專利名稱：以液氨為原料的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，特別是涉及以液氨為原料的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以液氨為原料的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，常用于以氨氣為反應(yīng)劑的煙氣處 理系統(tǒng)中，如氨法煙氣脫硫和煙氣脫硝系統(tǒng)等。 一般的以液氨為原料
的氨氣工藝系統(tǒng)流程如下液氨存儲(chǔ)于儲(chǔ)罐中，液氨流入蒸發(fā)器吸收 熱量強(qiáng)制蒸發(fā)為氨氣，蒸發(fā)器出口的氨氣流入氨氣緩沖罐，為后面的 系統(tǒng)提供所需的氨氣。這種常見(jiàn)方式一般是使用外置的蒸發(fā)器來(lái)完成 液氨蒸發(fā)的。然而，液氨在環(huán)境溫度較高時(shí)可通過(guò)吸收外界環(huán)境的熱 量即可實(shí)現(xiàn)自蒸發(fā)，因此在這種情況下使用蒸發(fā)器來(lái)強(qiáng)制蒸發(fā)液氨實(shí) 際上會(huì)造成能源的浪費(fèi)，增加了系統(tǒng)的能耗。
另一方面，液氨從儲(chǔ)罐流入蒸發(fā)器通常是依靠?jī)?chǔ)罐內(nèi)氨自身的壓 力，此壓力與氨的飽和壓力相等，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，氨的壓力也較 低，如在-20。C時(shí)，氨的飽和壓力為0.19MPa?？梢?jiàn)如果要求緩沖罐的 壓力達(dá)到0.2MPa,則單靠?jī)?chǔ)罐內(nèi)氨自身的壓力無(wú)法滿足系統(tǒng)的要求。 在現(xiàn)有技術(shù)中，解決這一問(wèn)題的方案是在儲(chǔ)罐通到蒸發(fā)器的出口處增 加一個(gè)液氨泵，以使供應(yīng)到蒸發(fā)器的液氨的壓力提高。但是，這種方 案的缺點(diǎn)在于由于這種較低溫度在一年中往往只是偶爾出現(xiàn)，因此 液氨泵的使用頻率很低，這樣不但造成系統(tǒng)投資的浪費(fèi)，而且對(duì)液氨 泵本身的性能也是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是要減少氨氣供應(yīng)系統(tǒng)的能耗，至少是在環(huán)境 溫度較高時(shí)可減少氨氣供應(yīng)系統(tǒng)的能耗，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要保證儲(chǔ)罐內(nèi)氨自身的壓力在環(huán)境溫度 較低時(shí)仍能使液氨正常流入蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，從而消除了液氨泵的 需要，減少系統(tǒng)投資，而且使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的不但要在環(huán)境溫度較高時(shí)減少氨氣 供應(yīng)系統(tǒng)的能耗，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，而且還要保證儲(chǔ)罐內(nèi)氨自身 的壓力在環(huán)境溫度較低時(shí)仍能使液氨正常流入蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，從 而消除了液氨泵的需要，減少系統(tǒng)投資，而且使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。
一方面，本發(fā)明提供了一種以液氨為原料的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，包括
用于存儲(chǔ)液氨的儲(chǔ)罐；用于將從所述儲(chǔ)罐中流入的液氨強(qiáng)制蒸發(fā)為氨 氣的蒸發(fā)器；和用于接收蒸發(fā)的氨氣并輸出所需氨氣的緩沖罐；特別 地，還包括連接在所述儲(chǔ)罐與所述緩沖罐之間的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路， 用于可操作地將所述儲(chǔ)罐中自蒸發(fā)的氨氣輸出到所述緩沖罐中。
優(yōu)選地，在所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路中還設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān) 閉的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
優(yōu)選地，所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大 于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于或等 于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。
優(yōu)選地，在所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路中所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān) 閥門(mén)的下游還設(shè)置有可操作地改變開(kāi)度的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥 門(mén)。
優(yōu)選地，在連接在所述儲(chǔ)罐與所述蒸發(fā)器之間讓液氨從所述儲(chǔ)罐 流入所述蒸發(fā)器的儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路中，設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉 的儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
優(yōu)選地，所述儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大 于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于 或等于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)。
優(yōu)選地，在所述儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路中所述儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān) 閥門(mén)的下游設(shè)置有液氨泵，用于可操作地促使液氨從所述儲(chǔ)罐流入到 所述蒸發(fā)器中。
