CN114956127A - 一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置及方法，装置包括：CO2压缩机，用于压缩联合制碱工艺中排出的CO2气体；冷凝塔，连接所述CO2压缩机，用于给压缩后的CO2气体降温；洗涤塔，连接所述冷凝塔，用于通入净氨洗水对压缩后CO2进行洗涤；炉气排空口，连接所述洗涤塔，用于排出洗涤后的CO2。本申请能够降低排空CO2中氨的含量。
Description
技术领域
本发明涉及纯碱制造技术领域，具体涉及一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置及方法。
背景技术
联碱法生产纯碱采用浓气制碱工艺，工艺描述为二氧碳化与氨、盐、水在碳化塔内反应生成碳酸氢钠和氯化铵的晶浆液经过滤煅烧生产纯碱，滤液经冷析、盐析产出氯化铵再经干燥生产干铵，母液系统循环形成环形反应系统。本工艺中，原料CO2是富余的，采用低空排放。
本工艺存在两个主要的缺陷，一是抽引净化装置不浓CO2经加压，压力由20Kpa压缩到0.3~0.4Mpa后直接放空，造成压缩机负荷提升和能源的浪费，低空放空在夏季空气流动差的情况，存在一定的隐患；二碳酸氢钠热分解的炉气加压（含水含氨）压缩机出口温度高70~80℃，放空口降温后冷凝水，水中溶解氨和一部分CO2造成排空口附近管廊架、管道、保温腐蚀，压缩机厂房墙面起皮脱落。
发明内容
本发明的目的是提供一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置及方法以解决低空排放可能对人体正常呼吸影响及炉气中含有氨造成的环境危害。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：
一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置，包括：
CO2压缩机，用于压缩联合制碱工艺中排出的CO2气体；
冷凝塔，连接所述CO2压缩机，用于给压缩后的CO2气体降温；
洗涤塔，连接所述冷凝塔，用于通入净氨洗水对压缩后CO2 进行洗涤；
炉气排空口，连接所述洗涤塔，用于排出洗涤后的CO2。
进一步的，所述联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置还包括：
波纹管冷却器，连接于所述CO2压缩机，用于给压缩后的CO2气体降温；
气液分离器，连接于所述波纹管冷却器，用于对CO2气体气液分离。
进一步的，联合制碱工艺中浓CO2、煅烧炉气及不浓CO2，所述浓CO2及不浓CO2通入所述波纹管冷却器，煅烧炉气通入所述洗涤塔。
一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收方法，该方法采用联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置，包括：
当联碱生产负荷100%时 ，浓CO2 40,000Nm³/h 、煅烧炉气28,000Nm³/h、不浓CO270,000Nm³/h，将70,000Nm³/h的不浓CO2直接排空；
将浓40,000Nm³/h 的CO2经压缩机压缩提升压力；26,000Nm³/h的 煅烧炉气经压缩机压缩提升压力，并混合通入波纹管冷却器处理，之后经气液分离器处理后送碳化塔中/下段；
剩余的2,000Nm³/h煅烧炉气中通入冷凝塔，经冷凝塔采用循环水降温冷却进入洗涤塔采用净氨洗水洗涤后由炉气排空口排空。
进一步的，当联碱生产负荷108% 时，浓CO2 40,000Nm³/h 、煅烧炉气28,000Nm³/h、不浓CO270,000Nm³/h ，其中，64,000Nm³/h的不浓CO2直接排空。
将40,000Nm³/h浓CO2及6,000Nm³/h不浓CO2经压缩机压缩提升压力；26,000Nm³/h的煅烧炉气经压缩机压缩提升压力，混合通入波纹管冷却器处理，之后经气液分离器处理后送碳化塔中/下段；
剩余的2,000Nm³/h煅烧炉气中通入冷凝塔，经冷凝塔采用循环水降温冷却进入洗涤塔采用净氨洗水洗涤后由炉气排空口排空。
