CN203079702U

CN203079702U - 氨气净化系统

Info

Publication number: CN203079702U
Application number: CN 201220738861
Authority: CN
Inventors: 王玉忠; 师玉虎
Original assignee: Inner Mongolia Datang International Hexigten Coal & Gas Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Datang International Hexigten Coal & Gas Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2022-12-28

Abstract

本实用新型提供一种氨气净化系统，包括：氨气净化塔(1)，其具有位于下部的待净化氨气入口(11)，位于上部的氨水入口(14)，位于顶部的已净化氨气出口(13)，位于底部的塔釜液出口(12)以及位于该待净化氨气入口(11)和该氨水入口(14)之间的填料段(15)；氨气吸收冷却器(2)，其与已净化氨气出口(13)流体连通，用于将来自该氨气净化塔(1)的已净化氨气稀释成氨水；氨水储罐(3)，用于接纳来自该氨气吸收冷却器(2)的氨水；其中来自待净化氨气入口(11)的待净化氨气和来自该氨水入口(14)的氨水通过该填料段(15)充分接触，从除去所述待净化氨气中的酸性气体和酚类物质。通过这种氨气净化系统，来自酚氨回收系统的氨气可被净化到纯度达至少98％，从而产生合格的氨水来供给烟气脱硫生产硫氨化肥。

Description

氨气净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种氨气净化系统，尤其是用于酚氨回收系统中的氨气净化系统。

背景技术

随着国家对化工厂环保要求的提高，煤气化废水的排放问题日益凸显出来。在当前的废水循环利用技术中，酚回收的脱氨过程仅仅是到了氨气能从废水中脱除的阶段，还不能很好的回收利用。另外，回收氨气由于系统的波动性，导致氨气很难合格，更谈不上生产合格的硫铵化肥。本申请人的申请人对酚氨回收技术在现有水平的基础上进行了改进，将酚氨回收产生的氨水供给烟气脱硫，一方面对烟气进行脱硫处理，使得排放的烟气达到了国家的环保标准；另一方面生产出硫铵化肥，作为一种副产品，为企业带来了效益。然而，氨法脱硫工艺对于作为脱硫剂的氨气的纯度要求至少达到98%，在酚氨回收的脱氨过程中，经过三级分凝后氨气的纯度很难达到98％，因此生成的氨水不能满足生产硫铵化肥的要求。即使氨气的纯度达到要求，但一旦系统发生波动情况，氨气纯度也就会随着波动。这样不能保证氨气纯度，在稀释成稀氨水时，稀氨水浓度会发生变化，从而导致在烟气脱硫过程中生成的硫铵化肥不合格。

因而，当前对在酚氨回收的脱氨过程中生产出高纯度的氨气存在需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氨气净化系统，其对来自酚氨回收工艺中三级分凝系统的氨气进行进一步净化，获得更高纯度的氨气，从而满足生产硫铵化肥的要求。

因此，本实用新型提供这样一种氨气净化系统，其包括氨气净化塔，该氨气净化塔具有位于其下部的待净化氨气入口，位于其上部的氨水入口，位于其顶部的已净化氨气出口，位于底部的塔釜液出口以及位于该待净化氨气入口和该氨水入口之间的填料段，其中所述来自待净化氨气入口的待净化氨气（即粗氨气）和所述来自该氨水入口的氨水通过该填料段充分接触，从而除去待净化氨气中的酸性气体和酚类物质。该氨气净化系统还包括与已净化氨气出口流体连通的氨气吸收冷却器，用于将来自该氨气净化塔的已净化氨气稀释成稀氨水；用于容纳来自该氨气吸收冷却器的产品氨水的氨水储罐；设置在氨气净化塔中部的中部冷却器，用于吸收来自该待净化氨气入口的待净化氨气和来自该氨水入口的氨水通过该填料段接触时放出的热量。通过这种氨气净化系统，来自酚氨回收系统中的粗氨气可被净化到纯度达至少98%，从而产生合格的氨水来供给烟气脱硫生产硫氨化肥。

按照本实用新型的一个优选方案，氨气净化系统还包括设置在氨气净化塔底部的加热器，用于该氨气净化塔塔底的塔釜液加热到约64℃～约66℃，优选为65℃，以保证酚类物质在该温度下能够完全溶解，并且还可汽提塔釜液中的氨。例如，加热器可以是低压蒸汽夹套或盘管，布置在该氨气净化塔底部外侧，但本领域技术人员应当明白，任何其它合适形式的加热器或布置方式都是可行的，涵盖在本实用新型的范围内。

