一种过滤器单独升温的合成氨生产用变换系统的制作方法

1.本发明涉及合成氨变换系统技术领域，具体是涉及一种过滤器单独升温的合成氨生产用变换系统。


背景技术：

2.氨在国民经济中占有重要地位，是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位；同时也是能源消耗的大户，大量的能源用于生产合成氨；现在约有80％的氨用来制造化学肥料，其余作为生产其它化工产品的原料。氨在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维及塑料，从氨可以制得硝酸，进而再制造硝酸铵、硝化甘油、三硝基甲苯和硝基纤维素等。
3.合成氨的变换工段是指一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程，一氧化碳变换即是原料气的净化过程，又是原料气制备的继续。目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程。
4.合成氨的变换系统通常需要进行停机检修的情况，检修完成后的开机过程中则需要对过滤器在内的所有设备进行升温，传统的变换系统在检修完成后需要对包括过滤器在内的整套系统进行升温，升温过程时间长，影响整套设备投入再生产；在升温过程中，过滤器的升温最为耗时，而过滤器存在故障进行检修的情况由较少；因此需要一种在整套系统停机后对变换系统其他设备进行检修时可对过滤器进行单独升温的装置。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是：现有技术中的合成氨生产用的变换系统不能够对过滤器单独实施升温，变换系统升温时间长，导致整个系统生产效能的降低。
6.本发明的技术方案是：一种过滤器单独升温的合成氨生产用变换系统，包括原料气换热器，与所述原料气换热器连通的变换炉，与所述变换炉连接的过滤系统，与所述原料气换热器连通的脱盐水过热器，以及设置在所述脱盐水过热器与过滤系统之间的单独升温管线；
7.所述原料气换热器进口与变换炉的出口连通；所述变换炉的进口与过滤系统的出口连通；所述过滤系统的进口与原料气换热器的出口连通；
8.所述脱盐水过热器的进口与与原料气换热器的出口连通；
9.所述单独升温管线包括一端连通脱盐水过热器进口、另一端连接过滤系统出口的升温管线，设置在所述升温管线上且与所述过滤系统连通的放热器，设置在所述升温管线上且与升温管线连接的增效蒸发器；
10.所述升温管线包括中部输热管段、第一连接段以及第二连接段；
11.所述第一连接段一端连通过滤系统、另一端通过第一三通连接件与中部输热管段连接；所述第二连接段一端与脱盐水过热器连接、另一端通过第二三通连接件与中部输热管段连接；所述第一三通连接件、第二三通连接件分别位于中部输热管段两端；
12.所述放热器一端与第一三通连接件连通、另一端与过滤系统连通；
13.所述增效蒸发器与第二三通连接件连通。
14.进一步地，所述增效蒸发器包括外部保护壳，设置在所述外部保护壳上的蒸发器连接管，水平设置在外部保护壳内部的隔离网板，设置在所述隔离网板下方的电加热组件，以及设置在所述隔离网板上方的分离器；
15.所述蒸发器连接管包括上端连通第二三通连接件、下端贯穿外部保护壳的连接管本体，设置在所述连接管本体下端的负压抽取组件，以及设置在所述连接管本体中心轴线上的回流管；
16.所述回流管自上至下依次贯穿负压抽取组件、分离器、隔离网板后与电加热组件连通。
17.说明：电加热组件能够对水进行快速高效的加热，并产生水蒸气；通过负压抽取组件能够对产生的水蒸气进行抽取，通过中间设置的分离器能够对水蒸气中的水进行分离，有效避免负压对水进行抽取，确保只将水蒸气抽取至蒸发器连接管内。
18.进一步地，所述电加热组件包括加热腔，垂直设置在所述加热腔内壁上的安装架，多个均匀设置在所述安装架上的电加热环，以及与所述电加热环连接的电源控制组件。
19.说明：加热腔内用于储放加热工质水，通过电加热环对加热腔内的工质水实施加热，产生高温水蒸气。
20.进一步地，所述分离器包括设置在隔离网板上方的分离腔，设置在所述分离腔内且锥尖朝下的第一锥形分离网，设置在所述第一锥形分离网上方且锥尖朝上的第二锥形分离网，水平设置在所述第一锥形分离网、第二锥形分离网之间的气液分离组件。
21.说明：通过第一锥形分离网能够对水蒸气进行第一次分离，通过锥面网格使向上的蒸汽与水分离；蒸汽穿透锥面网格，水富集在锥面网格上在重力作用下向锥尖汇集回流至加热腔内；通过气液分离组件、第二锥形分离网能够再次对水与蒸汽进行分离，确保蒸汽进入中部输热管段内。
