CN105126546A - 一种氨气吸收处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨气吸收处理装置及方法，该氨气吸收处理装置主要构成部分是废水箱、吸收塔和废水泵，其中废水箱顶部安装有吸收塔,废水泵安装在废水箱底部，吸收塔上部设有除盐水进口及废液再循环口，除盐水进口处设有除盐水进废水箱开关阀，所述废水泵包括两个出口，一个出口是用于将废液排出到废水处理站的出口，一个出口是用于将废液循环进入废水箱的出口。废水箱主要用于处理反应中的废弃物，包括水解反应器安全阀排气、水解反应器排污、伴热水返回吸收等，另外为安全运行和防止结晶增加工艺水补充口。本发明结构简单，易于制造，可以达到废气和废液的同时吸收，顶部设有吸收塔和管道循环装置可以做到废气的彻底吸收。

Description

一种氨气吸收处理装置及方法

技术领域

本发明涉及气体吸收设备，特别涉及一种氨气吸收处理装置及方法。

技术背景

烟气脱硝，是指将高温燃烧后(包括燃煤锅炉、燃油燃气锅炉以及一些工业炉)烟气中所含的有害物质—NOX脱除的技术，包括SCR和SNCR两种主要技术流派，其中SCR是烟气脱硝的主流技术。所谓SCR技术，是指在锅炉的省煤器和空预器之间设置SCR反应器，在反应器内安装催化剂，在反应器之前的烟道截面内喷入还原剂(含氨气体)，还原剂与NOX在催化剂表面上发生反应脱除NOX。

SCR烟气脱硝所使用的还原剂从根本上来说是氨气，需要在现场设置一套能够持续生产氨气的装置。从原料上来看，氨气制备系统可以分为无水液氨系统、氨水系统和尿素系统。其中使用液氨蒸发制备氨气的系统最为常用，原因是其投资最便宜，运输、使用成本也最低，但液氨系统存在重大的安全隐患，特别是它的运输和存储过程，液氨泄漏带来的危害非常大，安全事故屡见不鲜；氨水系统的投资、运行以及运输成本都很高，比液氨安全一些，但仍有一定的安全隐患；尿素系统的投资及运行成本与液氨系统相比较高，但运输成本相当，并且尿素系统基本上没有安全隐患，是最安全的氨气制备技术。

目前商业化应用的尿素制氨工艺技术主要有尿素水解和尿素热解，其中尿素水解又包括了普通水解(AOD、U2A、国内化工行业水解)和美国Chemithon的催化水解(SafeDeNOx)，尿素热解则主要是美国燃料公司(Fueltech)所提供的NOxOUTULTRA技术。

但是已有的尿素水解系统并没有安装氨气吸收装置，容易造成大气污染和紧急排放氨气时由于含量过大造成人体中毒等事故。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种氨气吸收处理装置及方法，用于有效地处理反应中的废弃物。

本发明的技术方案如下：

一种氨气吸收处理装置，包括废水箱、吸收塔和废水泵，所述废水箱的顶部配置有吸收塔，所述废水泵安装在废水箱底部，所述吸收塔上部设有除盐水进口及废液再循环口，所述除盐水进口处设有除盐水进废水箱开关阀，所述废水泵包括两个出口，一个出口是用于将废液排出到废水处理站的出口，该出口处设有废水泵出口开关阀，一个出口是用于将废液循环进入废水箱的出口，该出口处设有废水泵出口返回管线开关阀。

