CN104163438A - 一种排放氨气的回收工艺 - Google Patents

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Abstract

一种排放氨气的回收工艺是工厂排放的氨气进入吸收塔(1)塔釜(12)内被去离子水进行吸收，少量氨气、水蒸汽及惰性气体会从去离子水中逸出进入填料吸收段(13)，用吸收氨的去离子水对进入中部填料吸收段(13)的少量氨气进行再洗涤吸收；逸出的含微量氨的水蒸汽及惰性气体进入上部冷却冷凝段(14)，微量氨气也溶在凝水中回流到塔釜(12)中，最后经除雾器(15)排出惰性气体，排出惰性气体含氨量小于2mg/m3。本发明具有工艺简单，能有效回收排放氨气，并且不造成空气污染的优点。

Description

一种排放氨气的回收工艺
技术领域
本发明属于一种化工厂排放氨气的回收工艺。
背景技术
氨在化肥厂及化工厂是一种常见物料，在生产过程中氨系统常有开停车时的放空及安全阀放空，环保要求放空氨气不能直接排放到大气当中。现在的工厂大部分采用氨火炬燃烧排放的方法，这样会造成大气中氮氧化物的污染，还有很多工厂只是简单地高点放空；还有一些工厂采用水吸收，即将排放氨气的管线通入一水槽，排放时生成氨水，达到一定浓度(～10％)后送到烟气脱硫生成硫铵等方式，这个方法仅为一种临时性办法，当大量氨气突然排放时，因排放气量瞬间大，吸收时会大量放热并且水容量不够，导致吸收率有限，还是会有大量氨气从水中逸出，达不到环保要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单，能有效回收排放氨气，并且不造成空气污染的排放氨气工艺。
本发明是回收化工厂氨系统各种放空氨气(包括有计划排放或事故排放)，经过循环吸收、冷却移热、精馏氨水，达到回收氨气，并且满足环保要求的目的。
本发明的工艺方法包括如下步骤：
(1)氨吸收塔包括底部塔釜，中部为填料吸收段，上部为冷却冷凝段，冷却冷凝段之上有除雾器，在塔釜内装有冷却盘管，当检测到有氨气放排进入底部塔釜时，即联锁启动循环洗涤泵，进行循环吸收；
(2)工厂排放的氨气进入吸收塔塔釜内被塔釜中去离子水进行吸收，少量氨气、水蒸汽及惰性气体会从去离子水中逸出进入填料吸收段，吸收氨的去离子水通过循环洗涤泵送至填料吸收段与冷却冷凝段之间，用吸收氨的去离子水对进入填料吸收段的少量氨气、水蒸汽及惰性气体中的氨气进行再洗涤吸收；
(3)经过填料吸收段吸收氨后逸出的含微量氨的水蒸汽及惰性气体进入上部冷却冷凝段，在此含微量氨的水蒸汽被冷凝，微量氨气也溶在凝水中回流到塔釜中，最后经除雾器排出惰性气体，排出惰性气体含氨量小于2mg/m3；
(4)水吸收氨可达到的最大浓度为35wt％，即用体积表示为1L水理论上最大吸收700L氨气。本工艺氨水浓度指标要求低于35％，以保证吸收效果。当去离子水中吸收氨气浓度达到15－20wt％时，用氨水泵将吸收氨的去离子水送到氨水预热器4，在此与从氨水精馏塔塔底送出去离子水进行换热，再进入氨水精馏塔5，用蒸汽加热进行精馏，精馏出的气氨被冷凝成液氨，送到氨库储存，精馏后的去离子水回送到氨吸收塔塔釜，循环利用。
如上所述步骤(2)中去离子水进行吸收时，开启冷却水进入冷却盘管，使吸收温度小于50℃，最好为45℃～50℃，同时压力为常压。
如上所述的填料吸收段中的填料为增强聚丙烯规整填料，比表面积180－230m2/m3，空隙率90％～93％。填料吸收段的高度为3～4米。
如上所述的氨水精馏塔操作条件为温度为185－200℃，压力为1.0～1.2MPa。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)氨吸收塔为常压操作，符合工厂氨排放系统的压力及氨系统安全阀背压要求。
(2)塔釜设置冷却盘管，用冷却水及时将氨吸收放出的热量移出，以保证吸收效果。
(3)在进装置的排放氨气的总管上设置流量检测设备，检测到有氨气放排进入本装置时，即联锁启动吸收塔循环洗涤水泵，进行循环吸收，以保证吸收效果。
(4)氨吸收塔设置足够高度的填料洗涤段，循环洗涤，保证氨气的吸收效果。
(5)排放段设置冷凝器，使含氨水蒸汽快速冷凝，并使带出的少量氨气同时被告冷凝水溶解吸收，使排放气量最少，并且其中氨含量最低。
(6)吸收氨后的氨水进入精馏系统。精馏系统与氨库的氨罐进行气相联通，使氨水的精馏在与氨库相同的压力下进行精馏和冷凝，以使氨气在常温下可以冷凝，减少冷量消耗，达到节能目的。
(7)本发明装置没有污水排放，工厂排放的氨气回收率可以达到99.9％以上。
(8)经过本发明装置处理后的排放气体总量较小，且氨含量小于2mg/m3，可以满足环保要求。