22.进一步地，所述放热器包括进口与第一三通连接件连通、出口与过滤系统连通的冷凝器，以及设置在所述冷凝器外的循环冷却组件；
23.所述冷凝器包括设置在第一三通连接件上方的出气回液槽，设置在所述出气回液槽上方且与过滤系统连通的导流槽，以及多个垂直设置在出气回液槽与导流槽之间的冷凝管道；
24.所述出气回液槽下端设有排液管。
25.说明：第一三通连接件内的蒸汽进入出气回液槽，通过垂直设置的冷凝管道对使蒸气冷凝放热产生冷凝水；在重力作用下回流至出气回液槽并通过排液管排出。
26.进一步地，所述循环冷却组件包括设置在出气回液槽与导流槽之间且围设在冷凝管道外部的冷却腔体，设置在所述冷却腔体下端的进水口，设置在所述冷却腔体上端的出水口，以及与所述进水口、出水口连接的循环组件。
27.说明：循环冷却组件通过冷却腔体与循环组件能够对冷凝管道内的蒸气进行冷却，使得蒸气冷凝放热。
28.进一步地，所述中部输热管段包括管壳，均匀设置在所述管壳侧壁上的毛细芯管，以及设置在毛细芯管上的紫铜丝网；
29.所述毛细芯管一端连通排液管、另一端连通回流管。
30.说明：管壳内部设置的毛细芯管能够对输送蒸气冷凝放热产生的冷凝水，使得冷凝水与回流管连通；管壳中心能够对蒸汽进行输送。
31.进一步地，所述过滤系统包括两个独立的过滤器。
32.说明：在不停机情况下，两个独立的过滤器能够切换进行工作，提高工作效率。
33.进一步地，所述第一连接段一端与过滤系统连接处设有第一闸阀；放热器与过滤系统连接处设有第二闸阀。
34.说明：在需要对过滤器进行单独升温时，通过第一闸阀、第二闸阀的切换能够使升温管线完成对过滤器的升温。
35.本发明的有益效果是：本发明提供了一种过滤器单独升温的合成氨生产用变换系统，过滤器温度对变换系统导气至关重要，当变换系统中其他设备检修时，将拖延变换系统的升温时间，延缓系统开车；本发明通过单独升温管线的设置能够充分合理地利用其它设备检修时间，实现单独升温，缩短变换系统全流程升温时间，加快变换系统重启的速度，有利于提升整个系统的生产效能；
36.本发明通过在升温管线设置增效蒸发器能够向升温管线提供高温蒸气，通过放热器的设置能够使的升温管线内的高温蒸气冷凝放热，直接对过滤器实施升温。
附图说明
37.图1是本发明实施例1整体的结构示意图；
38.图2是本发明实施例1升温管线的结构示意图；
39.图3是本发明实施例1增效蒸发器外部的结构示意图；
40.图4是本发明实施例1增效蒸发器内部的结构示意图；
41.图5是本发明实施例1增效蒸发器内部的剖面示意图；
42.图6是本发明实施例2放热器的结构示意图；
43.图7是本发明实施例2冷却腔体的结构示意图；
44.图8是本发明实施例3中部输热管段的结构示意图；
45.其中，1-原料气换热器、2-变换炉、3-过滤系统、30-过滤器、4-脱盐水过热器、5-单独升温管线、50-升温管线、500-中部输热管段、501-第一连接段、502-第二连接段、503-第一三通连接件、504-第二三通连接件、505-管壳、506-毛细芯管、507-紫铜丝网、51-放热器、510-出气回液槽、511-导流槽、512-冷凝管道、513-排液管、514-冷却腔体、515-进水口、516-出水口、52-增效蒸发器、520-外部保护壳、521-蒸发器连接管、522-隔离网板、523-连接管本体、524-负压抽取组件、525-回流管、53-电加热组件、530-加热腔、531-安装架、532-电加热环、54-分离器、540-分离腔、541-第一锥形分离网、542-第二锥形分离网、543-气液分离组件、6-第一闸阀、7-第二闸阀。
具体实施方式
46.实施例1
47.如图1所示的一种过滤器单独升温的合成氨生产用变换系统，包括原料气换热器1，与所述原料气换热器1连通的变换炉2，与所述变换炉2连接的过滤系统3，与所述原料气
换热器1连通的脱盐水过热器4，以及设置在所述脱盐水过热器4与过滤系统3之间的单独升温管线5；
48.所述原料气换热器1进口与变换炉2的出口连通；所述变换炉2的进口与过滤系统3的出口连通；所述过滤系统3的进口与原料气换热器1的出口连通；
49.所述脱盐水过热器4的进口与与原料气换热器1的出口连通；
50.如图2所示，所述单独升温管线5包括一端连通脱盐水过热器4进口、另一端连接过滤系统3出口的升温管线50，设置在所述升温管线50上且与所述过滤系统3连通的放热器51，设置在所述升温管线50上且与升温管线50连接的增效蒸发器52；
