
此外，氣態(tài)氨在被強制通過諸如調(diào)節(jié)器之類的小孔時經(jīng)受巨大的焦耳湯姆孫冷卻效應。因此，必須嚴密監(jiān)視氣態(tài)氨的溫度和壓力，防止制造過程中發(fā)生不合需要的溫度變化。而且，為了獲得所需純度的氣態(tài)氨，許多制造方法要求在制造系統(tǒng)內(nèi)配備提純設備。需要從供給的氨中除去的雜質(zhì)包括第I族和第II族金屬以及胺、氧化物和這些金屬的碳酸鹽。
因此，有需要提供一種能以適當?shù)南鄬Ψ€(wěn)定的流速在選定的溫度和壓力下提供高純度氣態(tài)氨的氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的是為具體方法提供選定流速的氣態(tài)氨。
本發(fā)明的另一目的是為具體方法輸送氣態(tài)氨時控制氣態(tài)氨的溫度和壓力。
本發(fā)明的再一目的是為具體方法高效地提供適當純度的氣態(tài)氨。
本發(fā)明還有一個目的是以基本連續(xù)的流速和基本恒定的壓力提供氣態(tài)氨。
上述目的可以分別地或結(jié)合地達到，我們不想把本發(fā)明解釋為把兩個或更多目的結(jié)合在一起達到，除非所附權(quán)利要求書明白要求如此。
根據(jù)本發(fā)明，氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)包括液態(tài)氨供應源、蒸氣產(chǎn)生箱、第一傳熱系統(tǒng)和第二傳熱系統(tǒng)，所述蒸氣產(chǎn)生箱有從所述供應源接收液態(tài)氨的進口和排出氣態(tài)氨的出口，所述第一傳熱系統(tǒng)向所述蒸氣產(chǎn)生箱提供外部冷卻，所述第二傳熱系統(tǒng)在所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)對液態(tài)氨加熱。第一和第二傳熱系統(tǒng)促使氣態(tài)氨以基本恒定的流速從所述蒸氣產(chǎn)生箱排出。具體地說，第一傳熱系統(tǒng)在系統(tǒng)開始工作后第一時間段內(nèi)冷卻供應到所述蒸氣產(chǎn)生箱的液態(tài)氨并把所述箱內(nèi)的液態(tài)氨保持于選定的溫度。第二傳熱系統(tǒng)在所述第一時間段后對所述箱內(nèi)的液態(tài)氨加熱。系統(tǒng)能把從所述蒸氣產(chǎn)生箱輸送出去的氣態(tài)氨的流速穩(wěn)定于大約每分鐘1000標準升。


考慮下面詳細說明的具體實施例特別是同時參看附圖，就會明白上述的和其它的目的、特點和優(yōu)點。在各幅附圖中相同的部件用相同的標號。
圖1是本發(fā)明的氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)的流程圖。
圖2是控制圖1內(nèi)系統(tǒng)蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)氨溫度的溫控線路另一實施例的流程圖。
圖3是圖1系統(tǒng)內(nèi)蒸氣產(chǎn)生箱為特定過程多管道輸送氣態(tài)氨的輸送線路實施例的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出的是本發(fā)明的氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)有氨蒸氣產(chǎn)生箱，所述箱從氨供應源接收液態(tài)氨，產(chǎn)生氣態(tài)氨并以選定的流速向制造設備輸送。優(yōu)選地，氣態(tài)氨在蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)產(chǎn)生，以每分鐘大約1000標準升的基本持續(xù)流速、絕對壓強大約500千帕斯卡(每平方英寸75磅)輸送到制造設備。
所述系統(tǒng)的蒸氣產(chǎn)生箱、氨氣供應源和其它組件可以用抗腐蝕并能經(jīng)受系統(tǒng)工作壓力的任何適當材料制造。制造所述蒸氣產(chǎn)生箱和所述系統(tǒng)的其它組件的優(yōu)選材料是不銹鋼，更為優(yōu)選的是316L不銹鋼。
所述的氨氣供應源可以是，例如，一個噸級裝置、大容量箱或其它任何適合儲存液態(tài)氨的儲存系統(tǒng)。如果所述供應源配置于液態(tài)氨的溫度至少為大約21攝氏度(70華氏度)的正常環(huán)境環(huán)境下，所述供應源內(nèi)氨的絕對蒸氣壓力至少為大約850千帕斯卡(每平方英寸123磅)，這足以以適當?shù)牧魉傧蛘魵猱a(chǎn)生箱供應液態(tài)氨。另外，假如供應的液態(tài)氨周圍的溫度低得使氨的蒸氣壓力過低，輸往蒸氣產(chǎn)生箱的氨所需的流速可以通過以下的辦法獲得，例如，對所述供應源中一小部分液態(tài)氨加熱和/或在供應源與產(chǎn)生箱之間的管線內(nèi)安裝泵。
參看圖1，系統(tǒng)1包括通過適當?shù)墓芫€與氨儲存與供應箱4連接的蒸氣產(chǎn)生箱2。優(yōu)選地，蒸氣產(chǎn)生箱的內(nèi)部容量至少大約76升(20加侖)以便以穩(wěn)定的流速產(chǎn)生并供應足夠的氣態(tài)氨。
供應箱4包括供要求從另一供應源(未示出)供應的另外的氨進入的進口閥3和控制液態(tài)氨從所述供應箱外流的出口閥5。供應箱配置于不低于大約21攝氏度的外界溫度環(huán)境時，供應箱內(nèi)氣態(tài)氨的蒸氣壓力足以驅(qū)使液態(tài)氨以適當?shù)牧魉?例如，每分鐘1標準升)從所述供應箱經(jīng)出口閥5進入供料管道6。優(yōu)選地，所述供應箱內(nèi)的液態(tài)氨的量使用支承并連續(xù)測量供應箱重量的秤8監(jiān)測。供應箱控制器10(例如，通過電線或任何種類的無線連接，如圖1內(nèi)的虛線11和13所示)與秤8及進口閥3連接以便于在控制器、秤與進口閥之間連通。應該注意，控制器10以及下面說明的系統(tǒng)1的其它控制器可以是市場上可以買到的或其它適當?shù)目删幊踢壿嬁刂破?。所述控制器從所述秤接受重量測定值，當重量下降到輕于下限值時，所述控制器打開進口閥3接受供應的液態(tài)氨直至所述秤測定的重量到達限定值的適當范圍內(nèi)。另外，包括配置于供應箱內(nèi)的傳感器或任何其它適當?shù)谋O(jiān)測裝置在內(nèi)的液體高度控制器可以使用于監(jiān)測供應箱內(nèi)液態(tài)氨的量并將所述量保持于選定的水平。
