全文摘要
本实用新型公开了一种合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，该系统包括合成氨冷冻系统和氨水合成系统；合成氨冷冻系统包括液氨储槽、氨蒸发器、氨压缩机和水冷器；各个装置通过输送管道相连通；氨水合成系统包括氨水制备装置、氨水成品罐、氨水缓冲罐、尾气吸收罐以及水泵，各个装置通过输送管道相连通；所述氨水制备装置上部设有气氨进口、下部设有液氨进口，氨蒸发器进口与液氨进口相连通、氨蒸发器出口与气氨进口相连通。该系统解决了氨压缩机系统压力偏高、容易出现波动、存在运行故障、安全隐患的问题，明显降低了氨压缩机的负荷、降低了系统压力，实现了氨气的回收利用，避免了资源浪费及环境污染，具有很好的社会经济效益。
主设计要求
1.一种合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，该系统包括合成氨冷冻系统和氨水合成系统；所述的合成氨冷冻系统包括液氨储槽（1）、氨蒸发器（2）、氨压缩机（3）和水冷器（4）；所述的液氨储槽（1）通过第一输送管道（5）与氨蒸发器（2）相连通，氨蒸发器（2）通过第二输送管道（6）与氨压缩机（3）相连通，氨压缩机（3）通过第三输送管道（7）与水冷器（4）相连通，所述的水冷器（4）通过输送管道与液氨储槽（1）相连通；所述的氨水合成系统包括氨水制备装置（8）、氨水成品罐（9）、氨水缓冲罐（10）、尾气吸收罐（11）以及水泵（12）；所述的氨水制备装置（8）上部设有工艺水进口，下部设有氨水出口；所述工艺水进口通过输送管道与水泵（12）相连通，水泵（12）通过输送管道与尾气吸收罐（11）相连通；所述氨水出口通过输送管道与氨水成品罐（9）相连通；所述氨水制备装置（8）还设有液氨进口及气氨进口；所述第一输送管道上设有第一三通管接头（501），第一三通管接头（501）通过第四输送管道（13）与氨水制备装置（8）的液氨进口相连通；所述第二输送管道（6）上设有第二三通管接头（601），第二三通管接头（601）通过第五输送管道（14）与氨水制备装置（8）的气氨进口相连通。
设计方案
1.一种合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，该系统包括合成氨冷冻系统和氨水合成系统；所述的合成氨冷冻系统包括液氨储槽（1）、氨蒸发器（2）、氨压缩机（3）和水冷器（4）；所述的液氨储槽（1）通过第一输送管道（5）与氨蒸发器（2）相连通，氨蒸发器（2）通过第二输送管道（6）与氨压缩机（3）相连通，氨压缩机（3）通过第三输送管道（7）与水冷器（4）相连通，所述的水冷器（4）通过输送管道与液氨储槽（1）相连通；
所述的氨水合成系统包括氨水制备装置（8）、氨水成品罐（9）、氨水缓冲罐（10）、尾气吸收罐（11）以及水泵（12）；所述的氨水制备装置（8）上部设有工艺水进口，下部设有氨水出口；所述工艺水进口通过输送管道与水泵（12）相连通，水泵（12）通过输送管道与尾气吸收罐（11）相连通；所述氨水出口通过输送管道与氨水成品罐（9）相连通；
所述氨水制备装置（8）还设有液氨进口及气氨进口；所述第一输送管道上设有第一三通管接头（501），第一三通管接头（501）通过第四输送管道（13）与氨水制备装置（8）的液氨进口相连通；所述第二输送管道（6）上设有第二三通管接头（601），第二三通管接头（601）通过第五输送管道（14）与氨水制备装置（8）的气氨进口相连通。
2.根据权利要求1所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述第四输送管道（13）上设有液氨流量调节阀及流量计；所述第五输送管道（14）上设有气氨流量调节阀及流量计。
3.根据权利要求1所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，该系统中包括两个液氨储槽（1），第一输送管道（5）上通过三通管接头分别与两个液氨储槽的液体出口相连通；该系统中包括四台氨压缩机（3），所述四台氨压缩机（3）气体进口分别通过三通管接头与第二输送管道（6）相连通，四台氨压缩机（3）的压缩气体出口分别通过第三输送管道（7）上的三通管接头与第三输送管道相连通；该系统包括三台水冷器（4），三台水冷器（4）的压缩气体进口分别通过第三输送管道（7）上的三通管接头与第三输送管道（7）相连通，三台水冷器（4）的液体出口分别通过输送管道与液氨储槽（1）相连通。
