專利名稱：氮肥生產(chǎn)用銅液能量回收裝置的制作方法
一種改進(jìn)的、用于氮肥廠合成氨生產(chǎn)中反應(yīng)混合氣銅洗系統(tǒng)的能量回收裝置，屬液體變?nèi)菔綑C(jī)械領(lǐng)域。
目前，在氮肥生產(chǎn)過程中，當(dāng)把參與反應(yīng)的混合氣體(主要是氮?dú)浠旌蠚怏w，另還含有一些一氧化碳、二氧化碳、氧氣等雜質(zhì)氣體)送合成塔合成前，需先進(jìn)行凈化。由于是利用醋酸銅氨液對混合氣體進(jìn)行洗滌凈化的，故一般稱為銅洗，洗滌塔亦稱銅洗塔，醋酸銅氨液稱之為銅液。銅洗時(shí)，要求銅液和待洗混合氣體必須加壓到11.5-13.0MPa。銅洗后，排出的廢銅液壓力也仍然在11.0-12.0Mpa以上。這些廢銅液通過減壓閥減壓到3個(gè)大氣壓后，送再生塔進(jìn)行再生，再生后的新銅液，再由一個(gè)大流量的高壓泵加壓至11.5-13.0Mpa，泵入銅洗塔，循環(huán)使用。在這個(gè)過程中，高壓廢銅液所具有的能量基本上都給白白浪費(fèi)掉了。
為了利用這部分能量，有人在銅洗系統(tǒng)中配置一臺機(jī)械式能量回收機(jī)。這種回收機(jī)由兩個(gè)龐大的立式單作用液壓缸組成，換向部分采用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，操作時(shí)，因這種回收機(jī)不能做到完全自吸，所以還必須附有一套供料裝置，結(jié)果使它異常復(fù)雜和笨重，給使用、維護(hù)和保養(yǎng)帶來了諸多不便。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的廢銅液能量回收裝置，當(dāng)將其安裝在廢銅液再生系統(tǒng)中去后，它能利用廢銅液中的能量，將再生后的新銅液加壓并泵到銅洗塔，能量被利用后的廢銅液再送到再生塔進(jìn)行再生。這樣，就可以回收銅液中80%的能量，其損失的20%的能量僅需要一個(gè)小流量柱塞泵補(bǔ)充就可滿足了，另外，這種改進(jìn)的銅液能量回收裝置在結(jié)構(gòu)上應(yīng)不同于單作用液壓缸式能量回收機(jī)。
本發(fā)明的目的是通過將兩個(gè)不等容的液壓缸活塞聯(lián)接在一起，并通過一套換向器使兩個(gè)液壓缸交替工作而實(shí)現(xiàn)的。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖(虛線內(nèi)為本發(fā)明各部件，虛線外為現(xiàn)銅洗系統(tǒng)連接示意圖)。
圖2是增壓器的剖視圖。
圖3是配流器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)外觀圖。
圖5是本發(fā)明的A向視圖。
圖6是換向閥的控制電路圖。
本發(fā)明由增壓器、配流器及換向器三部分組成。其中增壓器的作用是利用廢銅液中的壓力能推動(dòng)活塞作功，以便把再生后的新銅液泵入銅洗塔;換向器的作用是及時(shí)切換管路，使增壓器的兩個(gè)缸交替工作;配流器的作用是使銅液按規(guī)定管路進(jìn)入增壓器或銅洗塔，防止倒流。各部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下一、增壓器它基本上是兩個(gè)不等容的液壓缸用中間法蘭對接而成，結(jié)構(gòu)上呈對稱形。圖2畫出了其中一部分的剖視圖，另一部分與此相同。每個(gè)液壓缸由缸體(13)、活塞(14)、活塞桿(15)、缸蓋(12)及碰塊(11)所組成。缸體(13)為圓筒狀，兩端有凸緣，便于與中間法蘭(18)及缸蓋(12)相聯(lián)接。