一個熱交換器12配置于供應箱4的下游方向從供料管道6接收液態(tài)氨。優(yōu)選地，所述熱交換器是管形的(管中管)，液態(tài)氨流經(jīng)內(nèi)管，而傳熱流體，一般為冷卻劑(例如，甘醇)則流經(jīng)套在內(nèi)管外的外管。把所述冷卻劑從進口管道14送到熱交換器的外管再從出口管道16排出熱交換器。用下述方法控制流經(jīng)所述熱交換器的冷卻劑的溫度和壓力以使液態(tài)氨在進入所述蒸氣產(chǎn)生箱前冷卻到選定的溫度。在一個優(yōu)選實施例里，液態(tài)氨在進入所述蒸氣產(chǎn)生箱前冷卻到大約10攝氏度(50華氏度)。通過在蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)降低液態(tài)氨的溫度，從所述箱排出的氣態(tài)氨的蒸氣壓力也降低到制造設備需要的輸送壓力的大致水平。因此，氣態(tài)氨在輸送到所述設備之前很少需要或根本不需要調(diào)整壓力。
從所述熱交換器排到管道18中的液態(tài)氨流經(jīng)止回閥20并通過管道22輸入蒸氣產(chǎn)生箱2。可選擇地安裝壓力傳感器15，測定管道18內(nèi)的液態(tài)氨的壓力。所述壓力傳感器可(通過電線和/或無線連接，如圖1中的虛線17所示)與控制器10連接，提供附加的輸入信息以保持流入箱2內(nèi)的液態(tài)氨的選定的流速。
優(yōu)選地，把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的進口位置配置于箱底以使系統(tǒng)工作期間箱內(nèi)大量液態(tài)氨與氣態(tài)氨之間的任何勢能效應減到最低限度。為了保持選定的溫度(例如，大約10攝氏度)，在系統(tǒng)開始工作時和工作初期必須冷卻蒸氣產(chǎn)生箱2內(nèi)的液態(tài)氨。然而，隨著箱2內(nèi)產(chǎn)生氣態(tài)氨，由于產(chǎn)生氣態(tài)氨需要蒸發(fā)熱而降低了箱內(nèi)液態(tài)氨的溫度。因此在系統(tǒng)開始工作一定時期后，必須對所述蒸氣產(chǎn)生箱加熱以保證其內(nèi)裝物的溫度保持基本恒定，從而保證從所述箱流到制造設備的氣態(tài)氨的蒸氣壓力和流速基本恒定。初期對所述產(chǎn)生箱內(nèi)氨的冷卻與其后對其加熱，既使用內(nèi)部的也使用外部的傳熱系統(tǒng)完成，如下面說明。
所述蒸氣產(chǎn)生箱有測定箱內(nèi)蒸氣壓力的壓力傳感器23和測定箱內(nèi)液態(tài)氨溫度的溫度傳感器25。應該注意，用于系統(tǒng)1內(nèi)的溫度傳感器可以是適合測定系統(tǒng)工作期間液態(tài)氨和/或氨蒸氣溫度的任何形式的傳感器(例如，電阻溫度計、IR、熱敏電阻、熱電偶等)。而且，用于系統(tǒng)1內(nèi)的壓力傳感器也可以是適合測定系統(tǒng)工作期間液態(tài)氨和/或氨蒸氣或任何其它流體的壓力的任何形式的(例如，機電的、壓電的、電容的等)傳感器。為了用下述方法實現(xiàn)對內(nèi)部傳熱系統(tǒng)的控制，蒸氣產(chǎn)生控制器27(通過電線和/或無線連接，如圖1中的虛線19和21所示)與壓力和溫度傳感器23和25連接，接收所述傳感器測定的蒸氣壓力和液態(tài)氨溫度的資料。
位于蒸氣產(chǎn)生箱2頂部附近的出口管道31把從箱內(nèi)排出的氣態(tài)氨以選定的流速(例如，每分鐘1000標準升)和壓力(例如，500絕對千帕斯卡)輸送到制造設備。為了安全起見，在所述出口管道的支線上安裝安全閥33讓超過選定的壓力限值的排出氣態(tài)氨溢出去?？梢杂羞x擇地使用兩個以上的安全閥并用一個以上的開關閥將其互相連接起來?？梢园岩粋€以上的安全閥直接與所述蒸氣產(chǎn)生箱連接作為一種替代辦法或者除了位于所述出口管道上的安全閥外再把一個以上的安全閥直接與所述蒸氣產(chǎn)生箱連接以排出箱內(nèi)超過選定限值的高壓蒸氣。
把氨溫度保持于選定溫度的外部傳熱系統(tǒng)包括套于蒸氣產(chǎn)生箱2外表面選定部分的傳熱套24。所述傳熱套接納從熱交換器12排出的流出管道16的冷卻劑并將其排入管道26內(nèi)。然后冷卻劑管道穿過傳熱裝置28和位于所述傳熱裝置下游方向的循環(huán)泵30。從所述循環(huán)泵排到管道14的適當溫度和壓力的流體再循環(huán)到熱交換器12，冷卻供應的液態(tài)氨。有一個溫度控制器(通過電線和/或無線連接，如圖1中的虛線35和39所示)與所述傳熱裝置和位于所述傳熱裝置上游方向測定冷卻劑管道26的溫度的溫度傳感器34連接。所述溫度傳感器把溫度信息傳送到控制器32，所述控制器根據(jù)所述溫度信息控制所述傳熱裝置使冷卻劑在再循環(huán)到熱交換器12之前達到所需的溫度。
在一個典型的實施例中，所述傳熱裝置是一個把冷卻劑在輸送到熱交換器12之前冷卻到所需溫度的深冷器。在這個實施例中，所述冷卻劑只用于在系統(tǒng)工作開始階段所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的液態(tài)氨必須冷卻時冷卻所述蒸氣產(chǎn)生箱。在產(chǎn)生氨蒸氣期間的一定時間蒸氣產(chǎn)生箱不再需要冷卻。而是必須對蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨加熱以保持于選定的溫度。因此，對傳熱裝置28的冷卻要求隨著系統(tǒng)工作接近和達到穩(wěn)定狀態(tài)而減少。雖然冷卻劑在再循環(huán)到所述熱交換器之前仍需要一些冷卻，但冷卻量要減小因為穩(wěn)定狀態(tài)下的氨蒸氣產(chǎn)生箱相對不從冷卻劑中吸熱。甚至可以有選擇地在冷卻劑管道16中安裝旁通閥(未示出)，一旦蒸氣產(chǎn)生箱不再需要冷卻，改變冷卻劑流向，(繞過所述傳熱套)直接流到傳熱裝置。
在另一實施例里，傳熱裝置28是對冷卻劑既能加熱又能冷卻使之達到所需溫度的熱泵。這種傳熱裝置在系統(tǒng)開始工作時會把冷卻劑冷卻到所需溫度。系統(tǒng)持續(xù)產(chǎn)生足夠的氣態(tài)氨而且蒸發(fā)所需的熱達到液態(tài)氨需要加熱而不是冷卻時，因為必須在輸送到熱交換器12之前保持所需溫度而用裝置28加熱所述冷卻劑。這樣，所述外傳熱系統(tǒng)既在系統(tǒng)工作初期冷卻液態(tài)氨又在系統(tǒng)工作的其它時間中對下面說明的內(nèi)傳熱系統(tǒng)提供輔助加熱。
