一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统和方法。该氨水循环系统包括了氨气水密封柜、氨水加热柜、氨水冷却器、及连接管路及输送装置；其中氨气水密封柜和氨水冷却柜也可组合在一起，成为氨气水密封及氨水冷却组合柜。该系统中氨水的循环过程为：将吸收溶解氨气后获得的氨水输送至氨水加热柜，在其中将氨水加热使其温度升高，氨气逸出，由此降低了氨水的浓度，再将此氨水进行冷却后继续用于氨气吸收溶解，以构成氨水循环过程。本发明专利技术用于以氨作为燃料的领域，由于氨具有毒性，在氨燃料系统需要透气时，应避免氨气排放至大气中。本发明专利技术所述氨水循环系统提供了对透气中氨气进行持续密封的系统解决方案。气进行持续密封的系统解决方案。气进行持续密封的系统解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统和方法

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[0001]本专利技术涉及氨燃料发动机及氨燃料供应领域，更具体地说，是一种应用于氨燃料发动机及氨燃料供应系统的含有氨气的气体透气的氨水循环系统。

技术介绍
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[0002]为适应海洋运输业去碳化的要求，氨作为零碳燃料正在受到广泛的关注，然而制约氨作为海运燃料因素之一是其毒性，在船舶氨燃料发动机及氨燃料供应系统的含有氨气的透气过程中应避免氨气排放至环境中，以免对人及环境中其它生物造成危害。
[0003]目前海运业已在使用的其它低碳燃料，包括天然气，乙烷，液化石油气，其发动机及低碳燃料供应系统的透气均可排放至大气。
[0004]为了船舶氨燃料发动机及氨燃料供应系统的应用，对于含有氨气的气体透气的相关规范及解决方案研究也受到船舶制造领域相关行业的重视。

技术实现思路

[0005]技术问题
[0006]氨燃料发动机及氨燃料供应系统的透气中含有氨气及用于吹扫管道中氨燃料所需的惰性气体，如氮气。其中的氨气由于具有毒性而不宜排出至环境，以免对人员及环境造成危害。
[0007]以水作为溶剂对氨气进行溶解吸收从而达到对透气中氨气进行密封已经是公开的方法，但尚未形成可行的解决方案，未解决对氨气的分离以便收集利用，且未提供氨水的处理及再循环利用的系统性解决方案。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术所述一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统为含有氨气的气体连续不断地透气提供了可行的解决方案，避免氨气排放至大气，对人员及环境提供了保护，为氨气水密封过程的提供了氨气分离及氨水再循环的解决方案。
[0009]技术方案
[0010]本专利技术所涉及的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统解决了氨燃料发动机及氨燃料供应系统将氨燃料排空时所需要的透气过程中的对氨气持续以水进行溶解吸收所需要的对氨气进行分离，以及氨水作为溶剂再循环利用的问题。用于吸收氨气的溶剂是水，如无特殊说明，水作为浓度为零的氨的水溶液和氨水在此统称为氨水。
[0011]根据本专利技术的一个方面，一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，所述氨水循环系统包含如下部分：氨气水密封柜、氨水加热柜、氨水冷却器、以及连接各组件的循环管路及输送装置；所述氨水循环系统中氨水循环过程为：在氨气水密封柜中溶解吸收氨气得到的较高浓度氨水从所述氨气水密封柜被输送至氨水加热柜，在其中被加热，使温度升高，氨气逸出，从而降低了氨水的浓度，得到较低浓度的氨水，该氨水再从氨水加热柜被输送至氨水冷却器，经冷却后再继续输送至氨气水密封柜，构成循环过程；其中氨气水密封柜中氨水的温度低于氨水加热柜中氨水的温度；上述部分详细描述如下：氨气水密封柜，使用时其中装有水或氨水，其包含:透气输入管路，含有氨气的气体透气由此进入所述氨气水密封柜，所述透气输入管路出口浸没在氨水液面以下；氨水输入及输出管路；透