进一步的，当联碱生产负荷80%时，浓CO2 20,000Nm³/h 、煅烧炉气20,000Nm³/h、不浓CO2 13,000Nm³/h，其中，不浓CO2 中的11,000Nm³/h直接排空，不浓CO2中1，000Nm³/h由不浓CO2排空口排空，不浓CO2排空口设于40m高；
将20,000Nm³/h浓CO2及12，000Nm³/h不浓CO2经压缩机压缩提升压力，16,000Nm³/h的煅烧炉气经压缩机压缩提升压力，混合通入波纹管冷却器处理，之后经气液分离器处理后送碳化塔中/下段；
4,000Nm³/h的煅烧炉气中通入冷凝塔，经冷凝塔采用循环水降温冷却进入洗涤塔采用净氨洗水洗涤后由炉气排空口排空。
本发明具有以下优点：
1.通过将CO2洗涤，去除其中的氨气，减少氨排放。
2. CO2从专用排空口排放，代替低空排空。
附图说明
图1是本发明一优选实施例的一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、CO2压缩机；2、浓CO2管道；3、煅烧炉气管道；4、不浓CO2管道、5、不浓CO2排空口；6、压缩CO2管道；7、CO2入冷凝塔管道；8、冷凝塔；9、 CO2去洗涤塔；10、冷凝水出口管道；11、循环水来水管道；12、循环水回水管道；13、洗涤塔；14、炉气排空口；15、净氨洗水管道；16、洗涤液；17、洗涤泵；18、碳滤工序洗水储桶；19、送煅烧洗水；20、波纹管冷却器管道；21、波纹管冷却器；22、循环水来水管道；23、循环水回水管道；24、气液分离器管道；25、冷凝液去气液分离器管道；26、气液分离器；27、碳化塔中/下段；28、分离液去碳滤净氨储桶。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
联碱法生产纯碱采用浓气制碱工艺，工艺描述为二氧碳化与氨、盐、水在碳化塔内反应生成碳酸氢钠和氯化铵的晶浆液经过滤煅烧生产纯碱，滤液经冷析、盐析产出氯化铵再经干燥生产干铵，母液系统循环形成环形反应系统；主要化学反应方程表达为：NaCl(液)＋NH3(液)+H2O(液)＋CO2(气)＝ NaHCO3(固)＋NH4Cl(液)；② 2NaHCO3(固)＝Na2CO3(固)+CO2(气）+H2O↑(气）；本工艺生产原料为CO2、NH3、NaCl、H2O；其中原料CO2来源为净化装置低温甲醇洗工艺生产浓CO2（CO2浓度：98%，约40,000Nm³/h，温度：30℃，压力：0.14Mpa），不浓CO2（CO2浓度：78%，H2O含量：1.3%，流量：70,000m³/h，温度：15℃，压力：0.02Mpa）,煅烧工序煅烧炉中碳酸氢钠热分解生成的炉气（CO2浓度80%、流量26,000m³/h，含水量:3.5%）。
本工艺生产碳酸钠，其中原料CO2是富余的，约70,000m³/h不浓CO2采用放空处理，从长时间的生产数据统计，联碱装置区压缩工序排放口，不浓CO2排放量最大值不超过14,000Nm³/h,由煅烧工序碳酸氢钠热分解炉气排放量不超过4,000Nm³/h，不浓CO2作为原料约10,000Nm³/h,余下不浓CO2碳由净化装置排空口放空。放空点，一处为净化装置直接排空，一处装置为联碱压缩工序CO2压缩机出口（标高10m）放空；现工艺净化装置抽引来的不浓CO2（排放量10,000Nm³/h）和碳酸钠氢钠热分解生产的炉气均压缩机加压后由压缩排空口（标高10m）排空。
请结合参阅图1，本发明提供一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置，包括CO2压缩机1。CO2压缩机1分别连接浓CO2管道2、煅烧炉气管道3；不浓CO2管道4。其中不浓CO2管道4还连接不浓CO2排空口5使其能够直接排出部分不浓CO2。不浓CO2排空口5标高40m。
CO2压缩机1包括多个子压缩机以分别压缩不同CO2。
浓CO2管道2、煅烧炉气管道3；不浓CO2管道4经CO2压缩机1作用形成压缩后CO2 通入压缩CO2管道6。
压缩CO2管道6通过CO2入冷凝塔管道7通入冷凝塔8降温。
冷凝塔8设有CO2入冷凝塔管道7、CO2去洗涤塔9、循环水来水管道11、循环水回水管道12、冷凝水出口管道10。