蒸氣產(chǎn)生箱的內(nèi)控熱系統(tǒng)包括管式線圈36，配置于箱內(nèi)下部以保證系統(tǒng)處于工作穩(wěn)定狀態(tài)時浸于液態(tài)氨中。優(yōu)選地，這種管式線圈是用不銹鋼或其它任何抗腐蝕材料制造并有適當?shù)某叽绾捅砻娣e以便給箱2內(nèi)的液態(tài)氨傳遞足夠的熱。在管式線圈36與配置在蒸氣產(chǎn)生箱外的控熱線路40之間有適當?shù)臒崦?例如，傳熱油)循環(huán)，進口管道37把熱媒從線路40輸送到線圈36內(nèi)，出口管道38把從所述線圈排出的熱媒輸送回所述線路。
控熱線路40包括加熱裝置42、轉(zhuǎn)向器或旁通閥44和循環(huán)泵46，所述轉(zhuǎn)向器或旁通閥44使熱媒在所述線路內(nèi)改變流向，所述循環(huán)泵使熱媒循環(huán)通過所述線路和管式線圈。優(yōu)選地，所述循環(huán)泵有至少大約每分鐘28.4升(每分鐘7.5加侖)的泵送能力。優(yōu)選地，所述加熱裝置有適當發(fā)熱能力(例如，大約14千瓦)的電加熱器，它使熱媒溫度足以把蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)氣態(tài)氨保持于選定的蒸氣壓力并把液態(tài)氨保持于選定的溫度。在一個優(yōu)選實施例中，為了把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨溫度保持在大約10攝氏度及蒸氣壓力保持在大約600絕對千帕斯卡，進入所述管式線圈的熱媒溫度加熱到大約65.6攝氏度(150華氏度)。溫度控制器48(例如，通過電線和/或無線連接，如圖1中的虛線51、53和55所示)與所述加熱裝置和配置于所述加熱裝置下游方向的溫度傳感器50連接以便如下面的說明那樣控制熱媒的溫度。
從所述管式線圈排出的熱媒進口管道38并輸送到控熱線路40內(nèi)的加熱裝置42。所述熱媒被所述加熱裝置加熱(例如，到大約65.6攝氏度)并被排入管道52送到循環(huán)泵46。泵46的出口管道54在一個分支部分與把所述熱媒從線路40輸送回管式線圈36的進口的進口管道37連接。溫度傳感器50測定管道54內(nèi)熱媒的溫度并向控制器48提供測定的溫度信息。所述控制器根據(jù)傳感器50收到的溫度測定結(jié)果控制加熱裝置42的熱輸出。從而，所述熱媒的溫度被控熱線路40內(nèi)的控制器48保持于選定的溫度或可接受的范圍內(nèi)。
進口管道37延伸在管式線圈36的進口與線路40內(nèi)的旁通閥44的一端之間。所述旁通閥的另一端通過旁通管道56在一個分支位置與出口管道38(即，延伸在管式線圈出口與加熱裝置42的進口之間的管道)連接。所述旁通閥還(例如，通過電線和/或無線連接，如圖1中的虛線45所示)與蒸氣產(chǎn)生控制器27連接以便控制器27根據(jù)壓力和溫度傳感器23和25測定的箱2內(nèi)壓力和/或溫度測定結(jié)果開關所述旁通閥。優(yōu)選地，所述蒸氣產(chǎn)生控制器用壓力傳感器23產(chǎn)生的壓力信號通過旁通閥44控制熱媒的流動，因為壓力傳感器產(chǎn)生測量信號一般快于溫度傳感器?？墒菓撟⒁?，可以用壓力和溫度傳感器中的一個或兩個產(chǎn)生的信號控制所述旁通閥，以及最后控制所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)氨的蒸氣壓力。
當箱2內(nèi)的氨的蒸氣壓力下降到低于限定值(例如，大約600絕對千帕斯卡)，這也相當于液態(tài)氨的溫度下降到限定值(例如，大約10攝氏度)時，傳感器23和25向控制器27提供的壓力和/或溫度信息導致旁通閥44部分或全部關閉，使所述熱媒的大部或全部從線路40經(jīng)管道37流入管式線圈36?；蛘撸稣魵鈮毫Τ^限定值時，控制器27部分或全部打開所述旁通閥，使所述熱媒的至少一部分流入旁通管道56經(jīng)出口管道38回到加熱裝置42。從而至少阻止一部分熱媒流經(jīng)所述管式線圈直至所述蒸氣壓力(和相應的液態(tài)氨的溫度)降到限定值可接受的范圍內(nèi)時為止。
系統(tǒng)還包括一個泄放連接以便清除并預防所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)大量液態(tài)氨中雜質(zhì)的積累。具體地說，與箱2的底部在流體上連通的出口管道60連接到斷流閥62的一端。所述斷流閥的另一端通過管道63連接到泄放收集容器64。所述泄放收集容器有把氨蒸氣排放到安全地點的閥65，而固體雜質(zhì)則收集于所述容器內(nèi)。在正常情況下，斷流閥62保持于關閉位置。然而，所述斷流閥不時打開把固體和其它雜質(zhì)從箱2的底部泄放到容器64。所述斷流閥可以人工打開或者通過蒸氣產(chǎn)生控制器自動打開。在自動打開的實施例里中，優(yōu)選地，所述斷流閥用電線和/或任何其它無線連接(如圖1中的虛線67所示)與蒸氣產(chǎn)生控制器連接。
系統(tǒng)還有把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)可能的溫度和壓力波動降低到最低限度的液體控制的特點。系統(tǒng)1的這種特點特別是以安裝至少一個液體高度傳感器70和秤72實現(xiàn)的，所述高度傳感器70探測箱2內(nèi)液態(tài)氨高度，所述秤72支承并連續(xù)稱出箱2重量。液體高度傳感器和所述秤各自連接到控制器，優(yōu)選地，(例如，通過電線和/或無線連接，如圖1中的虛線71和73所示)連接到蒸氣產(chǎn)生控制器27。在系統(tǒng)工作期間一旦達到穩(wěn)定狀態(tài)，所述控制器接收并分析液體高度傳感器和/或秤測出的資料，不斷監(jiān)測所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的量。如果液態(tài)氨的量高于限定值，控制器27從箱2內(nèi)排出部分液態(tài)氨，例如，通過打開斷流閥62進行，從而液態(tài)氨的量下降到限定值可接受的范圍內(nèi)。另外，液態(tài)氨的量低于限定值時，(例如，緊接在把液態(tài)氨底部部分泄放排出到收集容器64的后面)可以通過增加液態(tài)氨的進料流量直至達到限定值的可接受范圍內(nèi)為止的辦法使液體迅速達到適當?shù)母叨?。所述蒸氣產(chǎn)生控制器可以與所述供應箱控制器連接以便在系統(tǒng)工作期間必要時增加或減少向蒸氣產(chǎn)生箱供應液態(tài)氨的量。