優(yōu)選地，所述液氨泵在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于預(yù)定輔助液氨輸送 壓力時(shí)啟動(dòng)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大于或等于所述預(yù)定輔助液氨輸 送壓力時(shí)停用，其中所述預(yù)定輔助液氨輸送壓力小于所述預(yù)定自蒸發(fā) 壓力。
優(yōu)選地，所述氨氣供應(yīng)系統(tǒng)還包括連接在所述蒸發(fā)器與所述儲(chǔ)罐 之間的蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路，用于可操作地將所述蒸發(fā)器中強(qiáng)制蒸
5發(fā)的氨氣的一部分回流到所述儲(chǔ)罐中。
優(yōu)選地，在所述蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中設(shè)置有可操作地打開(kāi)和 關(guān)閉的蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于 預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大于 或等于所述預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)；其中所述預(yù)定輔 助液氨輸送壓力小于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力。
優(yōu)選地，在所述蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中所述蒸發(fā)器回流管路開(kāi) 關(guān)閥門(mén)的下游設(shè)置有可操作地改變開(kāi)度的蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥門(mén)。
優(yōu)選地，在所述蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中進(jìn)入所述儲(chǔ)罐的入口處 設(shè)置有背壓閥門(mén)，用于保證回流氨氣能夠流入所述儲(chǔ)罐中。
另一方面，本發(fā)明提供了另一種以液氨為原料的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，
包括用于存儲(chǔ)液氨的儲(chǔ)罐；用于將從所述儲(chǔ)罐中流入的液氨強(qiáng)制蒸 發(fā)為氨氣的蒸發(fā)器；和用于接收蒸發(fā)的氨氣并輸出所需氨氣的緩沖 罐；特別地還包括連接在所述蒸發(fā)器與所述儲(chǔ)罐之間的蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐 回流管路，用于可操作地將所述蒸發(fā)器中強(qiáng)制蒸發(fā)的氨氣的 一部分回 流到所述儲(chǔ)罐中。
優(yōu)選地，在所述蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中設(shè)置有可操作地打開(kāi)和 關(guān)閉的蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于 預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大于 或等于所述預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。
優(yōu)選地，在所述蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中所述蒸發(fā)器回流管路開(kāi) 關(guān)閥門(mén)的下游設(shè)置有可操作地改變開(kāi)度的蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥門(mén)。
優(yōu)選地，在所述蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中進(jìn)入所述儲(chǔ)罐的入口處 設(shè)置有背壓閥門(mén)，用于保證回流氨氣能夠流入所述儲(chǔ)罐中。
優(yōu)選地，所述氨氣供應(yīng)系統(tǒng)還包括連接在所述儲(chǔ)罐與所述緩沖罐 之間的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路，用于可操作地將所述儲(chǔ)罐中自蒸發(fā)的氨氣 輸出到所述緩沖罐中。
優(yōu)選地，在所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路中還設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān) 閉的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
優(yōu)選地，所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于或等
于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)；其中所述預(yù)定輔助液氨輸送 壓力小于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力。
優(yōu)選地，在所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路中所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān) 閥門(mén)的下游還設(shè)置有可操作地改變開(kāi)度的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)。
優(yōu)選地，在連接在所述儲(chǔ)罐與所述蒸發(fā)器之間讓液氨從所述儲(chǔ)罐 流入所述蒸發(fā)器的儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路中，設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉 的儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
優(yōu)選地，所述儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大 于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于
或等于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)。
綜上可以看出，本發(fā)明的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)一方面充分利用了液氨自 蒸發(fā)的特性，將其與蒸發(fā)器進(jìn)行的液氨強(qiáng)制蒸發(fā)有機(jī)結(jié)合，不僅能夠 環(huán)境溫度較低時(shí)保證充足的氨氣供應(yīng)，而且在環(huán)境溫度較高時(shí)利用環(huán) 境熱量通過(guò)液氨的自蒸發(fā)在產(chǎn)生氨氣，供給用氨系統(tǒng)使用，有效地降 低了系統(tǒng)能耗。