4.根据权利要求1~3任一项所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，该系统还包括至少一个废氨水储槽（15）及废氨水输送泵（16），所述水冷器（4）通过输送管道与废氨水储槽（15）相连通；所述液氨储槽（1）通过输送管道与废氨水储槽（15）相连通。
5.根据权利要求4所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述的废氨水储槽（15）有两个。
6.根据权利要求1~3任一项所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述水泵（12）为变频水泵。
7.根据权利要求1~3任一项所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述氨水合成系统还包括第一氨水泵（17）和氨水缓冲罐（10）；所述第一氨水泵（17）的进料口与氨水成品罐（9）及氨水缓冲罐（10）的出料口相连通；第一氨水泵（17）的出料口将氨水外送，氨水泵的还通过另一出料口、通过输送管道与氨水成品罐（9）的进料口相连通。
8.根据权利要求7所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述氨水合成系统还包括第二氨水泵（1701），第二氨水泵（1701）与第一氨水泵（17）通过输送管道并联连接。
9.根据权利要求1~3任一项所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述的氨水成品罐（9）还设有蒸发氨气出口，所述的蒸发氨气出口通过气体输送管道与尾气吸收罐（11）相连通；所述的氨水缓冲罐（10）还设有蒸发氨气出口，所述的蒸发氨气出口通过气体输送管道与尾气吸收罐（11）相连通。
10.根据权利要求9所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述输送管道上均设有阀门。
11.根据权利要求10所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，其特征在于，所述合成氨冷冻系统的阀门为手动调节阀，氨水合成系统的阀门为自调调节阀。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于化工生产技术领域，具体涉及一种合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统。
背景技术
合成氨装置冷却工段主要是以液氨为制冷剂，将氨蒸发器的气氨经气氨总管进入吸气过滤器过滤后，进入螺杆式氨气压缩机中进行加压，出来的气体经油分离后进入水冷器管间或蒸发冷管内，在此气氨被冷凝为液氨，回到液氨储槽，由支出管线送至氨蒸发器，循环使用。
在氨气冷却系统中，由气体负荷的不断提升，氨压缩机系统冷却器冷却效率不断下降，氨压缩机出口氨气在水冷器内不能及时冷凝为液氨，造成氨压缩机入口、出口压力偏高，氨压缩机系统压力高成为制约生产的一大瓶颈问题，在实际操作过程中常常采用“放空降压”的手段调节，调整不及时氨压缩机出口压力过高时，有跳车的风险而引起系统大幅波动，并且放出的气体并不完全是不凝性气体，其中含有大量的氨气，因此造成氨气较大量的损失且给环境带来污染。为了避免上述问题的产生，现有技术中通常通过在系统中增加氨压缩机及水冷器来降低压缩机的压力，但是此种方法不仅增加了系统的设备消耗，而且也不能有效的降低压缩机负荷高、压力高的问题。
发明内容
本实用新型针对的技术问题是：现有的为合成氨气提供冷源的冷却工段随着工艺持续不断的进行，氨压缩机冷却系统的冷却器效率不断下降，气氨在水冷且内不能及时冷凝为液氨，造成氨压缩机入口及出口压力偏高，严重影响生产安全稳定运行；现采用的“放空降压”方案，在调整不及时而导致压缩机出口压力过高时会出现跳车的风险、会引起系统的大幅度波动，而且排放的气体造成氨气的损失，对环境造成严重的危害。