在系統(tǒng)工作期間，供應箱4通過上述把其內(nèi)的蒸氣壓力控制于適當水平(例如，大約850絕對千帕斯卡)的方法把供應的液態(tài)氨控制于選定的流速(例如，每分鐘1標準升)。供應的液態(tài)氨經(jīng)過管道6到熱交換器12，所述液態(tài)氨在所述熱交換器內(nèi)被冷卻劑管道14冷卻到選定的溫度(例如，大約10攝氏度)。冷卻后的液態(tài)氨輸送到蒸氣產(chǎn)生箱2的底部。從熱交換器12排出的冷卻劑經(jīng)管道16輸送到傳熱套24，用于系統(tǒng)工作初期把箱2內(nèi)的液態(tài)氨保持于選定的溫度(例如，大約10攝氏度)，直至所述箱內(nèi)產(chǎn)生足夠量的氨蒸氣并且所述箱內(nèi)如上所述需要加熱時為止。從所述傳熱套排出的冷卻劑流經(jīng)管道26并在傳熱裝置28內(nèi)進行熱處理，所述傳熱裝置如上所述為控制器32所控制。從裝置28排出的冷卻劑從管道14經(jīng)再循環(huán)回到熱交換器12。
產(chǎn)生氨蒸氣時，控熱線路40把箱2內(nèi)的液態(tài)氨保持于選定的溫度(例如，大約10攝氏度)，和把箱2內(nèi)的氣態(tài)氨保持于選定的蒸氣壓力(例如，大約600絕對千帕斯卡)。熱媒不斷循環(huán)通過線圈36和線路40，用旁通閥44根據(jù)獲得的蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的壓力和/或溫度信息以上述方法控制輸送到所述管式線圈的熱媒量。為了把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的液態(tài)氨保持于選定的溫度，用加熱裝置42在線路40內(nèi)對所述熱媒加熱使之達到選定的溫度(例如，大約65.6攝氏度)。
箱2內(nèi)液態(tài)氨的一小部分在系統(tǒng)工作期間選定的時間通過斷流閥62泄出。箱2內(nèi)液態(tài)氨的量，如上所述，根據(jù)秤72和/或液體高度傳感器70測出的給蒸氣產(chǎn)生控制器27提供的信息嚴密監(jiān)控。因而，系統(tǒng)能在基本恒定的流速(例如，大約每分鐘1000標準升)和蒸氣壓力(例如，大約500絕對千帕斯卡)下產(chǎn)生氣態(tài)氨，從所述蒸氣產(chǎn)生箱排出經(jīng)管道31輸送到制造設備。
為了對流向所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)管式線圈的熱媒的溫度和流量實施更精確的控制，可以修改系統(tǒng)1的控熱線路，使之包括多個串聯(lián)的循環(huán)加熱裝置。這又使系統(tǒng)控制擴大，能滿足制造設備對蒸氣供應的多種需求。修改后的控熱線路的典型實施例示于圖2內(nèi)。具體地說，從管式線圈排出的熱媒經(jīng)管道38輸送到線路100的進口閥101。所述熱媒傳送通過進口閥101和止回閥102。循環(huán)泵104通過管道103從止回閥102接收所述熱媒并將其泵入管道105，到達第一加熱裝置108。支管道106連接靠近所述循環(huán)泵進口和出口的管道103和105的分支點，所述支管道有安全閥107。萬一線路內(nèi)的熱媒壓力超過安全限定值，所述支管道實施減壓泄出。
管道105內(nèi)的熱媒進入第一加熱裝置108并在其中被加熱。把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的蒸氣壓力保持于選定的水平?jīng)Q定于熱媒所需的溫度和流速，所述第一循環(huán)加熱裝置可足以把熱媒加熱到選定的溫度(例如，大約65.6攝氏度)。然而，把第二加熱裝置110配置于第一加熱裝置的直接下游方向以備輸送到所述蒸氣產(chǎn)生箱前還要對熱媒加熱之需。具體地說，熱媒從第一加熱裝置排出，進口管道109，輸送到第二加熱裝置110內(nèi)。第二加熱裝置把選定溫度的熱媒排入管道111，到達轉(zhuǎn)向閥112。雖然圖2內(nèi)示出的是兩個加熱裝置，但應注意，根據(jù)熱媒必須吸收的熱量可以安裝選定的任何數(shù)目的加熱裝置。
優(yōu)選地，各加熱裝置是有適當發(fā)熱功率(例如，大約14千瓦)能把熱媒加熱到各種選定的溫度以便所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)在選定的蒸氣壓力下產(chǎn)生氣態(tài)氨的電加熱器。第一溫度傳感器114安裝于第一加熱裝置108的出口，測定管道109內(nèi)熱媒的溫度。第二傳感器116同樣安裝于第二加熱裝置110的出口，測定管道111內(nèi)熱媒的溫度。線路控制器120(例如，通過電線和/或無線連接，如圖2中的虛線115和117所示)與第一和第二加熱裝置以及第一和第二溫度傳感器一一連接，根據(jù)各加熱裝置出口的溫度信息分別控制各個加熱裝置。例如，當?shù)谝患訜嵫b置如第一溫度傳感器測定的熱媒出口溫度所示未能把熱媒加熱到選定的溫度時，所述線路控制器控制第二加熱裝置所加的熱量使第二加熱裝置排出的熱媒達到選定的溫度。
線路100還使加熱裝置還設有更多安全特點。特別是，安裝高溫斷路傳感器118、119，分別測定第一和第二加熱裝置的加熱元件的溫度和/或這些加熱裝置加過熱的熱媒的溫度。所述高溫斷路傳感器與所述線路控制器連接。所述加熱裝置中有一個超過限定溫度時，其高溫斷路傳感器斷絕其能源以防止熱媒過熱。另外，如果加熱裝置的溫度傳感器未能向線路控制器提供溫度信息，相應的加熱裝置的能源也會被切斷。
線路100的轉(zhuǎn)向閥的功能與上面說明和圖1內(nèi)示出的線路40內(nèi)的旁通閥44類似。特別是，轉(zhuǎn)向閥112包括從第二加熱裝置管道111內(nèi)接收熱媒的輸入端和兩個方便熱媒沿線路100內(nèi)兩條分開的通路中至少一條流動的輸出端。所述轉(zhuǎn)向閥的第一輸出端使熱媒流入管道122，再到出口閥123。熱媒通過出口閥123離開線路100和進口管道37，被輸送到管式線圈36的進口。所述轉(zhuǎn)向閥的第二輸出端使熱媒流入管道124，所述管道在一個分支處與泵104上游方向的管道103連接。轉(zhuǎn)向閥112(例如，通過電線和/或其它無線連接，如圖1和2中的虛線45所示)與上面說明和圖1內(nèi)示出的蒸氣產(chǎn)生控制器連接。
