專利名稱：液氨氣化系統(tǒng)及其氣化工藝的制作方法
技術領域：
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：
在冶金、化工、燃煤發(fā)電等工業(yè)領域所產(chǎn)生的工業(yè)尾氣中以硫、氮的氧化物(S02、NOx)污染物為主，對這些煙氣污染物的治理技術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，因其工藝流程簡單，并能夠無污染地達到煙氣中的硫、氮污染物的高效脫除，同時，所得銨鹽產(chǎn)物還能夠作為肥料來源加以充分利用，相應地降低投資成本，增加經(jīng)濟收益。然而，對于需要應用氣氨(NH3)的SCR脫硝等工藝中，普遍耗耗能大，造成經(jīng)濟成本的增加，進 而導致整個氨法凈化工藝的成本增加，從而使氨法推廣應用受到局限。目前，獲得氣氨的方法主要有兩種一種是尿素熱解法，通過尿素熱解系統(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發(fā)生再到產(chǎn)物分離,過程復雜,系統(tǒng)設置要求高，同時,還需要耗費大量的材料和能源,經(jīng)濟成本過高，不利于推廣應用；另一種是通過液氨氣化獲得氣氨，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，同樣，獲得蒸汽熱源也需要耗能，從而，造成經(jīng)濟成本的增加，使氨法的推廣應用受到限制。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)濟成本的投入，實現(xiàn)氣氨獲得，從而使氨法能夠在需要應用氣氨的SCR脫硝或者以氨為 原料的脫硫等工藝中得到推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有技術存在的問題，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，為需要應用氣氨的SCR脫硝等工藝提供低成本的保障，同時，也使液氨的制冷性能得到應用，充分避免能源浪費。本發(fā)明解決問題的技術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、設置在所述殼體內(nèi)的換熱管、設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。進一步地，所述循環(huán)水換熱裝置還包括設置在殼體內(nèi)的折流板；優(yōu)選地，所述折流板有多個，在所述殼體內(nèi)間隔設置。進一步地，所述循環(huán)水輸出口設置在所述殼體的頂部，所述循環(huán)水輸入口設置在所述殼體的底部；所述液氨輸入口設置在所述殼體的側(cè)下部，所述氣氨輸出口設置在所述殼體的側(cè)上部。
進一步地，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置有排氣口，在所述殼體的底部還設置有排凈口。
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入氣氨存儲裝置；(5)循環(huán)水輸出步驟(3)中與液氨進行熱交換后的循環(huán)水自循環(huán)水輸出口排出。進一步地，在步驟(3)中，所述液氨在換熱管內(nèi)自下而上運行，所述循環(huán)水在換熱裝置的殼體內(nèi)自下而上運行，并與換熱裝置內(nèi)設置的多個折流板相遇形成湍流，使循環(huán)水與液氨充分進行熱交換。進一步地，所述循環(huán)水能夠為涼水塔中的水，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)，從而達到節(jié)約水資源的目的，同時，也使電廠實現(xiàn)了能源的循環(huán)利用，進而達到利于整個生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能減耗效果。進一步地，所述循環(huán)水還能夠為工業(yè)水、一次水或其它水源。應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)時，將其設置在SCR脫硝等工藝的氣氨輸送裝置前，根據(jù)需要進行液氨氣化，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)設置簡單，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，節(jié)約了大量經(jīng)濟成本；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用，同時，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。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是系統(tǒng)設計新穎，優(yōu)化合理，工藝流程簡單且節(jié)能環(huán)保，以低能耗、低投入獲得所需氣氨的同時，還充分利用了液氨的制冷性能，實現(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)濟成本大幅降低，適于在需要應用氣氨的SCR脫硝等工藝領域中推廣應用。


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為應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化時的結(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_氣氨存儲裝置；4-SCR反應器。
具體實施例方式實施例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、設置在殼體201內(nèi)的換熱管202、在殼體201內(nèi)間隔設置的3個折流板203、設置在殼體201下部的檢查口 204、設置在殼體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設置在殼體201的底部，循環(huán)水輸出口 206設置在殼體201的頂部；液氨輸入口 206設置在殼體201的側(cè)下部，氣氨輸出口 208設置在殼體201的側(cè)上部；排氣口 209設置在殼體201的頂部，排凈口 210設置在殼體201的底部。 上述實施例中，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的設置，能夠使水形成湍流，進而使熱交換充分進行。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，應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化，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)自下而上運行，所述循環(huán)水在殼體201內(nèi)自下而上運行，并與折流板203相遇形成湍流，使循環(huán)水與液氨充分進行熱交換；(4)氣氨輸出步驟(3)所得氣氨自氣氨輸出口 208進入氣氨存儲裝置3，然后，根據(jù)需要輸送到SCR脫硝工藝系統(tǒng)的SCR反應器4中加以利用；(5)循環(huán)水輸出步驟(3)中與液氨進行熱交換后的循環(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)水進行循環(huán)利用。在上述液氨氣化工藝過程中，將液氨的制冷性能進行了充分利用，有效避免了涼水塔中的水的蒸發(fā)，從而達到節(jié)約水資源的目的，同時，也使電廠實現(xiàn)了能源的循環(huán)利用，進而達到利于整個生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能減耗效果。實施例2如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設置及分布同實施例I,其中，不同設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。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，應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化，同實施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進入到換熱裝置2中時的入口處溫度為 30 0C ；
