A máy hóa hơi amoniac lỏng chuyển đổi amoniac lỏng (NH₃) được lưu trữ thành trạng thái khí để có thể sử dụng an toàn trong các quy trình công nghiệp, hệ thống lạnh, nông nghiệp và sản xuất hóa chất. Nếu không có máy hóa hơi, amoniac lỏng không thể được đưa trực tiếp vào hầu hết các thiết bị hạ nguồn. , làm cho thiết bị này trở thành một mắt xích quan trọng trong bất kỳ hệ thống cung cấp hoặc phân phối amoniac nào.
Amoniac lỏng được lưu trữ ở khoảng -33°C (-27,4°F) ở áp suất khí quyển hoặc dưới áp suất ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Máy hóa hơi sử dụng nhiệt - thông qua các yếu tố không khí, nước, hơi nước hoặc điện xung quanh - để chuyển pha chất lỏng thành hơi ở tốc độ và áp suất được kiểm soát.
Một số thiết kế máy hóa hơi được sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu công suất, nguồn nhiệt sẵn có và hạn chế lắp đặt. Mỗi loại mang lại sự đánh đổi riêng biệt về hiệu quả, chi phí và bảo trì.
Các thiết bị này sử dụng ống nhôm hoặc thép không gỉ có vây để hấp thụ nhiệt từ không khí xung quanh. Họ yêu cầu không có nguồn năng lượng bên ngoài , khiến chúng trở thành lựa chọn có chi phí thấp nhất cho tốc độ dòng chảy thấp đến trung bình. Tuy nhiên, công suất của chúng giảm đáng kể ở vùng khí hậu lạnh – hiệu suất có thể giảm 40–60% khi nhiệt độ môi trường giảm xuống dưới 0°C.
Cuộn dây amoniac được ngâm trong bể nước nóng, thường được duy trì ở nhiệt độ 50–80°C. Thiết kế này cung cấp đầu ra ổn định bất kể nhiệt độ ngoài trời và được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp có nhu cầu sử dụng khối lượng lớn liên tục. Máy hóa hơi trong bể nước có thể xử lý tốc độ dòng chảy từ 50 kg/giờ đến hơn 5.000 kg/giờ.
Các bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống này sử dụng hơi nước thực vật hoặc nước nóng ở phía vỏ để làm bay hơi amoniac ở phía ống. Chúng được ưu tiên sử dụng tại các cơ sở đã có sẵn hơi nước, cung cấp hiệu suất nhiệt cao và kiểm soát nhiệt độ chính xác .
Lò sưởi ngâm điện được nhúng trong buồng hóa hơi. Chúng nhỏ gọn và dễ lắp đặt nhưng chi phí vận hành cao hơn do tiêu thụ điện. Chúng thường được sử dụng cho tốc độ dòng chảy nhỏ hơn dưới 200 kg/giờ hoặc trong phòng thí nghiệm và nhà máy thí điểm.
| loại | Nguồn nhiệt | Tốc độ dòng chảy điển hình | Trường hợp sử dụng tốt nhất | Chi phí vận hành |
|---|---|---|---|---|
| Không khí xung quanh | Không khí trong khí quyển | 10–500 kg/giờ | Khí hậu ấm áp, nhu cầu thấp | Rất thấp |
| Tắm nước | Nước nóng | 50–5.000 kg/giờ | Sử dụng công nghiệp liên tục | Trung bình |
| Hơi nước/Nước nóng | hơi nước thực vật | 100–10.000 kg/giờ | Cơ sở giàu hơi nước | Thấp (nếu có hơi nước) |
| Điện | Điện heaters | 5–200 kg/giờ | Phòng thí nghiệm, sử dụng quy mô nhỏ | Cao |
Việc chọn sai thiết bị hóa hơi cho các yêu cầu về lưu lượng và áp suất của bạn sẽ dẫn đến hiện tượng đóng băng, giảm áp suất hoặc vận chuyển amoniac lỏng vào đường ống hạ lưu một cách không an toàn. Các thông số kỹ thuật sau đây là quan trọng nhất trong quá trình lựa chọn:
Máy hóa hơi amoniac lỏng phục vụ nhiều ngành công nghiệp, mỗi ngành có nhu cầu về độ tinh khiết, áp suất và lưu lượng khác nhau:
Amoniac được phân loại là khí độc và dễ cháy (IDLH: 300 trang/phút ; phạm vi dễ cháy: 15–28% trong không khí). Hệ thống hóa hơi phải được thiết kế và vận hành với các biện pháp kiểm soát an toàn theo từng lớp.
Tất cả các máy hóa hơi phải được trang bị Van giảm áp được xếp hạng ASME đặt theo áp suất thiết kế của bình. PRV kép được bố trí van ba chiều cho phép thử nghiệm trong quá trình vận hành mà không cần tắt thiết bị.
Amoniac lỏng đi vào đường ống hạ lưu dưới dạng cặn có thể làm hỏng thiết bị và tạo ra sốc áp suất. Thiết bị khử sương mù, cảm biến nhiệt độ đầu ra và van ngắt tự động là những biện pháp bảo vệ tiêu chuẩn. Nhiệt độ hơi đầu ra phải được theo dõi liên tục; mức giảm xuống dưới điểm bão hòa sẽ kích hoạt cảnh báo hoặc tắt máy.
Lắp đặt máy dò amoniac điện hóa hoặc xúc tác ở những điểm thấp (hơi amoniac nhẹ hơn không khí nhưng có thể đọng lại trong không gian kín). Ngưỡng phát hiện thường được đặt ở 25 ppm (cảnh báo) và 50 ppm (sơ tán) . Phòng hóa hơi phải tuân thủ các tiêu chuẩn thông gió như ASHRAE 15 hoặc các tiêu chuẩn tương đương của địa phương.
Ở những khu vực có thể có hơi amoniac, thiết bị điện phải được xếp hạng cho các vị trí nguy hiểm (ATEX Vùng 1/2 hoặc NEC Loại I Phân khu 1/2) để ngăn chặn sự bốc cháy của nồng độ dễ cháy.
Ngay cả một máy hóa hơi được thiết kế tốt cũng sẽ hoạt động kém hoặc hỏng hóc sớm nếu không được lắp đặt đúng cách và có lịch bảo trì nhất quán.
Quyết định dựa trên bốn yếu tố: tốc độ dòng chảy yêu cầu, nguồn nhiệt sẵn có, điều kiện khí hậu và các yêu cầu pháp lý. Sử dụng khung sau:
Luôn yêu cầu nhà cung cấp tính toán công suất nhiệt chính thức và xác minh rằng công suất đã nêu dựa trên nhiệt độ chất lỏng đầu vào thực tế và áp suất đầu ra cài đặt cụ thể của bạn, không phải điều kiện danh mục chung.