氨回收专用能量转换器制造技术

一种氨回收专用能量转换器，其特征在于：包括壳体和转子，壳体内分隔为工作端、气浮腔和制动端，转子由主轴、工作叶轮和离心风机轮构成；转子穿于壳体中，工作叶轮伸入工作端，离心风机轮伸入制动端；所述两轴承体的外缘上设有通气槽，其外缘与壳体连接，内缘与主轴间隙配合；主轴在两个轴承体内侧各设置一个止挡轴肩；所述气浮腔上设有轴承气入口和轴承气出口，轴承气入口接通通气槽，通气槽一路经径向通气孔接通轴承体与主轴之间的间隙，另一路经轴向通气孔接通轴承体与止挡轴肩之间的间隙，这两间隙汇聚至轴承气出口；工作端上设有原气入口和气液混合出口；制动端上设有制动出风口和制动吸风口。本实用新型专利技术运行无需动力和能耗，既节能又环保。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及化工尾气分离回收领域，具体涉及一种氨回收装置中的能量转换器构造，它专用于分离和回收合成氨驰放气中的氨。
技术介绍
合成氨的生产会产生大量的驰放气(或称放空气、尾气)，如梅安华主编的《合成氨厂工艺技术与设计手册》第301页中记载每生产1吨合成氨贮槽驰放气产出量为108.321m3(标)。合成氨的生产所产生的驰放气为高压气体，一般压力在2.0～2.2MPa，温度在10～20℃，其中主要成分有氨、氢、甲烷和氮等，氨和甲烷为危险气体，若直接排放对环境有害，故均要对驰放气进行处理。为了提高经济效益增加附加值，人们通常在驰放气的处理中将驰放气中的氨提取出来制成氨产品出售或回用至合成氨生产中。目前，驰放气中氨回收工艺仍采取的是水洗的方法，是先将驰放气中的氨经水洗法转化为氨水，然后再经蒸氨、吸收制冷法提取出其中的氨，制成液氨回用至合成氨生产中。这种方法需耗费大量的水、电和蒸汽，能耗很大，还会产生大量的难于处理的稀氨水，对环保也不利。
技术实现思路
本技术提供一种新型的氨回收专用能量转换器，目的是在节能和环保的前提下分离和回收驰放气中的氨，大大提高合成氨的附加值，给合成氨厂带来较高的经济效益和环保效益。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种氨回收专用能量转换器，包括壳体和转子，壳体内沿轴向依次分隔为工作端、气浮腔和制动端，转子由主轴和分别固设于主轴两端的工作叶轮和离心风机轮构成；转子穿设在壳体中，通过气浮腔中的两个轴承体支撑，转子的工作叶轮伸入工作端，离心风机轮伸入制动端；所述气浮腔中，两轴承体的外缘中部周向开设有一圈通气槽，轴承体位于通气槽两侧的外缘与壳体间密封连接，轴承体的内缘与主轴间隙配合；主轴对应于两个轴承体在内侧各设置一个止挡轴肩；所述气浮腔上设有轴承气入口和轴承气出口，轴承气入口经入气通道分别接通两轴承体上的通气槽，每个通气槽均一路经径向通气孔接通轴承体内缘与主轴之间的间隙，另一路经轴向通气孔接通轴承体端面与止挡轴肩之间的间隙，所述两间隙汇聚至轴承气出口，以此构成一在径向和轴向上悬浮支承主轴的气浮轴承；所述工作端上对应于工作叶轮的径向设有原气入口，该原气入口经导流通道指向工作叶轮，工作端上对应于工作叶轮的轴向设有气液混合出口；所述制动端上对应于离心风机轮的径向设有制动出风口，并对应于离心风机轮的轴向设有制动吸风口。上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，所述工作端、气浮腔和制动端间相互密封分隔。具体来说，是指在工作端与气浮腔间的分隔壳体断面、气浮腔与制动端间的分隔壳体断面与主轴之间均应是微间隙的，以不接触式密封方式密封，如迷宫密封。2、上述方案中，所述壳体上对应于工作叶轮外周设有一导流器，该导流器上分布有导流通道，原气入口经其上的导流通道指向工作叶轮。设置导流器的目的是以导流器上对应工作叶轮的叶片设置的导流通道导向原气入口中通入的原气，使高压的原气推动工作叶轮均匀、稳定地旋转。