为了解决上述问题，本发明提供了一种合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，该系统通过氨水合成系统与合成氨冷却工艺的联合利用，明显降低了冷却系统氨压缩机进口及出口气氨的压力，解决了氨压缩机系统负荷高、压力高的问题；无需进行氨气放空，减少了氨气资源的浪费、也避免了氨气放空对环境造成的影响。该系统实现了操作简单、易于控制的调节手段，实现了降低氨压缩机做功的功率、也实现了氨气的回收再利用。
本实用新型是通过以下技术方案实现的
一种合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，该系统包括合成氨冷冻系统和氨水合成系统；所述的合成氨冷冻系统包括液氨储槽(1)、氨蒸发器(2)、氨压缩机(3)和水冷器(4)；所述的液氨储槽(1)通过第一输送管道(5)与氨蒸发器(2)相连通，氨蒸发器(2)通过第二输送管道(6)与氨压缩机(3)相连通，氨压缩机(3)通过第三输送管道(7)与水冷器(4)相连通，所述的水冷器(4)通过输送管道与液氨储槽(1)相连通；
所述的氨水合成系统包括氨水制备装置(8)、氨水成品罐(9)、尾气吸收罐(11)以及水泵(12)；所述的氨水制备装置(8)上部设有工艺水进口，下部设有氨水出口；所述工艺水进口通过输送管道与水泵(12)相连通，水泵(12)通过输送管道与尾气吸收罐(11)相连通；所述氨水出口通过输送管道与氨水成品罐(9)相连通；
所述氨水制备装置(8)还设有液氨进口及气氨进口；所述第一输送管道上设有第一三通管接头(501)，第一三通管接头(501)通过第四输送管道(13)与氨水制备装置(8)的液氨进口相连通；所述第二输送管道(6)上设有第二三通管接头(601)，第二三通管接头(601)通过第五输送管道(14)与氨水制备装置(8)的气氨进口相连通。
所述氨水制备装置(8)的气氨进口设置在氨水制备装置(8)的上部边缘处，液氨进口设置在氨水制备装置(8)的下部边缘处。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，所述第四输送管道(13)上设有液氨流量调节阀及流量计；所述第五输送管道(14)上设有气氨流量调节阀及流量计。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，该系统中包括两个液氨储槽(1)，第一输送管道(5)上通过三通管接头分别与两个液氨储槽的液体出口相连通；该系统中包括四台氨压缩机(3)，所述四台氨压缩机(3)气体进口分别通过三通管接头与第二输送管道(6)相连通，四台氨压缩机(3)的压缩气体出口分别通过第三输送管道(7)上的三通管接头与第三输送管道相连通；该系统包括三台水冷器(4)，三台水冷器(4)的压缩气体进口分别通过第三输送管道(7)上的三通管接头与第三输送管道(7)相连通，三台水冷器(4)的液体出口分别通过输送管道与液氨储槽(1)相连通。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，该系统还包括至少一个废氨水储槽(15)及废氨水输送泵(16)，所述水冷器(4)通过输送管道与废氨水储槽(15)相连通；所述液氨储槽(1)通过输送管道与废氨水储槽(15)相连通。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，所述的废氨水储槽(15)有两个。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，所述水泵(12)为变频水泵。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，所述氨水合成系统还包括第一氨水泵(17)和氨水缓冲罐(10)；所述第一氨水泵(17)的进料口与氨水成品罐(9)及氨水缓冲罐(10)的出料口相连通；第一氨水泵(17)的出料口将氨水外送，氨水泵的还通过另一出料口、通过输送管道与氨水成品罐(9)的进料口相连通。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，所述氨水合成系统还包括第二氨水泵(1701)，第二氨水泵(1701)与第一氨水泵(17)通过输送管道并联连接；既能够与第一氨水泵同时使用也能够在第一氨水泵出现故障时使用；