蒸氣產(chǎn)生控制器如上所述根據(jù)測出的蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的壓力和/或溫度開或關所述轉(zhuǎn)向閥，控制熱媒經(jīng)過線路100流向所述管式線圈的流量。例如，箱2內(nèi)蒸氣壓力和/或液態(tài)氨溫度超過其選定值時，控制器27對轉(zhuǎn)向閥112的第一輸出端實施選定程度的關閉(例如，部分或全部關閉)，使至少一部分熱媒經(jīng)過轉(zhuǎn)向閥的第二輸出端回到泵104，從而減少流經(jīng)箱2內(nèi)管式線圈36的熱媒。另外，所述蒸氣壓力和/或溫度值下降到低于其選定值時，控制器27對轉(zhuǎn)向閥112的第二輸出端實施選定程度的關閉(例如，部分或全部關閉)，迫使部分或全部熱媒經(jīng)過所述轉(zhuǎn)向閥的第一輸出端而離開線路100進口管道37。
線路控制器120還(例如，通過電線和/或其它無線連接，如圖2中的虛線125所示)與泵104連接以便在系統(tǒng)工作期間控制所述泵的速度和啟動/停止。正如前面提到的那樣，箱2內(nèi)的液態(tài)氨在系統(tǒng)開始工作的初期，特別是在產(chǎn)生足夠的氣態(tài)氨對液態(tài)氨產(chǎn)生冷卻效應之前需要冷卻。在系統(tǒng)運行的這一階段，暫停熱媒經(jīng)過管式線圈的循環(huán)可能是理想的。因此，線路控制器120可以在需要加熱之前不讓所述泵運轉(zhuǎn)。另外，所述線路控制器也可以根據(jù)，例如，特定制造過程對改變氣態(tài)氨流速的要求通過泵104調(diào)整熱媒流速。在管線內(nèi)配置具有附加的熱媒的伸縮/裝填箱130，所述箱在流體上與泵104上游方向的管道103聯(lián)通，以便增加或減少經(jīng)過線路100和管式線圈36循環(huán)的熱媒。從而，通過線路100單獨控制所述泵和兩個循環(huán)加熱裝置方便于在系統(tǒng)工作期間更好控制為制造過程生產(chǎn)并輸送的氣態(tài)氨的流速和壓力。
圖3內(nèi)示出的是從圖1的系統(tǒng)向制造過程提供氣態(tài)氨的輸送線路的一個典型實施例。所述輸送線路包括壓力調(diào)整器和分配歧管，前者嚴密監(jiān)控蒸氣壓力，后者把氣態(tài)氨分成選定數(shù)目的氣流輸送到一個或多個設施。具體地說，輸送線路200包括一個斷流閥202和一個或數(shù)個安全閥33，前者位于緊靠蒸氣產(chǎn)生箱2的下游方向，后者通過出口管道31從所述箱接收氣態(tài)氨。氣態(tài)氨從閥202排出進口管道203再穿過過濾器204。過濾器204可以是市場上能買到的任何一種或適合從氣態(tài)氨中過濾各種大小雜質(zhì)的其它種類的過濾器。所述過濾器清除可能影響所述壓力調(diào)整器工作的任何微粒(例如，金屬微粒、與過濾器上游各個閥工作有關的碎屑等等)。所述過濾器還起減少或清除從蒸氣產(chǎn)生箱出來的氨蒸氣中存在的大量煙霧的作用。
過濾后的氣態(tài)氨進口管道205到達壓力調(diào)整器206。優(yōu)選地，調(diào)整器206是裝圓頂?shù)膲毫φ{(diào)整器，(例如，通過電線和/或其它無線連接，如圖3中的虛線207所示)與控制器208連接，所述控制器嚴密監(jiān)測氣態(tài)氨的壓力并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對調(diào)整器進行調(diào)整以保證向制造設備輸送時氣態(tài)氨的壓力保持恒定。(例如，通過電線和/或其它無線連接，如圖3中的虛線209所示)也與所述控制器連接的壓力傳感器210，測定從壓力調(diào)整器出來經(jīng)過閥211的管道212內(nèi)的氣態(tài)氨的壓力，閥211與管道212的一個分支部分連接。所述壓力傳感器向控制器208提供測出的壓力資料以便控制所述壓力調(diào)整器。
從所述壓力調(diào)整器出來的管道212以恒定壓力向分配歧管214輸送氣態(tài)氨。包括閥215、216和217在內(nèi)的一系列輸氣管線從所述歧管分出，把氣態(tài)氨輸送到一個或數(shù)個制造設備和/或分配設備。雖然示出的是3個閥，但應注意，可以在所述歧管上連接任何適當數(shù)量的分支管線。因而，所述歧管可以分出任何選定數(shù)目的支線以一種或數(shù)種流速向一個或數(shù)個設備輸送氣態(tài)氨。
本發(fā)明的系統(tǒng)用保持蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)蒸氣壓力和液體溫度基本恒定的方法方便于以基本穩(wěn)定的流速向任何數(shù)目的制造設備和/或分配設備輸送高純度氣態(tài)氨。液態(tài)氨供應源處于室溫(例如，大約21攝氏度)下時，所述供應源與所述蒸氣產(chǎn)生箱之間的壓差便于無須泵或其它壓力調(diào)整裝置就有足夠的流速輸送供應源的氨。蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的溫度下降使氣態(tài)氨的蒸氣壓力相應下降到在向制造設備或其它設備輸送前很少需要或不需要調(diào)整壓力以及氨的潛在焦耳—湯普森效應最小的程度。
內(nèi)外精確監(jiān)控所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)容物的熱傳遞以及精確監(jiān)控所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液體高度會使系統(tǒng)能在選定的理想蒸氣流速范圍內(nèi)保持所述箱內(nèi)蒸氣壓力基本恒定。另外，泄放連接裝置可以不時地排放所述蒸氣產(chǎn)生箱底部的內(nèi)容物，防止所述箱內(nèi)積存雜質(zhì)。
另外，系統(tǒng)配備包括減壓閥和控制系統(tǒng)工作溫度和壓力的高溫斷路傳感器在內(nèi)的各種安全裝置和控制所述供應源和蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液體高度的液體高度傳感器和/或秤。系統(tǒng)還可以有氣體探測器，顯示系統(tǒng)工作時存在氨或其它不需要的氣體。
說明了新的氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)及相應的方法后，可以相信，鑒于上面的教導，本專業(yè)技術(shù)人員可以提出其它修改、變化和改變。因此，應該了解所有這些修改、變化和改變都應認為落在如所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)，包括一個液態(tài)氨供應源；一個蒸氣產(chǎn)生箱，所述的蒸氣產(chǎn)生箱有從所述供應源接收液態(tài)氨的進口和排出氣態(tài)氨的出口；一個第一傳熱系統(tǒng)，所述的第一傳熱系統(tǒng)冷卻從所述供應源供應到所述蒸氣產(chǎn)生箱的液態(tài)氨并給所述蒸氣產(chǎn)生箱提供外部冷卻；一個第二傳熱系統(tǒng)，所述的第二傳熱系統(tǒng)對所述蒸氣產(chǎn)生箱的液態(tài)氨加熱；其中所述第一和第二傳熱系統(tǒng)便于以基本恒定的流速從所述蒸氣產(chǎn)生箱排出氣態(tài)氨。