51.所述升温管线50包括中部输热管段500、第一连接段501以及第二连接段502；
52.所述第一连接段501一端与过滤系统3连接处设有第一闸阀6；放热器51与过滤系统3连接处设有第二闸阀7；
53.所述第一连接段501一端连通过滤系统3、另一端通过第一三通连接件503与中部输热管段500连接；所述第二连接段501一端与脱盐水过热器4连接、另一端通过第二三通连接件504与中部输热管段500连接；所述第一三通连接件503、第二三通连接件504分别位于中部输热管段500两端；
54.所述放热器51一端与第一三通连接件503连通、另一端与过滤系统3连通；
55.所述增效蒸发器52与第二三通连接件504连通。
56.如图3、图4所示，所述增效蒸发器52包括外部保护壳520，设置在所述外部保护壳520上的蒸发器连接管521，水平设置在外部保护壳520内部的隔离网板522，设置在所述隔离网板522下方的电加热组件53，以及设置在所述隔离网板522上方的分离器54；
57.如图5所示，所述蒸发器连接管521包括上端连通第二三通连接件504、下端贯穿外部保护壳520的连接管本体523，设置在所述连接管本体523下端的负压抽取组件524，以及设置在所述连接管本体523中心轴线上的回流管525；
58.所述回流管525自上至下依次贯穿负压抽取组件524、分离器54、隔离网板522后与电加热组件53连通。
59.所述电加热组件53包括加热腔530，垂直设置在所述加热腔530内壁上的安装架531，12个均匀设置在所述安装架531上的电加热环532，以及与所述电加热环532连接的电源控制组件。
60.所述分离器54包括设置在隔离网板522上方的分离腔540，设置在所述分离腔540内且锥尖朝下的第一锥形分离网541，设置在所述第一锥形分离网541上方且锥尖朝上的第二锥形分离网542，水平设置在所述第一锥形分离网541、第二锥形分离网542之间的气液分离组件543。
61.所述过滤系统3包括两个独立的过滤器30。
62.其中，气液分离组件543为气液分离板。
63.其中，过滤器30、放热器51、电源控制组件、电加热环532、负压抽取组件524、第一闸阀6、第二闸阀7、变换炉2、脱盐水过热器4均采用现有技术产品，且具体的产品型号由本领域内技术人员根据需要进行选择。
64.本装置的工作方法：当变换系统中其他设备检修时，或者存在需要对过滤器30进行升温的其他情况时，通过升温管线50对过滤器30进行单独升温；
65.工作模式一：关闭第一闸阀6，打开第一闸阀7，增效蒸发器52启动，通过升温管线50对过滤器30进行单独升温；
66.加热腔530内的电加热组件53对水进行加热蒸发，通过负压抽取组件524的抽取使加热产生的蒸汽进入蒸发器连接管521，蒸汽在穿过第一锥形分离网541、第二锥形分离网542以及气液分离组件543时对蒸汽中的部分水分子进行分离；蒸汽通过中部输热管段500进入放热器51，放热器51通过冷凝释放水蒸气中的热量，直接对过滤器30进行升温；放热器51冷凝产生的水通过中部输热管段500与回流管525连通，回流至加热腔530，实施循环单独升温。
67.工作模式二：打开第一闸阀6，关闭第一闸阀7，通过脱盐水过热器4提供过热蒸汽，然后通过原料器换热器1，直接对过滤器30单独实施升温，然后冷凝水回流至脱盐水过热器4。
68.实施例2
69.与实施例1不同的是：
70.如图6所示，所述放热器51包括进口与第一三通连接件503连通、出口与过滤系统3连通的冷凝器，以及设置在所述冷凝器外的循环冷却组件；
71.所述冷凝器包括设置在第一三通连接件503上方的出气回液槽510，设置在所述出气回液槽510上方且与过滤系统3连通的导流槽511，以及8个垂直设置在出气回液槽510与导流槽511之间的冷凝管道512；
72.所述出气回液槽510下端设有排液管513。
73.如图7所示，所述循环冷却组件包括设置在出气回液槽510与导流槽511之间且围设在冷凝管道512外部的冷却腔体514，设置在所述冷却腔体514下端的进水口515，设置在所述冷却腔体上端的出水口516，以及与所述进水口515、出水口516连接的循环组件。
74.其中，冷凝管道512、循环组件均采用现有技术产品，且具体的产品型号由本领域内技术人员根据需要进行选择。
75.实施例3
76.如图8所示，所述中部输热管段500包括管壳505，均匀设置在所述管壳505侧壁上的毛细芯管506，以及设置在毛细芯管506上的紫铜丝网507；
77.所述毛细芯管506一端连通排液管513、另一端连通回流管525。