CN109603443A - 一种中低压放空气体中氨气的回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中低压放空气体中氨气的回收装置，包括第一回收塔和第二回收塔，第一回收塔及第二回收塔上分别设有进气口、排气口、喷淋水进液口、喷淋水排液口，喷淋水排液口上连接有回收槽。第一回收塔的顶部通入碳铵喷淋液，第二回收塔的中部及顶部通入二表液喷淋液，碳铵喷淋液及二表液喷淋液用于吸收中低压放空气体中的NH₃，吸收NH₃的碳铵喷淋液及二表液喷淋液经平排液口进入回收槽。第一回收塔及第二回收塔作为中低压放空气体的回收装置，根据生产中的不同情况采用单独吸收或者先后吸收的方法吸收中低压放空气体中的氨，有效的提高了氨原料的回收效果，降低了生产上氨的消耗成本，且避免了氨排放到大气中对环境造成污染。

Description

一种中低压放空气体中氨气的回收装置

技术领域

本发明涉及NH₃和CO₂制备尿素技术，涉及NH₃和CO₂制备尿素后尾气的处理领域，具体为一种中低压放空气体中氨气的回收装置。

背景技术

尿素是由碳、氮、氧、氢四种元素组成的有机化合物，又称脲，化学公式为CON₂H₄、(NH₂)₂CO或CN₂H₄O，分子质量60，外观是白色晶体或粉末。

工业化尿素生产是以CO₂气体和液氨为原料，经过高压合成和中压或/和低压分解回收以及真空浓缩、造粒等工序加工成固体尿素产品。原料氨及CO₂经增压后送入尿素合成塔合成尿素，放出尿素合成塔含甲铵的尿素溶液（即尿素合成液）经中压分解或低压分解回收以及真空浓缩、造粒等工序加工成固体尿素产品。化学反应如下：

2NH₃+CO₂→NH₂COONH₄→CO(NH₂)₂+H₂O+热量。

合成尿素反应为一可逆反应，反应时NH₃和CO₂不可能全部转化为尿素，尿素在中压、低压分解回收时，尿素自身热量使液相中的一部分NH₃和CO₂被解吸释放出来，释放出的NH₃和CO₂与O₂、H₂、N₂、惰气等气体混合形成中压和低压放空气体。

放空气体中NH₃和CO₂是尿素合成的原料，且为避免NH₃排放至大气中造成环境污染，且避免尿素生产成本过高，是需要将放空气体中的NH₃进行回收。原有的中压和低压放空气体是汇合后再经过尾吸塔中洗涤吸收，再经放空总管进行排放。尾吸塔的吸收量小，吸收效果差不能将放空气体中的NH₃进行完全吸收，使得NH₃原料浪费、生产成本增加、排出的NH₃也会对环境造成污染。

有鉴于此，有必要对现有技术中的中压和低压放空气体中NH₃的回收方法及设备予以改进，以解决中压和低压放空气体中NH₃吸收效果差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提高中低压放空气体中NH₃吸收效果，避免NH₃原料的浪费，避免NH₃排放到空气中对大气造成污染。

实现发明目的的技术方案如下：一种中低压放空气体中氨气的回收装置，包括第一回收塔和第二回收塔，第一回收塔及第二回收塔上分别设有进气口、排气口、喷淋水进液口、喷淋水排液口，喷淋水排液口上连接有回收槽。

第一回收塔进气管道上设有自调阀，第二回收塔的进气管道上设有自调阀和切断阀，且第一回收塔进气管道与第二回收塔的进气管道之间设有第一连接管道，第一连接管道上设有切断阀。

第一回收塔的排气口与放空总管连接，形成第二连接管道。第一回收塔的排气口与第二回收塔进气管道连接形成第三连接管道，第二回收塔的排气口与放空总管连接。第二连接管道及第三连接管道上分别设有切断阀。

第一回收塔的顶部通入碳铵喷淋液，第二回收塔的中部及顶部通入二表液喷淋液，碳铵喷淋液及二表液喷淋液用于吸收中低压放空气体中的NH₃，吸收NH₃的碳铵喷淋液及二表液喷淋液经平排液口进入回收槽。

