CN200992487Y - 环保高效等压氨回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种化工设备，即环保高效等压氨回收装置。它包括吸氨塔体，吸氨塔体内设有水冷吸氨器。水冷吸氨器为竖直布置的换热管，各换热管底部与下集水盒连接，换热管上部一部分与上进水集水盒连接，另一部分与上出水集水盒连接。在上进水集水盒、上出水集水盒与下集水盒之间设有多块平铺的支承分布板，竖直布置的换热管穿过支承分布板。各支承分布板通过多个拉杆串接，每相邻两块支承分布板之间的拉杆上套有定距管，拉杆一端固定，另一端拧接有螺母。为了进一步提供氨回收效果，在氨塔体上封头出口连接有净氨塔。具有结构简单，设备紧凑，氨回收效率高达99.9％以上的特点。

Description

环保高效等压氨回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种化工设备，即环保高效等压氨回收装置。

背景技术

在已有技术中，合成氨厂(氮肥厂)的液氨贮槽内贮存的液氨中溶解一定量的氢气、甲烷等有效气体，氨槽弛放气中含有37-55％的氨气、还含有氢气、甲烷等气体。一个年产10万吨合成氨的合成氨厂(氮肥厂)，每年由液氨贮槽内排出的弛放气含有氨1320-2750吨，氢气160万立方米，甲烷6万立方米。目前国内主要采用等压氨回收方法，用水作吸收剂，吸收弛放气中的氨，将氨溶解在水中生成浓氨水，从而将氨从弛放气中脱除，净氨后的弛放气去提氢装置提氢，将氢气从弛放气中提取出来做原料气用，或将弛放气做民用燃料气。生成的12-16％(重量)的浓氨水用于生产碳酸氢铵。

目前氨回收装置的等压氨回收塔，分为内冷式和外冷式、循环吸收和不循环吸收方式。常见的等压氨吸氨塔一般都分上下二段，上段绝热吸收，一般采用泡罩、浮阀或垂直筛板为传质元件，为了安装内件，上段筒体的直径一般都大于￠500mm；下段为接近等温吸收的循环吸收或鼓泡吸收。内冷式等压氨回收塔下段一般有由多组横置的水箱组成的水冷却系统，为了便于、合理地水平安装水箱，下段筒体直径一般都大于￠1400mm。其缺点是：1、采用横置的水箱组成的水冷却系统氨的回收率比较低，一般在93-98％之间，减少了氨的回收量，等压氨回收塔出口弛放气尾气中残余氨含量较高，影响直接送提氢装置提氢或做民用燃气用，由于无法直接将弛放气尾气送提氢装置提氢，还需在等压氨回收塔顶部或其它地方安装净氨塔，用过量的软水再次洗涤，吸收弛放气中残留的氨。2、净氨塔用大量的软水将弛放气中残余的氨大部分都除去，不但浪费了大量软水，也产生了大量无法利用的废稀氨水，只好将废稀氨水外排，污染了环境，污染了水源。3、等压氨回收塔上、下段直径都较大，增加了设备重量和造价。4、采用4-8个水箱做水冷器，浪费了伸出筒体外部的水箱的换热面积。另外，由于每个水箱的直径都大于￠400mm，筒体上要开4-8个直径大于￠400mm的大孔，要另外加厚筒体，做整体补强，又增加了设备重量和造价。5、下段采用水箱式水冷器的等压氨回收塔内返混比较严重，气、液分布不够均匀，死角及近路的部位也较多，气泡大，上、下浓度差小。6、上段采用垂直筛板、泡罩、浮阀等做传质元件的板式塔筒体直径一般都较粗，以便于安装塔板，塔板及筒体也增加了设备重量和造价。7、难以在等压氨回收塔出口弛放气尾气残余氨含量较低的前提下，制备出20％(重量)以上甚至30％(重量)以上的高浓度浓氨水。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种结构合理，氨回收效果更好的环保高效等压氨回收装置。