CO2去洗涤塔9将降温的压缩后CO29 送入洗涤塔13。
洗涤塔13设有净氨洗水管道15以通入净氨洗水对压缩后CO2 进行洗涤。
压缩后CO2 经洗水洗涤塔13洗涤后通入炉气排空口14排空。
洗涤塔8中的洗涤液16经洗涤泵17作用送至碳滤工序洗水储桶18再送煅烧工序作为洗涤水。煅烧工序为联合制碱工艺的其中一工序。
经CO2压缩机1作用形成压缩后CO2 后，部分送入波纹管冷却器21。
压缩CO2管道6还连接波纹管冷却器管道20，以将部分压缩CO2通入波纹管冷却器21。
波纹管冷却器21设有波纹管冷却器管道20、循环水来水管道22、循环水回水管道23。波纹管冷却器21通入循环水对压缩CO2进行降温。
波纹管冷却器21与气液分离器26之间连接CO2冷却后去气液分离器管道24及冷凝液去气液分离器管道25以分别将CO2及冷凝液由波纹管冷却器21送入气液分离器26进行气液分离。
气液分离器26分离的液体送入碳滤净氨储桶28，分离的CO2送入碳化塔中/下段27。
联碱生产负荷分为100%、108%及80%，100%为装置设计和年目标产能负荷；联碱装置设备的设计有一定的富余量，同时由于设备部分进行了优化和改造，设备负荷得到提升，装置能够提升至108%运行，这个负荷下，装置运行也较为稳定，设备能力较强，若负荷再提升设备运行周期和故障率会明显增大。80%即多个分厂配合生产中，个别分厂出现设备故障，出现某种原料供应不足，蒸汽供应不足时，维持的一个常规负荷。
当联碱生产负荷100%时，浓CO2 40,000Nm³/h 、煅烧炉气28,000Nm³/h、不浓CO2 70,000Nm³/h。其中，不浓CO2 70,000Nm³/h直接排空。
其中浓CO2 40,000Nm³/h经压缩机1的1#、2#子压缩机压缩提升压力；煅烧炉气中的26,000Nm³/h经压缩机1的3#、4#子压缩机压缩提升压力。上述浓CO2及煅烧炉气混合通入波纹管冷却器21处理其温度由80℃降低到38~42℃。上述浓CO2及煅烧炉气之后经气液分离器26处理后送碳化塔中/下段27作为生产原料。
煅烧炉气中剩余的2,000Nm³/h通入冷凝塔8，经冷凝塔8采用循环水降温冷却进入洗涤塔13采用净氨洗水（洗水用量10m³/h）洗涤后由炉气排空口14排空；冷凝水10和洗涤液16均送碳滤工序洗水储桶18洗水再送煅烧工序作为炉气洗涤塔洗水使用。
当联碱生产负荷108%时，浓CO2 40,000Nm³/h 、煅烧炉气28,000Nm³/h、不浓CO2 70,000Nm³/h。其中，不浓CO2 中的64,000Nm³/h直接排空。
其中浓CO2 40,000Nm³/h及不浓CO2中的6,000Nm³/h经压缩机1的1#、2#子压缩机压缩提升压力；煅烧炉气中的26,000Nm³/h经压缩机1的3#、4#子压缩机压缩提升压力。上述气体混合通入波纹管冷却器21处理其温度由80℃降低到38~42℃，之后经气液分离器26处理后送碳化塔中/下段27作为生产原料。
煅烧炉气中剩余的2,000Nm³/h通入冷凝塔8，经冷凝塔8采用循环水降温冷却进入洗涤塔13采用净氨洗水（洗水用量10m³/h）洗涤后由炉气排空口14排空；冷凝水10和洗涤液16均送碳滤工序洗水储桶18洗水再送煅烧工序作为炉气洗涤塔洗水使用。
联碱生产负荷80%时，浓CO2 20,000Nm³/h 、煅烧炉气20,000Nm³/h、不浓CO2 13,000Nm³/h。其中，不浓CO2 中的11,000Nm³/h直接排空。不浓CO2中1，000Nm³/h由不浓CO2排空口5排空
其中浓CO2 20,000Nm³/h及不浓CO2中12，000Nm³/h的经压缩机1的1#、2#子压缩机压缩提升压力；煅烧炉气中的16,000Nm³/h经压缩机1的3#、4#子压缩机压缩提升压力。上述气体混合通入波纹管冷却器21处理其温度由80℃降低到38~42℃，之后经气液分离器26处理后送碳化塔中/下段27作为生产原料。
