CN105080275A - 一种降低合成氨尾气氨含量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了降低合成氨尾气氨含量的装置及方法，装置包括依次连接的二级氨冷却器、主管路和二级氨分离器；所述主管路连接有氨气输入管路，所述氨气输入管路用于为主管路输入新鲜氨气；所述主管路还连接有氨分离装置，所述氨分离装置竖直设置在所述主管路上方；方法包括将二级氨冷却器输送来的部分合成循环气经主管路输送至氨分离装置中进行分离液氨操作，将分离出液氨的合成循环气作为合成放空气进行放空操作，将氨分离装置中分离出的液氨通过重力作用下降至主管路中，并与新鲜氨气进行汇合后输送至二级氨分离器中；本发明可应用于合成氨尾气排放技术领域，应用本发明能够有效降低合成氨尾气中的氨含量。

Description

一种降低合成氨尾气氨含量的方法及装置

技术领域

本发明涉及合成氨尾气排放的技术领域，尤其是一种降低合成氨尾气氨含量的装置及方法。

背景技术

现有技术中，合成氨行业的合成装置大多是通过塔后放空的方式，来降低合成循环气中甲烷以及惰性气体的浓度，在降低甲烷以及惰性气体浓度的同时，要求有效气成分H2、N2、NH3损失量降低。目前，本领域技术人员通常采用的合成氨装置循环气放空方式有如下两种：

一种方式是合成气经过水冷器、一级氨分离器之后放空，放空气温度35℃左右，放空气中的氨浓度在10％左右；

另一种方式是合成气经过水冷器、冷交换器、一级氨分离器之后放空，放空气温度20℃左右，放空气中的氨浓度在7％左右。

根据上述记载可知：现有的两种放空方式选择的放空点的放空气的温度比较高，造成放空气中的氨分离不到位，致使放空气中夹带的氨比较多；而放空气中的氨大多是在氢回收装置中通过高压水洗回收得到稀氨水，上述回收得到的稀氨水不易再次利用。

另外，目前有部分企业也通过蒸汽加热解吸的方式来进行回收利用，上述回收操作很大程度上增加了蒸汽消耗，同时解吸后形成的大量含氨废水，也给环保造成了很大压力。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种降低合成氨尾气氨含量的方法及装置，能够有效解决现有技术中合成氨尾气排放存在的缺陷，能够有效降低合成氨尾气中的氨含量，能够有效提高液氨产量，能够有效降低氨回收负荷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低合成氨尾气氨含量的装置，包括依次连接的二级氨冷却器、主管路和二级氨分离器；所述主管路连接有氨气输入管路，所述氨气输入管路用于为主管路输入新鲜氨气；所述主管路还连接有氨分离装置，所述氨分离装置竖直设置在所述主管路上方；

所述氨分离装置包括外管、分离器中心管、集液盒、降液管和环形滤网；

所述外管的底端与所述主管路连接，所述外管的顶端与所述分离器中心管连接，所述分离器中心管的底端伸入到所述外管内部；

所述集液盒设置在所述外管内部，所述集液盒的顶端与所述分离器中心管的底端连接，所述集液盒的底端与所述降液管连接；

所述环形滤网设置在所述外管内部，所述环形滤网套设在所述分离器中心管外侧，并与所述集液盒顶端相接触。

上述降低合成氨尾气氨含量的装置还可具有如下特点，

所述外管、分离器中心管、集液盒、降液管和环形滤网的轴心重合。

上述降低合成氨尾气氨含量的装置还可具有如下特点，

所述外管、分离器中心管、集液盒和降液管的直径依次递减。

上述降低合成氨尾气氨含量的装置还可具有如下特点，

所述外管的外径与所述主管路的外径相同。

上述降低合成氨尾气氨含量的装置还可具有如下特点，

所述集液盒的外径与所述环形滤网的外径相同。

上述降低合成氨尾气氨含量的装置还可具有如下特点，所述分离器中心管为碳钢分离器中心管，所述环形滤网为不锈钢环形滤网。

相应的，本发明还提供了一种降低合成氨尾气氨含量的方法，步骤a：将二级氨冷却器输送来的部分合成循环气经主管路输送至权利要求1至7任一项所述的氨分离装置中进行分离液氨操作，所述氨分离装置的操作压力为15～31.4MPa，所述氨分离装置的操作温度为-15～-2℃；

步骤b：将步骤a中分离出液氨的合成循环气作为合成放空气进行放空操作，所述合成放空气的氨含量为2.5％～2.8％；

步骤c：将步骤a氨分离装置中分离出的液氨通过重力作用下降至主管路中，并与新鲜氨气进行汇合后输送至二级氨分离器中。

本发明上述技术方案具有如下有益效果：

本发明通过提供降低合成氨尾气氨含量的装置，能够有效降低合成氨尾气中的氨含量，能够有效提高液氨产量，能够有效降低氨回收负荷。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例降低合成氨尾气氨含量的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例降低合成氨尾气氨含量的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明提供了一种降低合成氨尾气氨含量的装置，可以包括依次连接的二级氨冷却器1、主管路3和二级氨分离器2；主管路3连接有氨气输入管路9，氨气输入管路9用于为主管路3输入新鲜氨气；主管路3还连接有氨分离装置，氨分离装置竖直设置在主管路3上方；