按照本实用新型的一个优选方案中，设置在氨气净化塔中部的中部冷却器例如为列管式换热器。有利的是，该中部冷却器配置成位于在该氨气净化塔中部外侧，且保证该氨气净化塔顶部的温度≤40℃，从而保证氨气的纯度。但应当明白，只要能吸收来自该待净化氨气入口的待净化氨气和来自该氨水入口的氨水通过该填料段接触时放出的热量，且保证该氨气净化塔顶部的温度≤40℃，本领域常见的其它合适形式的冷却器或布置方式都是可行的，也在本实用新型的保护范围内。

另外，由于700体积的氨气可溶于1体积的水，氨气的溶解度很大。当大量的氨气与液体接触时，氨气瞬时溶于液体，会在氨气净化塔形成负压，容易抽瘪氨气净化塔。因此，为了解决上述问题，有利的是，在本实用新型中，氨气净化系统设有氮气保护系统，其与氨气净化塔流体连通以在运行时下向氨气净化系统内通入氮气进行氮气置换，并防止在氨气净化系统中的氨气溶于氨水时产生负压损毁设备。例如，氮气保护系统可通过待净化氨气入口连通入氨气净化塔内。应当理解，氮气保护系统也可以在其它位置连通到氨气净化塔内。

在本实用新型中，优选在该氨水入口处设有喷淋装置，用于将来自该氨水入口的氨水喷淋入该氨气净化塔内，以有利于氨水与从待净化氨气入口通入并上升的氨气借助于填料段充分接触，通过气液传质，氨气中的酚、硫化氢、二氧化碳溶解在氨水中，从而使氨气得到净化。

按照本实用新型的一个方案，来自该氨水入口的氨水的浓度为20%～30％，优选为25%，采用这样的氨水作为吸收待净化氨气中的酸性气体和酚类物质的碱源，能够保持氨浓度相对温度，达到节能降耗的效果。

生成的产品氨水贮存在氨水储罐内，其中大部分产品氨水经产品氨水泵送往烟气脱硫装置来脱硫并生产硫氨化肥。另外，有利的是，氨水储罐还经氨水回流泵流体连通到该氨水入口，以小部分产品氨水通过氨水回流泵输送到氨气净化塔，用于作为吸收待净化氨气中的酸性气体和酚类物质的碱源，这样进一步降低了处理成本，提高了经济效益。

另外，在本实用新型中，位于该氨气净化塔塔底的塔釜液经塔釜液出口通过净化塔釜液泵输送到酚水原料罐进行循环处理。

在根据本实用新型的氨气净化系统，例如采用25%的稀氨水作为吸收剂，去除氨气中的CO₂、H₂S等酸性气体以及酚类物质，并且粗氨气自下部进入氨气净化塔，氨水从上部进入氨气净化塔，粗氨气与氨水在填料段上进行充分接触，酸性气体及酚类物质被氨水带走，净化后的氨气从塔顶去往氨气吸收冷却器稀释成例如25%的稀氨水。经过该氨气净化系统生产的稀氨水可以达到动力烟气脱硫装置所需的氨水各项指标的要求。

根据本实用新型的氨气净化系统具有如下作用：一是可以将氨气中酚类物质洗除，能够脱除一部分硫化氢和二氧化碳,从而提高氨水质量；二是可以缓冲脱氨部分三级分凝液系统产生的波动，保证氨水各项指标稳定。

通过这种氨气净化系统，净化后的氨气能生产出合格的氨水，供给烟气脱硫来生产硫铵化肥，为企业带来了效益。这套氨气净化系统的运行，为企业节约了购买氨水所花费的资金，净化了烟气，达到了效益和环保的双丰收。

附图说明

本实用新型的完整而能实现的内容，包括对本领域技术人员来说是最佳的实施方式，在包括附图参照的本说明书的其余部分中作了更详细的阐述，其中：

图1是根据本实用新型的氨气净化系统的一个优选实施例的示意图。

附图标记一览表

1-氨气净化塔；2-氨气吸收冷却器；3-氨水贮罐；4-中部循环冷却器；5-中部循环泵；6-氨水回流泵；7-产品氨水泵；8-净化塔釜液泵；9-加热器；13-待净化氨气入口；14-氨水入口；11-净化氨气出口；12-塔釜液出口；15-填料段；15a-汽提段；15b-吸收段；15c-提纯段。