3、上述方案中，所述轴承体上设有2～4排沿轴承体周向均布的轴向通气孔，这些轴向通气孔的穿孔方向与主轴中心线相平行。近一步具体方案为所述轴承体上设有2排轴向通气孔，其中一排从通气槽直接指向轴承体端面与止挡轴肩之间的间隙，另一排与径向通气孔相连通，经径向通气孔从通气槽指向轴承体端面与止挡轴肩之间的间隙。所述轴承体上设有2～4排沿轴承体周向均布的径向通气孔，这些径向通气孔的穿孔方向与主轴的中心线相垂直。本装置工作时，转子高速运转(一般要达到12万转/分钟)，完全靠气浮轴承中的轴承气的推力而起浮的，其轴承力推力的大小和均匀性对转子运行的平稳、很靠性至关重要，因此我们设计了2～4排的均布的轴向通气孔和径向通气孔，来保证其推力的均匀，并且，当其中某一孔因进入杂质而阻塞时，在轴承周向上推力仍较均匀，不会发生卡机故事。4、上述方案中，所述每排轴向通气孔和径向通气孔的个数、尺寸以如下方案最佳每排周向上均布的轴向通气孔和径向通气孔的个数为8～14个，孔径为0.1～0.4mm。5、上述方案中，以本装置处理驰放气时，因驰放气中含氨、甲烷不可外排，所述原气入口、气液混合出口、轴承气入口、轴承气出口、制动出风口和制动吸风口均应接入外配的处理输送驰放气的密闭管路中。6、上述方案中，使用时，从工艺设计上，制动吸风口处需接气体的压力与轴承出气口处排出气体的压力相等，故可将轴承气出口经管路接至制动吸风口上。7、上述方案中，所述制动端中朝向主轴端部设置有一转速传感器，以转速传感器检测主轴的转速，并外接转速表，以便于人们监测情况。8、上述方案中，所述气液混合出口上接有喇叭型扩压器，以增加降压效果，使氨更多地液化。9、上述方案中，所述轴承体采用非金属石磨材料最佳，不仅防腐蚀性好，同时润滑性能也很好。10、上述方案中，所述原气入口接待处理分离的驰放气，气液混合出口排出焓值、温度、压力均已降低了的已处理好了的驰放气和液氨混合气；而轴承气入口和出口则分别另外接入一定压力(一般为5kg/cm2)的提供气浮推力的驰放气，而制动吸风口和出风口则接另一路驰放气(一般为0.5kg/cm2)。本技术工作原理是参见附图书1所示，本装置具体是利用驰放气中各组份沸点不同的特点，应用透平膨胀原理，将纯净的驰放气从原气入口17引入，高压的驰放气推动工作叶轮7作高速转动，驰放气的压力能就被转化成为转子2转动的机械能和热能，而转子2上另一端的制动离心风机轮8也随之快速转动吸风，消耗机械能从而达到平衡，降低了原驰放气的焓值，产生冷量。因此气液混合出口中输送出的已是温度接近于氨的沸点左右的驰放气和液氨混合气，然后将其输送至后续的汽液分离设备中，就可将其液氨分离回收出来。因驰放气带动工作叶轮转动地速度非常快(一般要达到12万转/分钟)，其转子的支撑必须解决磨擦发热问题，故我们以气浮轴承支撑；在向原气入口17通入驰放气之前，需先向轴承气入口12中通入压缩气体(一般为5kg/cm2的驰放气)，这些施放气经通气槽10、轴向通气孔16和径向通气孔15进入轴承体9内缘与主轴6之间的间隙、轴承体9端面与止挡轴肩11之间的间隙中，形成气膜，将主轴6在径向和轴向上均平稳地上浮固定住，以保证转子2能高速地转动。设计中，是按所需驰放气焓值下降的量的大小来设计离心风机轮8的大小，其离心风机轮8大，其机械能消耗越大，焓值下降的越多，反之相反。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点 1、由于本技术的新型结构，直接用驰放气本身的压力能驱动，以透平膨胀原理降低了驰放气的焓量，使驰放气中的氨低温分离出，不仅运行时无动力无能耗，并且也无污染，是理想的氨回收的环保节能装置，为氨回收新工艺创造了新价值和新观念。2、本技术处理后的驰放气，再经汽液分离设备即可提纯至99％，可直接回用于生产，给合成氨生产带来极好的附加值和经济价值。3、由于本技术的气浮轴承中的多排的轴向通气孔和径向通气孔的设置，增加了轴承的气浮力和止推力，降低了故障率；经山东海化盛兴化工有限公司一年多的使用，实践证明安全可靠、无故障。