一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器，包括帶翅片的管束（1）、殼體（2）、第一液氨蒸發器（3）、第二液氨蒸發器（4）、第一液氨蒸發器進口閥（5）、第一液氨蒸發器出口閥（6）、第二液氨蒸發器進口閥（7）、第二液氨蒸發器出口閥一（8）、第二液氨蒸發器出口閥二（9），其特征在于所述第二液氨蒸發器出口閥一（8）與第一液氨蒸發器出口閥（6）并聯，連接至多孔硝酸銨裝置管式反應器；所述第二液氨蒸發器出口閥二（9）連接至氨壓縮機。本實用新型基于間壁式換熱及液體氣化吸熱原理設計，避免了目前“管式反應器加壓中和”工藝多孔硝酸銨裝置通用“四合一”設備之空氣冷卻器中液氨在0.3MPaG壓力蒸發后需全部返回氨壓縮機壓縮液化的問題，通過提高壓力、分級蒸發可大部分或全部將蒸發出的氣氨直接用于硝酸銨生產，以節省氨壓縮機的能量消耗。
【專利說明】一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種空氣冷卻器，特別涉及一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器。
【背景技術】
[0002]“管式反應器加壓中和”工藝是目前最為先進、應用最廣泛的生產多孔硝酸銨的技術。
[0003]多孔硝酸銨裝置“四合一”設備為空氣過濾器、空氣冷卻器、空氣凝液分離器及流化床空氣加熱器組成的聯合設備，用以制備多孔硝酸銨生產所需的除濕空氣。
[0004]“四合一”設備傳統的生產流程為:取自大氣的約30°C左右的常壓空氣進入空氣過濾器，濾除機械雜質后進入空氣冷卻器殼程，在空氣冷卻器中通過與管內液氨蒸發換熱，液氨蒸發吸熱使殼程內空氣溫度降至20°C以下，將空氣中的部分飽和水冷凝。出空氣冷卻器的低溫空氣進入空氣凝液分離器除去冷凝水后，進入流化床空氣加熱器，通過蒸汽加熱制得溫度約20°C的除濕空氣。
[0005]來自罐區的約1.0 MPaG、常溫液氨進入空氣冷卻器管程，與管外的空氣進行換熱蒸發，蒸發壓力0.3 MPaG、蒸發溫度_2°C，蒸發出的氣氨送至氨壓縮機壓縮液化，液化后的約1.0 MPaG、常溫液氨又返回空氣冷卻器使用。
[0006]液氨在相關壓力下的蒸發溫度見表1.
[0007]表I液氨飽和蒸汽壓表
■蒸汽壓MPaG I溫度。C
0.3__2_
076|l4
[0008]此通用流程中的空氣冷卻器存在蒸發出的0.3 MPaG氣氨在工廠中無法直接利用，需送回氨壓縮機壓縮液化，消耗一定的電能。
[0009]為了進一步節能降耗，開發出此多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器，以節省氨壓縮機的耗能。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的在于提供一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器，通過提高液氨蒸發壓力及設置分級蒸發的措施，實現了出空氣冷卻器的氣氨可全部或大部分直接使用，節省氨壓縮機耗能。
[0011]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0012]一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器，包括帶翅片的管束(I)、殼體