2.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括一個蒸氣產(chǎn)生控制器；測定所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)氨的物理參數(shù)的至少一個傳感器，所述至少一個傳感器與所述蒸氣產(chǎn)生控制器連接給所述控制器提供測定的參數(shù)；其中所述蒸氣產(chǎn)生控制器用第二傳熱系統(tǒng)根據(jù)所述至少一個傳感器測得的參數(shù)控制傳到所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的熱量。
3.按照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征為所述至少一個傳感器包括測出所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)蒸氣壓力的至少一個壓力傳感器和測出所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨溫度的溫度傳感器。
4.按照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征為所述第二傳熱系統(tǒng)包括配置于所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的加熱導管；配置于所述蒸氣產(chǎn)生箱外與所述加熱導管在流體上連通使熱媒在系統(tǒng)工作時循環(huán)經(jīng)過所述加熱導管的控熱線路，所述控熱線路包括把熱媒加熱到選定溫度的加熱部；推動熱媒經(jīng)過所述控熱線路和所述加熱導管以選定流速循環(huán)的泵；有選擇地使流經(jīng)所述控熱線路的熱媒轉(zhuǎn)向，從而控制從所述控熱線路輸送到所述加熱導管的熱媒量的轉(zhuǎn)向器；其中所述轉(zhuǎn)向器與所述蒸氣產(chǎn)生控制器連接以便所述蒸氣產(chǎn)生控制器根據(jù)所述至少一個傳感器測出的參數(shù)控制所述轉(zhuǎn)向器。
5.按照權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征為所述控熱線路還包括監(jiān)測輸送到加熱導管之前熱媒溫度的溫度傳感器；分別與所述溫度傳感器和所述加熱部連接的線路控制器；其中所述線路控制器根據(jù)所述溫度傳感器向其提供的所測溫度參數(shù)控制所述加熱部把熱媒加熱到選定的溫度。
6.按照權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征為所述加熱部包括沿所述控熱線路的流程串聯(lián)配置的第一和第二加熱器，所述控熱線路還包括配置于所述第一加熱器出口監(jiān)測從所述第一加熱器流出的熱媒溫度的第一溫度傳感器；配置于所述第二加熱器出口監(jiān)測從所述第二加熱器流出的熱媒溫度的第二溫度傳感器；與所述第一和第二溫度傳感器和第一和第二加熱器連接的線路控制器；其中所述線路控制器根據(jù)各個溫度傳感器測出的溫度資料分別控制各加熱器內(nèi)熱媒的加熱，從而使輸向所述加熱導管的熱媒達到選定的溫度。
7.按照權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征為所述控熱線路還包括所述第一加熱器超過第一加熱溫度限定值時斷開所述第一加熱器能源的第一溫度斷路傳感器；所述第二加熱器超過第二加熱溫度限定值時斷開所述第二加熱器能源的第二溫度斷路傳感器。
8.按照權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征為所述線路控制器還與所述泵連接以便在系統(tǒng)工作時控制所述泵和熱媒向所述加熱導管流動的速度。
9.按照權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征為所述控熱線路還包括配置于所述泵上游方向的熱媒箱，其目的是為了方便在系統(tǒng)工作期間向所述控熱線路增加熱媒或從其中減少熱媒。
10.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征為所述第一傳熱系統(tǒng)包括使傳熱流體循環(huán)經(jīng)過所述第一傳熱系統(tǒng)的泵；配置于所述供應源與蒸氣產(chǎn)生箱之間從所述泵接收傳熱流體便于所述傳熱流體把液態(tài)氨冷卻到選定溫度的熱交換器；套于所述蒸氣產(chǎn)生箱外表面接收從所述熱交換器來的傳熱流體的傳熱套；配置于所述熱交換器上游方向?qū)νㄟ^所述泵再循環(huán)到所述熱交換器之前的傳熱流體進行熱處理的傳熱裝置。
11.按照權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征為所述第一傳熱系統(tǒng)還包括配置于所述傳熱裝置上游方向監(jiān)測傳熱流體溫度的溫度傳感器；與所述溫度傳感器和傳熱裝置連接的熱控制器；其中所述熱控制器便于根據(jù)從所述溫度傳感器收到的所測溫度資料控制所述傳熱裝置與所述傳熱流體之間的熱傳遞。
12.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括配置于所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)在系統(tǒng)工作期間連續(xù)監(jiān)測液態(tài)氨高度的液態(tài)氨高度傳感器，其中系統(tǒng)構(gòu)造成可根據(jù)所述深度傳感器測出的結(jié)果控制所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的高度。