其中，第二回收塔为洗涤塔，洗涤塔的顶部设有若干层喷淋装置，洗涤塔的中部设有一层喷淋装置，喷淋装置的下部设有鲍尔环层，且第二回收塔的回收槽为二表槽。洗涤塔顶部由上到下设置的若干层喷淋装置，能够有梯度的将中低压放空气体中的NH₃进行回收，保证了中低压放空气体中氨的回收效果。通过洗涤塔中部鲍尔环层的设置，使洗涤塔中的中低压气体能够在洗涤塔的鲍尔环层的作用下形成涡流，增加了中低压气体在塔内的吸收时间，保证了氨的吸收效果。

进一步的，喷淋装置进液口与二表槽之间设二表液喷淋液的循环管道，且循环管道上设有循环泵及切断阀，循环泵用于将二表槽内的二表液喷淋液输送至喷淋装置中使二表液喷淋液循环使用。将二表液喷淋液进行循环使用，提高了二表液喷淋液的使用率，降低了处理中低压气体的喷淋液的使用成本。

进一步的，为保证二表液喷淋液使用率，且防止二表液喷淋液中氨吸收饱和致使排出的放空气体中含有大量的氨，在第二回收塔的排液口与二表槽之间的管道上设有取样阀，通过即时取样进行检测循环的二表液喷淋液中氨的浓度，即时更换新的二表液喷淋液。

进一步的，二表槽有两个，且两个二表槽并列连接在第二回收塔的排液口与所述循环泵之间，两个所述二表槽一个使用一个备用，两个二表槽的设置，使中低压放空气体处理能够连续的进行，避免因喷淋液的更换而导致设备的停止。

其中，第一回收塔为尾吸塔，且尾吸塔的回收槽为碳铵液槽。

进一步的，为保证排放至放空总管中的气体中氨含量在工艺控制范围内，在第一回收塔及第二回收塔的放空总管上分别设有采样阀，生产中及时进行采样并检测，若发现放空气体中氨浓度过高超过工艺控制参数，则调整喷淋液喷淋量、更换喷淋液、或者调整中低压放空气体的通入量进行调整。

作为本发明的进一步改进，中低压放空气体中中压放空气体和低压气体放空气体单独回收，包括以下步骤：

步骤一：关闭第一连接管道上的切断阀，连通第二回收塔进气管道上的切断阀，并将第二连接管道上的切断阀连通；

步骤二：低压放空气体经第一回收塔进气口通入，经第一回收塔内鲍尔环层后与碳铵喷淋液逆向接触除去低压放空气体中的NH₃，尾气经放空总管排出；

中压放空气体经第二回收塔的进气口通入，经第二回收塔内鲍尔环层后与二表液喷淋液逆向接触除去中压放空气体中的NH₃，尾气经放空总管排出。

进一步的，步骤二中，第二回收塔内的二表液喷淋液经循环泵进行循环使用，经分析阀取样检测循环的二表液喷淋液中的NH₃浓度，并根据二表液喷淋液中NH₃浓度更换二表槽。

作为本发明的进一步改进，中低压放空气体中先经第一回收塔中进行NH₃回收，再进入第二回收塔中进行NH₃回收，包括以下步骤：

步骤一：连通第一连接管道上的切断阀，关闭第二回收塔进气管道上的切断阀，并将第三连接管道上的切断阀连通；

步骤二：将中低压放空气体经第一回收塔的进气口通入，经第一回收塔内鲍尔环层后与碳铵喷淋液逆向接触除去中低压放空气体中部分NH₃，尾气经第一回收塔的出气孔排出，经第三连接管道进入第二回收塔；

