固含量自动测量装置、储罐系统和氨法脱碳系统的制作方法

1.本实用新型属于环保技术领域，具体地涉及一种固含量自动测量装置、一种包括固含量自动测量装置的储罐系统以及一种包括储罐系统的氨法脱碳系统。


背景技术：

2.目前，在一些工业生产中会产生含有co2的工艺气体或者说烟气。大量co2或者其他温室气体排入到环境中，会造成全球气候变暖等一系列环境问题。因此寻求积极有效的co2气体处理方法。碳酸氢铵可以是一种速效氮素肥，分子式为nh4hco3，易溶于水，易分解，适用于各种作物和各种土壤。co2是制备碳酸氢铵的原料之一，将烟气中的co2气体用于生产碳酸氢铵，不但能解决由于co2直接排入大气而引起的环境问题，而且能得到碳酸氢铵肥料。
3.用于从烟气中脱除co2的氨法脱碳系统可以包括储罐、尤其是结晶罐，其用于容纳含碳酸氢铵固体的浆液。在一些应用情况下，需要测量浆液的固含量，根据所测量的固含量来控制用于搅拌浆液的搅拌装置的搅拌速度以及控制出料时间。在常规的现有技术中，采用人工取样测量方法。由于人工取样测量具有滞后性，而且在取样点处提取的样品对于容纳在储罐中的整个浆液不一定具有充分的代表性，所以人工取样测量方法不仅是耗费的，而且无法保证测量结果的及时性和准确性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提出一种固含量自动测量装置，借此能够自动测量由储罐容纳的浆液的固含量，克服在人工取样测量中存在的缺陷。本实用新型的目的还在于，提出一种包括固含量自动测量装置的储罐系统以及一种包括储罐系统的氨法脱碳系统。
5.本实用新型的第一方面涉及一种固含量自动测量装置，所述固含量自动测量装置用于自动测量由储罐容纳的浆液的固含量，所述固含量自动测量装置包括称重装置、液位测量装置和计算装置，所述称重装置用于确定由储罐容纳的浆液的质量，所述液位测量装置用于确定由储罐容纳的浆液的液位，所述计算装置用于由浆液的液位确定浆液的体积并且根据浆液的质量和浆液的体积确定浆液的固含量。
6.借助于按本实用新型的固含量自动测量装置，不需要从储罐中人工取样和对样品进行检测，可以以改进的实时性和精确性简便地可靠地确定浆液的固含量。
7.在一些实施方式中，所述称重装置可以构造成，使得储罐能承载在称重装置上。
8.在一些实施方式中，所述称重装置可以包括多个分布的称重单元，这些称重单元构造成用于共同承载储罐，对储罐进行支撑和固定。
9.在一些实施方式中，所述称重装置可以包括顶板、底板、限位组件、连接组件、称重传感器。
10.在一些实施方式中，所述液位测量装置可以是雷达液位计。
11.在一些实施方式中，所述固含量自动测量装置可以还包括用于检测由储罐容纳的浆液的温度的测温装置，所述计算装置根据由测温装置确定的温度来确定浆液中的饱和溶
液的密度并且根据所确定的浆液中的饱和溶液的密度来确定浆液的固含量。
12.在一些实施方式中，所述计算装置可以集成在控制系统中，该控制系统至少接收来自称重装置的数据和来自液位测量装置的数据，并且该控制系统构造成用于控制储罐的至少一个部件。
13.在一些实施方式中，所述固含量自动测量装置可以还包括显示装置，该显示装置构造成用于显示由计算装置确定的浆液的固含量。
14.本实用新型的第二方面涉及一种储罐系统，其包括储罐以及根据本实用新型的第一方面的固含量自动测量装置。
15.在一些实施方式中，所述储罐可以完全承载于称重装置上。
16.在一些实施方式中，所述储罐系统可以包括与储罐连接的管道，所有与储罐连接的管道均不承受来自储罐的载荷。
17.在一些实施方式中，在所有与储罐连接的管道中，除了不设外部支撑的排放管道之外，其它的与储罐连接的管道均设有软管连接。所述排放管道例如涉及风管和/或用于将储罐排空的排放管。
18.在一些实施方式中，所述储罐可以为结晶罐或稠厚器。
19.在一些实施方式中，所述储罐系统可以还包括储罐搅拌装置，所述储罐搅拌装置用于搅拌由储罐容纳的浆液，所述储罐搅拌装置的启动和停机以及搅拌速度能根据由计算装置确定的浆液的固含量来控制。通过适宜地控制储罐搅拌装置，可以良好地在储罐中防止结垢和堵塞。
20.在一些实施方式中，所述储罐搅拌装置可以包括变频控制的电机以及能由电机驱动的搅拌机构。