13.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括支承所述蒸氣產(chǎn)生箱在系統(tǒng)工作期間連續(xù)監(jiān)測所述蒸氣產(chǎn)生箱重量的秤，其中系統(tǒng)制造成可根據(jù)所述秤監(jiān)測的結(jié)果控制所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的量。
14.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征為所述蒸氣產(chǎn)生箱還包括配置于其下部的第二出口，系統(tǒng)還包括與所述蒸氣產(chǎn)生箱第二出口在流體上連通的收集容器；配置于所述收集容器與蒸氣產(chǎn)生箱之間便于不時排出所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)一小部分液態(tài)氨到所述收集容器的閥。
15.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括在流體上與所述蒸氣產(chǎn)生容器的出口連通的輸送線路，所述輸送線路包括從所述蒸氣產(chǎn)生箱流出的氣態(tài)氨中過濾雜質(zhì)的過濾裝置；控制流過的氣態(tài)氨壓力的壓力調(diào)整器；包括多個支管把流經(jīng)所述調(diào)整器的氣態(tài)氨分成多個支流輸送到至少一個設備的分配歧管。
16.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征為所述液態(tài)氨供應源包括壓力容器；系統(tǒng)還包括支承所述壓力容器在系統(tǒng)工作期間不斷監(jiān)測所述壓力容器重量的秤，其中系統(tǒng)制造成使所述壓力容器內(nèi)保存的液態(tài)氨的量在選定范圍內(nèi)以保證穩(wěn)定地向所述蒸氣產(chǎn)生箱供應液態(tài)氨。
17.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征為所述蒸氣產(chǎn)生箱有以至少每分鐘大約1000標準升的速度生產(chǎn)氣態(tài)氨的能力。
18.一種產(chǎn)生氨蒸氣的方法，使用包括液態(tài)氨供應源、蒸氣產(chǎn)生箱、第一傳熱系統(tǒng)和第二傳熱系統(tǒng)的系統(tǒng)，所述方法包括以基本恒定的流速從所述供應源向所述蒸氣產(chǎn)生箱供應液態(tài)氨以便在所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)產(chǎn)生氣態(tài)氨；在所述液態(tài)氨進入所述蒸氣產(chǎn)生箱前用第一傳熱系統(tǒng)把所述液態(tài)氨冷卻到選定的溫度；至少在系統(tǒng)開始工作后的第一時間段用第一傳熱系統(tǒng)從外部冷卻所述蒸氣產(chǎn)生箱從而把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的液態(tài)氨保持于選定的溫度；在所述第一時間段后用第二傳熱系統(tǒng)對所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的液態(tài)氨加熱從而把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的液態(tài)氨在產(chǎn)生氣態(tài)氨期間保持于選定的溫度；以基本恒定的流速從所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)排出氣態(tài)氨。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為所述選定的液態(tài)氨的溫度是大約10攝氏度。
20.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為氣態(tài)氨是以每分鐘大約1000標準升的流速和大約500絕對千帕斯卡的壓力從所述蒸氣產(chǎn)生箱排出的。
21.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為系統(tǒng)還包括蒸氣產(chǎn)生控制器和與之連接的至少一個溫度傳感器，所述方法還包括用所述至少一個溫度傳感器測量所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)氨的物理性能；所述蒸氣產(chǎn)生控制器根據(jù)所述至少一個傳感器向其提供的所測資料用第二傳熱系統(tǒng)控制傳到所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的熱量。
22.按照權(quán)利要求21的方法，其特征為所述至少一個傳感器包括監(jiān)測所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)蒸氣壓力的壓力傳感器和監(jiān)測所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨溫度的溫度傳感器。
23.按照權(quán)利要求21的方法，其特征為系統(tǒng)還包括所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的加熱導管，所述第二傳熱系統(tǒng)包括配置于所述蒸氣產(chǎn)生箱外面的控熱線路，所述控熱線路包括加熱部、泵和轉(zhuǎn)向器，所述轉(zhuǎn)向器與所述蒸氣產(chǎn)生控制器連接，所述方法還包括用所述泵使熱媒經(jīng)過所述控熱線路和加熱導管循環(huán)；用所述加熱部加熱熱媒，使熱媒在輸送到所述加熱導管前達到選定的溫度；用所述蒸氣產(chǎn)生控制器控制所述控熱線路內(nèi)的轉(zhuǎn)向器有選擇地轉(zhuǎn)變熱媒的流向控制傳到蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的熱量并根據(jù)所述至少一個傳感器向其提供的所測資料控制輸送到所述加熱導管的熱媒的量。
24.按照權(quán)利要求23的方法，其特征為熱媒在輸送到所述加熱導管之前加熱到至少大約65攝氏度。
25.按照權(quán)利要求23的方法，其特征為所述控熱線路還包括溫度傳感器和與所述溫度傳感器及所述加熱部連接的線路控制器，所述方法還包括用所述溫度傳感器測量輸送到所述加熱導管之前的熱媒的溫度；用所述線路控制器根據(jù)所述溫度傳感器提供的所測溫度資料控制所述加熱部把熱媒加熱到選定的溫度。