在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為52. 3m3Aο應用本發(fā)明進行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為1.2X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O. 53Mpa計)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，充分實現(xiàn)能源的循環(huán)利用，以及顯著的節(jié)能環(huán)保效果。實施例3如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設置及分布同實施例I,其中，不同設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。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，應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化，同實施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進入到換熱裝置2中時的入口處溫度為 32。。；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為45m3/h。應用本發(fā)明進行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為1.0X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O. 53Mpa計)2000噸。實施例4如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設置及分布同實施例I,其中，不同設置的是所述折流板的數(shù)量為5個。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，應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化，同實施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進入到換熱裝置2中時的入口處溫度為 28 0C ；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為60m3/h。應用本發(fā)明進行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為2.0X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O. 53Mpa計)2500噸。實施例5如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設置及分布同實施例I,其中，不同設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，應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化，同實施例I。實施例6如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設置及分布同實施例2,其中，不同設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，應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化，同實施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進入到換熱裝置2中時的入口處溫度為 31。。；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為56m3/h。應用本發(fā)明進行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為2. lX109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O. 53Mpa計)2200噸。實施例7如圖I及圖2所不,一種液氨氣化系統(tǒng)的設置及分布同實 施例I,其中，不同設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。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，應用本發(fā)明液氨氣化系統(tǒng)進行液氨氣化，同實施例1，除如下步驟在步驟(I)中，循環(huán)水自循環(huán)水輸入口 205進入到換熱裝置2中時的入口處溫度為 29 0C ；在步驟(3)中，所用循環(huán)水的流量為53. 3m3Aο應用本發(fā)明進行液氨氣化，年回收低溫液氨蒸發(fā)的冷量為1.4X109kcal，年節(jié)省蒸汽(以O. 53Mpa計)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，充分實現(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)明不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本發(fā)明的構(gòu)思和所附權利要求的保護范圍。
權利要求
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、設置在所述殼體內(nèi)的換熱管、設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置在殼體內(nèi)的折流板。
3.根據(jù)權利要求2所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述折流板有多個，在所述殼體內(nèi)間隔設置。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的液氨氣化系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)水輸出口設置在所述殼體的頂部，所述循環(huán)水輸入口設置在所述殼體的底部；所述液氨輸入口設置在所述殼體的側(cè)下部，所述氣氨輸出口設置在所述殼體的側(cè)上部。
5.根據(jù)權利要求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置有排氣口，在所述殼體的底部還設置有排凈口。
7.根據(jù)權利要求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，所述檢查口設置在所述殼體下部。
8.根據(jù)權利要求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入氣氨存儲裝置； (5)循環(huán)水輸出 步驟(3)中與液氨進行熱交換后的循環(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)自下而上運行，所述循環(huán)水在換熱裝置的殼體內(nèi)自下而上運行，并與換熱裝置內(nèi)設置的多個折流板相遇形成湍流，使循環(huán)水與液氨進行熱交換。
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、設置在所述殼體內(nèi)的換熱管、設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；所述工藝應用循環(huán)水進行液氨氣化。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明系統(tǒng)設計優(yōu)化，工藝流程簡單且節(jié)能環(huán)保，以低能耗、低投入獲得所需氣氨的同時，充分利用了液氨的制冷性能，實現(xiàn)了能源的綜合利用，節(jié)能效果顯著，且節(jié)約用地，經(jīng)濟成本大幅降低，適于在需要應用氣氨的SCR脫硝等領域中推廣應用。
文檔編號F28D7/16GK102720947SQ20121021721
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者艾淑艷 申請人:艾淑艷