21.在一些实施方式中，所述储罐可以设有用于从储罐输出浆液的浆液出口管道，该浆液出口管道可以设有自动阀，所述自动阀能被控制。当浆液的固含量达到预定值或者处于预定范围之内时，自动阀能被自动地打开，因此可以实现从储罐的自动的出料。
22.在一些实施方式中，所述计算装置可以集成在控制系统中，该控制系统至少接收来自称重装置的数据和来自液位测量装置的数据，优选地，还接收来自测温装置的温度数据，所述控制系统与变频控制的电机连接，以根据浆液的固含量来控制储罐搅拌装置的搅拌速度。
23.在一些实施方式中，所述计算装置可以集成在控制系统中，该控制系统至少接收来自称重装置的数据和来自液位测量装置的数据，优选地，还接收来自测温装置的温度数据，所述控制系统与自动阀连接，以根据浆液的固含量来控制储罐的出料。
24.本实用新型的第三方面涉及一种氨法脱碳系统，用于以氨作为吸收剂脱除烟气中的co2，其中，所述氨法脱碳系统包括根据本实用新型的第二方面的储罐系统，其中，所述储罐用于容纳碳酸氢铵浆液。
25.上面已提及的技术特征、下面将要提及的技术特征以及单独地在附图中显示的技术特征可以任意地相互组合，只要被组合的技术特征不是相互矛盾的。所有的可行的特征组合都是在本文中明确地记载的技术内容。在同一个语句中包含的多个分特征之中的任一个分特征可以独立地被应用，而不必一定与其他分特征一起被应用。
附图说明
26.下面参照附图借助示例性的实施方式进一步说明本实用新型。
27.图1是按本实用新型的示例性的实施方式的包括固含量自动测量装置的储罐系统的简图。
28.附图标记如下：储罐进料1、进料口金属软管2、储罐3、储罐搅拌装置4、液位测量装置5、自动阀6、出料口金属软管7、出料泵8、储罐出料9、风管10、排放管11、控制系统12、显示装置13、称重装置14、计算装置15、测温装置16。
具体实施方式
29.图1是按本实用新型的示例性的实施方式的储罐系统的简图，该储罐系统包括按本实用新型的示例性的实施方式的固含量自动测量装置，并且可以是未进一步示出的氨法脱碳系统的组成部分。
30.该储罐系统包括用于容纳碳酸氢铵浆液的储罐3和配属的固含量自动测量装置。所述储罐3可以为结晶罐或稠厚器。所述固含量自动测量装置用于自动测量由储罐3容纳的浆液的固含量。碳酸氢铵溶液或者浆液作为储罐进料1通过输入管道输送至储罐3的与储罐顶部相邻的上部。在输入管道至储罐的进料口处，采用进料口金属软管2，以使得输入管道完全不承受来自储罐3的载荷。储罐3还配设有输出管道。碳酸氢铵浆料可以通过输出管道在激活出料泵8的情况下作为储罐出料9输送至固液分离装置。分离出的固体湿料可以最终加工成碳酸氢铵化肥，分离出的母液可以返回至储罐3。在储罐3通向输出管道的出料口处可以设置出料口金属软管7以使得输出管道完全不承受来自储罐3的载荷。在出料口处可以设置自动阀6，该自动阀可以被控制系统12根据所测量的浆液的固含量自动地打开和关闭以及控制开度，以实现从储罐3的自动出料。在储罐3的顶部可以设置风管10，借助于风管，可以在储罐系统的运行中，例如在储罐3进料和/或出料时，保持储罐3的内部与环境的压力平衡。在储罐3的底部可以设置排放管11，借助于排放管，可以在需要时将储罐3排空。
31.在如图1所示的实施方式中，在所有与储罐3连接的管道中，除了不设外部支撑的排放管道(风管10和排放管11)之外，其它的与储罐3连接的管道均设有软管连接(进料口金属软管2和出料口金属软管7)，由此可以基本上避免与储罐3连接的管道对浆液的固含量的测量准确性的影响。
32.在储罐3的底部的下方设有称重装置14，所述称重装置用于确定由储罐3容纳的浆液的质量。在如图1所示的实施方式中，称重装置14包括四个均匀分布设置的称重单元(在图1的视图中，由于两个称重单元重合，在图1中可观察到三个称重单元)，它们共同承载储罐3，对储罐3进行支撑和固定。
33.在一种方案中，称重装置14可以称量储罐3连同浆液的总的绝对质量(用m2表示)。在此情况下，可以要么利用称重装置14称量空的储罐3的质量(用m1表示)，或者输入空的储罐3的质量。浆液的质量m＝m
2-m1。
34.在另一种方案中，在空的储罐3安置在称重装置14上的情况下，将称重装置14调零。于是，经过调零的称重装置14可以直接地输出由储罐3容纳的浆液的质量m。