本發(fā)明的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)另 一方面利用液氨強(qiáng)制蒸發(fā)回流的方式 來(lái)保證儲(chǔ)罐內(nèi)氨自身的壓力在環(huán)境溫度較低時(shí)仍能使液氨正常流入 蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，從而消除了對(duì)液氨泵的需要，減少系統(tǒng)投資，而 且使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。
而且，在本發(fā)明中還進(jìn)一步地結(jié)合了本發(fā)明的上述兩個(gè)方面，使 得本發(fā)明的優(yōu)選方案既能在在環(huán)境溫度較高時(shí)有效降低系統(tǒng)能耗，而 且也能在環(huán)境溫度較低時(shí)保持儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力，在無(wú)需液氨泵情況下， 保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
根據(jù)下文的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的其 他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。


后文將會(huì)參照附圖并以示例性而非限制性的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 詳細(xì)描述，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件或組成部 分，附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其被配置成
可以輸出液氨在環(huán)境溫度較高時(shí)自蒸發(fā)產(chǎn)生的氨氣；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其被配置成 利用液氨強(qiáng)制蒸發(fā)回流方式來(lái)保證儲(chǔ)罐內(nèi)氨自身的壓力在環(huán)境溫度 較低時(shí)仍能使液氨正常流入蒸發(fā)器中；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其被配置成 可輸出液氨在環(huán)境溫度較高時(shí)自蒸發(fā)產(chǎn)生的氨氣，又可利用液氨強(qiáng)制 蒸發(fā)回流方式來(lái)保證儲(chǔ)罐內(nèi)氨自身的壓力在環(huán)境溫度較低時(shí)仍能使 液氨正常流入蒸發(fā)器中。
本文中使用的附圖標(biāo)記如下所示
10儲(chǔ)罐
11儲(chǔ)罐進(jìn)料管路
12儲(chǔ)罐抽氣管路
13儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路
14儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)
15儲(chǔ)罐至緩沖罐管路
16儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)
17儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)
18液氨泵
20蒸發(fā)器
21蒸發(fā)器至緩沖罐管路
22蒸發(fā)器至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)
23蒸發(fā)器至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)
24蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路
25蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)
26蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥門(mén)
30緩沖罐
31緩沖罐供氣管路
32緩沖罐供氣管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)
33緩沖罐供氣管路調(diào)節(jié)閥門(mén)
具體實(shí)施例方式
8參見(jiàn)圖1,其中示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的以液氨為原料的
氨氣供應(yīng)系統(tǒng)IOO。氨氣供應(yīng)系統(tǒng)100—般包括用于存儲(chǔ)液氨的儲(chǔ) 罐IO(例如由鋼制成)；用于可操作地將從儲(chǔ)罐10中流入的液氨強(qiáng)制 蒸發(fā)為氨氣的蒸發(fā)器20;和用于接收蒸發(fā)的氨氣并輸出所需氨氣的緩 沖罐30。其中，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，儲(chǔ)罐10在進(jìn)料時(shí)是 利用卸料壓縮機(jī)將儲(chǔ)罐IO上部的氨氣經(jīng)由儲(chǔ)罐抽氣管路12抽出，并 將氨槽車(chē)(圖中未示出)內(nèi)的液氨經(jīng)由儲(chǔ)罐進(jìn)料管路11壓入儲(chǔ)罐10; 而且氨氣供應(yīng)系統(tǒng)100在向后續(xù)系統(tǒng)緩供應(yīng)氨氣時(shí)則是通過(guò)控制在連 接到緩沖罐30的緩沖罐供氣管路31中設(shè)置的緩沖罐供氣管路開(kāi)關(guān)閥 門(mén)32和緩沖罐供氣管路調(diào)節(jié)閥門(mén)33來(lái)控制緩沖罐供氣管路31的開(kāi) 關(guān)和氨氣流量。儲(chǔ)罐10與蒸發(fā)器20之間由儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路13連 接，以便液氨從儲(chǔ)罐10流入蒸發(fā)器20中，而且在儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路 13優(yōu)選設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉的儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)14。 蒸發(fā)器20與緩沖罐30之間由蒸發(fā)器至緩沖罐管路21連接，以便由 蒸發(fā)器20強(qiáng)制蒸發(fā)的氨氣流入緩沖罐30中，而且在蒸發(fā)器至緩沖罐 管路21中優(yōu)選設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉的蒸發(fā)器至緩沖罐管路開(kāi) 關(guān)閥門(mén)22以及蒸發(fā)器至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)23。
