CN211035309U - 高效回收氨的新型酚氨回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氨气回收装置的技术领域，是一种高效回收氨的新型酚氨回收装置，其包括脱氨塔、多级分凝系统、氨气净化塔、压力调节组阀、氨气吸收冷却器，脱氨塔的塔顶气相出口端与多级分凝系统的气相输入端管连接，多级分凝系统的气相输出端与氨气净化塔下侧的物料入口端管连接，在氨气净化塔的塔顶上设置有压力调节组阀。本实用新型结构合理而紧凑，通过多级分凝系统系统可以使混合气中大部分的酚类、油类等杂质以冷凝液的方式从混合气中分离出来，进而可以在多级分凝系统系统的气相出口端得到纯度较高的净化氨气，在无热源的氨气净化塔、氨气吸收冷却器、多级分凝系统系统、中冷循环装置的共同作用下，可以形成高纯度的氨气。

Description

高效回收氨的新型酚氨回收装置

技术领域

本实用新型涉及氨气回收装置的技术领域，是一种高效回收氨的新型酚氨回收装置。

背景技术

在固定床碎煤加压气化过程中会产生大量的含尘、油和气体的废水，这些废水需要经过多种工艺处理后重复使用以达到节能环保和减少水资源浪费的目的，首先在经过煤气水分离装置降温、减压、闪蒸除气，再利用重力沉降原理除尘、除油，经煤气水分离处理后，富含酸性气体、氨气及酚类物质的煤气化废水送至酚氨回收装置脱酸脱氨，经脱酸脱氨后的废水进入后系统进行脱酚，脱酚后的稀酚水送往下游装置进一步处理后实现废水循环利用和零排放的目的。现有的酚氨回收装置设计不合理，导致其所生产的回收氨水质量较差，氨浓度较低且其中总酚、油及H₂S等含量超标，无法达到脱硫脱销对氨水质量的要求，需要二次处理，氨回收利用的成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高效回收氨的新型酚氨回收装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的酚氨回收装置设计不合理，导致其所生产的回收氨水质量较差，氨浓度较低且其中总酚、油及H₂S等含量超标，无法达到脱硫脱销对氨水质量的要求，需要二次处理，氨回收利用成本高的问题。

本申请的目的是这样实现的：高效回收氨的新型酚氨回收装置包括脱氨塔、多级分凝系统、氨气净化塔、压力调节组阀、氨气吸收冷却器，脱氨塔是设有蒸汽加热管线与来料管线的精馏塔，脱氨塔的塔顶气相出口端与多级分凝系统的气相输入端管连接以降低塔顶气相物料的温度并冷凝分离出杂质物料，多级分凝系统的气相输出端与氨气净化塔下侧的物料入口端管连接，多级分凝系统的液相输出端与氨凝液罐管连接，氨凝液罐上设置有第一回流管线、排放管线，第一回流管线将脱氨塔的上部与氨凝液罐相连通，第一回流管线上安装有第一循环泵，氨气净化塔为不设有蒸汽加热管线的填料塔，在氨气净化塔的塔顶上设置有塔顶气相管线，塔顶气相管线的一端与氨气净化塔的塔顶气相出口端相连通，塔顶气相管线的另一端与氨气吸收冷却器的入口端相连通，压力调节组阀安装在塔顶气相管线上，氨气吸收冷却器的入口端上还设有吸收水管线，吸收水管线上安装有水量控制阀，氨气吸收冷却器的出口端管连接有氨水罐，氨水罐上设置有产品输出管线、与氨气净化塔上部连通的第二回流管线，第二回流管线上安装有第二循环泵，氨气净化塔外还安装有能将氨气净化塔塔釜液循环到塔顶的中冷循环装置，氨气净化塔的塔釜液出口端与氨凝液罐管之间通过设置第三回流管线相连通，第三回流管线上安装有第三循环泵。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：进一步的，多级分凝系统包括一级氨气冷凝器、二级氨气冷凝器、三级氨气冷凝器、氨凝液冷却器，一级氨气冷凝器的气相入口端与脱氨塔的塔顶气相出口端管连接，一级氨气冷凝器的气相出口端管连通有一级分液罐，一级分液罐的气相出口端与二级氨气冷凝器的气相入口端管连接，一级分液罐的液相出口端与氨凝液冷却器的入口端管连接，二级氨气冷凝器的气相出口端管连通有二级分液罐，二级分液罐的气相出口端与三级氨气冷凝器的气相入口端管连通，二级分液罐的液相出口端也与氨凝液冷却器的入口端管连接，氨凝液冷却器的出口端与氨凝液罐管连接，三级氨气冷凝器的气相出口端与三级分液罐管连接，三级分液罐的气相出口端与氨气净化塔底部的物料入口端管连接，三级分液罐的液相出口端也与氨凝液罐管连接。

