一种气氨制备氨水的系统及方法与流程

本发明属于氨水制备领域，具体涉及一种气氨制备氨水的系统及方法。

背景技术：

在合成氨工艺中，有一个辅助系统就是氨合成的冷冻系统，用来给氨合成系统的工艺气降温，已达到分离液氨的目。气氨的液化包括压缩和冷凝，气氨经过冰机压缩后，进入蒸发式冷凝器，由冷却水把气氨冷凝为液氨，最后送入冷冻液氨小槽。由冷冻液氨小槽将液氨送给氨冷器中或是其他需要的工段。随着环保技术的发展，很多企业都需要氨水来进行脱硫脱销，氨水市场需求量很大，冷冻液氨小槽将液氨直接送往制氨水系统。

由此看来合成氨工艺中的冷冻系统，是一个相对比较重要的系统，其直接制约的合成氨产量，但是现有冷冻系统存在以下缺陷：

1、合成氨工艺的冷冻系统需要大功率的冰机来压缩气氨，用蒸发冷凝来降低气氨温度，使之变为液氨，循环使用。冷冻温度越低，分离液氨的效果越好；合成氨系统的生产负荷越大，冷冻系统的负荷也就越大。这就存在冰机的能耗大，特别是在夏季，天气炎热的时候，冷冻系统温度高，冰机负荷更重；并且设备维护量大，设备投入大；与合成氨系统的生产负荷相应，并且蒸发冷凝需要消耗的水量大。

2、制氨水系统用液氨制氨水，需要先经过液氨蒸发器，用产生的气氨制备氨水，一方面需要损失很多能量；另一方面制氨水效率低，制氨水的成本高。

技术实现要素：

为了解决现有的制氨水系统功耗高、效率低的技术问题，本发明提供一种冷冻系统气氨制备氨水的系统及方法。本发明主要是在冷冻系统冰机进口总管上抽头安装三通，配管到制氨水系统，用氨冷器出来的气氨直接制备氨水，降低冰机的功耗，同时提高制氨水的效率。

本发明的技术解决方案：

一种气氨制备氨水的系统，包括合成氨系统、氨冷器、冷冻系统、冷冻液氨小槽和制氨水系统，所述合成氨系统的工艺气进入氨冷器，氨冷器与冷冻系统通过气氨管道连通，所述冷冻系统产生液氨存储在冷冻液氨小槽内；冷冻液氨小槽通过液氨管道向氨冷器提供冷凝剂；其特殊之处在于：还包括气氨制氨水管道，所述制氨水系统包括超级吸氨器，所述气氨制氨水管道的入口在气氨管道上，出口与超级吸氨器的一个入口连通。

进一步的，所述制氨水系统还包括液氨蒸发器以及氨水储槽，所述液氨蒸发器的入口接液氨球罐，所述液氨蒸发器的出口接超级吸氨器的另一个入口，超级吸氨器的出口接氨水储槽。

进一步的，所述冷冻系统包括依次连接的冰机和蒸发式冷凝器，所述冰机入口氨冷器连接，所述蒸发式冷气器的出口与冷冻液氨小槽连接，蒸发式冷凝器与冷冻液氨小槽连接的管道上设置有温度传感器；所述液氨管道上设置有第一调节阀。

进一步的，所述气氨制氨水管道设置有第二调节阀，所述气氨管道上设置有截止阀。

进一步的，所述液氨球罐通过液氨补给管道向冷冻液氨小槽补充液氨，所述液氨小槽补充液氨内设置有液位计，所述补给管道上设置有第三调节阀。

进一步的，所述液氨蒸发器的与液氨球罐的连接管道上设置有第四调节阀。

本发明提供一种气氨制备氨水的方法，包括以下步骤：

1)合成氨系统中工艺气通过氨冷器进行气液分离；

2)分离出的气氨进入制氨水系统，多余气氨进入冷冻系统。

进一步的，步骤2)分离出气氨进入制氨水系统的超级吸氨器。

进一步的，在氨水需求量大时，液氨球罐向制氨水系统的液氨蒸发器补给液氨；同时关断多余气氨进入冷冻系统的通路。

本发明所具有的优点:

本发明极大程度的利用了液氨蒸发是吸收大量热的特性，把冷冻系统和制氨水系统很好的联系起来，达到了节能降耗的目的。具有以下的优点：

1、冷冻系统的气氨直接去制氨水系统，降低了冰机负荷，甚至可以把冰机停掉，降低电耗，降低设备维护成本。

2、极大的利用液氨蒸发吸热的特性，可以根据冷冻系统温度，补充液氨，在氨合成系统负荷大时或者天气炎热时，可以很好的控制冷冻温度，不用担心冰机负荷大的问题。

3、制氨水系统直接用气氨制氨水，省掉了液氨蒸发的环节，提高了制氨水的效率，减低了制氨水的成本。

4、本发明的氨水制备方法中，同时兼具两种工艺，气氨制备氨水，液氨制备氨水，相互补偿，提高了氨水的制备的效率。

附图说明

图1为本发明制备氨水的系统示意图。

具体实施方式

实施例1：一种气氨制备氨水的系统，包括合成氨系统、氨冷器、冷冻系统、冷冻液氨小槽、制氨水系统和气氨制氨水管道，合成氨系统的工艺气进入氨冷器，氨冷器与冷冻系统通过气氨管道连通，冷冻系统产生液氨存储在冷冻液氨小槽内；冷冻液氨小槽通过液氨管道向氨冷器提供冷凝剂；制氨水系统包括超级吸氨器，气氨制氨水管道的入口在气氨管道上，出口与超级吸氨器的一个入口连通。在氨冷器气氨到冰机进口的氨气管线上抽头增加气氨制氨水管道，把气氨送回到超级吸氨器里，超级吸氨器用冷冻系统送来的气氨制备氨水。把液氨持续补充到冷冻系统的液氨小槽内，用液氨蒸发吸热的特性降低制冷系统温度，而液氨蒸发的气氨直接送到氨水系统制成氨水，不需要冰机压缩气氨循环，降低能源消耗。而且用气氨制氨水还可以提高制氨水效率，减少消耗。

实施例2：为了提高氨水的制备效率，制氨水系统包括液氨蒸发器以及氨水储槽，将液氨蒸发器的入口接液氨球罐，液氨蒸发器的出口接超级吸氨器的另一个入口，超级吸氨器的出口接氨水储槽。液氨蒸发器的与液氨球罐的连接管道上设置有第四调节阀。该实施例将气氨制备氨水与液氨制备氨水相结合。

氨水需求量大时，氨冷器的所有气氨全部送到超级吸氨器制氨水，此时若还不能满足使用，开启补充液氨制氨水。那么冷冻系统的冰机和蒸发式冷凝器全部停掉，持续为氨冷器补充液氨，气氨全部去超级吸氨器制备氨水。这样可以节省冰机电耗和蒸发冷电耗，氨冷器温度也会很好的控制。

氨水需求量小时，氨冷器的部分气氨去制氨水，部分气氨还是去冰机进口经过压缩和蒸发冷凝后回到冷冻系统液氨小槽，此时液氨球罐停止向液氨蒸发器提供液氨。这样就可以减小冰机负荷，同时还可以降低电耗。

实施例3：一种气氨制备氨水的系统，冷冻系统包括依次连接的冰机和蒸发式冷凝器，冰机入口氨冷器连接，蒸发式冷气器的出口与冷冻液氨小槽连接，蒸发式冷凝器与冷冻液氨小槽连接的管道上设置有温度传感器；液氨管道上设置有第一调节阀，可以根据冷冻系统温度，补充液氨。冷冻液氨小槽把液氨持续补充到氨冷器，补氨量根据氨冷器的温度用自调阀控制；

实施例5：一种气氨制备氨水的系统，液氨球罐通过液氨补给管道向冷冻液氨小槽补充液氨，液氨小槽补充液氨内设置有液位计，补给管道上设置有第三调节阀。液氨球罐的液氨持续补充到冷冻液氨小槽，补氨量根据小槽液位自调控制。

本发明全系统增加自调阀和测控仪表，所有测控数据汇集到dcs系统，实现全系统自动可控。根据负荷大小调整工艺运行模式，最大限度的节能和优化。

实施例6：结合结构示意图，对产品的结构、连接关系和位置关系进行详细描述。

图示1：氨合成系统的工艺气进氨冷器换热冷却；

图示2：氨合成系统的工艺气换热冷却后出氨冷器，回到氨合成系统分离液氨；

图示3：氨冷器换热后，液氨蒸发为气氨，送到冰机进口；

图示4：气氨经过冰机压缩后，送到蒸发式冷凝器；

图示5：压缩后的气氨经过蒸发式冷凝后，变为液氨，送到冷冻液氨小槽；

图示6：冷冻液氨小槽的液氨补充到氨冷器；

图示7：液氨球罐为冷冻液氨小槽补充液氨；

图示8：液氨球罐为制氨水系统的液氨蒸发器补充液氨；

图示9：制氨水系统的液氨蒸发器蒸发的气氨送到超级吸氨器制备氨水；

图示10：超级吸氨器制备好的氨水送到氨水储槽；

图示11：氨冷器气氨去超级吸氨器制备氨水；

本发明的工作原理或工作方式：

图示1和图示2为氨合成工艺气体在氨冷器换热，降低工艺气温度，分离液氨。

本发明的工艺流程为：图示7液氨球罐的液氨持续补充到冷冻液氨小槽，补氨量根据小槽液位自调控制；图示6冷冻液氨小槽把液氨持续补充到氨冷器，补氨量根据氨冷器的温度用自调阀控制；图示11，在氨冷器气氨到冰机进口的管线上抽头，把气氨送回到超级吸氨器的气氨管线，超级吸氨器用冷冻系统送来的气氨制备氨水。

氨水需求量大时，氨冷器的所有气氨全部送到超级吸氨器制氨水，不够时补充液氨制氨水。这样可以把冷冻系统的冰机和蒸发式冷凝器全部停掉，持续为氨冷器补充液氨，气氨全部去超级吸氨器制备氨水。这样可以节省冰机电耗和蒸发冷电耗，氨冷器温度也会很好的控制。

氨水需求量小时，氨冷器的部分气氨去制氨水，部分气氨还是去冰机进口经过压缩和蒸发冷凝后回到冷冻系统液氨小槽。这样就可以减小冰机负荷，降低电耗。