优选的，所述的氨水成品罐(9)与氨水缓冲罐(10)相连通。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，所述的氨水成品罐(9)还设有蒸发氨气出口，所述的蒸发氨气出口通过气体输送管道与尾气吸收罐(11)相连通；所述的氨水缓冲罐(10)还设有蒸发氨气出口，所述的蒸发氨气出口通过气体输送管道与尾气吸收罐(11)相连通。
所述的合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，所述输送管道上均设有阀门；
优选的，所述合成氨冷冻系统的阀门为手动调节阀，氨水合成系统的阀门为自调调节阀。
本实用新型具有以下积极有益效果
本实用新型通过合成氨冷冻系统与氨水合成系统的联合利用，解决了氨压缩机系统压力偏高、系统容易出现波动、存在运行故障、安全隐患的问题，明显降低了氨压缩机的气氨进出口压力、减少了氨压缩机的做功，节约了系统对于电力等的消耗；
本系统杜绝了因氨压缩机出口压力高而进行的放空降压操作，避免为了降压而排放氨气造成的资源浪费及对环境造成的污染；避免了单独额外水冷器等设备的增加，以及为降压而造成的人力物力的消耗，降低了系统的生产成本；
本实用新型在操作简单易于控制的条件下明显降低了氨压缩机的负荷、降低了系统的压力，同时实现了氨气的回收利用，进一步增加了整个生产系统的经济效益，也避免了资源浪费及环境污染，在解决问题的同时带来了很好的社会经济效益。
附图说明
图1为合成氨冷冻工艺中氨气回收利用系统示意图之一；
图2为合成氨冷冻工艺中氨气回收利用系统示意图之二；
图3为合成氨冷冻工艺中氨气回收利用系统示意图之三；
图4为合成氨冷冻工艺中氨气回收利用系统示意图之四；
图中符号表示的意义为：1表示液氨储槽，2表示氨蒸发器，3表示氨压缩机，4表示水冷器，5表示第一输送管道，501表示第一三通管接头，6表示第二输送管道，601表示第二三通管接头，7表示第三输送管道，8表示氨水制备装置，9表示氨水成品罐，10表示氨水缓冲罐，11表示尾气吸收罐，12表示水泵，13表示第四输送管道，14表示第五输送管道，15表示废氨水储槽，16表示废氨水输送泵，17为第一氨水泵，1701为第二氨水泵。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本实用新型进行更加详细的说明，但是并不用于限制本实用新型的保护范围。
实施例1
一种合成氨冷冻工艺的氨气回收利用系统，如图1、图2所示，该系统包括合成氨冷冻系统和氨水合成系统；所述的合成氨冷冻系统包括液氨储槽1、氨蒸发器2、氨压缩机3和水冷器4；所述的液氨储槽1通过第一输送管道5与氨蒸发器2相连通，氨蒸发器2通过第二输送管道6与氨压缩机3相连通，氨压缩机3通过第三输送管道7与水冷器4相连通，所述的水冷器4通过输送管道与液氨储槽1相连通；
该系统中包括两个液氨储槽1，第一输送管道5上通过多个三通管接头及分别对应的支管分别与两个液氨储槽的液体出口相连通，然后经过第一输送管道进入到氨蒸发器2中；该系统中包括四台氨压缩机3，所述四台氨压缩机3气体进口分别通过三通管接头及对应的支管与第二输送管道6相连通，氨蒸发器2中的气体经过第二输送管道分别进入到四台氨压缩机中，四台氨压缩机3的压缩气体出口分别通过第三输送管道7上的三通管接头及对应的支管与第三输送管道7相连通，然后由第三输送管道进入到水冷器4中；该系统包括三台水冷器4，三台水冷器4的压缩气体进口分别通过第三输送管道7上的三通管接头及对应的支管与第三输送管道7相连通，然后经过第三输送管道7分别进入到三台水冷器4中，三台水冷器4的液体出口分别通过输送管道与两个液氨储槽1相连通，形成循环。
所述的氨水合成系统包括氨水制备装置8、氨水成品罐9、氨水缓冲罐10、尾气吸收罐11以及水泵12；所述的氨水制备装置8上部设有工艺水进口、下部设有氨水出口；所述工艺水进口通过输送管道与水泵12相连通，水泵12通过输送管道与尾气吸收罐11相连通；所述氨水出口通过输送管道与氨水成品罐9相连通，氨水成品罐9通过输送管道与氨水缓冲罐10相连通；
