氨水制备系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及氨水制备技术领域，尤其涉及一种氨水制备系统。
【背景技术】
[0002]氨水作为一种氨气的水溶液，其在军事、农业、工业等各个领域内均有应用；目前国内的氨水制备设备都是分为工业氨水、电子级氨水、试剂级氨水制备装置，上述设备在使用中具有单一性，即不能使用一种设备制备各种等级的氨水，且大部分设备只能制备工业级氨水。而诸如当前最流行的工业氨水制备装置，如“超级吸氨器”等，虽然与传统的工艺相比有很大改进，有很多优点，但还有如下不足。如:1)只能制备工业氨水，配套纯水制备装置也不能制备要求更高的电子级、试剂级氨水，不能生产系列产品做到一机多能，目前国内能生产高等级氨水的装置都是设备投资大、工艺复杂、能耗高且单位产量低。2)易结垢，要配套纯水制备装置才能制备工业氨水，配套纯水制备装置会增加装置占地面积、加大投资和增加运行费用。3)对氨源要求高，受工艺和设备的限制，不能使用质量等级低的液氨、废氨和回收氨，需吃“精粮”，不能吃“粗粮”。4)能量利用差，氨水制备过程有冷、热二种能量产生，目前国内的氨水制备装置最多在生产过程中利用部分冷、热能，大部分能量浪费了。5)氨水温度不可控，换热器换热面积是固定的，氨水温度随气温变化而正向变化，不能根据需要调节氨水温度，比如夏季温度高则氨水温度高，不利于高浓度氨水制备(夏季氨水浓度〈30%)和氨水储运。6)能量利用差，在氨水制备过程中有冷、热二种能量产生；即由氨到氨水其实是两个过程，①液氨的蒸发气化LNH3--->GNH3—Q其气化热为ΛΗ ? 320kcal/kg(每公斤氨气化，大约吸热320大卡)②氨和水反应NH3(g)+H20>NH40H+Q这是一个放热反应，其反应热ΛΗ反应热=480kcal/kg氨(S卩每公斤氨和水反应产生480大卡的热量)这一冷一热，尤其是-30°C以下的低温能源在化工低温冷冻领域有非常高的价值。而目前国内的氨水制备装置最多在生产过程中利用部分冷或热能，致使大部分能量浪费；而如果将氨水制备过程中所产生的冷热两种能源进行综合的利用则能给企业带来巨大的经济效益和降低企业的投入成本，同时对能源本身也是一种综合的利用。
[0003]诸如中国专利号为“2006200503389”所示的“一种速成工业氨水制备装置”，其在使用中是将液氨的气化到氨水的形成及冷却是在一体化的设备中形成的，采用该专利所示的设备在使用中同样具备上述所述的易结垢、不能“吃粗粮”等缺点，在氨水制备过程中，其氨气和水的结合是特别重要的步骤，因为这关系着整个生产中的安全，特别是在将氨气与水混合后形成氨水的过程中极易发生巨大的反冲击力和晃动、震动等现象，同时也会在短时间内出现压力升高等问题，导致此设备在使用中具有较大的危险性，同时也导致了该专利所示结构在使用中仅能小规模的生产，不能实现大范围大规模的使用，局限性大，效率低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种生产效率高、安全、能够生产多种浓度氨水的氨水制备系统。
[0005]为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为:
设计一种氨水制备系统，它包括氨水制备器;所述氨水制备器它包括用于对进入的氨和工艺水进行混合并形成氨水的静态混合器;所述静态混合器的工艺水进口通过变频控制栗与工艺水提供源对应连接;所述氨水制备器的氨源进口通过紧急切断阀与氨提供源对应连接;还包括用于监测所述静态混合器中压力的压力监测仪;还包括控制器，所述压力监测仪、变频控制栗和所述紧急切断阀均与所述控制器对应连接。
[0006]优选的，所述控制器包括PLC，还包括设置于所述静态混合器侧壁和设置于所述氨水制备器侧部的多个氨气报警仪，所述氨气报警仪还与所述控制器对应连接。