附图说明附图1为实施例的结构示意图；附图2为实施例轴承体的结构主视图；附图3为附图2的A-A向剖视图；附图4为实施例应用时的驰放气氨分离的整个流程示意图。以上附图中1、壳体；2、转子；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨回收专用能量转换器，其特征在于：包括壳体［１］和转子［２］，壳体［１］内沿轴向依次分隔为工作端［３］、气浮腔［５］和制动端［４］，转子［２］由主轴［６］和分别固设于主轴［６］两端的工作叶轮［７］和离心风机轮［８］构成；转子［２］穿设在壳体［１］中，通过气浮腔［５］中的两个轴承体［９］支撑，转子［２］的工作叶轮［７］伸入工作端［３］，离心风机轮［８］伸入制动端［４］；所述气浮腔［５］中，两轴承体［９］的外缘中部周向开设有一圈通气槽［１０］，轴承体［９］位于通气槽［１０］两侧的外缘与壳体［１］间密封连接，轴承体［９］的内缘与主轴［６］间隙配合；主轴［６］对应于两个轴承体［９］在内侧各设置一个止挡轴肩［１１］；所述气浮腔［５］上设有轴承气入口［１２］和轴承气出口［１３］，轴承气入口［１２］经入气通道［１４］分别接通两轴承体［９］上的通气槽［１０］，每个通气槽［１０］均一路经径向通气孔［１５］接通轴承体［９］内缘与主轴［６］之间的间隙，另一路经轴向通气孔［１６］接通轴承体［９］端面与止挡轴肩［１１］之间的间隙，所述两间隙汇聚至轴承气出口［１３］，以此构成一在径向和轴向上悬浮支承主轴［６］的气浮轴承；所述工作端［３］上对应于工作叶轮［７］的径向设有原气入口［１７］，该原气入口［１７］经导流通道指向工作叶轮［７］，工作端［３］上对应于工作叶轮［７］的轴向设有气液混合出口［１８］；所述制动端［４］上对应于离心风机轮［８］的径向设有制动出风口［１９］，并对应于离心风机轮［８］的轴向设有制动吸风口［２０］。...

【技术特征摘要】
1.一种氨回收专用能量转换器，其特征在于包括壳体[1]和转子[2]，壳体[1]内沿轴向依次分隔为工作端[3]、气浮腔[5]和制动端[4]，转子[2]由主轴[6]和分别固设于主轴[6]两端的工作叶轮[7]和离心风机轮[8]构成；转子[2]穿设在壳体[1]中，通过气浮腔[5]中的两个轴承体[9]支撑，转子[2]的工作叶轮[7]伸入工作端[3]，离心风机轮[8]伸入制动端[4]；所述气浮腔[5]中，两轴承体[9]的外缘中部周向开设有一圈通气槽[10]，轴承体[9]位于通气槽[10]两侧的外缘与壳体[1]间密封连接，轴承体[9]的内缘与主轴[6]间隙配合；主轴[6]对应于两个轴承体[9]在内侧各设置一个止挡轴肩[11]；所述气浮腔[5]上设有轴承气入口[12]和轴承气出口[13]，轴承气入口[12]经入气通道[14]分别接通两轴承体[9]上的通气槽[10]，每个通气槽[10]均一路经径向通气孔[15]接通轴承体[9]内缘与主轴[6]之间的间隙，另一路经轴向通气孔[16]接通轴承体[9]端面与止挡轴肩[11]之间的间隙，所述两间隙汇聚至轴承气出口[13]，以此构成一在径向和轴向上悬浮支承主轴[6]的气浮轴承；所述工作端[3]上对应于工作叶轮[7]的径向设有原气入口[17]，该原气入口[17]经导流通道指向工作叶轮[7]，工作端[3]上对应于工作叶轮[7]的轴向设有气液混合出口[18]；所述制动端[4]上对应于离心风机轮[8]的径向设有制动出风口[19]，并对应于离心风机轮[8]的轴向设有制动吸风口[20]。2.根据权利要求1所述的氨回收专用能量转换器，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈铭钧，
申请(专利权)人：苏州申华低温成套设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]