(2)、第一液氨蒸發器(3)、第二液氨蒸發器(4)、第一液氨蒸發器進口閥(5)、第一液氨蒸發器出口閥(6)、第二液氨蒸發器進口閥(7)、第二液氨蒸發器出口閥一(8)、第二液氨蒸發器出口閥二(9)，其特征在于所述第二液氨蒸發器出口閥一(8)與第一液氨蒸發器出口閥(6)并聯，連接至多孔硝酸銨裝置管式反應器；所述第二液氨蒸發器出口閥二(9)連接至氨壓縮機。
[0013]本實用新型基于間壁式換熱及液體氣化吸熱原理設計，避免了目前“管式反應器加壓中和”工藝多孔硝酸銨裝置通用“四合一”設備之空氣冷卻器中液氨在0.3 MPaG壓力蒸發后需全部返回氨壓縮機壓縮液化的問題。通過對空氣冷卻器提高壓力、分級蒸發可大部分或全部將蒸發后的氣氨直接用于硝酸銨生產，以節省氨壓縮機的能量消耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0015]圖中:I帶翅片的管束；2殼體；3第一液氨蒸發器；4第二液氨蒸發器；5第一液氨蒸發器進口閥；6第一液氨蒸發器出口閥；7第二液氨蒸發器進口閥；8第二液氨蒸發器出口閥一 ；9第二液氨蒸發器出口閥二。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本實用新型。
[0017]如圖1所示，本實用新型一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器包括:帶翅片的管束(I)、殼體(2)、第一液氨蒸發器(3)、第二液氨蒸發器(4)、第一液氨蒸發器進口閥(5)、第一液氨蒸發器出口閥(6)、第二液氨蒸發器進口閥(7)、第二液氨蒸發器出口閥一(8)、第二液氨蒸發器出口閥二(9)。
[0018]通過設計空氣冷卻器管束由兩部分液氨蒸發器組成，在不同工作壓力下、分級蒸發，存在以下三種工況:
[0019]1、單開第一液氨蒸發器
[0020]自灌區來的一路液氨通過第一液氨蒸發器進口閥(5)進入第一液氨蒸發器(3)的4組管束，在0.6 MPaG、14°C條件下蒸發，與殼程中的來自大氣的常壓、常溫空氣進行換熱。在春、秋、冬季的大部分時間里，由于外界氣溫與空氣冷卻器殼程溫差不大、換熱損失較小，可將管外空氣冷卻至< 20°C，僅使用第一液氨蒸發器(3)即可滿足空氣冷卻器出口空氣溫度彡20°C的工藝要求。蒸發后的0.6 MPaG氣氨由于壓力等級與多孔硝酸銨生產后續設備管式反應器相同，可直接送至管式反應器使用，無需返回氨壓縮機進行壓縮液化回收。
[0021]來自大氣的常壓空氣進入殼程，通過與管程內蒸發的氣氨進行熱交換，冷卻至< 20°C的低溫空氣出空氣冷卻器進入下一工序設備空氣凝液分離器。
[0022]2、第二液氨蒸發器工作壓力0.6MPaG
[0023]夏季前后，由于外界氣溫與空氣冷卻器殼程溫差逐漸增大、換熱損失也趨大，在僅使用第一液氨蒸發器(3)換熱難以滿足空氣冷卻器出口空氣溫度< 20°C的工藝要求，可開啟第二液氨蒸發器(4)。
[0024]第一液氨蒸發器(3)正常使用，工作流程同上述第一種工況。第二液氨蒸發器(4)工作流程為:來自灌區的另一路液氨通過第二液氨蒸發器進口閥(7)進入第二液氨蒸發器
(4)的2組管束，在0.6 MPaG、14°C條件下蒸發，與來自第一液氨蒸發器(3)殼體的空氣進行換熱。通過關閉第二液氨蒸發器出口閥二(9)，同時開啟第二液氨蒸發器出口閥一(8)連通至多孔硝酸銨生產后續設備管式反應器的方式，調整第二液氨蒸發器壓力為0.6 MPaG。蒸發出的氣氨送至后續設備管式反應器。
