一种结构简单，节能高效，安全可靠的高温含氨气体取样系统的冷却装置

                                 一种高温含氨气体取样系统的冷却装置

技术领域

[0001 ]    本发明属于电厂化工技术领域，涉及烟气脱硝系统中尿素水解器气相出口取样系统中的冷却装置，具体为高温含氨气体取样系统的冷却装置。

背景技术

[0002]    国内燃煤电厂选择性催化还原法(SCR)脱硝装置中的脱硝还原剂氨(NH3)早期以液氨制备为主，但液氨在运输、储存等环节风险较高。 尿素制氨技术由于较高的安全性，越来越受到广大 SCR脱硝用户的高度关注，有着非常广阔的市场应用前景。

[0003]    利用尿素的水解反应制取氨气，在水解反应器出口气相中氨气含量较高，通常进料50wt％重量百分比的尿素水溶液，水解器出口气相含有氨气37. 5v％。 但水解反应器温度较高(如160℃)，高压反应器条件下的高温气相混合物取样十分不便，加之反应器出口气相中水分含量较高，不仅影响后续分析单元仪器的内部元件，增加分析结果的不可靠性，也使得后续化验分析增加了困难。

[0004]    为了保证取样的真实性和安全性，务必要将取样点的样品送到取样系统，其中一个重要环节就是将样品引入冷却器进行一定程度的冷却，在保证一定流量的情况下，将样品冷却到适合化验分析的安全范围内 (如将样品冷却到30-40℃，可保证流量500-700ml/ min)，才能满足中华人民共和国电力行业标准-水、汽取样装置 DL/T457-91。

[0005]    现有技术中，冷却装置较多采用冷却介质(如自来水等)进行热量交换，更为普通的是直接向冷却管进水口进水，经过换热后，携带热量的低温水直接从冷却管的出水口排出，成本高，而且对所需气体的冷却速率较慢，冷却介质的利用率低，无法在短时间内获得水解器出口气相的化学组成，效率低。

发明内容

[0006]    针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构简单，节能高效，安全可靠的高温含氨气体取样系统的冷却装置。

[0007]    本发明是通过以下技术方案来实现：

[0008]    一种高温含氨气体取样系统的冷却装置，包括连接在反应器气相出口主管道上的取样管道， 以及依次连接在取样管道上的预冷器和取样冷却器组 ；取样冷却器组至少包括一个取样冷却器，取样冷却器分别设置有连接预冷器样品出口的冷却器样品气入口，连接取样容器的冷却器样品气出口，以及用于冷却介质循环的冷却介质进口和冷却介质出口 ；冷却介质出口连接预冷器冷却物料入口。

[0009]    优选的，取样冷却器组中的多个取样冷却器并联设置在预冷器样品出口和取样容器之间。

[001 0]    进一步，多个取样冷却器的冷却介质出口连通汇总后分别连接到每个取样冷却器对应的预冷器冷却物料入口。

[001 1 ]    优选的，取样管道上依次设置有取样高温高压阀组和高温高压排污阀 ；冷却器样品气出口上依次设置减压阀和取样阀后取样容器。

[001 2]    优选的，取样冷却器采用管壳式冷却器， 内部设置的盘管采用至少一层的双蛇形或双螺旋连续盘管，盘管的两端分别连接冷却器样品气入口和冷却器样品气出口，冷却介质在盘管冷却器壳体与盘管之间的空腔内流动。

[001 3]    优选的，取样冷却器采用管壳式冷却器， 内部的直管式换热管两端分别连接冷却介质进口和冷却介质出口，管壳式冷却器的外壳上端设置冷却器样品器入口，下端设置冷却器样品气出 口， 外壳和换热管之间填充有固体的气体吸收填料。

[0014]    进一步，两个取样冷却器并联设置在预冷器样品出口和取样容器之间，一个取样冷却器采用二氧化碳固体吸收剂做气体吸收填料，另一个取样冷却器采用氨气固体吸收剂做气体吸收填料。

[001 5]    进一步，预冷器采用管壳式换热器， 内部换热管的两端分别连接冷却物料入口和出口。

[0016]    与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

[001 7]    本发明通过预冷器将冷却器组排除的冷却介质进行二次利用，实现对取样气体的预先降温和处理，充分利用排出的冷却介质的进行交换，将热能实现更好地富集，进行后续的进一步利用，提高了富集能量的品相 ；一条取样管路可以对应多个取样冷却器，而一个冷却器对应一个预冷器，这种根据具体情况随意组合的方式可以使高温样品气在冷却环节及时有效的得到降温；取样冷却器组的结构简单，能够随意的组装和配合，不伤害取样管路上的仪表阀门，避免了样气温度过高损坏取样装置和后续检测单元的仪器仪表，提高了对人员的安全性保护 ；使得本发明安全高效，使用方便，配置灵活，工作稳定可靠。

[001 8]    进一步的，通过取样冷却器的并联，能够同时满足对大基数取样的需求，并且保证冷却器样品出 口排出的降温要求 ；配合将各个取样冷却器的排出 口连通汇总后，能够消除各取样冷却器之间的降温温差，将各冷却介质的升温均合后再分别通入到预冷器中，更好地提高了预冷器的效率，充分了利用了冷却介质。

[001 9]    进一步的，利用设置的高温高压阀对取样系统实现总控制，在不取样的时候保证尿素水解反应器内的正常工作，通过排污阀能够在采样时预先排出其中残存气体和水分，保证每次采样的准确性 ；通过在冷却器样品气出 口上布置的减压装置能够调节使取样过程中样品流动的压差，一方面保证了取样的准确性，不会因为在常压下放出容器内的样品，水分严重蒸发时携带走部分产物组分 ；另一方面能够对不同条件下的取样要求进行压力调节，适应性好，可操作性高。

[0020]    进一步的，通过对取样冷却器结构的限定和优化，不仅能够方便的对取样冷却器进行加工和拆卸更换，不易堵塞 ；而且能够根据对不同气体的取样和测试需求，利用不同结构的取样冷却器进行组合和先后配合使用，能够方便快速的进行样品气体的组分测试。