本实用新型的技术解决方案是：环保高效等压氨回收装置包括吸氨塔体，吸氨塔体内设有水冷吸氨器。所述的水冷吸氨器为竖直布置的换热管，各换热管底部与下集水盒连接，换热管上部一部分与上进水集水盒连接，另一部分与上出水集水盒连接；与上进水集水盒连接的进水管及与上出水集水盒连接的出水管的另一端穿过吸氨塔体上封头露出塔体外；为了加固换热管，上进水集水盒、上出水集水盒与下集水盒之间设有多块平铺的支承分布板，竖直布置的换热管穿过支承分布板；各支承分布板通过多个拉杆串接，每相邻两块支承分布板之间的拉杆上套有定距管，拉杆一端固定，另一端拧接有螺母。

为了进一步提高氨回收效果，在吸氨塔体上方出口连接有净氨塔体，净氨塔体为上封头的筒体结构；净氨塔体内固定立有吸氨内件，吸氨内件的拉杆上串接有若干块间隔、平铺的塔板，每两块相邻塔板之间的拉杆上套有定距管，拉杆一端固定，另一端拧接有紧固螺母；塔板上密布有供气体和水通过的若干个小孔；净氨塔体上部有软水进口和出气口。

本实用新型的优点是：1、本设备氨回收率已经高达99.9％，如果经过调整、预计氨回收将高达99.99％，增加了氨回收量。一个年产10万吨合成氨的氮肥厂一年可以多回收氨26-192吨。价值5.7-42.2万元，经济效益显著。2、等压氨回收塔出口弛放气中残余氨含量已降至0.025％，预计可降到0.008％以下(已有技术中为1％)，弛放气尾气可以直接去提氢装置或做民用燃料气，简化了生产工艺，缩短了氨回收流程，节电、节水，节省了设备投资和运行费用。实现了高效、节能、低费用。3、由于加入很少量的软水吸收氨，且等压氨回收塔出口弛放气中残余的氨含量极少，无多余的废稀氨水外排，节省了软水，对环境和水源无污染，属于绿色、环保型等压氨回收塔，有显著的社会效益。4、制备出的氨水浓度在20％(重量)左右，最高达34％(重量)，可以制备出20％(重量)以上或30％(重量)以上高浓度氨水外售或送尿素装置生产尿素。由于可以制备高浓度氨水、拓宽了氨水的用途，提高了企业经济效益。5、设备紧凑，吸收效率高。用于年产3万吨合成氨厂的等压氨回收塔上段直径仅￠100mm，下段直径仅￠600mm，设备重量轻，实现了设备小型化。6、由于设备紧凑，小型化，可以将工作在腐蚀较强的氨水内的换热管等材料换成不锈钢等耐腐蚀材料，提高了设备整体使用寿命，保证了产品质量和使用周期，减少了维修量和维修费用。

下面将结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1是本实用新型结构简图；

图2是雾化吸氨器结构简图。

具体实施方式

参见图1，环保高效等压氨回收装置包括鼓泡吸氨塔的吸氨塔体1，吸氨塔体1为立式，外有夹套式水冷器，夹套内有折流环。吸氨塔体1内设有水冷吸氨器，内有冷却水。水冷吸氨器为竖直布置的换热管2，换热管2内有冷却水；各换热管2底部与下集水盒3连接，换热管2上部一部分与上进水集水盒4连接，另一部分与上出水集水盒5连接。与上进水集水盒4连接的进水管6及与上出水集水盒5连接的出水管7的另一端穿过吸氨塔体1上封头露出塔体外。采用竖直布置的换热管2，使氨气通过时降温均匀，利于回收。下集水盒3为扁(短)圆柱状，平板封头，外径小于吸氨塔体1内径，加工制造方便。图中上进水集水盒4、上出水集水盒5为一体的(盒内隔开，避免进、出水混合)空心扁圆柱形，平板封头，中间有圆形或多边形气、液通道8，气、液由上进水集水盒4、上出水集水盒5与吸氨塔体1之间的环隙及气、液通道8逆流接触，逆向流动。根据设备大小及中间有圆形或多边形孔道8的大小，可以在上进水集水盒4和上出水集水盒5之间的气、液通道8对应的下部设有小集水盒9，以便增加圆形或多边形孔道8下部的换热管，保证冷却均匀。上进水集水盒4和上出水集水盒5也可以是各自独立的，两盒体之间留有气、液通道就行。水冷吸氨器内件的排水管穿过吸氨塔体1的下封头伸到塔下，并用填料函密封。