[0007]优选的，所述氨水制备器它还包括用于将液氨气化为氨气的液氨汽化器、用于对静态混合器形成的氨气降热的主换热器;所述液氨汽化器上的氨气出口与所述静态混合器上的氨气进口对应连接，所述静态混合器的氨水出口与所述主换热器对应连接;所述液氨汽化器、静态混合器和主换热器三者为独立分体结构；还包括外封装壳体，所述液氨汽化器、静态混合器和主换热器三者经由所述外封装壳体封装。
[0008]优选的，所述氨源进口为设置于所述液氨汽化器上的液氨进口和设置于所述静态混合器上的氨气进口；所述液氨进口通过第一紧急切断阀与液氨提供源对应连接，所述静态混合器上的氨气进口还通过第二紧急切断阀还与氨气提供源对应连接。
[0009]优选的，所述静态混合器它包括内部为中空腔的壳体，所述工艺水进口设置在所述壳体的上部并与所述壳体内的中空腔连通，所述氨气进口设置在所述壳体的下部并与所述壳体内的中空腔连通，所述氨气进口的出口端朝下设置;所述氨水出口设置在所述壳体的中上部并与所述壳体内的中空腔连通;所述压力监测仪设置于所述壳体的顶端，用于对该壳体内的压力进行监测；在所述壳体的顶端还设置有排压管，并在该排压管上还设置有排压阀;在所述壳体内的工艺水进口的出口端上还设置有雨淋分布器。
[0010]优选的，在所述壳体内的氨气进口的出口端上设置有氨气分布器，所述氨气分布器的出气口朝下设置;所述氨气分布器它包括与所述氨气进口的出口端对接的连接管、均匀分布于该连接管圆周边上的一定数量的氨气分布管，所述氨气分布管通过连接管与所述氨气进口连通，在所述氨气分布管的下方管壁上开设有氨气喷口；所述氨气分布管位于同一水平面且呈圆形均匀分布;设置于所述氨气分布管上的氨气喷口为多个，且沿所述氨气分布管的轴向方向均勾分布;所述氨气喷口的孔径为0.50mm-20.0mm。
[0011]优选的，在所述雨淋分布器和所述氨气分布器之间的壳体内还设置有一定数量的鲍尔环，所述鲍尔环堆积设置于壳体内的下支撑网上；在所述鲍尔环的上端还设置有上支撑网，所述一定数量的鲍尔环堆积于上支撑网和下支撑网之间；所述氨水出口设置于所述上支撑网和所述雨淋分布器之间。
[0012]优选的，所述主换热器为螺旋缠绕管式换热器;所述螺旋缠绕管式换热器包括上下设有开口的罐体、设置于该罐体内的多根螺旋缠绕管、以及设置于所述罐体内部上下两端的上挡板和下挡板，所述多根螺旋缠绕管设置于上挡板和下挡板之间；所述多根螺旋缠绕管的上端开口贯穿所述上挡板设置，并与所述罐体的上端开口连通构成氨水进口；所述多根螺旋缠绕管的下端开口贯穿所述下挡板设置，并与所述罐体的下端开口连通构成氨水输出口；并在所述罐体的中上部还设置有与上挡板和下挡板之间区域连通的循环水出水口，并在所述罐体的中下部还设置有与上挡板和下挡板之间区域连通的循环水进水口。
[0013]优选的，所述多根螺旋缠绕管中相邻两个螺旋缠绕管的外管壁之间设有间隙；在所述多根螺旋缠绕管中的每根螺旋缠绕管的内壁上设置有突起;设置于每根螺旋缠绕管内壁上的突起为环状突起或为环绕其内壁设置的螺旋状突起;在所述多根螺旋缠绕管中的每根螺旋缠绕管的外壁上设置有突起或凹槽;设置于所述每根螺旋缠绕管外壁上的突起或凹槽为环状突起或环状凹槽，或者设置于所述每根螺旋缠绕管外壁上的突起或凹槽为螺旋状突起或螺旋状凹槽。
[0014]优选的，本系统它还包括冷能源利用单元和热能源利用单元，所述冷能源利用单元它包括与所述液氨汽化器上的进水口连通的第一水提供源、以及与所述液氨汽化器上的出水口连通的冷水能源利用装置;通过所述冷水能源利用装置将经液氨汽化器出去的冷水进行存储或将该冷水中的能量转移;所述冷水能源利用装置它包括与所述液氨汽化器上的出水口连通的第二散热器。
[0015]优选的，所述热能源利用单元它包括与所述主换热器上的循环水进水口连通的第二水提供源、以及与所述主换热器上的循环水出水口连通的热水能源利用装置，通过该热水能源利用装置将经主换热器出去的热水进行存储或将该热水中的能量转移;所述热水能源利用装置它包括与所述主换热器上的循环水出水口连通的第一散热器。
[0016]优选的，还包括氨水存储罐，所述氨水存储罐通过第一控制阀与所述主换热器上的氨水输出口连通;在所述氨水存储罐的底部还设有氨水排出口，并在该氨水排出口上还设有氨水输送栗