特別地，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)IOO還包括連接 在儲(chǔ)罐10與緩沖罐30之間的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路15,其用于可操作地 將儲(chǔ)罐10中自蒸發(fā)的氨氣輸出到緩沖罐30中。優(yōu)選地，在儲(chǔ)罐至緩 沖罐管路15中還設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi) 關(guān)閥門(mén)16。而且，儲(chǔ)罐至緩沖罐管路15在儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥 門(mén)15的下游處優(yōu)選還設(shè)置有可操作地改變開(kāi)度的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路 調(diào)節(jié)閥門(mén)17。
當(dāng)儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力較高時(shí)，即當(dāng)儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力大于預(yù)定自蒸 發(fā)壓力時(shí)，例如氨氣供應(yīng)系統(tǒng)100的控制系統(tǒng)(圖中未示出)將自動(dòng) 打開(kāi)儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)16,而且控制系統(tǒng)還可根據(jù)緩沖罐 30內(nèi)的壓力來(lái)自動(dòng)調(diào)整儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)17的開(kāi)度(即在緩 沖罐30內(nèi)的壓力較高時(shí)減少該開(kāi)度，而在緩沖罐30內(nèi)的壓力較低時(shí) 增加該開(kāi)度)。在儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力小于或等于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)，靠 儲(chǔ)罐自蒸發(fā)無(wú)法保證氨氣的供應(yīng)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉儲(chǔ)罐至緩沖罐 管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)16。此外，儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)14可以被配置成在儲(chǔ)罐10內(nèi)
的壓力大于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)由控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉(此時(shí)，蒸發(fā)器20 停用)，而在儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力小于或等于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)由控制系 統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)，并啟動(dòng)蒸發(fā)器20，液氨依靠?jī)?chǔ)罐10內(nèi)的壓力流入蒸發(fā) 器20,吸收用戶提供的熱量而蒸發(fā)為氨氣，通過(guò)控制緩沖罐30的壓 力來(lái)自動(dòng)調(diào)整蒸發(fā)器至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)23的開(kāi)度，此時(shí)緩沖罐 3C中的氨氣由蒸發(fā)器20強(qiáng)制蒸發(fā)液氨來(lái)提供。
在儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)16處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)(即儲(chǔ)罐10內(nèi) 的壓力大于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí))，由于緩沖罐30中的氨氣由儲(chǔ)罐10 內(nèi)自蒸發(fā)的氨氣來(lái)提供，而自蒸發(fā)所需的熱量來(lái)自于環(huán)境，因此節(jié)省 了用于使液氨強(qiáng)制蒸發(fā)的能源。這種方案的另一個(gè)好處是，隨著儲(chǔ)罐 10內(nèi)氨氣的輸出，儲(chǔ)罐10內(nèi)的液氨會(huì)不斷吸收環(huán)境熱量而蒸發(fā)轉(zhuǎn)化 為氨氣，因而儲(chǔ)罐10的溫度會(huì)隨之降低，儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力也會(huì)相應(yīng) 降低，這大大降低了儲(chǔ)罐壓力過(guò)高帶來(lái)的安全隱患。
在本發(fā)明中，所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào) 整。優(yōu)選地，其通常被設(shè)置為對(duì)應(yīng)某一較高溫度下的氨飽和壓力。這 一較高溫度例如可為10°C、 15°C、 20°C、 25°C、 30。C或35。C以上的 溫度。藉此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)工程手冊(cè)等資料獲得對(duì)應(yīng)的預(yù)定 自蒸發(fā)壓力的具體設(shè)定值，例如溫度為10。C時(shí)對(duì)應(yīng)的氨飽和壓力為 0.62MPa,溫度為20。C時(shí)對(duì)應(yīng)的氨飽和壓力為0.86MPa,溫度為30°C 時(shí)對(duì)應(yīng)的氨飽和壓力為1.17MPa，溫度為35。C時(shí)對(duì)應(yīng)的氨飽和壓力為 1.35MPa。
在儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力小于一個(gè)較低的預(yù)定輔助液氨輸送壓力(其 小于預(yù)定自蒸發(fā)壓力)時(shí)，由于儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力較低，蒸發(fā)器20的 出口壓力與儲(chǔ)罐io內(nèi)的壓力相等，造成緩沖罐30的壓力達(dá)到無(wú)法達(dá) 到設(shè)定值，為此可在氨氣供應(yīng)系統(tǒng)100的儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路13中可 以設(shè)置一個(gè)液氨泵18,其優(yōu)選處于儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)14的 下游，用于可操作地促使液氨從儲(chǔ)罐10流入到蒸發(fā)器20中。具體地， 液氨泵18被配置成在儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力小于預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí) 啟動(dòng)，而在儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力大于或等于預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)停 用。其中，預(yù)定輔助液氨輸送壓力的具體值也可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn) 行調(diào)整，通常設(shè)置成對(duì)應(yīng)著某一較低溫度下的氨飽和壓力。這一較低
10溫度例如可以為-10°C、 - 15°C、 -18°C、 - 20°C、 -25°C、 - 30°C 或-35。C以下的溫度。這些溫度對(duì)應(yīng)的氨飽和壓力也可根據(jù)例如工程 手冊(cè)等資料獲知，例如溫度為_(kāi) 18。C時(shí)對(duì)應(yīng)的氨飽和壓力為0.21MPa, 溫度為-20。C時(shí)對(duì)應(yīng)的氨飽和壓力為0.19MPa。
參見(jiàn)圖2,根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)200與根據(jù)本 發(fā)明第一實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)IOO相比，未設(shè)置儲(chǔ)罐至緩沖罐管路 15以及相應(yīng)的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)16和儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào) 節(jié)閥門(mén)17。
特別地，在氨氣供應(yīng)系統(tǒng)200中沒(méi)有設(shè)置液氨泵18，而是在蒸發(fā) 器20與儲(chǔ)罐10之間設(shè)置了蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路24,用于可操作地 將蒸發(fā)器20中強(qiáng)制蒸發(fā)產(chǎn)生的氨氣的一部分回流到儲(chǔ)罐10中。而且， 在蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路24中優(yōu)選設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉的蒸 發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)25，而且在蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)25的下 游處還可設(shè)置一個(gè)可操作地改變開(kāi)度的蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥門(mén)26。
蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)25被配置成在儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力大于或 等于預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)如前所述液氨能夠 依靠?jī)?chǔ)罐10內(nèi)的壓力流入蒸發(fā)器20。
蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)25在儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力小于預(yù)定輔助液 氨輸送壓力時(shí)被配置成處于打開(kāi)狀態(tài)，以將蒸發(fā)器20中強(qiáng)制蒸發(fā)產(chǎn) 生的氨氣的一部分回流到儲(chǔ)罐10中，使得儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力升高，從 而使液氨能夠依靠?jī)?chǔ)罐10內(nèi)的壓力流入蒸發(fā)器20。
優(yōu)選地，通過(guò)控制蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥門(mén)26可以控制回流到 儲(chǔ)罐10中的氨氣流量，使儲(chǔ)罐10的壓力達(dá)到并保持在預(yù)定輔助液氨 輸送壓力附近。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力維持在預(yù)定輔助液氨輸送壓力附近，即 可通過(guò)控制緩沖罐30的壓力來(lái)自動(dòng)調(diào)整蒸發(fā)器至緩沖罐調(diào)節(jié)閥門(mén)23 的開(kāi)度，將蒸發(fā)器20內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生的氨氣供給緩沖罐30，此時(shí)蒸發(fā)器 20產(chǎn)生的氨氣一部分仍然回流保持儲(chǔ)罐壓力，而另 一部分則供給緩沖 罐。通過(guò)這種氨氣回流，使得本發(fā)明的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)能夠在沒(méi)有液氨 泵18 (參見(jiàn)圖1 )的情況下正常運(yùn)行。
此外，對(duì)于本發(fā)明的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)200，在蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管 路24中進(jìn)入儲(chǔ)罐10的入口處可設(shè)置一個(gè)背壓岡門(mén)(圖中未示出)， 用于保證回流氨氣能夠流入儲(chǔ)罐10。背壓閥門(mén)本身的功能和結(jié)構(gòu)是本
ii領(lǐng)域公知的，這里不予贅述。
現(xiàn)參見(jiàn)圖3，其中所示的根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)
