專利名稱：液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝，尤其涉及一種應(yīng)用于SCR脫硝或者以氨為原料的脫硫工藝中的液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝。
背景技術(shù)：
在冶金、化工、燃煤發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域所產(chǎn)生的工業(yè)尾氣中以硫、氮的氧化物(S02、NOx)污染物為主，對(duì)這些煙氣污染物的治理技術(shù)比較成熟的有石灰石-石膏法、氨法、雙堿法、選擇性催化還原(SCR)法、選擇性非催化還原(SNCR)法、低氮燃燒法等，其中，氨法比較受推崇，因其工藝流程簡(jiǎn)單，并能夠無(wú)污染地達(dá)到煙氣中的硫、氮污染物的高效脫除，同時(shí)，所得銨鹽產(chǎn)物還能夠作為肥料來(lái)源加以充分利用，相應(yīng)地降低投資成本，增加經(jīng)濟(jì)收益。然而，對(duì)于需要應(yīng)用氣氨(NH3)的SCR脫硝等工藝中，普遍耗耗能大，造成經(jīng)濟(jì)成本的增加，進(jìn) 而導(dǎo)致整個(gè)氨法凈化工藝的成本增加，從而使氨法推廣應(yīng)用受到局限。目前，獲得氣氨的方法主要有兩種一種是尿素?zé)峤夥?，通過(guò)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)利用電加熱器等提供熱量使尿素分解為氣氨和二氧化碳，該法從投入原料到熱解反應(yīng)發(fā)生再到產(chǎn)物分離,過(guò)程復(fù)雜,系統(tǒng)設(shè)置要求高，同時(shí),還需要耗費(fèi)大量的材料和能源,經(jīng)濟(jì)成本過(guò)高，不利于推廣應(yīng)用；另一種是通過(guò)液氨氣化獲得氣氨，主要采用蒸汽加熱的方法把液氨蒸發(fā)為氣氨，因液氨的沸點(diǎn)為-33. 40C，極易氣化，而該方法利用高熱值蒸汽為熱源，不可避免地造成大量熱源的浪費(fèi)，同樣，獲得蒸汽熱源也需要耗能，從而，造成經(jīng)濟(jì)成本的增加，使氨法的推廣應(yīng)用受到限制。因此，亟待研究開發(fā)出一種液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝，以節(jié)能減耗的方式和低經(jīng)濟(jì)成本的投入，實(shí)現(xiàn)氣氨獲得，從而使氨法能夠在需要應(yīng)用氣氨的SCR脫硝或者以氨為 原料的脫硫等工藝中得到推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝，能夠以低能耗、低投入獲得氣氨，為需要應(yīng)用氣氨的SCR脫硝等工藝提供低成本的保障，同時(shí)，也使液氨的制冷性能得到應(yīng)用，充分避免能源浪費(fèi)。本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是提供一種液氨氣化系統(tǒng)，包括相互連接的液氨輸送裝置、換熱裝置和氣氨存儲(chǔ)裝置，其中，所述換熱裝置為循環(huán)水換熱裝置，所述循環(huán)水換熱裝置包括殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)的換熱管、設(shè)置在所述殼體上的循環(huán)水輸入口和循環(huán)水輸出口、液氨輸入口和氣氨輸出口。進(jìn)一步地，所述循環(huán)水換熱裝置還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的折流板；優(yōu)選地，所述折流板有多個(gè)，在所述殼體內(nèi)間隔設(shè)置。進(jìn)一步地，所述循環(huán)水輸出口設(shè)置在所述殼體的頂部，所述循環(huán)水輸入口設(shè)置在所述殼體的底部；所述液氨輸入口設(shè)置在所述殼體的側(cè)下部，所述氣氨輸出口設(shè)置在所述殼體的側(cè)上部。
進(jìn)一步地，所述換熱管呈蛇形分布或者并列平行分布；所述殼體為圓柱形。優(yōu)選地，在所述殼體頂部還設(shè)置有排氣口，在所述殼體的底部還設(shè)置有排凈口。
優(yōu)選地，所述循環(huán)水換熱裝置還包括檢查口，所述檢查口設(shè)置在所述殼體下部。優(yōu)選地，所述換熱管由20鋼、16Mn鋼管或者16Mn合金鋼管構(gòu)成。本發(fā)明還提供了一種液氨氣化工藝，包括如下步驟(I)循環(huán)水輸送使循環(huán)水自循環(huán)水輸入口輸送到換熱裝置中；(2)液氨輸入

通過(guò)液氨輸送裝置將液氨自液氨輸入口輸送到換熱裝置內(nèi)的換熱管中；(3)液氨氣化步驟(2)中輸入的液氨與步驟(I)中輸入的循環(huán)水在換熱裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換，使液氨氣化為氣氨；(4)氣氨輸出步驟(3)所得氣氨自氣氨輸出口進(jìn)入氣氨存儲(chǔ)裝置；(5)循環(huán)水輸出步驟(3)中與液氨進(jìn)行熱交換后的循環(huán)水自循環(huán)水輸出口排出。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，所述液氨在換熱管內(nèi)自下而上運(yùn)行，所述循環(huán)水在換熱裝置的殼體內(nèi)自下而上運(yùn)行，并與換熱裝置內(nèi)設(shè)置的多個(gè)折流板相遇形成湍流，使循環(huán)水與液氨充分進(jìn)行熱交換。進(jìn)一步地，所述循環(huán)水能夠?yàn)闆鏊械乃?，便于將液氨的制冷性能加以充分利用，特別是燃煤電廠的脫硫脫硝工藝中，應(yīng)用其涼水塔中的循環(huán)水，能夠有效避免涼水塔中的水的蒸發(fā)，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的，同時(shí)，也使電廠實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用，進(jìn)而達(dá)到利于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能減耗效果。