为了进一步提高鼓泡吸氨塔上、下部的浓度差，减少返混，提高吸收氨的效果并固定换热管2，上进水集水盒4、上出水集水盒5与下集水盒3之间设有多块平铺的支承分布板10，通常为八块以上，形状为圆形、环形、圆缺形。图中支承分布板10为圆形，竖直安装的每块换热管2穿过支承分布板10，各支承分布板10通过多个拉杆11串接，每相邻两块支承分布板10之间的拉杆11上套有定距管12，拉杆11一端固定(图中与下集水盒3固定)，另一端拧接有螺母30。所述的拉杆11一端固定既可以是在下端固定，也可以是在上端固定，根据需要选择即可。

支承分布板10上还可以密布有供气体和水通过的若干个小孔，均匀打破气体鼓泡，使气、液逆流通过，提高洗氨效果。支承分布板10上还可以设计成一部分换热管2穿过的孔大于该换热管2外径几毫米，形成供气、液流动通过的空隙，采用此设计，支承分布板10上可以不开小孔，换热管2外径的空隙可以代替小孔。对于圆缺形或由圆环与小圆形组成的支承分布板10或分布板33，可以有小孔，也可以无小孔，而穿过换热管2的大孔也可以几乎等于换热管2的外径。

进水集水盒4和上出水集水盒5以上设有多块分布板33，除没有换热管2通过以外，其它同支承分布板10。

吸氨塔体1下部有进气口13、浓氨水出口14和夹套冷却水出口15。吸氨塔体1顶部有用于进液、出气并与净氨塔连接的粗接管29，粗接管29在上封头的上表面处焊接、固定，粗接管29的中心处有较细的降液管32向下穿过上封头至吸氨塔体1内，上封头的侧面有一根或几根出气管31接在粗接管29的侧面。另外吸氨塔体1上部还有塔体大法兰36、液位计接口37、夹套冷却水出口38。

为了更好地回收氨，吸氨塔体1上方出口连接有净氨塔体16，通过法兰盘连接。净氨塔体16为上封头的筒体结构，上封头可以是平板或椭圆形，筒体可以是等径或不等径。净氨塔体16内固定立有吸氨内件，吸氨内件的拉杆17上串接有若干块间隔、平铺的塔板18，通常为六块以上。每两块相邻塔板18之间的拉杆17上套有定距管19，拉杆17一端固定(在上部或下部固定均可)，另一端拧接有紧固螺母20，实现塔板18水平固定和间距定位，塔板18的数量根据工艺条件、参数、要求而定，塔板18上密布有供气体和水通过的若干个小孔(图略)，孔径可以相同或不同，通常为￠3mm-￠16mm。净氨塔体16上部有软水进口21和出气口22。净氨塔体16内的拉杆17上端处间隔叠套有多个锥帽状除沫网23，以除去雾沫。

参见图2，吸氨塔体1下部的进气口13还可以连接有雾化吸氨器，使氨气在进入吸氨塔体1前先被雾化，被水吸收，减少气泡，更有利于氨的回收。雾化吸氨器由喷嘴24及顺次连接的收缩管25、喉管26、扩大管39和尾管27组成。进液口28与吸氨塔体1下部的浓氨水出口14连接，用浓氨水出口14排出的氨水作吸收剂循环吸收氨。雾化吸氨器可以立式安装，也可以水平、倾斜安装。