气口，其设置于氨气水密封柜上部，由此将不溶于水的气体排出；其作用是利用氨易溶于水的特点，将氨燃料发动机及氨燃料供应系统中透气出来的含有氨气的气体通入水或较低浓度氨水中，使氨气溶于水中得到较高浓度氨水，以实现对氨气的密封，而不溶于水的气体则从水中逸出；氨水加热柜，其接收氨气水密封柜中的氨水，其中包含加热器；氨水输入及经加热后输出的管路；设置在所述氨水加热柜的上部的透气口，氨气通过此透气口排出；其作用是，接收由氨气水密封柜中输入的氨水，并对氨水进行加热，使氨气逸出以便收集利用，避免其排出至大气，同时通过上述过程，降低了氨水的浓度，得到较低浓度氨水，以便继续循环利用；氨水冷却器，其设在氨水加热柜的下游，其中包含：换热器，通过冷媒体流经该所述换热器而对来自氨水加热柜的氨水进行冷却；用于氨水输入及被冷却后输出的管路；其作用是对来自氨水加热柜的较低浓度氨水进行冷却，以便提高其对氨气的溶解度，再输送回氨气水密封柜中循环利用进一步吸收溶解氨气。连接管路及输送装置，由所述连接管路及输送装置将系统中相关部件连接起来，使氨水流动以实现所述氨水循环过程；
[0012]基于上述根据本专利技术的一个方面所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中所述连接管路及输送装置可采用包括如下部件方案以实现氨水循环：氨水输送泵，所述氨水输送泵设置于氨气水密封柜下游氨水管路中，通过所述氨水输送泵将氨水由所述氨气水密封柜输送至所述氨水加热柜；氨水循环泵，所述氨水循环泵设置于氨水加热柜下游氨水管路中，通过所述氨水循环泵将所述氨水加热柜内经加热的氨水输送至氨水冷却器经冷却后继续输送至所述氨气水密封柜，以实现所述氨水循环过程。
[0013]基于上述根据本专利技术的一个方面所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中所述连接管路及输送装置也可采用另一种包括如下部件方案以实现氨水循环：所述氨气水密封柜与所述氨水加热柜之间的连接管路，且所述氨气水密封柜置于
氨水加热柜上方，通过重力将所述氨气水密封柜中的氨水输送至氨水加热柜；流量调节装置，其被设置在所述氨气水密封柜下游氨水管路上，用以调节氨气水密封柜中的液位；氨水循环泵，所述氨水循环泵设置于氨水加热柜下游氨水管路中，通过所述氨水循环泵将所述氨水加热柜内经加热后的氨水输送至氨水冷却器冷却后继续输送至所述氨气水密封柜以实现所述氨水循环过程。
[0014]基于上述根据本专利技术的一个方面所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中的氨水加热柜可进一步设计为承压容器，其具体可包括：所述氨水加热柜为承压容器，且在所述氨水加热柜的上部所述透气口设置压力透气阀，使其在氨气压力达到设定值时开启，将氨气排出以便收集利用。
[0015]基于上述承压容器设计的氨水加热柜，上述根据本专利技术的一个方面所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中所述连接管路及输送装置可采用包括如下部件的方案以实现氨水循环：氨水循环泵，所述氨水循环泵设置于氨气水密封柜下游氨水管路中，通过所述氨水循环泵将氨水由所述氨气水密封柜输送至所述氨水加热柜；流量调节装置，其设置于所述氨水加热柜下游氨水管路中，以调节氨水加热柜中的液位；由所述氨水循环泵将氨水由所述氨水加热柜经过所述流量调节装置输送至所述氨水冷却器，经冷却后继续输送至所述氨气水密封柜，以实现所述氨水循环过程。
[0016]根据本专利技术的另一方面，一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，所述氨水循环系统包括如下部分：氨气水密封及氨水冷却组合柜、氨水加热柜、连接管路及输送装置；所述氨水循环系统中氨水的循环过程为：在氨气水密封及氨水冷却组合柜中溶解吸收氨气得到的较高浓度氨水由所述组合柜被输送至氨水加热柜，氨水在所述氨水加热柜中被加热升温，使氨气逸出，从而降低了氨水的浓度，得到较低浓度的氨水，该较低浓度的氨水再由氨水加热柜被输送回到所述组合柜，构成循环过程；其中氨气水密封及氨水冷却组合柜中氨水的温度应低于氨水加热柜中氨水的温度；上述部分详细描述如下：氨气