進(jìn)一步地，所述循環(huán)水還能夠?yàn)楣I(yè)水、一次水或其它水源。應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)時(shí)，將其設(shè)置在SCR脫硝等工藝的氣氨輸送裝置前，根據(jù)需要進(jìn)行液氨氣化，向工藝系統(tǒng)輸送氣氨。本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有的液氨蒸發(fā)裝置和氣氨制備等裝置相比，節(jié)省大量材料的同時(shí)，節(jié)約了大量經(jīng)濟(jì)成本；本發(fā)明液氨氣化工藝充分利用液氨的性能，利用循環(huán)水使液氨的制冷性能得到應(yīng)用，同時(shí)，與現(xiàn)有的氣氨制取工藝相比，節(jié)省了大量能源，也避免了大量能源如蒸汽等的浪費(fèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎，優(yōu)化合理，工藝流程簡(jiǎn)單且節(jié)能環(huán)保，以低能耗、低投入獲得所需氣氨的同時(shí)，還充分利用了液氨的制冷性能，實(shí)現(xiàn)了能源的綜合利用，節(jié)能效果顯著，且節(jié)約用地，使經(jīng)濟(jì)成本大幅降低，適于在需要應(yīng)用氣氨的SCR脫硝等工藝領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。


圖I為本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)的換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示1_液氨輸送裝置；2_循環(huán)水換熱裝置，201-殼體，202-換熱管，203-折流板，204-檢查口，205-循環(huán)水輸入口，206-循環(huán)水輸出口，207-液氨輸入口，208-氣氨輸出口，209-排氣口，210-排凈口 ；3_氣氨存儲(chǔ)裝置；4-SCR反應(yīng)器。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I如圖I所示，本發(fā)明一種液氨氣化系統(tǒng)，包括相互連接的液氨輸送裝置I、換熱裝置和氣氨存儲(chǔ)裝置3，其中，所述換熱裝置為循環(huán)水換熱裝置2。如圖2所示，循環(huán)水換熱裝置2包括殼體201、設(shè)置在殼體201內(nèi)的換熱管202、在殼體201內(nèi)間隔設(shè)置的3個(gè)折流板203、設(shè)置在殼體201下部的檢查口 204、設(shè)置在殼體201上的循環(huán)水輸入口 205和循環(huán)水輸出口 206、液氨輸入口 207和氣氨輸出口 208、排氣口 209和排凈口 210 ;其中，循環(huán)水輸入口 205設(shè)置在殼體201的底部，循環(huán)水輸出口 206設(shè)置在殼體201的頂部；液氨輸入口 206設(shè)置在殼體201的側(cè)下部，氣氨輸出口 208設(shè)置在殼體201的側(cè)上部；排氣口 209設(shè)置在殼體201的頂部，排凈口 210設(shè)置在殼體201的底部。 上述實(shí)施例中，所述換熱管202呈蛇形分布；所述換熱管202由16Mn鋼管；所述折流板203的設(shè)置，能夠使水形成湍流，進(jìn)而使熱交換充分進(jìn)行。如圖3所示，以向燃煤電廠SCR脫硝工藝系統(tǒng)提供氣氨為例，應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化，包括如下步驟(I)循環(huán)水輸送以該燃煤電廠涼水塔中的水位循環(huán)水，使循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205輸送到換熱裝置2中；(2)液氨輸入通過(guò)液氨輸送裝置I將液氨自液氨輸入口 207輸送到換熱管202中；(3)液氨氣化步驟(2)中輸入的液氨與步驟(I)中輸入的循環(huán)水在換熱裝置2的殼體201內(nèi)進(jìn)行熱交換，使液氨氣化為氣氨，其中，所述液氨在換熱管202內(nèi)自下而上運(yùn)行，所述循環(huán)水在殼體201內(nèi)自下而上運(yùn)行，并與折流板203相遇形成湍流，使循環(huán)水與液氨充分進(jìn)行熱交換；(4)氣氨輸出步驟(3)所得氣氨自氣氨輸出口 208進(jìn)入氣氨存儲(chǔ)裝置3，然后，根據(jù)需要輸送到SCR脫硝工藝系統(tǒng)的SCR反應(yīng)器4中加以利用；(5)循環(huán)水輸出步驟(3)中與液氨進(jìn)行熱交換后的循環(huán)水自循環(huán)水輸出口 206排放到?jīng)鏊?，繼續(xù)作為冷卻液氨的循環(huán)水進(jìn)行循環(huán)利用。在上述液氨氣化工藝過(guò)程中，將液氨的制冷性能進(jìn)行了充分利用，有效避免了涼水塔中的水的蒸發(fā)，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的，同時(shí)，也使電廠實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用，進(jìn)而達(dá)到利于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能減耗效果。實(shí)施例2如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設(shè)置及分布同實(shí)施例I,其中，不同設(shè)置的是所述換熱管呈并列平行分布，即采用列管式換熱器；所述換熱管由16Mn合金鋼管構(gòu)成；所述折流板的數(shù)量為4個(gè)。如圖3所示，以向燃煤電廠SCR脫硝工藝系統(tǒng)提供380kg/h的氣氨量為例，應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化，同實(shí)施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進(jìn)入到換熱裝置2中時(shí)的入口處溫度為 30 0C ；
