氨水制备装置

环保型氨水制备器装置

一．氨水制备器介绍

江氨科技根据不同氨源设计了四款氨水制备器：

液氨型（A、B型）、气氨型（C型、E型）、废氨水和回收氨水型（D型）。

1. 设计思路：

本公司A、B型氨水制备器装置的设计思路是先将液氨气化成氨气，再将氨气溶于水的方式制备氨水。

C、E型的设计思路是直接将氨气溶于水制备氨水；

D型的设计思路是采用热泵精馏将稀氨水提浓成浓氨水。

2. 生产流程说明

以A、B型氨水制备器为例，氨水制备时，首先通过液氨入口调节阀及流量计控制液氨进入量，使液氨以一个稳定的流量进入氨水制备器中，然后根据氨水压力通过控制工艺水调节阀的开度调节工艺水进入量，最终将氨水的浓度稳定在要求的范围内进行闭环控制。

氨气和水反应剧烈放热，不同比例的氨气和水反应放出的热量不同，所产生的氨水浓度、温度和压力也不同，依此通过工艺水调节阀调节工艺水流入量，可将氨水浓度精准地控制在±0.3%范围内。

3. 主要设备组成

本公司节能型JAG型氨水生产系统主要由JAG型氨水制备器本体和与之配套的外围设备以及相应的管路、电气、自控单元等组成，系多功能、智能化、低消耗的氨水生产设备，整个系统为撬装结构。

以A、B型氨水制备器为例：

JAG型氨水制备器本体主要由液氨蒸发器、静态混合器、主换热器及氨水冷却器等四部分组成；

主换热器材质为316L不锈钢；

液氨蒸发器、静态混合器、氨水冷却器材质均为304不锈钢；

制备器箱体为碳钢；

外围设备和管路、电气、自控单元等部分可根据客户的现场情况及要求进行设计和配置。

二．型号1——JAG型氨水制备器（A、B型）

设备说明：AB型氨水制备器氨源为液氨

·图1 JAG型氨水制备器（A、B型）本体外形图

·图2 JAG型氨水制备器（A、B型）本体工艺流程图

· 图3 JAG型氨水制备器装置（A、B型）带控制点的工艺流程（标配）图（样板）

三． 型号2——JAG型氨水制备器（C型）

设备说明：C型氨水制备器氨源为含氨气体

·图1 JAG型氨水制备器（C型）本体外形图

·图2 JAG型氨水制备器（C型）工艺流程图

·图3 JAG型氨水制备器装置（C型）带控制点的工艺流程（标配）图（样板）

四． 型号3——JAG型氨水制备器（D型）

设备说明：D型氨水制备器氨源为废氨水和回收氨水

·图1 JAG型氨水制备器（D型）工艺流程图

稀氨水处理器装置（蒸氨器）的设计思路是先用制冷冰机压缩后的气氨的热量加热稀氨水，使稀氨水气化，再用制冷冰机制冷的热泵精馏的方法使氨与水进行分离。

由于氨气压缩会放出大量的热量，利用这部分热量作为精馏塔再沸器的热源，加热待处理的稀氨水，使稀氨水气化，氨气压缩到一定压力在精馏塔再沸器降温冷却（使稀氨水气化）后变成高压常温液氨；液氨经节流膨胀后能吸收大量热量，在塔顶冷凝器与精馏塔气化的氨水蒸汽换热，节省塔顶冷凝器的冷却水用量（不用冷却水），液氨气化后再经制冷冰机压缩从而形成制冷循环。

·图2 JAG型氨水制备器装置（D型）带控制点的工艺流程图（样板）

五． 型号4——JAG型氨水制备器（E型）

设备说明：E型氨水制备器氨源为纯氨气

·图1 JAG型氨水制备器（E型）本体外形图

·图2 JAG型氨水制备器（E型）本体工艺流程图

·图3 JAG型氨水制备器装置（E型）带控制点的工艺流程（标配）图（样板）

六． 产品特点

1. 反应系统安全、稳定

由于氨气以1比700的比例极易溶于水，是速度很快的两相反应过程，并伴随放出大量的热，致使氨水温度急速上升，液相体积迅速增大，乃至暴沸；同时氨气溶于水后，气相体积又急剧缩小，系统压力降低，水的沸点也降低，水又极易汽化，系统压力又上升。系统的这一涨一缩，冷热的剧烈冲击导致氨气溶解反应过程极不稳定、操作控制困难，系统噪声高、震动大。

我公司为氨水制备器（A、B、E型）专门开发设计的静态混合器（已获得国家专利），能够均匀分布反应系统气、液两相，有效地解决了氨和水剧烈放热反应所带来的反应系统不稳定的问题，使得反应系统的控制变得方便、简易，生产达到了稳定、优质和安全。

2. 设备能承受高压

虽然氨水生产的操作压力为常压，氨水制备器不属于压力容器，但由于液氨在夏季气温40℃时的饱和氨气压力为1.55MPa（A），为适应夏季生产中氨水制备系统这一可能的高压，本公司氨水制备器（A、B、E型）本体中的4台内部组件（主换热器、液氨蒸发器、氨水冷却器及静态混合器）均为管壳式换热器及管式反应器，是属于能承压的压力容器结构型式，且全部按照压力容器规范GB150制造，并经过1.6MPa耐压试验，符合GB150等国家现行有关规范合格品标准。