附图说明
图1是本发明流程示意图。
如图所示：1—氨吸收塔，2—循环洗涤泵，3—氨水泵，4—氨水预热器，5—氨水精馏塔，6—去离子水槽，7—再沸器，8—冷凝器，9—回流槽，10—液氨槽，11—液氨泵，12—塔釜，13—填料吸收段,14—冷凝段,15—除雾器,16—冷却盘管。
具体实施方式
实施例1：
界外来排放氨气条件：界外来最大排放氨气流量约3000kg/h，最长持续时间约20分钟，常温排放。
氨吸收塔1参数：氨的总排放量为1000kg，依据本工艺要求的氨水最大浓度20％计算，需要吸收用的去离子水量为4000kg(即体积为4m3)，为保证更好的吸收效果，以及吸收塔较长时间的操作(接受多次排氨的吸收)，将吸收用水量按4倍系数放大，即塔釜12存去离子水量16m3。填料吸收段13高度3米，直径1.0米，填料为比表面积180m2/m3，空隙率90％的增强聚丙烯规整填料。冷却冷凝段14冷凝器换热面积110m2，塔总高19米。
(1)氨吸收塔1包括底部塔釜12，中部为填料吸收段13，上部为冷却冷凝段14，冷却冷凝段14之上有除雾器15，在塔釜12内装有冷却盘管16；当检测到有氨气放排进入底部塔釜12时，即联锁启动循环洗涤泵2，进行循环吸收；
(2)工厂排放的氨气进入吸收塔1塔釜12内，同时开启冷却水进入冷却盘管16，使塔釜12内吸收温度为45℃，压力为常压条件下用去离子水吸收氨。含有少量氨气的水蒸汽及惰性气体会从去离子水中逸出进入填料吸收段13，用循环的去离子水洗涤吸收其中的氨；吸收氨的去离子水通过循环洗涤泵2送至填料吸收段13与冷却冷凝段14之间；
(3)经过填料吸收段13吸收氨后逸出的含微量氨的水蒸汽及惰性气体进入上部冷却冷凝段14，在此含微量氨的水蒸汽被冷凝，微量氨气也溶在凝水中回流到塔釜12中，最后惰性气体经除雾器15排出，排出的惰性气体含氨量为1.8mg/m3。
(4)当去离子水中吸收氨气浓度达到15wt％时，用氨水泵3将吸收氨的去离子水送到氨水预热器4，在此与氨水精馏塔5塔底部排出的去离子水先进行换热，氨水被预热到160℃再进入氨水精馏塔5，通过再沸器7用蒸汽加热到185℃、1.0MPa条件下进行精馏，精馏出的气氨从氨水精馏塔5顶部流出被冷凝器8冷凝成液氨，进入回流槽9和液氨槽10，用液氨泵11送到氨库储存，精馏后的去离子水回送到去离子水槽6后进入氨吸收塔1塔釜12，循环利用。
实施例2：
界外来排放氨气条件：界外来最大排放氨气流量约3000kg/h，最长持续时间约30分钟，常温排放。
氨吸收塔1参数：氨的总排放量为1500kg，依据本工艺要求的氨水最大浓度20％计算，需要吸收用的去离子水量为6000kg(即体积为7.5m3)，为保证更好的吸收效果，以及吸收塔较长时间的操作，将吸收用水量按4倍系数放大，即塔釜12存去离子水量约24m3。填料吸收段13高度3.5米，直径1.0米，填料为比表面积180m2/m3，空隙率91％的增强聚丙烯规整填料。冷却冷凝段14冷凝器换热面积130m2，塔总高21米。
开启塔釜冷却水进入冷却盘管16，使塔釜12内吸收温度为48℃；最后惰性气体经除雾器15排出，排出的惰性气体含氨量为1.9mg/m3。
当塔釜中去离子水中吸收氨气浓度达到17wt％时，用氨水泵3将吸收氨的去离子水送到氨水预热器4，在此与氨水精馏塔5塔底部排出的去离子水先进行换热，氨水被预热到165℃再进入氨水精馏塔5，通过再沸器7用蒸汽加热到195℃、1.1MPa条件下进行精馏。
其余同实施例1。
实施例3
界外来排放氨气条件：界外来最大排放氨气量约6000kg/h，持续时间约10分钟，常温排放。
实施例3与实施例1相比较氨的瞬间排放量大，为保证吸收效果，吸收塔吸收用水量的放大系数须较实施例1稍大一些。
氨吸收塔1参数：氨的总排放量为1000kg，依据本工艺要求的氨水最大浓度20％计算，需要吸收用的去离子水量为4000kg(即体积为7.5m3)，为保证更好的吸收效果，以及吸收塔较长时间的操作，将吸收用水量按6倍系数放大，即塔釜12存去离子水量约24m3。填料吸收段13高度4米，直径1.0米，填料为比表面积180m2/m3，空隙率93％的增强聚丙烯规整填料。冷却冷凝段14冷凝器换热面积150m2，塔总高23米。
开启塔釜冷却水进入冷却盘管16，使塔釜12内吸收温度为50℃；最后惰性气体经除雾器15排出，排出的惰性气体含氨量为2.0mg/m3。
当塔釜中去离子水中吸收氨气浓度达到20wt％时，用氨水泵3将吸收氨的去离子水送到氨水预热器4，在此与氨水精馏塔5塔底部排出的去离子水先进行换热，氨水被预热到170℃再进入氨水精馏塔5，通过再沸器7用蒸汽加热到200℃、1.2MPa条件下进行精馏。
其余同实施例1。