在法蘭(18)的每一邊都開有一個(gè)連通缸體內(nèi)外的通孔，以便與液管(21)或(22)連接，在缸蓋(12)上也開有一個(gè)通孔，它與液管(25)或(26)相連通。兩個(gè)液壓缸的活塞(14)通過活塞桿(15)固定在一起，可在各自的缸體內(nèi)左右同步運(yùn)動(dòng)。為了加強(qiáng)高壓密封效果，在缸體與法蘭、缸體與缸蓋之間都加有密封圈(16)、(17)。碰塊(11)固定在缸蓋(12)上，它由頂桿、復(fù)位彈簧及將這兩個(gè)機(jī)件組合在一起的座套組成。當(dāng)活塞(14)運(yùn)行到極限位置時(shí)，頂壓碰塊，從而使限位行程開關(guān)1KC、2KC動(dòng)作，完成切換管路的工作。
由于廢銅液的壓力低于新銅液所要求的壓力值，所以本發(fā)明中的液壓缸按非等容缸設(shè)計(jì)，其活塞兩邊的面積之比在1.05-1.30之間。
對于小氮肥廠來說，增壓器需處理的流體流量約為每小時(shí)十幾立方米，其缸徑可在φ250-400毫米之間選擇，對中型化肥廠來說，增壓器的缸徑可在φ500-800毫米之間選擇，雙缸長度約為2.5-3.6米。
二、換向器這部分包括換向閥(30)和兩個(gè)行程開關(guān)1CK、2CK。換向閥采用二位四通閥，亦可采用三用四通閥。換向閥的R、S、P、Q孔分別與液管(25)、(26)、(27)、(28)相連通。其中，液管(28)通向再生塔;液管(27)經(jīng)流量控制閥及截止閥后通向銅洗塔的廢銅液出口;液管(25)、(26)分別接增壓器的兩個(gè)缸。行程開關(guān)1CK、2CK分別控制換向閥的兩個(gè)電磁線圈。
三、配流器這部分包括四個(gè)單向閥(31)、(32)、(33)、(34)，四個(gè)單向閥按圖1所示互相連接在一起。連接后的E端接液管(24)，F(xiàn)端接液管(21)，G、H端分別接液管(23)和(22)。液管(23)的另一端經(jīng)銅液過濾器(3)通新銅液池，液管(24)的另一端通向銅洗塔的新銅液進(jìn)口。
為了使配流器結(jié)構(gòu)緊湊，可將四個(gè)單向閥組合在一起，從而成為一個(gè)專用配流器池，圖3畫出了這種配流器的結(jié)構(gòu)。其中，單向閥(31)(32)與單向閥(33)(34)分別裝配在接口(44)和(47)上，并通過后者與液管相連接(即圖1中的G、E端)。單向閥的另一端則分別通過彎管(42)接至兩個(gè)三通(41)上，這兩個(gè)三通的出口即為連接液管(21)(22)的F、H端。每個(gè)單向閥都是由閥體(45)、錐閥芯(46)及彈簧(48)組成的，錐閥芯與閥體上的座面相配合，當(dāng)其壓緊時(shí)，即阻斷了流體的通路，從而保證流體僅能單方向流動(dòng)。
操作時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕QA1或QA2，中間繼電器J1或J2通電。如設(shè)J1通電，則其常開觸點(diǎn)使1DT通電，換向閥(30)左位接入系統(tǒng)，這時(shí)，由銅洗塔下部排出的廢銅液經(jīng)截止閥(7)，流量控制閥(6)、液管(27)、換向閥(30)、液管(25)進(jìn)入增壓器的A腔，推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)，結(jié)果使D腔的廢銅液被擠出經(jīng)液管(24)、換向閥(30)、液管(28)流向再生塔進(jìn)行再生。B腔的新銅液被加壓經(jīng)液管(21)、配流器及液管(24)泵至銅洗塔上部，與此同時(shí)，C腔因容積增大形成真空從銅液池經(jīng)過濾器(3)、液管(23)、配流器和液管(22)吸入新銅液。當(dāng)活塞右行到終點(diǎn)時(shí)，碰塊(11)壓下行程開關(guān)1CK，使J1斷電，1DT亦隨之?dāng)嚯?