相较于采用板式换热器结构型式的氨水制备器不能承受高压来说，本公司的氨水制备器更能承受氨水生产中可能的高压力。

3. 适应各种原料

氨也是一种水的很好的絮凝剂。氨溶解于水后会部分离解成NH 和OH-离子而呈弱碱性，而OH-离子会与水中的Ca2+、Mg2+离子结合生成不溶于水的Ca(OH)2和Mg(OH)2沉淀物形成水垢，从而堵塞设备和管道，缩小氨水的流通面积，引起系统压力升高。但是氨水结垢的温度范围不宽，一般在60~70℃左右，只要让氨水在冷却过程中快速通过60~70℃的温度区间，则氨水的结垢就不易在氨水制备器内生成。

为此，我公司采用了特殊结构的主换热器设备，能够快速地将氨水温度降至常温及以下，有效地解决了水中钙镁离子结垢的难题，使得本装置能够适用多种质量等级的氨源和多种水质的水源作为原料生产氨水。

氨源：液氨（A、B型）、含氨气体（C型）、纯氨气（E型）、废氨水或回收氨水（D型）等。

工艺水源：地表水（河水、湖水）、地下水（井水、洞库水）、自来水、纯水（软化水、脱盐水）、稀氨水等。

因此，本公司的氨水制备器可以采用普通水作为稀释液（气）氨用的工艺水，相较于其他必须采用软化水、除盐水等纯净水作为工艺水源的氨水制备器来说，能为客户节省纯净水装置和纯净水储罐的投资，也使氨水生产的工艺水成本低很多。

4. 氨水浓度调节范围大、误差范围小

由于在氨水体系中，温度、压力、浓度呈对应的关系。当温度一定时，氨水体系不同的压力就对应着不同的氨水浓度。本公司氨水制备器（A、B、E型）氨水浓度控制的方式就是根据氨水溶液的这一特性，即依据氨水压力，采用PLC自动控制氨水浓度。具体为：

1. 首先给定液氨的压力，通过液氨入口调节阀的开度控制液氨进入量，使液氨以一个稳定的流量进入氨水制备器中。

2. 根据氨气溶解于水中所生成的氨水的压力控制工艺水调节阀开度，调节进水流量，从而达到控制氨水浓度的目的。

就目前化工领域的现场测量技术和手段来说，温度、压力的测量相对容易、精准和及时，而流量、成份（浓度）的测量则误差大、滞后和困难得多；就象电力参数中的电流、电压的测量比较可靠，而电阻、电容、功率等的测量就比较差强人意一样。因此，本公司的氨水浓度控制的方法相较于其他氨水生产装置通过测量液氨、工艺水的流量来调节液氨、工艺水调节阀的开度从而控制氨水浓度的方法来说要更方便、更准确、更可靠。

本公司PLC控制系统可实现全程智能化自动控制，工艺参数可数字显示集中控制。氨水浓度可随用户需求自动连续可调，能够生产5~32%范围内各种浓度的氨水，且氨水浓度可精准地控制在±0.3%的误差范围之内。氨水成品温度可随季节变化自动可调，特别是夏季可产高浓度氨水。装置即开即停，生产方便、快捷，使氨水生产装置真正做到了稳定、优质和高产。

5. 高效合理的能量利用

因为液氨气化会吸收大量热量，氨气溶于水会放出大量热量，且氨气溶解热远大于液氨气化热。所以本公司氨水制备器（A、B型）的冷却水先气化液氨、降低水温后再冷却氨水。这样，一方面液氨气化不需要外加蒸汽热源，另一方面更低温度的冷却水可使生成的氨水得到更好的冷却，保证氨水出口温度在35℃左右，再经过氨水冷却器进一步冷却，确保最终氨水温度在25℃以下（根据季节气温变化，氨水出口温度可调节）。

由于本公司氨水装置中氨气溶于水后所释放出来的热量被液氨气化大部分吸收，大大减少了冷却水的用量。因此，生产过程产生的能量得到了充分利用，损耗很低。

6. 循环利用、节能环保

我公司C、D型氨水制备器专用于处理含氨废气和废氨水（回收氨水），使废氨气和废氨水（回收氨水）的排放达到国家环保标准。其中，C型氨水制备器可将含氨废气中的氨含量降至5mg/m3以下，D型氨水制备器可使排放的废水氨含量≤15mg/L。在净化环境，造福后代的同时又能变废为宝，得到了有用的氨水。D型氨水制备器由于采用了热泵精馏的原理，相较于采用蒸汽加热的普通精馏来说，可节能80%，符合现代节能减排、循环经济的理念。

7. 设备紧凑、占地面积小

本装置工艺简单、设备紧凑、配套设备少，节约用地。

我公司将氨水制备系统中所有的设备、仪表、阀门、管路等依照生产工艺流程图集合成撬，安装在一个底盘上，整体运输到现场，现场安装时只需要进行设备进出口的连接即可。设备性能稳定，安装、运输简便，现场施工时间短。

8. 生产成本低

本装置设备为全密封结构、不易泄漏。同时，由于本装置采用特殊结构型式的换热器，抗结垢性好，换热效率高且长期不变，因此设备检修频率低，设备的生产强度高，设计产量达标率高，系统运行成本低，氨水单位综合成本低，节能环保，真正实现装置的长期稳产、高产，经济效益高，社会效益好。

七． 经典案例

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/eed2af190640be1e650e52ea551810a6f524c8be.html