进一步的，中冷循环装置包括大排量的中冷循环泵、中冷循环冷却器，氨气净化塔内设置有若干填料层，在氨气净化塔上设置有将塔底与塔顶相连通的第四回流管线，中冷循环泵与中冷循环冷却器安装在第四回流管线上。

进一步的，压力调节组阀包括气动阀、前手阀、后手阀，气动阀、前手阀、后手阀都安装在塔顶气相管线上，气动阀设置在前手阀与后手阀之间，在塔顶气相管线上还设置有绕过气动阀、前手阀、后手阀的旁路管线，旁路管线的一端与前手阀前方的塔顶气相管线相连通，旁路管线的另一端与后手阀后方的塔顶气相管线相连通，旁路管线上安装有检修手阀。

进一步的，三级分液罐的气相出口端上还设置有与塔顶气相管线相连通的安全管线，安全管线设置在压力调节组阀之前，安全管线上安装有控制安全管线通断的第一安全手阀，在与氨气净化塔下侧的物料入口端连接的管线上安装有第二安全手阀。

本实用新型结构合理而紧凑，待处理的废水在进入到脱氨塔内后，在脱氨塔顶部的气相出口端出形成由氨气、酚类、油类等物质组成的混合气，通过多级分凝系统系统可以给从脱氨塔顶部采出的混合气进行降温、降压、冷凝，使混合气中大部分的酚类、油类等杂质以冷凝液的方式从混合气中分离出来并存储在氨凝液罐中，进而可以在多级分凝系统系统的气相出口端得到纯度较高的净化氨气，在无热源的氨气净化塔、氨气吸收冷却器、多级分凝系统系统、中冷循环装置的共同作用下，进入到氨气净化塔内的净化氨气可以在一个低温、高压的环境下得到进一步地提纯，形成高纯度的氨气，连续采出的高纯度氨气在氨气吸收冷却器处形成高浓度的回收氨水并流入到氨水罐中储存，供下游装置利用；氨气净化塔塔底的低温釜液通过第三循环泵进入到氨凝液罐中，与氨凝液罐中原本收集的酚类、油类的冷凝液一起作为脱氨塔的回流液返回到脱氨塔内，可以在保证脱氨塔正常工作的情况下，降低脱氨塔的塔顶温度，从而能有效降低废水在脱氨阶段，因为高温而导致酚类物质大量形成并进入到后续装置内，最终导致回收氨水中总酚超标，影响氨水质量的问题。

附图说明

本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：

附图1是高效回收氨的新型酚氨回收装置的连接结构示意图。

图例：1、脱氨塔，2、氨气净化塔，3、氨气吸收冷却器，4、来料管线，5、氨凝液罐，6、第一回流管线，7、排放管线，8、第一循环泵，9、塔顶气相管线，10、吸收水管线，11、水量控制阀，12、氨水罐，13、产品输出管线，14、第二回流管线，15、第二循环泵，16、第三回流管线，17、第三循环泵，18、一级氨气冷凝器，19、二级氨气冷凝器，20、三级氨气冷凝器，21、一级分液罐，22、二级分液罐，23、三级分液罐，24、氨凝液冷却器，25、中冷循环泵，26、中冷循环冷却器，27、气动阀，28、前手阀，29、后手阀，30、旁路管线，31、检修手阀，32、安全管线，33、第一安全手阀，34、第二安全手阀。