进一步地，所述废水箱的顶部设有两个废水进口管道：废液入口和废气入口，该两管道都深入到除盐水液位以下。

进一步地，所述废水箱底部设有废液排出口，所述废液排出口上连接有排污管道，所述废水箱中的废液通过废水泵将废液从废液排出口排出。

进一步地，所述排污管道上设有逆止阀、手动阀等。

进一步地，所述废水箱底部还设有放净口。

进一步地，所述吸收塔的顶部设有用于保持废水箱内外压力平衡的放空口。

进一步地，所述废水箱上配置有差压隔膜液位计和就地磁翻板液位计。

进一步地，所述废水泵的机泵为电伴热。

进一步地，所述氨气吸收处理装置整体工作温度保持在50-80℃。

采用上述装置的氨气吸收处理方法，包括：

(1)在准备进行氨气吸收处理前，打开除盐水进废水箱开关阀向废水箱注入除盐水，当废水箱液位到达正常液位时，关闭除盐水进废水罐开关阀；

(2)开始向废水箱排放废液后，当废水箱液位高于设定的最高液位时，启动废水泵，打开废水泵出口开关阀，将废水箱液位降低至正常液位；

(3)当废气向废水箱排放时，打开除盐水进废水箱开关阀，使除盐水经过除盐水进口喷淋到废水箱；同时，打开废水泵及废水泵出口返回管线开关阀使废水通过废液再循环口喷淋到废水箱；当废水箱液位高于设定的最高液位时打开废水泵出口开关阀排出废水到废水处理站，直至废水箱液位降低至正常液位之后关闭废水泵出口开关阀；

(4)废气排放结束时，关闭废水泵，除盐水进废水箱开关阀和废水泵出口返回管线开关阀，完成氨气吸收处理。

本发明的有益效果如下：

本发明的氨气吸收处理装置，结构简单，易于制造，可以达到废气和废液的同时吸收，顶部设有吸收塔和管道循环装置可以做到废气的彻底吸收，吸收效率达到99％以上，尤其适用于SCR烟气脱硝中尿素水解系统，包括尿素水解反应器安全阀排气、尿素水解反应器排污、伴热水返回吸收等。

附图说明

图1是本发明提供的一种氨气吸收处理装置的结构示意图。

图中：1-废水箱；2-吸收塔；N1-废液入口；N2-废气入口；N3-除盐水进口；N4-废液再循环口；N5-废液排出口；N6-放空口；N7-放净口；T1-就地温度计口；T2-远传温度计口；L1，L2-就地液位计口；L3，L4-远传液位计口；M-废水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构、原理和工作过程作进一步的说明。

图1为本发明提供的一种氨气吸收处理装置的结构示意图，该吸收装置含有废水箱1和吸收塔2。废水箱是系统排污水的收集容器，可以是箱体或罐体。废水箱主要用于处理反应中的废弃物，包括水解反应器安全阀排气、水解反应器排污、伴热水返回吸收等，另外为安全运行和防止结晶增加除盐水进口N3，及时稀释反应中的废弃物，废水箱内液位高于一定设定值时开启废水泵M排污至指定位置，整套废水箱保温操作。

排污系统的管道均与废水箱连接，废水箱顶部设有两个废水进口管道：废液入口N1和废气入口N2，两管道都深入到废水箱底部，及除盐水液位以下。尿素水解系统中排出的废液通过一个废液入口N1进入废水箱1。当反应器超过一定压力时就要泄压，从反应器出来的产品气经过废气入口N2进入到废水箱。废水箱上部设有除盐水进口N3，通过喷淋管道喷入废水箱，用于稀释氨气和降低温度。废水箱上设溢流管道，废水箱里面的废液浓度不大时，液体可循环使用，通过废水泵将废液从废液排出口N5排出，通过吸收塔上面的废液再循环口N4喷淋回废水箱，再一次用于稀释氨气和降低温度，该管道与生活污水井相连接，最后流到废水处理处。

废水箱底部设有放净口N7，其管道亦与生活污水井相连接最后流到废水处理处。废水箱下部设有排污管道，废液从废液排出口N5通过废水泵向外排污，该管道上设有逆止阀、手动阀等。通常排污使用排污管道，当废水泵故障时，通过放净口N7向外排污。放空口N6保持废水箱内外压力平衡。

实施例1

在该实施例中，废水箱1为体积10立方米，直径2272mm，高2600mm的废水罐。吸收塔2的顶部设置放空口N6，吸收塔筒体参数：DN500mm、L＝2390、筒体材质304L，吸收塔2的顶部设置废液再循环口N4和除盐水进口N3。

废水罐上部吸收段参数：直径x高度定为500x3000，填料段高度取2000mm；填料选用：清华加强聚丙烯扁环QH-38，∮38x12.7x1.1，Vk＝0.4m³；填料堆重度：60-70kg/m³。

整套废水罐保温操作，保温层材料：岩棉/硅酸钙(罐顶)，工作温度50-80℃。

在废水罐的就地液位计口L1，L2处配置就地磁翻板液位计，在远传液位计口L3，L4处配置差压隔膜液位计，用于测量废水罐液位。废水罐上设有温度传感器，T1口接就地温度计，T2口接远传温度计。