煅烧炉气中剩余的4,000Nm³/h通入冷凝塔8，经冷凝塔8采用循环水降温冷却进入洗涤塔13采用净氨洗水（洗水用量20m³/h）洗涤后由炉气排空口14排空；冷凝水10和洗涤液16均送碳滤工序洗水储桶18洗水再送煅烧工序作为炉气洗涤塔洗水使用。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置，其特征在于，包括：
CO2压缩机，用于压缩联合制碱工艺中排出的CO2气体；
冷凝塔，连接所述CO2压缩机，用于给压缩后的CO2气体降温；
洗涤塔，连接所述冷凝塔，用于通入净氨洗水对压缩后CO2 进行洗涤；
炉气排空口，连接所述洗涤塔，用于排出洗涤后的CO2。
2.如权利要求1所述的一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置，其特征在于，所述联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置还包括：
波纹管冷却器，连接于所述CO2压缩机，用于给压缩后的CO2气体降温；
气液分离器，连接于所述波纹管冷却器，用于对CO2气体气液分离，分离的CO2送入碳化塔中/下段作为生产原料。
3.如权利要求2所述的一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置，其特征在于，联合制碱工艺中浓CO2、煅烧炉气及不浓CO2，所述浓CO2及不浓CO2通入所述波纹管冷却器，煅烧炉气通入所述洗涤塔。
4.一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收方法，其特征在于，该方法采用如权利要求2所述的联合制碱工艺中排空炉气氨回收装置，包括：
当联碱生产负荷100%时 ，浓CO2 40,000Nm³/h 、煅烧炉气28,000Nm³/h、不浓CO2 70,000Nm³/h，将70,000Nm³/h的不浓CO2直接排空；
将浓40,000Nm³/h 的CO2经压缩机压缩提升压力；26,000Nm³/h的 煅烧炉气经压缩机压缩提升压力，并混合通入波纹管冷却器处理，之后经气液分离器处理后送碳化塔中/下段作为生产原料；
剩余的2,000Nm³/h煅烧炉气中通入冷凝塔，经冷凝塔采用循环水降温冷却进入洗涤塔采用净氨洗水洗涤后由炉气排空口排空。
5.如权利要求4所述的一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收方法，其特征在于，
当联碱生产负荷108% 时，浓CO2 40,000Nm³/h 、煅烧炉气28,000Nm³/h、不浓CO270,000Nm³/h ，其中，64,000Nm³/h的不浓CO2直接排空；
将40,000Nm³/h浓CO2及6,000Nm³/h不浓CO2经压缩机压缩提升压力；26,000Nm³/h的煅烧炉气经压缩机压缩提升压力，混合通入波纹管冷却器处理，之后经气液分离器处理后送碳化塔中/下段作为生产原料；
剩余的2,000Nm³/h煅烧炉气中通入冷凝塔，经冷凝塔采用循环水降温冷却进入洗涤塔采用净氨洗水洗涤后由炉气排空口排空。
6.如权利要求5所述的一种联合制碱工艺中排空炉气氨回收方法，其特征在于，
当联碱生产负荷80%时，浓CO2 20,000Nm³/h 、煅烧炉气20,000Nm³/h、不浓CO2 13,000Nm³/h，其中，不浓CO2 中的11,000Nm³/h直接排空，不浓CO2中1，000Nm³/h由不浓CO2排空口排空，不浓CO2排空口设于40m高；
将20,000Nm³/h浓CO2及12，000Nm³/h不浓CO2经压缩机压缩提升压力，16,000Nm³/h的煅烧炉气经压缩机压缩提升压力，混合通入波纹管冷却器处理，之后经气液分离器处理后送碳化塔中/下段作为生产原料；
4,000Nm³/h的煅烧炉气中通入冷凝塔，经冷凝塔采用循环水降温冷却进入洗涤塔采用净氨洗水洗涤后由炉气排空口排空。
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- 2022-06-13 CN CN202210666829.XA patent/CN114956127A/zh active Pending
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