具体实施方式

本领域普通技术人员应当理解，本文讨论的内容仅仅是对示范性实施例的描述，不是要限制本实用新型的比较广泛的方案。

以下结合图1来详细描述根据本实用新型的氨气净化系统的一个优选实施例。如图所示，氨气净化系统包括依次流体连通的氨气净化塔1、氨气吸收冷却器2和氨水储罐3。竖立放置的氨气净化塔1下部具有用于接收来自三级分凝气相的粗氨气（即待净化氨气）的待净化氨气入口11，氨气首先进入氨气净化塔的底部液面之下与塔釜液接触，作为吸收剂的氨水从氨气净化塔1上部的氨水入口14通过设置在该处的喷淋装置喷淋入氨气净化塔1，与上升的氨气通过设置该待净化氨气入口11和该氨水入口14之间的填料段15充分接触，通过气液传质，粗氨气中的酚、硫化氢和二氧化碳溶解在氨水中。在本实用新型中，作为吸收剂的氨水的浓度例如可以为20%～30%，优选25%。净化后氨气通过位于氨气净化塔1顶部的已净化氨气出口13输送到氨气吸收冷却器2，在这里将已净化氨气稀释成产品氨水，例如浓度为20%～30％，优选25%的稀氨水。本领域技术人员应当明白，也可以除氨水之外的其它碱源，例如氢氧化钠溶液，但是会为后续的处理增加难度，经济性也较差。

根据本实用新型，在氨气吸收冷却器2中是用新鲜水来稀释氨气，在氨气吸收冷却器壳侧上的小型吸收塔内进行接触。有利的是，可以将氮气通入到小型吸收塔内，保护小型吸收塔。小型吸收塔内装有陶瓷填料，提供氨气与新鲜水充分接触的空间，新鲜水吸收氨气放出大量的热被氨气吸收冷却器管程的循环水带走。

参见图1，在氨气吸收冷却器2中生成的产品氨水输送并储存在氨水储罐3中，大部分产品氨水通过产品氨水泵7送往烟气脱硫装置（未示出），一方面对烟气进行脱硫处理，使得排放的烟气达到国家的环保标准；另一方面用于生产硫铵化肥，作为烟气脱硫的副产品；一小部分氨水通过氨水回流泵7经氨气净化塔1上部的氨水入口14输送到氨气净化塔内用作吸收剂，并控制氨气净化塔顶部的温度和压力。采用自产的氨水作用吸收剂，降低了净化氨气的成本，提高了经济效益。

有利的是，在根据本实施例的氨气净化系统中，还设有氮气保护系统，从图中可以看出，氮气保护系统例如与氨气净化塔1下部的待净化氨气入口11流体连通，氮气通过该待净化氨气入口11通入氨气净化塔中。采用氮气保护系统主要有两个作用，一是在开始运行之前对氨气净化系统中的空气进行氮气置换，二是可以防止在氨气与氨水接触时氨气突然减少产生负压损坏设备。通入的氮气不溶于氨水，会和氨气中其它不溶于氨水的气体一起以不凝气的形式从氨气吸收冷却器2的顶部排放出来。

在该实施例中，氨气净化系统还包括设置在底部的加热器9，例如布置在底部的外侧，用于将该氨气净化塔1塔底的塔釜液加热到64℃～66℃，优选65℃，以保证酚类物质在此温度下能够完全溶解，并可以气提剩余的氨。这里加热器1为低压蒸汽夹套或盘管形式，但本领域技术人员应当明白，任何其它合适形式的加热器或布置方式都是可行的，只要能对塔底的塔釜液进行加热。

由于氨气与水接触时放出大量的热，在氨气净化塔1的中部设置中部循环泵5和中部冷却器4，以带走热量。同样，氨气在制备氨水的过程中也放出大量的热，在氨气吸收冷却器2的管程通入循环水带走热量。

按照本实用新型的一个优选实施例，为了使气液分布均匀，气液充分接触提高传质效率，氨气净化塔1中的填料段15可以分多段，填料段15优选分为从下至上(即沿从塔底到塔顶的方向)依次布置的汽提段15a、吸收段15b和提纯段15c，每一段均填装有规整填料。具体来说，汽提段15a布置在氨气净化塔1内部的下段，通过低压蒸汽夹套和盘管控制塔釜温度汽提吸收液中一部分氨；吸收段15b布置在氨气净化塔1内部的中段，用于洗涤、吸收酚类物质和酸性气体如硫化氢、二氧化碳等，放出的热量通过中段循环冷却器将其移走；提纯段15c布置在氨气净化塔1内部的上段，提纯段是利用精馏原理通过气液传质交换使氨气更加纯净，进一步提高氨气的浓度和纯度。当然，填料段15的任何其它合适的布置形式都是可行的。