在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為52. 3m3Aο應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為1.2X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O(shè). 53Mpa計(jì))2100噸，減少了大量循環(huán)水的蒸發(fā)損失，并且避免了大量蒸汽冷凝水的浪費(fèi)，充分實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，以及顯著的節(jié)能環(huán)保效果。實(shí)施例3如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設(shè)置及分布同實(shí)施例I,其中，不同設(shè)置的是所述換熱管呈并列平行分布；所述換熱管由16Mn合金鋼管構(gòu)成；所述折流板的數(shù)量為6個(gè)。如圖3所示，以向燃煤電廠SCR脫硝工藝系統(tǒng)提供360kg/h的氣氨量為例，應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化，同實(shí)施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進(jìn)入到換熱裝置2中時(shí)的入口處溫度為 32。。；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為45m3/h。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為1.0X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O(shè). 53Mpa計(jì))2000噸。實(shí)施例4如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設(shè)置及分布同實(shí)施例I,其中，不同設(shè)置的是所述折流板的數(shù)量為5個(gè)。如圖3所示，以向燃煤電廠SCR脫硝工藝系統(tǒng)提供400kg/h的氣氨量為例，應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化，同實(shí)施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進(jìn)入到換熱裝置2中時(shí)的入口處溫度為 28 0C ；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為60m3/h。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為2.0X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O(shè). 53Mpa計(jì))2500噸。實(shí)施例5如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設(shè)置及分布同實(shí)施例I,其中，不同設(shè)置的是所述換熱管成并列平行分布。如圖3所示，以向燃煤電廠SCR脫硝工藝系統(tǒng)提供400kg/h的氣氨量為例，應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化，同實(shí)施例I。實(shí)施例6如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設(shè)置及分布同實(shí)施例2,其中，不同設(shè)置的是所述換熱管成并列平行分布。如圖3所示，以向燃煤電廠SCR脫硝工藝系統(tǒng)提供370kg/h的氣氨量為例，應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化，同實(shí)施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進(jìn)入到換熱裝置2中時(shí)的入口處溫度為 31。。；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為56m3/h。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為2. lX109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O(shè). 53Mpa計(jì))2200噸。實(shí)施例7如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設(shè)置及分布同實(shí) 施例I,其中，不同設(shè)置的是所述換熱管呈并列平行分布，即采用列管式換熱器；所述換熱管由20鋼構(gòu)成；所述折流板的數(shù)量為4個(gè)。如圖3所示，以向燃煤電廠SCR脫硝工藝系統(tǒng)提供380kg/h的氣氨量為例，應(yīng)用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進(jìn)行液氨氣化，同實(shí)施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進(jìn)入到換熱裝置2中時(shí)的入口處溫度為 29 0C ；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為53. 