300，其結(jié)合了本發(fā)明第一實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)100和本發(fā)明第二實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)200功能。具體地，本發(fā)明第三實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)300設(shè)置有本發(fā)明第 一 實(shí)施例氨氣供應(yīng)系統(tǒng)100的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路15以及相應(yīng)的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)16和儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)17,但去除了氨氣供應(yīng)系統(tǒng)100的液氨泵18,而且氨氣供應(yīng)系統(tǒng)300還設(shè)置有本發(fā)明第二實(shí)施例氨氣供應(yīng)系統(tǒng)200的蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路24以及相應(yīng)的蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)25、蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥門(mén)26和背壓閥門(mén)。
為更好地理解本發(fā)明，下面將描述本發(fā)明第三實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)300的操作過(guò)程及其優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力較高時(shí)，即大于預(yù)定自蒸發(fā)壓力例如1.2MPa時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)儲(chǔ)罐至緩沖罐管路15上的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)16，并通過(guò)控制緩沖罐30的壓力來(lái)自動(dòng)調(diào)整儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度，此時(shí)氨氣主要由儲(chǔ)罐10內(nèi)自蒸發(fā)的氨氣來(lái)提供，熱量來(lái)自于環(huán)境，從而節(jié)省了用于液氨蒸發(fā)的能源。lkg20。C的液氨如果通過(guò)蒸發(fā)器加熱為4(TC氨氣，需要吸收1198.2kJ的熱量，對(duì)于一個(gè)1000kg/h的中型供氨系統(tǒng)，需要至少350kW的熱量輸入，按照一年8000h的使用時(shí)間計(jì)算，按照電加熱考慮并假設(shè)每度電0.5元，一年需要消耗140萬(wàn)元電費(fèi)，使用本發(fā)明的方案，可以充分利用環(huán)境熱量蒸發(fā)氨氣，所節(jié)省的能源和當(dāng)?shù)貧夂驐l件有關(guān)，如在全年氣溫都較高的中東地區(qū)，理想情況下甚至可以節(jié)省全部140萬(wàn)元電費(fèi)。
當(dāng)儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力大于預(yù)定輔助液氨輸送壓力例如0.25MPa而小于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉儲(chǔ)罐至緩沖罐管路15上的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)15，并且開(kāi)始使用液氨蒸發(fā)器20，打開(kāi)儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)14，保持蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)25關(guān)閉，此時(shí)液氨在蒸發(fā)器20內(nèi)吸收用戶提供的熱量蒸發(fā)為氨氣，打開(kāi)蒸發(fā)器至緩沖罐管路21上的蒸發(fā)器至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)22，且通過(guò)控制緩沖罐30的壓力來(lái)自動(dòng)調(diào)整調(diào)節(jié)閥11的開(kāi)度。
當(dāng)儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力小于預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)，保持儲(chǔ)罐至緩沖罐管路15上的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)16關(guān)閉，仍然使用蒸發(fā)器20，打開(kāi)儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)14,并打開(kāi)蒸發(fā)器回流管
路開(kāi)關(guān)閥門(mén)25，蒸發(fā)后的氨氣回流至儲(chǔ)罐10，使儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力提高，通過(guò)自動(dòng)控制蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥門(mén)26的開(kāi)度，使儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力達(dá)到并維持在預(yù)定輔助液氨輸送壓力。當(dāng)儲(chǔ)罐10內(nèi)的壓力穩(wěn)定在預(yù)定輔助液氨輸送壓力時(shí)，再打開(kāi)蒸發(fā)器至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)22，通過(guò)控制緩沖罐30的壓力來(lái)自動(dòng)調(diào)整蒸發(fā)器至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥門(mén)23的開(kāi)度。這種外循環(huán)式蒸發(fā)系統(tǒng)使得在儲(chǔ)罐的溫度和壓力都非常低時(shí)，不需要使用液氨泵仍能正常運(yùn)行。
此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)中還可根據(jù)安全需要設(shè)置氨氣排放稀釋系統(tǒng)、氨氣泄漏檢測(cè)與水霧噴淋系統(tǒng)、廢水儲(chǔ)存及排出系統(tǒng)等輔助子系統(tǒng)，這些都是常規(guī)
的輔助系統(tǒng)，本文對(duì)其不做具體描述。
