一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器，包括带翅片的管束（1）、壳体（2）、第一液氨蒸发器（3）、第二液氨蒸发器（4）、第一液氨蒸发器进口阀（5）、第一液氨蒸发器出口阀（6）、第二液氨蒸发器进口阀（7）、第二液氨蒸发器出口阀一（8）、第二液氨蒸发器出口阀二（9），其特征在于所述第二液氨蒸发器出口阀一（8）与第一液氨蒸发器出口阀（6）并联，连接至多孔硝酸铵装置管式反应器；所述第二液氨蒸发器出口阀二（9）连接至氨压缩机。本实用新型基于间壁式换热及液体气化吸热原理设计，避免了目前“管式反应器加压中和”工艺多孔硝酸铵装置通用“四合一”设备之空气冷却器中液氨在0.3MPaG压力蒸发后需全部返回氨压缩机压缩液化的问题，通过提高压力、分级蒸发可大部分或全部将蒸发出的气氨直接用于硝酸铵生产，以节省氨压缩机的能量消耗。
【专利说明】一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空气冷却器，特别涉及一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器。
【背景技术】
[0002]“管式反应器加压中和”工艺是目前最为先进、应用最广泛的生产多孔硝酸铵的技术。
[0003]多孔硝酸铵装置“四合一”设备为空气过滤器、空气冷却器、空气凝液分离器及流化床空气加热器组成的联合设备，用以制备多孔硝酸铵生产所需的除湿空气。
[0004]“四合一”设备传统的生产流程为:取自大气的约30°C左右的常压空气进入空气过滤器，滤除机械杂质后进入空气冷却器壳程，在空气冷却器中通过与管内液氨蒸发换热，液氨蒸发吸热使壳程内空气温度降至20°C以下，将空气中的部分饱和水冷凝。出空气冷却器的低温空气进入空气凝液分离器除去冷凝水后，进入流化床空气加热器，通过蒸汽加热制得温度约20°C的除湿空气。
[0005]来自罐区的约1.0 MPaG、常温液氨进入空气冷却器管程，与管外的空气进行换热蒸发，蒸发压力0.3 MPaG、蒸发温度_2°C，蒸发出的气氨送至氨压缩机压缩液化，液化后的约1.0 MPaG、常温液氨又返回空气冷却器使用。
[0006]液氨在相关压力下的蒸发温度见表1.
[0007]表I液氨饱和蒸汽压表
■蒸汽压MPaG I温度。C
0.3__2_
076|l4
[0008]此通用流程中的空气冷却器存在蒸发出的0.3 MPaG气氨在工厂中无法直接利用，需送回氨压缩机压缩液化，消耗一定的电能。
[0009]为了进一步节能降耗，开发出此多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器，以节省氨压缩机的耗能。
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的在于提供一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器，通过提高液氨蒸发压力及设置分级蒸发的措施，实现了出空气冷却器的气氨可全部或大部分直接使用，节省氨压缩机耗能。
[0011]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0012]一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器，包括带翅片的管束(I)、壳体
(2)、第一液氨蒸发器(3)、第二液氨蒸发器(4)、第一液氨蒸发器进口阀(5)、第一液氨蒸发器出口阀(6)、第二液氨蒸发器进口阀(7)、第二液氨蒸发器出口阀一(8)、第二液氨蒸发器出口阀二(9)，其特征在于所述第二液氨蒸发器出口阀一(8)与第一液氨蒸发器出口阀(6)并联，连接至多孔硝酸铵装置管式反应器；所述第二液氨蒸发器出口阀二(9)连接至氨压缩机。
[0013]本实用新型基于间壁式换热及液体气化吸热原理设计，避免了目前“管式反应器加压中和”工艺多孔硝酸铵装置通用“四合一”设备之空气冷却器中液氨在0.3 MPaG压力蒸发后需全部返回氨压缩机压缩液化的问题。通过对空气冷却器提高压力、分级蒸发可大部分或全部将蒸发后的气氨直接用于硝酸铵生产，以节省氨压缩机的能量消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
[0015]图中:I带翅片的管束；2壳体；3第一液氨蒸发器；4第二液氨蒸发器；5第一液氨蒸发器进口阀；6第一液氨蒸发器出口阀；7第二液氨蒸发器进口阀；8第二液氨蒸发器出口阀一 ；9第二液氨蒸发器出口阀二。
【具体实施方式】
[0016]为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0017]如图1所示，本实用新型一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器包括:带翅片的管束(I)、壳体(2)、第一液氨蒸发器(3)、第二液氨蒸发器(4)、第一液氨蒸发器进口阀(5)、第一液氨蒸发器出口阀(6)、第二液氨蒸发器进口阀(7)、第二液氨蒸发器出口阀一(8)、第二液氨蒸发器出口阀二(9)。
[0018]通过设计空气冷却器管束由两部分液氨蒸发器组成，在不同工作压力下、分级蒸发，存在以下三种工况:
[0019]1、单开第一液氨蒸发器
[0020]自灌区来的一路液氨通过第一液氨蒸发器进口阀(5)进入第一液氨蒸发器(3)的4组管束，在0.6 MPaG、14°C条件下蒸发，与壳程中的来自大气的常压、常温空气进行换热。在春、秋、冬季的大部分时间里，由于外界气温与空气冷却器壳程温差不大、换热损失较小，可将管外空气冷却至< 20°C，仅使用第一液氨蒸发器(3)即可满足空气冷却器出口空气温度彡20°C的工艺要求。蒸发后的0.6 MPaG气氨由于压力等级与多孔硝酸铵生产后续设备管式反应器相同，可直接送至管式反应器使用，无需返回氨压缩机进行压缩液化回收。
[0021]来自大气的常压空气进入壳程，通过与管程内蒸发的气氨进行热交换，冷却至< 20°C的低温空气出空气冷却器进入下一工序设备空气凝液分离器。
[0022]2、第二液氨蒸发器工作压力0.6MPaG
[0023]夏季前后，由于外界气温与空气冷却器壳程温差逐渐增大、换热损失也趋大，在仅使用第一液氨蒸发器(3)换热难以满足空气冷却器出口空气温度< 20°C的工艺要求，可开启第二液氨蒸发器(4)。
[0024]第一液氨蒸发器(3)正常使用，工作流程同上述第一种工况。第二液氨蒸发器(4)工作流程为:来自灌区的另一路液氨通过第二液氨蒸发器进口阀(7)进入第二液氨蒸发器
(4)的2组管束，在0.6 MPaG、14°C条件下蒸发，与来自第一液氨蒸发器(3)壳体的空气进行换热。通过关闭第二液氨蒸发器出口阀二(9)，同时开启第二液氨蒸发器出口阀一(8)连通至多孔硝酸铵生产后续设备管式反应器的方式，调整第二液氨蒸发器压力为0.6 MPaG。蒸发出的气氨送至后续设备管式反应器。
[0025]来自大气的常压、常温空气进入空气冷却器壳程，依次经过第一液氨蒸发器(3)和第二液氨蒸发器(4)的壳程，通过6组管束内液氨蒸发吸热进行换热，冷却至< 20°C的低温空气出空气冷却器进入下一工序设备空气凝液分离器。
[0026]通过与第一液氨蒸发器(3)并联、同步使用，等效于增大0.6 MPaG等级液氨蒸发器换热面积，满足空气冷却器出口空气温度< 20°C的工艺要求。
[0027]3、第二部分液氨蒸发器工作压力0.3MPaG
[0028]在夏季，由于外界气温与空气冷却器壳程温差较大、换热损失也较大，通过第一液氨蒸发器(3)与第二液氨蒸发器(4)在0.6 MPaG压力下工作，空气冷却器出口空气温度难以达到彡20°C的工艺要求。需通过调整第二液氨蒸发器(4)工作压力为0.3 MPaG，降低第二液氨蒸发器(4)液氨蒸发温度为_2°C来确保空气冷却器出口空气温度达到工艺要求。
[0029]第一液氨蒸发器(3)正常使用，工作流程同上述第一种工况。第二液氨蒸发器(4)工作流程为:来自灌区的另一路液氨通过第二液氨蒸发器进口阀(7)进入第二液氨蒸发器
(4)管程，在0.3 MPaG、-2°C条件下蒸发，与来自第一液氨蒸发器(3)壳程的空气进行换热。通过关闭第二液氨蒸发器出口阀一(8)，同时开启第二液氨蒸发器出口阀二(9)连通至氨压缩机(氨压缩机入口压力0.3 MPaG)的方式，调整第二液氨蒸发器(4)压力为0.3MPaG。蒸发出的气氨送至氨压缩机液化。
[0030]来自大气的常压空气进入空气冷却器壳程，依次经过第一液氨蒸发器(3)和第二液氨蒸发器(4)的壳程，分别通过与第一液氨蒸发器(3)的4组管束内14°C的蒸发气氨换热及第二液氨蒸发器(4)的2组管程内_2°C的蒸发气氨换热，出空气冷却器的温度< 20°C的低温空气进入下一工序设备空气凝液分离器。
[0031]综上，春、秋、冬季的大部分时间里，在满足工艺要求的情况下，第二液氨蒸发器
(4)不开，第一液氨蒸发器(3)蒸发的气氨可全部送至后续工序管式反应器直接使用；夏季前后，第一及第二液氨蒸发器工作压力都调整为0.6 10^6，增大0.6 MPaG等级液氨蒸发器换热面积以满足工艺要求，蒸发的气氨也都全部送往后续工序管式反应器直接使用；在夏季，通过第一液氨蒸发器(3)(蒸发压力0.6 MPaG、蒸发温度14°C )、第二液氨蒸发器(4)(调整蒸发压力为0.3 MPaG、蒸发温度-2°C)的联合使用，可满足工艺要求。同时经过第一液氨蒸发器(3)的气氨也可全部送至管式反应器使用，仅有小部分的液氨经第二液氨蒸发器
(4)后送至氨压缩机液化。通过此种空气冷却器的使用，全年可节省可观数量的压缩机耗电，具有较好的经济效益。
[0032]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种多孔硝酸铵装置节省气氨压缩功的空气冷却器，包括带翅片的管束(I)、壳体(2)、第一液氨蒸发器(3)、第二液氨蒸发器(4)、第一液氨蒸发器进口阀(5)、第一液氨蒸发器出口阀(6)、第二液氨蒸发器进口阀(7)、第二液氨蒸发器出口阀一(8)、第二液氨蒸发器出口阀二(9)，其特征在于所述第二液氨蒸发器出口阀一(8)与第一液氨蒸发器出口阀(6)并联，连接至多孔硝酸铵装置管式反应器；所述第二液氨蒸发器出口阀二(9)连接至氨压缩机。
【文档编号】F28D7/00GK203928810SQ201420318986
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】魏有福, 魏峰, 张静, 宁海峰, 徐红娟 申请人:陕西兴化化学股份有限公司