3m3Aο應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為1.4X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O(shè). 53Mpa計(jì))2150噸，減少了大量循環(huán)水的蒸發(fā)損失，并且避免了大量蒸汽冷凝水的浪費(fèi)，充分實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，以及顯著的節(jié)能環(huán)保效果。本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的對(duì)上述實(shí)施方式任何顯而易見的改進(jìn)或變更，都不會(huì)超出本發(fā)明的構(gòu)思和所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種液氨氣化系統(tǒng)，包括相互連接的液氨輸送裝置、換熱裝置和氣氨存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述換熱裝置為循環(huán)水換熱裝置，所述循環(huán)水換熱裝置包括殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)的換熱管、設(shè)置在所述殼體上的循環(huán)水輸入口和循環(huán)水輸出口、液氨輸入口和氣氨輸出□。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)水換熱裝置還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的折流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述折流板有多個(gè)，在所述殼體內(nèi)間隔設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)水輸出口設(shè)置在所述殼體的頂部，所述循環(huán)水輸入口設(shè)置在所述殼體的底部；所述液氨輸入口設(shè)置在所述殼體的側(cè)下部，所述氣氨輸出口設(shè)置在所述殼體的側(cè)上部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述換熱管呈蛇形分布或者并列平行分布；所述殼體為圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于在所述殼體頂部還設(shè)置有排氣口，在所述殼體的底部還設(shè)置有排凈口。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)水換熱裝置還包括檢查口，所述檢查口設(shè)置在所述殼體下部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述換熱管由20鋼、16Mn鋼管或者16Mn合金鋼管構(gòu)成。
9.一種液氨氣化工藝，其特征在于，包括如下步驟 (1)循環(huán)水輸送 使循環(huán)水自循環(huán)水輸入口輸送到換熱裝置中； (2)液氨輸入 通過(guò)液氨輸送裝置將液氨自液氨輸入口輸送到換熱裝置內(nèi)的換熱管中； (3)液氨氣化 步驟(2)中輸入的液氨與步驟(I)中輸入的循環(huán)水在換熱裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換，使液氨氣化為氣氨； (4)氣氨輸出 步驟(3 )所得氣氨自氣氨輸出口進(jìn)入氣氨存儲(chǔ)裝置； (5)循環(huán)水輸出 步驟(3)中與液氨進(jìn)行熱交換后的循環(huán)水自循環(huán)水輸出口排出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液氨氣化工藝，其特征在于 在步驟(3)中，所述液氨在換熱管內(nèi)自下而上運(yùn)行，所述循環(huán)水在換熱裝置的殼體內(nèi)自下而上運(yùn)行，并與換熱裝置內(nèi)設(shè)置的多個(gè)折流板相遇形成湍流，使循環(huán)水與液氨進(jìn)行熱交換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝，尤其涉及一種應(yīng)用于SCR脫硝或氨法脫硫工藝中的液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝，所述系統(tǒng)包括相互連接的液氨輸送裝置、換熱裝置和氣氨存儲(chǔ)裝置，其中，所述換熱裝置為循環(huán)水換熱裝置，所述循環(huán)水換熱裝置包括殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)的換熱管、設(shè)置在所述殼體上的循環(huán)水輸入口和循環(huán)水輸出口、液氨輸入口和氣氨輸出口；所述工藝應(yīng)用循環(huán)水進(jìn)行液氨氣化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，工藝流程簡(jiǎn)單且節(jié)能環(huán)保，以低能耗、低投入獲得所需氣氨的同時(shí)，充分利用了液氨的制冷性能，實(shí)現(xiàn)了能源的綜合利用，節(jié)能效果顯著，且節(jié)約用地，經(jīng)濟(jì)成本大幅降低，適于在需要應(yīng)用氣氨的SCR脫硝等領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F28D7/16GK102720947SQ20121021721
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者艾淑艷 申請(qǐng)人:艾淑艷