一種高溫含氨氣體取樣系統的冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電廠化工技術領域，涉及煙氣脫硝系統中尿素水解器氣相出口取樣系統中的冷卻裝置，具體為高溫含氨氣體取樣系統的冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]國內燃煤電廠選擇性催化還原法(SCR)脫硝裝置中的脫硝還原劑氨(NH3)早期以液氨制備為主，但液氨在運輸、儲存等環(huán)節(jié)風險較高。尿素制氨技術由于較高的安全性，越來越受到廣大SCR脫硝用戶的高度關注，有著非常廣闊的市場應用前景。
[0003]利用尿素的水解反應制取氨氣，在水解反應器出口氣相中氨氣含量較高，通常進料50wt%重量百分比的尿素水溶液，水解器出口氣相含有氨氣37.5v%。但水解反應器溫度較高(如160°C )，高壓反應器條件下的高溫氣相混合物取樣十分不便，加之反應器出口氣相中水分含量較高，不僅影響后續(xù)分析單元儀器的內部元件，增加分析結果的不可靠性，也使得后續(xù)化驗分析增加了困難。
[0004]為了保證取樣的真實性和安全性，務必要將取樣點的樣品送到取樣系統，其中一個重要環(huán)節(jié)就是將樣品引入冷卻器進行一定程度的冷卻，在保證一定流量的情況下，將樣品冷卻到適合化驗分析的安全范圍內(如將樣品冷卻到30-40°C，可保證流量500-700ml/min)，才能滿足中華人民共和國電力行業(yè)標準-水、汽取樣裝置DL/T457-91。
[0005]現有技術中，冷卻裝置較多采用冷卻介質(如自來水等)進行熱量交換，更為普通的是直接向冷卻管進水口進水，經過換熱后，攜帶熱量的低溫水直接從冷卻管的出水口排出，成本高，而且對所需氣體的冷卻速率較慢，冷卻介質的利用率低，無法在最短時間內獲得水解器出口氣相的化學組成，效率低。
【實用新型內容】
[0006]針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種結構簡單，節(jié)能高效，安全可靠的高溫含氨氣體取樣系統的冷卻裝置。
[0007]本實用新型是通過以下技術方案來實現:
[0008]一種高溫含氨氣體取樣系統的冷卻裝置，包括連接在反應器氣相出口主管道上的取樣管道，以及依次連接在取樣管道上的預冷器和取樣冷卻器組；取樣冷卻器組至少包括一個取樣冷卻器，取樣冷卻器分別設置有連接預冷器樣品出口的冷卻器樣品氣入口，連接取樣容器的冷卻器樣品氣出口，以及用于冷卻介質循環(huán)的冷卻介質進口和冷卻介質出口 ；冷卻介質出口連接預冷器冷卻物料入口 ；多個取樣冷卻器的冷卻介質出口連通匯總后分別連接到每個取樣冷卻器對應的預冷器冷卻物料入口。
[0009]優(yōu)選的，取樣冷卻器組中的多個取樣冷卻器并聯設置在預冷器樣品出口和取樣容器之間。
[0010]優(yōu)選的，取樣管道上依次設置有取樣高溫高壓閥組和高溫高壓排污閥；冷卻器樣品氣出口上依次設置減壓閥和取樣閥后取樣容器。
[0011]優(yōu)選的，取樣冷卻器采用管殼式冷卻器，內部設置的盤管采用至少一層的雙蛇形或雙螺旋連續(xù)盤管，盤管的兩端分別連接冷卻器樣品氣入口和冷卻器樣品氣出口，冷卻介質在盤管冷卻器殼體與盤管之間的空腔內流動。
[0012]優(yōu)選的，取樣冷卻器采用管殼式冷卻器，內部的直管式換熱管兩端分別連接冷卻介質進口和冷卻介質出口，管殼式冷卻器的外殼上端設置冷卻器樣品器入口，下端設置冷卻器樣品氣出口，外殼和換熱管之間填充有固體的氣體吸收填料。
[0013]進一步，兩個取樣冷卻器并聯設置在預冷器樣品出口和取樣容器之間，一個取樣冷卻器采用二氧化碳固體吸收劑做氣體吸收填料，另一個取樣冷卻器采用氨氣固體吸收劑做氣體吸收填料。
[0014]進一步，預冷器采用管殼式換熱器，內部換熱管的兩端分別連接冷卻物料入口和出口。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果:
[0016]本實用新型通過預冷器將冷卻器組排除的冷卻介質進行二次利用，實現對取樣氣體的預先降溫和處理，充分利用排出的冷卻介質的進行交換，將熱能實現更好地富集，進行后續(xù)的進一步利用，提高了富集能量的品相；一條取樣管路可以對應多個取樣冷卻器，而一個冷卻器對應一個預冷器，這種根據具體情況隨意組合的方式可以使高溫樣品氣在冷卻環(huán)節(jié)及時有效的得到降溫；取樣冷卻器組的結構簡單，能夠隨意的組裝和配合，不傷害取樣管路上的儀表閥門，避免了樣氣溫度過高損壞取樣裝置和后續(xù)檢測單元的儀器儀表，提高了對人員的安全性保護；使得本實用新型安全高效，使用方便，配置靈活，工作穩(wěn)定可靠。
[0017]進一步的，通過取樣冷卻器的并聯，能夠同時滿足對大基數取樣的需求，并且保證冷卻器樣品出口排出的降溫要求；配合將各個取樣冷卻器的排出口連通匯總后，能夠消除各取樣冷卻器之間的降溫溫差，將各冷卻介質的升溫均合后再分別通入到預冷器中，更好地提高了預冷器的效率，充分了利用了冷卻介質。
[0018]進一步的，利用設置的高溫高壓閥對取樣系統實現總控制，在不取樣的時候保證尿素水解反應器內的正常工作，通過排污閥能夠在采樣時預先排出其中殘存氣體和水分，保證每次采樣的準確性；通過在冷卻器樣品氣出口上布置的減壓裝置能夠調節(jié)使取樣過程中樣品流動的壓差，一方面保證了取樣的準確性，不會因為在常壓下放出容器內的樣品，水分嚴重蒸發(fā)時攜帶走部分產物組分；另一方面能夠對不同條件下的取樣要求進行壓力調節(jié)，適應性好，可操作性高。
[0019]進一步的，通過對取樣冷卻器結構的限定和優(yōu)化，不僅能夠方便的對取樣冷卻器進行加工和拆卸更換，不易堵塞；而且能夠根據對不同氣體的取樣和測試需求，利用不同結構的取樣冷卻器進行組合和先后配合使用，能夠方便快速的進行樣品氣體的組分測試。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實例I中所述冷卻裝置的結構示意圖。
[0021]圖2是本實用新型實例中預冷器的連接結構示意圖。
[0022]圖3是本實用新型實例2中所述冷卻裝置的結構示意圖。
[0023]圖4是本實用新型實例3中所述取樣冷卻器組的結構示意圖。
[0024]圖中:1_反應器氣相出口主管道；2_取樣管道；3_取樣高溫高壓閥；4_高溫高壓排污閥；5_預冷器；6_冷卻介質進口 ；7_冷卻介質出口 ；8_取樣冷卻器；9_減壓閥；10_取樣閥；11_取樣容器；12-預冷器冷卻介質出口 ；13_預冷器樣品氣入口 ；14_冷卻器樣品氣入口 ；15_冷卻器樣品氣出口 ；16_ 二氧化碳固體吸收劑；17_氨氣固體吸收劑。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體的實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，所述是對本實用新型的解釋而不是限定。
[0026]本實用新型所需要取樣的樣品氣經過連接在取樣管道2上的取樣高溫高壓閥3和高溫高壓排污閥4排空后，再關閉高溫高壓排污閥4進入各級取樣冷卻器8對應的預冷器5，經過初步預冷之后，進入多級取樣冷卻器8，可以采用自來水作為低溫介質從進水口分別進入各級取樣冷卻器8，作用之后的低溫介質從各級取樣冷卻器8的冷卻介質出口 7排出，匯總之后的熱水不直接排走，而是作為各級預冷器5的低溫介質分成幾路分別進入預冷器8，發(fā)揮作用后作為廢水排出取樣裝置后再加以對富集后的熱量進行利用。
[0027]取樣冷卻器8用于電廠脫硝尿素水解反應器的氣相取樣冷卻裝置，包括殼體和盤管，所述殼體頂端設置頂蓋，底端設置底座，頂蓋上一側設置冷卻介質進口 6，對稱的另一側設置冷卻介質出口 7。
[0028]對氣樣氨氣濃度較低或組分中水分含量相對較小的情況下，在殼體內部設置一組或多組熱交換效率較高的雙蛇形/雙螺旋結構連續(xù)盤管，采用單層或多層冷卻管排列結構，具體組數由所需冷卻面積的計算得來，最外層冷卻管口設置在殼體頂蓋偏心位置，與冷卻器樣品氣入口 14連接，最內層冷卻管口設置在殼體頂蓋對稱的偏