氨分离装置包括外管4、分离器中心管8、集液盒6、降液管5和环形滤网7；

外管4的底端与主管路3连接，外管4的顶端与分离器中心管8连接，分离器中心管8的底端伸入到外管4内部；

集液盒6设置在外管4内部，集液盒6的顶端与分离器中心管8的底端连接，集液盒6的底端与降液管5连接；

环形滤网7设置在外管4内部，环形滤网7套设在分离器中心管8外侧，并与集液盒6顶端相接触。

优选地，本发明具体操作中，外管4、分离器中心管8、集液盒6、降液管5和环形滤网7的轴心重合；外管4、分离器中心管8、集液盒6和降液管5的直径依次递减。

优选地，本发明具体操作中，外管4的外径与主管路3的外径相同，集液盒6的外径与环形滤网7的外径相同。分离器中心管8为碳钢分离器中心管8，环形滤网7为不锈钢环形滤网7。具体的，主管路3直径可以为350mm，外管4直径可以为350mm，分离器中心管8直径可以为80mm，降液管5直径可以为50mm。

具体的，本发明具体操作中提供了如下几个实施例：

实施例1：

实施本发明上述装置具体场景的合成氨生产能力为30万t/a，合成操作压力为21.5MPa；从二级氨冷却器1出来的部分合成循环气中氨含量经测试为7％；经氨分离装置进行分离氨操作，操作温度为-10℃，压力是21.5MPa；

经测试：氨分离装置排放的合成放空气中氨含量降至2.7％，并将合成放空气排入废气回收系统；同时，氨分离装置中分离出来的液氨自动返回至循环气中进入二级氨分离器2中。

实施例2：

实施本发明上述装置具体场景的合成氨生产能力为30万t/a，合成操作压力为15MPa；从二级氨冷却器1出来的部分合成循环气中氨含量经测试为7％；经氨分离装置进行分离氨操作，操作温度为-15℃，压力是15.0MPa；

经测试：氨分离装置排放的合成放空气中氨含量降至2.8％，并将合成放空气排入废气回收系统；同时，氨分离装置中分离出来的液氨自动返回至循环气中进入二级氨分离器2中。

实施例3：

实施本发明上述装置具体场景的合成氨生产能力为30万t/a，合成操作压力为31.4MPa；从二级氨冷却器1出来的部分合成循环气中氨含量经测试为6.9％；经氨分离装置进行分离氨操作，操作温度为-2℃，压力是31.4MPa；

经测试：氨分离装置排放的合成放空气中氨含量降至2.5％，并将合成放空气排入废气回收系统；同时，氨分离装置中分离出来的液氨自动返回至循环气中进入二级氨分离器2中。

相应的，如图2所示，本发明还提供了一种降低合成氨尾气氨含量的方法，包括步骤a：将二级氨冷却器输送来的部分合成循环气经主管路输送至权利要求1至7中任一项所述的氨分离装置中进行分离液氨操作，所述氨分离装置的操作压力为15～31.4MPa，所述氨分离装置的操作温度为-15～-2℃；

步骤b：将步骤a中分离出液氨的合成循环气作为合成放空气进行放空操作，所述合成放空气的氨含量为2.5％～2.8％；

步骤c：将步骤a氨分离装置中分离出的液氨通过重力作用下降至主管路中，并与新鲜氨气进行汇合后输送至二级氨分离器中。

本发明具体操作中通过改变放空点的位置，能够有效降低放空气中氨含量。上述操作方法合理，能够有效降低人力成本，有利于提高液氨产量，降低氨回收负荷，也降低了环保压力。同时，上述技术方案组成合理，易于推广和实施。

本领域的技术人员应该明白，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种降低合成氨尾气氨含量的装置，其特征在于，包括依次连接的二级氨冷却器、主管路和二级氨分离器；所述主管路连接有氨气输入管路，所述氨气输入管路用于为主管路输入新鲜氨气；所述主管路还连接有氨分离装置，所述氨分离装置竖直设置在所述主管路上方；

所述氨分离装置包括外管、分离器中心管、集液盒、降液管和环形滤网；

所述外管的底端与所述主管路连接，所述外管的顶端与所述分离器中心管连接，所述分离器中心管的底端伸入到所述外管内部；

所述集液盒设置在所述外管内部，所述集液盒的顶端与所述分离器中心管的底端连接，所述集液盒的底端与所述降液管连接；

所述环形滤网设置在所述外管内部，所述环形滤网套设在所述分离器中心管外侧，并与所述集液盒顶端相接触。

2.根据权利要求1所述的降低合成氨尾气氨含量的装置，其特征在于，

所述外管、分离器中心管、集液盒、降液管和环形滤网的轴心重合。

3.根据权利要求2所述的降低合成氨尾气氨含量的装置，其特征在于，

所述外管、分离器中心管、集液盒和降液管的直径依次递减。

4.根据权利要求1或2或3所述的降低合成氨尾气氨含量的装置，其特征在于，所述外管的外径与所述主管路的外径相同。

5.根据权利要求1或2或3所述的降低合成氨尾气氨含量的装置，其特征在于，所述集液盒的外径与所述环形滤网的外径相同。

6.根据权利要求1或2或3所述的降低合成氨尾气氨含量的装置，其特征在于，所述分离器中心管为碳钢分离器中心管，所述环形滤网为不锈钢环形滤网。

7.一种降低合成氨尾气氨含量的方法，其特征在于，

步骤a：将二级氨冷却器输送来的部分合成循环气经主管路输送至权利要求1至7中任一项所述的氨分离装置中进行分离液氨操作，所述氨分离装置的操作压力为15～31.4MPa，所述氨分离装置的操作温度为-15～-2℃；

步骤b：将步骤a中分离出液氨的合成循环气作为合成放空气进行放空操作，所述合成放空气的氨含量为2.5％～2.8％；

步骤c：将步骤a氨分离装置中分离出的液氨通过重力作用下降至主管路中，并与新鲜氨气进行汇合后输送至二级氨分离器中。