步骤三：进入第二回收塔的尾气，经第二回收塔内鲍尔环层后与二表液喷淋液逆向接触除去中压放空气体中剩余的NH₃，再经放空总管排出。

进一步的，步骤三中，第二回收塔内的二表液喷淋液经循环泵进行循环使用，经分析阀取样检测循环的二表液喷淋液中的NH₃浓度，并根据二表液喷淋液中NH₃浓度更换二表槽。

与现有技术相比，本发明型的有益效果是：

1.通过对生产中的中低压放空气体回收装置进行改进，中低压放空气体中氨的排放量大大降低，降低了释放到大气中氨的量，避免了环境的污染。

2.通过碳铵喷淋液及二表液喷淋液对中低压放空气体中氨的溶解吸收，提高了生产中氨原料的利用率，降低了氨的消耗，从而大大降低了生产的成本。

附图说明

图1为本发明中的中低压放空气体回收装置的结构示意图；

图2为本发明中的中低压气体单独回收的装置连接示意图；

图3为本发明中的中低压气体合并后回收的装置连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

一、中低压放空气体中氨气的回收装置

实施例1：

请参图1所示，图1为本发明的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，在本实施方式中，氨气回收装置包括第一回收塔1和第二回收塔2，第一回收塔1及第二回收塔2上分别设有进气口、排气口、喷淋水进液口、喷淋水排液口，第一回收塔1的喷淋水排液口上连接有碳铵液槽6，第二回收塔2的喷淋水排液口上连接有一个二表槽7。

其中，在第一回收塔1进气管道上设有自调阀P14，第二回收塔2的进气管道上设有自调阀P22和切断阀DN2，且第一回收塔1的进气管道与第二回收塔2的进气管道之间设有第一连接管道3，第一连接管道3上设有切断阀DN3。

第一回收塔1的排气口与放空总管连接，形成第二连接管道4。第一回收塔1的排气口与第二回收塔2的进气管道连接形成第三连接管道5，第二回收塔2的排气口与放空总管连接，且在第二回收塔2的排气口于放空总管连接的管道上设有切断阀DN1。第二连接管道4上设有切断阀DN4及第三连接管道5上设有切断阀DN5。

第一回收塔1的顶部通入碳铵喷淋液，第二回收塔2的中部及顶部通入二表液喷淋液，碳铵喷淋液及二表液喷淋液用于吸收中低压放空气体中的NH₃，吸收NH₃的碳铵喷淋液及二表液喷淋液经平排液口进入碳铵液槽6和二表槽7。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上作进一步的改进，请参图1所示，在本实施方式中，氨气回收装置包括第一回收塔1和第二回收塔2，第一回收塔1为尾吸塔，第二回收塔2为洗涤塔。尾吸塔1及洗涤塔2上分别设有进气口、排气口、喷淋水进液口、喷淋水排液口，尾吸塔1的喷淋水排液口上连接有碳铵液槽6，洗涤塔2的喷淋水排液口上连接有两个二表槽7，两个二表槽7并联连接，且两个二表槽7一个使用，一个备用。

其中，在尾吸塔1进气管道上设有自调阀P14，在洗涤塔2的进气管道上设有自调阀P22和切断阀DN2，且尾吸塔1的进气管道与洗涤塔2的进气管道之间设有第一连接管道3，第一连接管道3上设有切断阀DN3。

尾吸塔1的排气口与放空总管连接，形成第二连接管道4。尾吸塔1的排气口与尾吸塔1的进气管道连接形成第三连接管道5，洗涤塔2的排气口与放空总管连接，且在洗涤塔2的排气口于放空总管连接的管道上设有切断阀DN1。第二连接管道4上设有切断阀DN4及第三连接管道5上设有切断阀DN5。

尾吸塔1的顶部通入碳铵喷淋液，洗涤塔2的中部及顶部通入二表液喷淋液，碳铵喷淋液及二表液喷淋液用于吸收中低压放空气体中的NH₃，吸收NH₃的碳铵喷淋液及二表液喷淋液经平排液口进入碳铵液槽6和二表槽7。

其中，洗涤塔2的顶部由上到下设有若干层喷淋装置（本实施例中优选5层喷淋装置），洗涤塔2的中部设有一层喷淋装置，喷淋装置的下部设有鲍尔环层。由上到下设置的5层喷淋装置，能够阶梯式的将中低压放空气体中的NH₃进行回收，保证了中低压放空气体中氨的回收效果。鲍尔环层是中低压气体在洗涤塔2内形成涡流，从而延长了中低压气体在塔内的停留时间，保证了氨的吸收效果。