，J2通電，它的常開觸頭使2DT通電，換向閥右位接入系統(tǒng)，這時(shí)由銅洗塔排出的廢銅液進(jìn)入增壓器的D腔，推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)，從而重復(fù)了開始時(shí)的工作過程，實(shí)現(xiàn)了雙缸作用自動(dòng)循環(huán)。這樣，能量回收裝置就回收了廢銅液中的大部分液壓能。合理地選擇不等容缸活塞兩邊的面積之比參數(shù)，可回收80%以上的能量，其余損失的20%的能量，只要有一個(gè)小功率的柱塞泵(流量為2.4-8.0M3/h)進(jìn)行補(bǔ)充就可以了。圖1畫出了銅液柱塞泵的連接原理圖。其中，(2)為過濾器，(1)為銅液柱塞泵，(4)為安全閥。銅液柱塞泵與能量回收裝置的輸出管路都接至銅洗塔的新銅液入口上。
按本發(fā)明型制造的能量回收裝置，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單巧妙，制造與操作都很方便。氮肥廠安裝本發(fā)明后，可使噸氨耗電節(jié)約15-20度。若在我國一千多家氮肥廠推行，可節(jié)電5.3萬千瓦，年節(jié)約電費(fèi)數(shù)千萬元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的氮肥生產(chǎn)用銅液能量回收裝置，它包括換向器及起增壓器作用的液壓缸，其特征在于，它還包括一個(gè)配流器，各部分的結(jié)構(gòu)為一、增壓器它由兩個(gè)不等容的液壓缸對接而成，每個(gè)液壓缸由缸體(13)、活塞(14)、活塞桿(15)、缸蓋(12)及碰塊(11)所組成，缸體(13)為圓筒狀，兩端有凸緣，法蘭(18)及缸蓋(12)即固定在它上面，法蘭(18)的每一邊都開有一個(gè)通孔，分別與液管(21)或(22)連接，每個(gè)缸蓋(12)上也各開有一個(gè)通孔，分別與液管(25)或(26)相通，兩個(gè)活塞(14)通過活塞桿(15)固定在一起，可在各自的缸體內(nèi)左右同步運(yùn)動(dòng)。二、換向器它包括換向閥(30)和兩個(gè)行程開關(guān)1CK、2CK，換向閥的R、S、P、Q孔分別與液管(25)、(26)、(27)、(28)相連通，液管(28)通向再生塔，液管(28)接銅洗塔的廢鋼液出口、液管(25)、(26)分別接增壓器的兩個(gè)缸，行程開關(guān)1CK、2CK分別控制換向閥的1DT、2DT，三、配流器它包括四個(gè)連通在一起的單向閥(31)、(32)、(33)、(34)，連接后的E、F、G、H端分別接液管(24)、(21)、(23)和(22)，液管(23)的另一端通新銅液池，液管(24)的另一端通銅洗塔的新銅液進(jìn)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅液能量回收裝置，其特征在于，單向閥(31)、(32)及單向閥(33)、(34)分別裝配在接口(44)和(47)上，單向閥的另一端分別通過彎管(42)接至兩個(gè)三通(41)上，每個(gè)單向閥都是由閥體(45)、錐閥芯(46)及彈簧(48)組成。
全文摘要
一種改進(jìn)的、用于氮肥廠合成氨生產(chǎn)中的合成混合氣銅洗系統(tǒng)的能量回收裝置，它由增壓器、換向器及配流器三部分組成，可以回收廢銅液中80％以上的液壓能，從而使噸氨電耗降低15-20度。
文檔編號F15B3/00GK1056664SQ9010374
公開日1991年12月4日 申請日期1990年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月21日
發(fā)明者張學(xué)洵, 張?jiān)嗜? 聶錫田, 王念恭, 劉玉震, 李雨生 申請人:劉玉震, 張學(xué)洵