每台机组配置一台废水泵M，安装在废水罐下部，材质：304L，设计温度250℃，设计压力0.5Mpa。

废水泵M的出口有两个，一是可将废液排出到废水回收站，二是将废水循环通过N4重新进入废水罐，用于吸收废水罐内残余氨气。废水泵要求如下：

1)防护等级为IP55；

2)绝缘等级为F级；

3)设置静电接地；

4)该输送物料轻度毒性、腐蚀；

5)厂家带机泵进、出口配对法兰及螺栓螺母垫片；

6)机泵需电伴热，伴热温度维持在50～80℃。

系统启动前，应向空的废水罐中注入除盐水，打开除盐水进废水罐开关阀除盐水从除盐水吸收塔进口N3进入，当液位到达正常液位950mm时，关闭除盐水进废水罐开关阀。

当反应器通过废液入口N1向废水罐排放废液，使得废水罐液位高于1500mm时，则启动废水泵，打开废水泵出口开关阀，将废水罐液位降低至正常液位950mm。

当废气通过废气入口N2排放至废水罐时，需要打开废水泵、打开废水泵出口返回管线开关阀使废水通过废液再循环口N4喷淋到废水罐、打开除盐水进废水罐开关阀，使除盐水通过除盐水进口N3喷淋到废水罐。当废水罐液位高于1500mm时打开废水泵出口开关阀排出废水到废水处理站。直到废水罐液位950mm之后关闭废水泵出口开关阀。废气排放结束时，关闭废水泵，关闭除盐水进废水罐开关阀和废水泵出口返回管线开关阀。

基于研究成果完成了200MW热电机组脱硝系统150KG/h制氨量的工程示范脱硝中，运行本发明氨气吸收处理装置时发现，在氨气产量100-200kg/h变化时，氨气均可以完全被吸收，吸收完成后经气体取样测试后发现气体成分全部为二氧化碳、空气和部分水蒸气，现场没有任何泄露，吸收效率达到99％以上。

Claims (10)

1.一种氨气吸收处理装置，包括废水箱、吸收塔和废水泵，所述废水箱的顶部配置有吸收塔，所述废水泵安装在废水箱底部，所述吸收塔上部设有除盐水进口及废液再循环口，所述除盐水进口处设有除盐水进废水箱开关阀，所述废水泵包括两个出口，一个出口是用于将废液排出到废水处理站的出口，该出口处设有废水泵出口开关阀，一个出口是用于将废液循环进入废水箱的出口，该出口处设有废水泵出口返回管线开关阀。

2.如权利要求1所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述废水箱的顶部设有两个废水进口管道：废液入口和废气入口，该两管道都深入到除盐水液位以下。

3.如权利要求1所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述废水箱底部设有废液排出口，所述废液排出口上连接有排污管道，所述废水箱中的废液通过废水泵将废液从废液排出口排出。

4.如权利要求3所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述排污管道上设有逆止阀和手动阀。

5.如权利要求1所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述废水箱底部设有放净口。

6.如权利要求1所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述吸收塔的顶部设有用于保持废水箱内外压力平衡的放空口。

7.如权利要求1所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述废水箱上配置有差压隔膜液位计和就地磁翻板液位计。

8.如权利要求1所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述废水泵的机泵为电伴热。

9.如权利要求1所述的氨气吸收处理装置，其特征在于，所述氨气吸收处理装置整体工作温度保持在50-80℃。

10.采用权利要求1-9任一所述的氨气吸收处理装置的氨气吸收处理方法，包括：

(1)在准备进行氨气吸收处理前，打开除盐水进废水箱开关阀向废水箱注入除盐水，当废水箱液位到达正常液位时，关闭除盐水进废水罐开关阀；

(2)开始向废水箱排放废液后，当废水箱液位高于设定的最高液位时，启动废水泵，打开废水泵出口开关阀，将废水箱液位降低至正常液位；

(3)当废气向废水箱排放时，打开除盐水进废水箱开关阀，使除盐水经过除盐水进口喷淋到废水箱；同时，打开废水泵及废水泵出口返回管线开关阀使废水通过废液再循环口喷淋到废水箱；当废水箱液位高于设定的最高液位时打开废水泵出口开关阀排出废水到废水处理站，直至废水箱液位降低至正常液位之后关闭废水泵出口开关阀；

(4)废气排放结束时，关闭废水泵，除盐水进废水箱开关阀和废水泵出口返回管线开关阀，完成氨气吸收处理。