Claims (6)

1.一种排放氨气的回收工艺,其特征在于包括如下步骤：
(1)氨吸收塔(1)包括底部塔釜(12)，中部为填料吸收段(13)，上部为冷却冷凝段(14)，冷却冷凝段(14)之上有除雾器(15)，在塔釜(12)内装有冷却盘管(16)，当检测到有氨气放排进入底部塔釜(12)时，即联锁启动循环洗涤泵(2)，进行循环吸收；
(2)工厂排放的氨气进入吸收塔(1)塔釜(12)内被塔釜(12)中去离子水进行吸收，少量氨气、水蒸汽及惰性气体会从去离子水中逸出进入填料吸收段(13)，吸收氨的去离子水通过循环洗涤泵(2)送至填料吸收段(13)与冷却冷凝段(14)之间，用吸收氨的去离子水对进入填料吸收段(13)的少量氨气进行再洗涤吸收；
(3)经过填料吸收段(13)吸收氨后逸出的含微量氨的水蒸汽及惰性气体进入上部冷却冷凝段(14)，在此含微量氨的水蒸汽被冷凝，微量氨气也溶在凝水中回流到塔釜(12)中，最后经除雾器(15)排出惰性气体，排出惰性气体含氨量小于2mg/m3；
(4)当去离子水中吸收氨气浓度达到15－20wt％时，用氨水泵(3)将吸收氨的去离子水送到氨水预热器(4)，在此与从氨水精馏塔(5)塔底送出去离子水进行换热，再进入氨水精馏塔(5)，用蒸汽加热进行精馏，精馏出的气氨被冷凝成液氨，送到氨库储存，精馏后的去离子水回送到氨吸收塔(1)塔釜(12)，循环利用。
2.如权利要求1所述的一种排放氨气的回收工艺,其特征在于所述步骤(2)中去离子水进行吸收时，开启冷却水进入冷却盘管(16)，使吸收温度小于50℃，同时压力为常压。
3.如权利要求2所述的一种排放氨气的回收工艺,其特征在于所述吸收温度为45℃－50℃。
4.如权利要求1所述的一种排放氨气的回收工艺,其特征在于所述的填料吸收段(13)中的填料为增强聚丙烯规整填料，比表面积180－230m2/m3，空隙率90－93％。
5.如权利要求1所述的一种排放氨气的回收工艺,其特征在于所述的填料吸收段(13)的高度为3－4米。
6.如权利要求1所述的一种排放氨气的回收工艺,其特征在于所述的氨水精馏塔(5)操作条件为温度为185－200℃，压力为1.0－1.2MPa。
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