根据本实用新型，氨气净化塔1的底部还设有塔釜液出口12，塔底的塔釜液通过净化塔釜液泵8经塔釜液出口12输送到酚水原料罐做循环处理，塔釜液中含酚类物质和酸性气体例如二氧化碳、硫化氢等。

氨法脱硫工艺对于脱硫剂氨水的成分要求指标如下：

1、CO₂ 不要求

2、H₂S ＜200mg/l

3、油脂 ≤50mg/l

4、酚类 ≤50mg/l

5、固体悬浮物 ≤10mg/l

通过根据本实用新型的氨气净化系统，能够获得合格纯度的氨气例如达到至少98%，从而生产出满足上述要求指标的合格原料氨水，供给烟气脱硫生产硫铵化肥。重要的一点是酚氨回收产生的氨水供给烟气脱硫，一方面对烟气进行脱硫处理，使得排放的烟气达到了国家的环保标准；另一方面生产出了硫铵化肥副产品。稀释成氨水的氨气来源于煤气化废水，净化了废水，解决了制约废水回用的瓶颈问题，利用这种氨气净化系统的酚氨回收可以说是实现了双丰收。

在不超出本实用新型的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以对本实用新型做出这些和其它的更改与变化，这在后附的权利要求书中做了更具体的阐述。还应当明白，不同实施例的多个方面可以完全或部分地相互替换。此外，本领域普通技术人员将会理解，前面的说明仅仅是示范性的，不会对在后附的权利要求书中进一步描述的本实用新型内容构成限制。

Claims

1.一种氨气净化系统，其特征是，包括：

氨气净化塔(1)，其具有位于下部的待净化氨气入口(11)，位于上部的氨水入口(14)，位于顶部的已净化氨气出口(13)，位于底部的塔釜液出口(12)以及位于该氨水入口(14)和该待净化氨气入口(11)之间的填料段(15)，其中来自该待净化氨气入口(11)的待净化氨气和来自该氨水入口(14)的氨水通过该填料段(15)充分接触，从而去除所述待净化氨气中的酸性气体和酚类物质；

氨气吸收冷却器(2)，其与该已净化氨气出口(13)流体连通，用于将来自该氨气净化塔(1)的已净化氨气稀释成产品氨水；

氨水储罐(3)，用于接纳来自该氨气吸收冷却器(2)的产品氨水；

中部冷却器(4)，其设置在该氨气净化塔(1)的中部，用于吸收所述来自该待净化氨气入口(11)的待净化氨气和所述来自该氨水入口(14)的氨水通过该填料段(15)接触时放出的热量。

2.根据权利要求1所述的氨气净化系统，其特征是，还包括设置在该氨气净化塔(1)底部的加热器(9)，用于将该氨气净化塔(1)塔底的塔釜液加热到64℃～66℃。

3.根据权利要求1所述的氨气净化系统，其特征是，该填料段(15)包括从下向上依次布置的汽提段（15a）、吸收段(15b)和提纯段(15c)。

4.根据权利要求1所述的氨气净化系统，其特征是，所中部冷却器(4)配置成位于在该氨气净化塔(1)中部外侧，且保证该氨气净化塔(1)顶部的温度≤40℃。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的氨气净化系统，其特征是，还包括经该待净化氨气入口(13)与该氨气净化塔(1)流体连通的氮气保护系统。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的氨气净化系统，其特征是，还包括设置在该氨水入口(14)处的喷淋装置，用于将来自该氨水入口的氨水喷淋入该氨气净化塔内。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的氨气净化系统，其特征是，所述来自该氨水入口(14)的氨水的浓度为20%～30%。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的氨气净化系统，其特征是，该氨水储罐(3)中的大部分产品氨水经产品氨水泵(7)输送至烟气脱硫装置来生产硫氨化肥。

9.根据权利要求8所述的氨气净化系统，其特征是，所述氨水储罐(3)经氨水回流泵(6)流体连通到该氨水入口(14)，以将所述氨水储罐(3)的小部分产品氨水输送至该氨气净化塔内。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的氨气净化系统，其特征是，位于该氨气净化塔(1)塔底的塔釜液经所述塔釜液出口(12)通过净化塔釜液泵(8)输送到酚水原料罐。