在洗涤塔2中喷淋装置进液口与两个并联的二表槽7之间设有循环管道，循环管道上循环泵及切断阀，循环泵用于将二表槽7内的二表液喷淋液输送至喷淋装置中使二表液喷淋液循环使用

在洗涤塔2的排液口与二表槽7之间的管道上设有取样阀，通过即时取样进行检测循环的二表液喷淋液中氨的浓度，即时更换新的二表液喷淋液。

在尾吸塔1及洗涤塔2的放空总管上分别设有采样阀（图中未显示），生产中及时进行采样并检测，若发现放空气体中氨浓度过高超过工艺控制参数，则调整喷淋液喷淋量、更换喷淋液、或者调整中低压放空气体的通入量进行调整。

二：中低压放空气体回收的方法

中低压放空气体中主要成分为NH₃、O₂、H₂、N₂和惰性气体，中低压放空气体中氨的回收的原理是是通过碳铵喷淋液和二表液喷淋液将中低压放空气体中的氨进行溶解。其中，二表液喷淋液的主要成分为H₂O、NH₃、少量CO(NH₂)₂；碳铵洗涤液组分为浓度为5%左右的氨水，含少量CO₂。在氨吸收时，将中低压放空气体从回收装置的中下部通入，与回收装置上部或顶部的喷淋水进行逆流接触，将中低压放空气体中的氨进行溶解，其它气体经回收装置顶部的排气口排入放空总管并经放空总管排出。

以下通过实施例3及实施例4说明中低压放空气体回收的方法。

实施例3：

本实施例采用实施例1及实例2中的回收装置对中低压气体中的氨进行回收，在本实施例中，如图1及图2所示，对中低压气体中的氨进行中低压放空气体中的中压放空气体和低压气体放空气体单独回收，其中低压放空气体采用第一回收塔1进行回收，中压放空气体采用第二回收塔2进行回收。包括以下步骤：

步骤一：关闭第一连接管3道上的切断阀DN3，连通第二回收塔2进气管道上的切断阀DN2，并将第二连接管道4上的切断阀DN4连通；

步骤二：低压放空气体在自调阀P14的调节下经第一回收塔1进气口通入，经第一回收塔1内鲍尔环层后与碳铵喷淋液逆向接触除去低压放空气体中的NH₃，尾气经放空总管排出；

中压放空气体在自调阀P22的调节下经第二回收塔2的进气口通入，经第二回收塔2内鲍尔环层后与二表液喷淋液逆向接触除去中压放空气体中的NH₃，尾气经放空总管排出。

在步骤二中，第二回收塔2内的二表液喷淋液经循环泵进行循环使用，经分析阀取样检测循环的二表液喷淋液中的NH₃浓度，并根据二表液喷淋液中NH₃浓度更换二表槽7。

实施例4：

本实施例采用实施例1及实例2中的回收装置对中低压气体中的氨进行回收，在本实施例中，如图1及图3所示，将中低压放空气体中先经第一回收塔1中进行NH₃回收，再进入第二回收塔2中进行NH₃回收，包括以下步骤：

步骤一：连通第一连接管道3上的切断阀DN3，关闭第二回收塔2进气管道上的切断阀DN2，并将第三连接管道5上的切断阀DN5连通；

步骤二：将中低压放空气体经自调阀P14和P22调节经进气口进入第一回收塔1，经第一回收塔1内鲍尔环层后与碳铵喷淋液逆向接触除去中低压放空气体中部分NH₃，尾气经第一回收塔1的出气孔排出，经第三连接管道5进入第二回收塔2；

步骤三：进入第二回收塔2的尾气，经第二回收塔2内鲍尔环层后与二表液喷淋液逆向接触除去中压放空气体中剩余的NH₃，再经放空总管排出。

在步骤三中，第二回收塔2内的二表液喷淋液经循环泵进行循环使用，经分析阀取样检测循环的二表液喷淋液中的NH₃浓度，并根据二表液喷淋液中NH₃浓度更换二表槽7。

在实施例3及实施例4的回收塔的排气口与放空总管的管道上分别设有切断阀DN1和采样阀、切断阀DN4和采样阀，根据从采样阀取样后样品中氨的含量调节喷淋水喷淋量、更换喷淋水等，用以将排放至放空总管内的放空气体中氨控制在工艺范围内。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：包括第一回收塔和第二回收塔，所述第一回收塔及第二回收塔上分别设有进气口、排气口、喷淋水进液口、喷淋水排液口，所述喷淋水排液口上连接有回收槽；