26.按照權(quán)利要求23的方法，其特征為所述加熱部包括沿所述控熱線路流程串聯(lián)配置的第一和第二加熱器，所述控熱線路還包括第一和第二溫度傳感器和與所述第一和第二溫度傳感器及所述第一和第二加熱器連接的線路控制器，所述方法還包括用所述第一溫度傳感器測量從所述第一加熱器流出的熱媒溫度；用所述第二溫度傳感器測量從所述第二加熱器流出的熱媒溫度；用所述線路控制器根據(jù)所述第一和第二溫度傳感器提供的所測溫度資料分別控制所述第一和第二加熱器把輸送到所述加熱導管前的熱媒加熱到選定的溫度。
27.按照權(quán)利要求26的方法，其特征為所述控熱線路還包括第一和第二溫度斷路傳感器，各個溫度斷路傳感器與所述控熱線路內(nèi)各自的加熱器連接，所述方法還包括當所述第一溫度斷路傳感器測量的所述第一加熱器的溫度超過第一限定值時，切斷所述第一加熱器的能源；當所述第二溫度斷路傳感器測量的所述第二加熱器的溫度超過第二限定值時，切斷所述第二加熱器的能源。
28.按照權(quán)利要求26的方法，其特征為所述線路控制器還與所述泵連接，所述方法還包括在系統(tǒng)工作期間用所述線路控制器有選擇地控制所述泵使經(jīng)過所述控熱線路和加熱導管的熱媒流速變化。
29.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為所述第一傳熱系統(tǒng)包括泵、熱交換器、傳熱套和傳熱裝置，所述熱交換器配置于所述供應源與蒸氣產(chǎn)生器之間，所述傳熱套套于所述蒸氣產(chǎn)生器的外表面上，所述方法還包括用所述泵使傳熱流體循環(huán)通過所述第一傳熱系統(tǒng)；使用使液態(tài)氨從所述供應源流經(jīng)所述熱交換器的同時傳熱流體流經(jīng)所述熱交換器的方法把液態(tài)氨在進入所述蒸氣產(chǎn)生箱之前冷卻到選定的溫度；至少在系統(tǒng)開始工作后的第一時間段用傳熱流體流經(jīng)傳熱套的辦法從外部冷卻所述蒸氣產(chǎn)生箱；在循環(huán)到所述熱交換器之前，用傳熱裝置對傳熱流體進行熱處理；使傳熱流體進行從所述傳熱裝置到所述熱交換器的再循環(huán)。
30.按照權(quán)利要求29的方法，其特征為所述第一傳熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器和與所述溫度傳感器及所述傳熱裝置連接的熱控制器；所述方法還包括測量所述傳熱裝置上游方向傳熱流體的溫度；用所述熱控制器根據(jù)所述溫度傳感器向其提供的溫度資料控制所述傳熱裝置以調(diào)整所述傳熱裝置與所述傳熱流體之間熱傳遞的量。
31.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為系統(tǒng)還包括液態(tài)氨高度傳感器，所述方法還包括在系統(tǒng)工作期間用所述高度傳感器連續(xù)測量所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的高度；根據(jù)所述高度傳感器提供的測量結(jié)果控制所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的高度。
32.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為系統(tǒng)還包括支承所述蒸氣產(chǎn)生箱的秤，所述方法還包括在系統(tǒng)工作期間用所述秤不斷測量所述蒸氣產(chǎn)生箱的重量；根據(jù)所述秤提供的測量結(jié)果控制所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)液態(tài)氨的量。
33.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為所述蒸氣產(chǎn)生箱包括位于其下部的出口，系統(tǒng)還包括在流體上與所述蒸氣產(chǎn)生箱的所述出口連通的收集容器和配置于所述蒸氣產(chǎn)生箱與所述收集容器之間的閥，所述方法還包括間隙地打開所述閥以便把所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)一小部分液態(tài)氨排到所述收集容器。
34.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為系統(tǒng)還包括輸送線路，所述輸送線路包括過濾裝置、壓力調(diào)整器和有多個支管道的分配歧管，所述方法還包括使從所述蒸氣產(chǎn)生箱排出的氣態(tài)氨流經(jīng)所述過濾裝置；使過濾過的氣態(tài)氨流經(jīng)所述壓力調(diào)整器以控制所述過濾過的氣態(tài)氨的壓力；使從所述壓力調(diào)整器流出的所述過濾過的氣態(tài)氨流經(jīng)所述歧管，使所述液態(tài)氨分開流入所述多個支管道。
35.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為所述供應源包括壓力容器，系統(tǒng)還包括支承所述壓力容器的秤，所述方法還包括系統(tǒng)工作期間用所述秤連續(xù)測量所述壓力容器的重量；根據(jù)所述秤提供的測量結(jié)果控制所述壓力容器內(nèi)液態(tài)氨的量，從而形成基本恒定的從所述壓力容器供應到所述蒸氣產(chǎn)生箱的液態(tài)氨流。
全文摘要
氨蒸氣產(chǎn)生系統(tǒng)包括液態(tài)氨供應源；有從所述供應源接收液態(tài)氨的進口和排出氣態(tài)氨的出口的蒸氣產(chǎn)生箱；冷卻從所述供應源供應到所述蒸氣產(chǎn)生箱的液態(tài)氨并從外部冷卻所述蒸氣產(chǎn)生箱的第一傳熱系統(tǒng)；對所述蒸氣產(chǎn)生箱內(nèi)的液態(tài)氨加熱的第二傳熱系統(tǒng)。所述第一和第二傳熱系統(tǒng)促進氣態(tài)氨以基本恒定的流速和壓力從所述蒸氣產(chǎn)生箱排出。還提供了使用所述系統(tǒng)產(chǎn)生氨蒸氣的方法。
文檔編號C01C1/02GK1630615SQ03803646
公開日2005年6月22日 申請日期2003年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月11日
發(fā)明者道格拉斯·B·納米 申請人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具有監(jiān)督和管理委員會的有限公司