合成氨厂(氮肥厂)的液氨贮槽的弛放气--氨气、氢气、甲烷等气体经雾化吸氨器雾化吸氨后，经进气口13送入鼓泡吸氨塔体1内的水冷吸氨器管间，鼓泡吸氨塔内的氨水来自净氨塔体16，控制鼓泡吸氨塔体1内氨水液位在分布板33的上下位置。进入吸氨塔体1内的含有氨气的弛放气体，分布到各换热管2的管间，穿过支承分布板10、分布板33的小圆孔(或管孔空隙，或绕过支承分布板10、分布板33)，自下向上鼓泡上升，与氨水逆向流动，氨水被水吸收，离开液面，经粗接管29出鼓泡吸氨塔体1时，氨气绝大部分已被鼓泡吸氨塔体1内的水吸收，再经净氨塔体16至下而上与水逆向流动，在塔板18上与水充分接触，氨被水所吸收，经锥帽状除沫网23、出气口22排出的气体中，氨气已被回收99.99％，此处的氢气可以直接去提氢装置或做民用燃料。

Claims (7)

1.一种环保高效等压氨回收装置，包括吸氨塔体(1)，吸氨塔体(1)内设有水冷吸氨器，其特征在于水冷吸氨器为竖直布置的换热管(2)，各换热管(2)底部与下集水盒(3)连接，换热管(2)上部一部分与上进水集水盒(4)连接，另一部分与上出水集水盒(5)连接；与上进水集水盒(4)连接的进水管(6)及与上出水集水盒(5)连接的出水管(7)的另一端穿过吸氨塔体(1)上封头露出塔体外；上进水集水盒(4)、上出水集水盒(5)与下集水盒(3)之间设有多块平铺的支承分布板(10)，竖直布置的换热管(2)穿过支承分布板(10)；各支承分布板(10)通过多个拉杆(11)串接，每相邻两块支承分布板(10)之间的拉杆(11)上套有定距管(12)，拉杆(11)一端固定，另一端拧接有螺母(30)。

2.按照权利要求1所述的环保高效等压氨回收装置，其特征在于吸氨塔体(1)上方出口连接有净氨塔体(16)，净氨塔体(16)为上封头的筒体结构；净氨塔体(16)内固定立有吸氨内件，吸氨内件的拉杆(17)上串接有若干块间隔、平铺的塔板(18)，每两块相邻塔板(18)之间的拉杆(17)上套有定距管(19)，拉杆(17)一端固定，另一端拧接有紧固螺母(20)；塔板(18)上密布有供气体和水通过的若干个小孔；净氨塔体(16)上部有软水进口(21)和出气口(22)。

3.按照权利要求1或2所述的环保高效等压氨回收装置，其特征在于支承分布板(10)上密布有供气体和水通过的若干个小孔。

4.按照权利要求1或2所述的环保高效等压氨回收装置，其特征在于支承分布板(10)上一部分换热管(2)穿过的孔大于该换热管(2)外径，形成供气、液流动的空隙。

5.按照权利要求1或2所述的环保高效等压氨回收装置，其特征在于吸氨塔体(1)下部的进气口(13)连接有雾化吸氨器；雾化吸氨器由喷嘴(24)及顺次连接的收缩管(25)、喉管(26)、扩大管(39)和尾管(27)组成。

6.按照权利要求1或2所述的环保高效等压氨回收装置，其特征在于上进水集水盒(4)和上出水集水盒(5)之间的气、液通道(8)对应的下部设有小集水盒(9)。

7.按照权利要求1或2所述的环保高效等压氨回收装置，其特征在于上进水集水盒(4)和上出水集水盒(5)以上设有多块分布板(33)。

Images