[0025]來自大氣的常壓、常溫空氣進入空氣冷卻器殼程，依次經過第一液氨蒸發器(3)和第二液氨蒸發器(4)的殼程，通過6組管束內液氨蒸發吸熱進行換熱，冷卻至< 20°C的低溫空氣出空氣冷卻器進入下一工序設備空氣凝液分離器。
[0026]通過與第一液氨蒸發器(3)并聯、同步使用，等效于增大0.6 MPaG等級液氨蒸發器換熱面積，滿足空氣冷卻器出口空氣溫度< 20°C的工藝要求。
[0027]3、第二部分液氨蒸發器工作壓力0.3MPaG
[0028]在夏季，由于外界氣溫與空氣冷卻器殼程溫差較大、換熱損失也較大，通過第一液氨蒸發器(3)與第二液氨蒸發器(4)在0.6 MPaG壓力下工作，空氣冷卻器出口空氣溫度難以達到彡20°C的工藝要求。需通過調整第二液氨蒸發器(4)工作壓力為0.3 MPaG，降低第二液氨蒸發器(4)液氨蒸發溫度為_2°C來確保空氣冷卻器出口空氣溫度達到工藝要求。
[0029]第一液氨蒸發器(3)正常使用，工作流程同上述第一種工況。第二液氨蒸發器(4)工作流程為:來自灌區的另一路液氨通過第二液氨蒸發器進口閥(7)進入第二液氨蒸發器
(4)管程，在0.3 MPaG、-2°C條件下蒸發，與來自第一液氨蒸發器(3)殼程的空氣進行換熱。通過關閉第二液氨蒸發器出口閥一(8)，同時開啟第二液氨蒸發器出口閥二(9)連通至氨壓縮機(氨壓縮機入口壓力0.3 MPaG)的方式，調整第二液氨蒸發器(4)壓力為0.3MPaG。蒸發出的氣氨送至氨壓縮機液化。
[0030]來自大氣的常壓空氣進入空氣冷卻器殼程，依次經過第一液氨蒸發器(3)和第二液氨蒸發器(4)的殼程，分別通過與第一液氨蒸發器(3)的4組管束內14°C的蒸發氣氨換熱及第二液氨蒸發器(4)的2組管程內_2°C的蒸發氣氨換熱，出空氣冷卻器的溫度< 20°C的低溫空氣進入下一工序設備空氣凝液分離器。
[0031]綜上，春、秋、冬季的大部分時間里，在滿足工藝要求的情況下，第二液氨蒸發器
(4)不開，第一液氨蒸發器(3)蒸發的氣氨可全部送至后續工序管式反應器直接使用；夏季前后，第一及第二液氨蒸發器工作壓力都調整為0.6 10^6，增大0.6 MPaG等級液氨蒸發器換熱面積以滿足工藝要求，蒸發的氣氨也都全部送往后續工序管式反應器直接使用；在夏季，通過第一液氨蒸發器(3)(蒸發壓力0.6 MPaG、蒸發溫度14°C )、第二液氨蒸發器(4)(調整蒸發壓力為0.3 MPaG、蒸發溫度-2°C)的聯合使用，可滿足工藝要求。同時經過第一液氨蒸發器(3)的氣氨也可全部送至管式反應器使用，僅有小部分的液氨經第二液氨蒸發器
(4)后送至氨壓縮機液化。通過此種空氣冷卻器的使用，全年可節省可觀數量的壓縮機耗電，具有較好的經濟效益。
[0032]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種多孔硝酸銨裝置節省氣氨壓縮功的空氣冷卻器，包括帶翅片的管束(I)、殼體(2)、第一液氨蒸發器(3)、第二液氨蒸發器(4)、第一液氨蒸發器進口閥(5)、第一液氨蒸發器出口閥(6)、第二液氨蒸發器進口閥(7)、第二液氨蒸發器出口閥一(8)、第二液氨蒸發器出口閥二(9)，其特征在于所述第二液氨蒸發器出口閥一(8)與第一液氨蒸發器出口閥(6)并聯，連接至多孔硝酸銨裝置管式反應器；所述第二液氨蒸發器出口閥二(9)連接至氨壓縮機。
【文檔編號】F28D7/00GK203928810SQ201420318986
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】魏有福, 魏峰, 張靜, 寧海峰, 徐紅娟 申請人:陜西興化化學股份有限公司