水密封及氨水冷却组合柜，其包含:透气输入管路，含有氨气的气体透气由此进入所述组合柜，所述透气输入管路出口浸没在氨水液面以下，将氨气溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，包括如下部分：氨气水密封柜，使用时其中装有水或氨水，其包含:透气输入管路，含有氨气的气体透气由此进入所述氨气水密封柜，所述透气输入管路出口浸没在氨水液面以下，以使氨气被水溶解吸收；氨水输入及输出管路；透气口，其设置于氨气水密封柜上部，由此将不溶于水的气体排出；氨水加热柜，其接收氨气水密封柜中的氨水，加热使氨气逸出，其中包含加热器；所述氨水的输入及经加热后输出的管路；设置于所述氨水加热柜上部的透气口，氨气通过此透气口排出；氨水冷却器，其设在氨水加热柜的下游氨水管路中，其中包含换热器，其通过冷媒介流经该所述换热器而对流经来自氨水加热柜的氨水进行冷却；用于氨水输入及被冷却后输出的管路；连接管路及输送装置，由所述连接管路及输送装置将系统中相关部分连接起来，以形成所述氨水循环系统；所述氨水循环系统中氨水的循环过程为：氨气水密封柜中的氨水被输送至氨水加热柜，在其中被加热使氨气逸出，再由氨水加热柜被输送至氨水冷却器使其中氨水被冷却后继续被输送回到氨气水密封柜，构成氨水循环过程；所述氨气水密封柜中氨水的温度应低于所述氨水加热柜中氨水的温度。2.根据权利要求1所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中所述连接管路及输送装置包括：氨水输送泵，所述氨水输送泵设置于氨气水密封柜下游氨水管路中，通过所述氨水输送泵将氨水由所述氨气水密封柜输送至所述氨水加热柜；氨水循环泵，所述氨水循环泵设置于氨水加热柜下游氨水管路中，通过所述氨水循环泵将所述氨水加热柜内经加热的氨水输送至所述氨水冷却器使氨水被冷却后继续输送回至所述氨气水密封柜。3.根据权利要求1所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中所述连接管路及输送装置包括：所述氨气水密封柜与所述氨水加热柜之间的连接管路，且所述氨气水密封柜置于氨水加热柜上方，通过重力将所述氨气水密封柜中的氨水输送至氨水加热柜；流量调节装置，其被设置在所述氨气水密封柜下游氨水管路上，用以调节氨气水密封柜中的液位；氨水循环泵，所述氨水循环泵设置于氨水加热柜下游氨水管路中，通过所述氨水循环泵将所述氨水加热柜内经加热的氨水输送至所述氨水冷却器使氨水被冷却后继续输送至所述氨气水密封柜。4.根据权利要求1所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中的所述氨水加热柜进一步包括：所述氨水加热柜为承压容器，且在所述氨水加热柜上部的所述透气口设置压力透气阀，使其在氨气压力达到设定值时开启，将氨气排出。5.根据权利要求4所述的一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，其中所述连接管路及输送装置包括：
氨水循环泵，所述氨水循环泵设置于氨气水密封柜下游氨水管路中，通过所述氨水循环泵将氨水由所述氨气水密封柜输送至所述氨水加热柜；流量调节装置，所述流量调节装置设置于所述氨水加热柜下游氨水管路中，用以调节所述氨水加热柜中的液位；所述氨水循环泵将所述氨水加热柜内经加热的氨水经过所述流量调节装置输送至所述氨水冷却器使氨水被冷却后继续输送至所述氨气水密封柜。6.一种用于含有氨气的气体透气的氨水循环系统，包括如下部分：氨气水密封及氨水冷却组合柜，使用时其中装有水或氨水，其包含:透气输入管路，含有氨气的气体透气由此进入所述氨气水密封及氨水冷却组合柜，所述透气输入管路出口浸没在液面以下，以使氨气被水溶解吸收；氨水的输入及输出管路；透气口，其设置于所述组合柜上部，由此将不溶于水的气体排出；换热器，其设置于所述组合柜之中，通过冷媒介流经所述换热器以便将所述组合柜中的氨水冷却；氨水加热柜，其接收来自氨气水密封及氨水冷却组合柜的氨水，加热使氨气逸出，所述氨水加热柜中包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：石荣明，
申请(专利权)人：石荣明，
类型：发明
国别省市：