雖然本文示出和描述了多個(gè)示例性的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)此推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的其他實(shí)施例，這些實(shí)施例也應(yīng)被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1. 一種以液氨為原料的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)液氨的儲(chǔ)罐；用于將從所述儲(chǔ)罐中流入的液氨強(qiáng)制蒸發(fā)為氨氣的蒸發(fā)器；和用于接收蒸發(fā)的氨氣并輸出所需氨氣的緩沖罐；其特征在于，所述氨氣供應(yīng)系統(tǒng)還包括連接在所述蒸發(fā)器與所述儲(chǔ)罐之間的蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路，用于可操作地將所述蒸發(fā)器中強(qiáng)制蒸發(fā)的氨氣的一部分回流到所述儲(chǔ)罐中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸 發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉的蒸發(fā)器回流管 路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā) 器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于預(yù)定輔助液氨輸送壓 力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大于或等于所述預(yù)定輔助 液氨輸送壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸 發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中所述蒸發(fā)器回流管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)的下游設(shè)置有 可操作地改變開(kāi)度的蒸發(fā)器回流管路調(diào)節(jié)閥I' "1 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸 發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路中進(jìn)入所述儲(chǔ)罐的入口處設(shè)置有背壓閥門(mén)，用于 保證回流氨氣能夠流入所述儲(chǔ)罐中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述氨氣 供應(yīng)系統(tǒng)還包括連接在所述儲(chǔ)罐與所述緩沖罐之間的儲(chǔ)罐至緩沖罐 管路，用于可操作地將所述儲(chǔ)罐中自蒸發(fā)的氨氣輸出到所述緩沖罐中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路中還設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉的儲(chǔ)罐至緩沖罐管 路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大于預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí) 處于打開(kāi)狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于或等于所述預(yù)定自蒸發(fā)壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)；其中所述預(yù)定輔助液氨輸送壓力小于所述預(yù)定自 蒸發(fā)壓力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述儲(chǔ) 罐至緩沖罐管路中所述儲(chǔ)罐至緩沖罐管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)的下游還設(shè)置有 可操作地改變開(kāi)度的儲(chǔ)罐至緩沖罐管路調(diào)節(jié)閥I' 1 。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在連接 在所述儲(chǔ)罐與所述蒸發(fā)器之間讓液氨從所述儲(chǔ)罐流入所述蒸發(fā)器的 儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管路中，設(shè)置有可操作地打開(kāi)和關(guān)閉的儲(chǔ)罐至蒸發(fā)器管 路開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ) 罐至蒸發(fā)器管路開(kāi)關(guān)閥門(mén)在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力大于所述預(yù)定自蒸發(fā) 壓力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，而在所述儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于或等于所述預(yù)定自 蒸發(fā)壓力時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)。
全文摘要
一種以液氨為原料的氨氣供應(yīng)系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)液氨的儲(chǔ)罐；用于將從所述儲(chǔ)罐中流入的液氨強(qiáng)制蒸發(fā)為氨氣的蒸發(fā)器；和用于接收蒸發(fā)的氨氣并輸出所需氨氣的緩沖罐。而且所述氨氣供應(yīng)系統(tǒng)還包括連接在所述蒸發(fā)器與所述儲(chǔ)罐之間的蒸發(fā)器至儲(chǔ)罐回流管路，用于可操作地將所述蒸發(fā)器中強(qiáng)制蒸發(fā)的氨氣的一部分回流到所述儲(chǔ)罐中。本發(fā)明利用了液氨強(qiáng)制蒸發(fā)回流的方式來(lái)保證儲(chǔ)罐內(nèi)氨自身的壓力在環(huán)境溫度較低時(shí)仍能使液氨正常流入蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)，從而消除了對(duì)液氨泵的需要，減少系統(tǒng)投資，而且使系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。
文檔編號(hào)F17C5/04GK101476669SQ200910077278
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者吳樹(shù)志, 崔一塵, 白云峰 申請(qǐng)人:北京博奇電力科技有限公司