所述第一回收塔进气管道上设有自调阀，第二回收塔的进气管道上设有自调阀和切断阀，且第一回收塔的进气管道与第二回收塔的进气管道之间设有第一连接管道，所述第一连接管道上设有切断阀；

所述第一回收塔的排气口与放空总管连接，形成第二连接管道；所述第一回收塔的排气口与所述第二回收塔的进气管道连接形成第三连接管道，所述第二回收塔的排气口与放空总管连接；所述第二连接管道及第三连接管道上分别设有切断阀；

所述第一回收塔的顶部通入碳铵喷淋液，所述第二回收塔的中部及顶部通入二表液喷淋液，所述碳铵喷淋液及二表液喷淋液用于吸收中低压放空气体中的NH₃，吸收NH₃的碳铵喷淋液及二表液喷淋液经平排液口进入回收槽。

2.根据权利要求1所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：所述第二回收塔为洗涤塔，洗涤塔的顶部设有若干层喷淋装置，洗涤塔的中部设有一层喷淋装置，喷淋装置的下部设有鲍尔环层，且所述第二回收塔的回收槽为二表槽。

3.根据权利要求2所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：所述喷淋装置进液口与所述二表槽之间设所述二表液喷淋液的循环管道，且所述循环管道上设有循环泵及切断阀，所述循环泵用于将所述二表槽内的二表液喷淋液输送至所述喷淋装置中使二表液喷淋液循环使用。

4.根据权利要求3所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：所述第二回收塔的排液口与所述二表槽之间的管道上设有取样阀。

5.根据权利要求1所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：所述第一回收塔为尾吸塔，且所述尾吸塔的回收槽为碳铵液槽。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：中低压放空气体中中压放空气体和低压气体放空气体单独回收，包括以下步骤：

步骤一：关闭第一连接管道上的切断阀，连通第二回收塔进气管道上的切断阀，并将第二连接管道上的切断阀连通；

步骤二：低压放空气体经第一回收塔进气口通入，经第一回收塔内鲍尔环层后与碳铵喷淋液逆向接触除去低压放空气体中的NH₃，尾气经放空总管排出；

中压放空气体经第二回收塔的进气口通入，经第二回收塔内鲍尔环层后与二表液喷淋液逆向接触除去中压放空气体中的NH₃，尾气经放空总管排出。

7.根据权利要求6所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：步骤二中，第二回收塔内的二表液喷淋液经循环泵进行循环使用，经分析阀取样检测循环的二表液喷淋液中的NH₃浓度，并根据二表液喷淋液中NH₃浓度更换二表槽。

8.根据权利要求1～5任一项所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：中低压放空气体中先经第一回收塔中进行NH₃回收，再进入第二回收塔中进行NH₃回收，包括以下步骤：

步骤一：连通第一连接管道上的切断阀，关闭第二回收塔进气管道上的切断阀，并将第三连接管道上的切断阀连通；

步骤二：将中低压放空气体经第一回收塔的进气口通入，经第一回收塔内鲍尔环层后与碳铵喷淋液逆向接触除去中低压放空气体中部分NH₃，尾气经第一回收塔的出气孔排出，经第三连接管道进入第二回收塔2；

步骤三：进入第二回收塔的尾气，经第二回收塔内鲍尔环层后与二表液喷淋液逆向接触除去中压放空气体中剩余的NH₃，再经放空总管排出。

9.根据权利要求8所述的一种中低压放空气体中氨气的回收装置，其特征在于：步骤三中，第二回收塔内的二表液喷淋液经循环泵进行循环使用，经分析阀取样检测循环的二表液喷淋液中的NH₃浓度，并根据二表液喷淋液中NH₃浓度更换二表槽。