所述氨水制备装置8还设有液氨进口及气氨进口(所述氨水制备装置(8)的气氨进口设置在氨水制备装置(8)的上部边缘处，液氨进口设置在氨水制备装置(8)的下部边缘处。)；所述第一输送管道上设有第一三通管接头501，第一三通管接头501通过第四输送管道13与氨水制备装置8的液氨进口相连通；所述第二输送管道6上设有第二三通管接头601，第二三通管接头601通过第五输送管道14与氨水制备装置8的气氨进口相连通；其中，所述氨水制备装置8的气氨进口在液氨进口上方。该过程中，气氨管线(第五输送管道)的管内径大于液氨管线(第四输送管道)的管道内径，通常采用气氨管线将气氨通入氨水制备装置中进行氨水的制备，以减少压缩机入口压力、减少压缩机做功。在温度较高的条件下，采用液氨管线及气氨管线同时通入氨水制备装置中进行氨水的制备；
所述氨水成品罐9及氨水缓冲罐10均设有蒸发氨气出口，蒸发氨气出口均通过气体输送管道与尾气吸收罐11相连通。在制备的氨水存储过程中，将氨水成品罐及氨水缓冲罐中蒸发的氨气通入尾气吸收罐中，经过尾气吸收罐中水吸收成为氨水，尾气吸收罐中的氨水与水一同进入到氨水制备装置中用于氨水的制备。
即该系统中各个装置相互连通，实现对各种气体的回收再利用，没有原料的浪费，实现了原料利用率的最大化，且操作简单，易于控制，明显提高了整个工艺系统的经济效益。
进一步的，所述第四输送管道13上设有液氨流量调节阀及流量计；所述第五输送管道14上设有气氨流量调节阀及流量计，用于控制进入氨水制备装置8的液氨及气氨的量。
进一步的，所述水泵12为变频水泵；通过变频调速控制进入氨水制备装置8的水的量；在氨水制备过程中，由PLC控制，根据氨水压力以及变频水泵调节工艺水的进入量，制备得到合格的氨水，实现了氨水的合理最优回收利用。
进一步的，该系统还包括第一氨水泵17，氨水成品罐9的氨水出料口与第一氨水泵17的进料口相连通，氨水缓冲罐10的氨水出料口也与第一氨水泵17的进料口相连通，由氨水泵出料口外送氨水；氨水泵的还通过另一出料口、通过输送管道与氨水成品罐(9)的进料口相连通。在氨水成品罐9及氨水缓冲罐10的输出的氨水不合格时由氨水泵输送进入氨水成品罐中进行二次调节，以得到合格氨水。
进一步的，所述氨水合成系统还包括第二氨水泵(1701)，第二氨水泵(1701)与第一氨水泵(17)通过输送管道并联连接；
同时氨水成品罐9与氨水缓冲罐10也通过管道相互连通，进行成品氨水的存储。
进一步的，所述输送管道上均设有阀门；所述合成氨冷冻系统的阀门为手动调节阀，氨水合成系统的阀门为自调调节阀。
实施例2
该实施例与实施例1相同的部分不再重述。
如图3、图4所示，该系统还包括两个废氨水储槽15及废氨水输送泵16，所述水冷器4通过输送管道与废氨水储槽15相连通；所述液氨储槽1通过输送管道与废氨水储槽15相连通，两个废氨水储槽中的废氨水进行循环回收，然后由废氨水输送泵16排出用于再利用，实现了原料利用率的最大化。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822252396.5
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:41(河南)
授权编号:CN209668784U
授权时间:20191122
主分类号:C01C 1/04
专利分类号:C01C1/04
范畴分类:19E;
申请人:安阳化学工业集团有限责任公司
第一申请人:安阳化学工业集团有限责任公司
申请人地址:455000 河南省安阳市龙安区彰武街大白路8号
发明人:徐爱军;刘现周;高燕平;张晓飞;孟建民;王永红;袁帅;潘春博;申晓东;陈艳艳;李祥燕;张亚茹;李丽芳;赵现文;杨理亮;赵永岗
第一发明人:徐爱军
当前权利人:安阳化学工业集团有限责任公司
代理人:许艳敏
代理机构:41111
代理机构编号:郑州大通专利商标代理有限公司 41111
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计