35.所述固含量自动测量装置包括液位测量装置5，其可以构成为非接触式的雷达液位计。所述液位测量装置5用于确定由储罐3容纳的浆液的液位。浆液的液位与浆液的体积v
具有一一对应的关系。这种关系可以预先存储在计算装置中，例如以函数的形式或者以查找表的形式。
36.称重装置14和液位测量装置5的信号可以输送至计算装置15。在如图1所示的实施方式中，计算装置15可以集成到控制系统12中。这样的计算装置可以是处理器或者其他已知的数据处理装置。在替换的实施方式中，计算装置15由笔记本电脑实现，该笔记本电脑包括显示屏作为显示装置13，该显示装置构造成用于显示由计算装置15确定的浆液的固含量。
37.所述计算装置15可以由浆液的液位确定浆液的体积，并且根据浆液的质量和浆液的体积确定浆液的固含量。根据以下公式可以计算出浆液的固含量w。
38.m＝m
11
+m
12
39.v＝m
11
/ρ1+m
12
/ρ240.w＝m
12
/m＝(m-ρ1v)/m
×
ρ2/(ρ
2-ρ1)
×
100％
41.其中，m表示浆液的总质量，m
11
表示浆液中的饱和溶液的质量，m
12
表示浆液中的固体的质量，ρ1表示浆液中的饱和溶液的密度，ρ2表示浆液中的固体的密度，w表示以质量百分比为单位的固含量。
42.在一种示例性的应用情况中，浆液中的饱和溶液密度ρ1为1.18t/m3，固体碳酸氢铵密度为1.58t/m3。空储罐的质量m1为1.25t，储罐连同浆液的总质量m2为2.92t，浆液的质量m为1.67t，浆液的体积v为1.36m3。通过计算可以得到在浆液中的碳酸氢铵固含量w为15.4％。
43.在一种示例性的应用情况中，储罐3中的浆液的温度被精确地控制，并且从而在微小的范围内变动。因此，浆液中的饱和溶液密度ρ1可以视为常数。
44.在另一种示例性的特别有利的应用情况中，所述固含量自动测量装置还包括用于检测由储罐3容纳的浆液的温度的测温装置16，所述计算装置附加地根据由测温装置确定的温度来确定固含量。浆液中的饱和溶液密度ρ1与浆液的温度相关。浆液中的碳酸氢铵固体密度ρ2可以始终视为常数。借此可以更加精确地确定固含量。在一种方案中，测温装置16可以安置在储罐3的壁体中，并且以与浆液接触的方式实现对浆液的测温。在另一种方案中，测温装置16可以构成为非接触式的红外线测温装置。测温装置16可以包括分布设置的多个测温单元，对于这些测温单元的温度数据可以求平均值，或者可以求加权平均值，各个温度数据的权重可以根据实际需要来预设。
45.所述储罐系统可以还包括储罐搅拌装置4，所述储罐搅拌装置用于搅拌由储罐3容纳的浆液。所述储罐搅拌装置4的启动和停机以及搅拌速度能根据由计算装置15确定的浆液的固含量来控制。有利的是，当浆液的固含量超过预定的阈值时，自动控制搅拌速度。为此，所述储罐搅拌装置4可以包括变频控制的电机m以及能由电机m驱动的搅拌机构。通过适宜的搅拌，可以防止浆液中的固体的沉降和结疤。
46.在一种未示出的实施方式中，储罐可以是氨法脱硫系统的组成部分，并且用于存储硫酸氢铵浆液。
47.需要注意的是，在此使用的术语是仅用于说明具体方面的目的，而不用于限制公开内容。如在此使用的单数形式“一个”和“所述一个”应包括复数形式，除非上下文明确地另有表述。可以理解到，术语“包括”和“包含”以及其他类似术语，在申请文件中使用时，具
体说明所陈述的操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其他操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。如在此使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列举的项目的所有的任意的组合。在对附图的说明中，类似的附图标记总是表示类似的元件。
48.可以理解到，尽管术语“第一”、“第二”等等可以在此用来说明不同的元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅仅用来将一个元件与另一个元件区分开。因此，第一元件可以被称为第二元件，而不背离本技术构思的教导。
49.最后要指出的是，上述实施例仅仅用于理解本技术，而不对本技术的保护范围构成限制。对于本领域技术人员来说，在上述实施例的基础上可以做出修改，这些修改都不脱离本技术的保护范围。