具体实施方式

本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述，实施例：如附图1所示，该高效回收氨的新型酚氨回收装置包括脱氨塔1、多级分凝系统、氨气净化塔2、压力调节组阀、氨气吸收冷却器3，脱氨塔1是设有蒸汽加热管线与来料管线4的精馏塔，脱氨塔1的塔顶气相出口端与多级分凝系统的气相输入端管连接以降低塔顶气相物料的温度并冷凝分离出杂质物料，多级分凝系统的气相输出端与氨气净化塔2下侧的物料入口端管连接，多级分凝系统的液相输出端与氨凝液罐5管连接，氨凝液罐5上设置有第一回流管线6、排放管线7，第一回流管线6将脱氨塔1的上部与氨凝液罐5相连通，第一回流管线6上安装有第一循环泵8，氨气净化塔2为不设有蒸汽加热管线的填料塔，在氨气净化塔2的塔顶上设置有塔顶气相管线9，塔顶气相管线9的一端与氨气净化塔2的塔顶气相出口端相连通，塔顶气相管线9的另一端与氨气吸收冷却器3的入口端相连通，压力调节组阀安装在塔顶气相管线9上，氨气吸收冷却器3的入口端上还设有吸收水管线10，吸收水管线10上安装有水量控制阀11，氨气吸收冷却器3的出口端管连接有氨水罐12，氨水罐12上设置有产品输出管线13、与氨气净化塔2上部连通的第二回流管线14，第二回流管线14上安装有第二循环泵15，氨气净化塔2外还安装有能将氨气净化塔2塔釜液循环到塔顶的中冷循环装置，氨气净化塔2的塔釜液出口端与氨凝液罐5管之间通过设置第三回流管线16相连通，第三回流管线16上安装有第三循环泵17。

本实用新型在运行时，富含酸性气体、氨气及酚类物质的煤气化废水经过脱酸后，通过来料管线4进入到脱氨塔1内，蒸汽加热管线内的蒸汽与废水在脱氨塔1内逆向接触，在蒸汽的加热下，废水中易挥发的氨气、油类、酚类等物质会与水蒸气一起组成混合气从脱氨塔1顶部的气相出口端进入到多级分凝系统内，多级分凝系统会对混合气进行降温、降压、液化，形成冷凝液，然后流入到氨凝液罐5中，冷凝液中含有绝大部分的酚类、油类物质以及一部分的氨气，从而在多级分凝系统的气相输出端得到纯度较高的净化氨气，氨凝液罐5内的冷凝液作为脱氨塔1的回流液通过第一回流管线6与第一循环泵8返回至脱氨塔1内，相比常规的氨气净化塔2，本实用新型的氨气净化塔2没有蒸汽加热管线给其提供热源，它是在常温下进行工作的，加热蒸汽零消耗，大大降低了运行成本，净化氨气源源不断地进入到氨气净化塔2内并通过自我憋压的方式来逐步提高氨气净化塔2内部的自身压力，事先将压力调节组阀设置到合适的开度，可以最终使氨气净化塔2内部的压力处于某一设定的动态平衡状态，氨气净化塔2内的氨气也因此能够不断地采出到塔外，采出的氨气在经过氨气吸收冷却器3时，会被吸收水管线10内的脱盐水吸收形成品氨水储存到氨水罐12中，氨气吸收冷却器3可以进一步降低脱盐水的温度从而能够更加充分地吸收氨气，因为氨气的溶解度是随之温度的降低而增大的，第二循环泵15可以将氨水罐12中温度较低的氨水回流到氨气净化塔2内，以此可以在氨气净化塔2内建立一个低温、高压的环境，使氨气中剩余的少量酚类、油类物质以塔釜液的形式留存在氨气净化塔2内，得到高纯度的氨气，可以使回收氨水中氨的含量由19%提高至30%，总酚由240 mg·L^-1降至60 mg·L^-1，从而能效确保氨水罐12内回收氨水的浓度，降低了氨水中的总酚含量，提升了氨水的品质。

现有技术中，氨气净化塔2塔釜液的去向是煤气水分离装置，而本实用新型的氨气净化塔2塔釜液的去向是氨凝液罐5，以增加氨凝液罐5中的冷量，通过启动第一循环泵8，使氨凝液罐5内所有的低温液体送回至脱氨塔1内，作为脱氨塔1的回流液进行再次循环，通过这样的方式，可以将脱氨塔1塔釜温度控制在155-157℃之间，塔顶温度控制在130-149℃之间，使脱氨塔1的塔顶压力控制在0.45-0.48MPa，使脱氨塔1塔釜的压力控制在0.48-0.53MPa之间，相比现有技术中脱氨塔1塔顶温度，本实用新型的塔顶温度下降了大约10℃左右，不但可以使脱氨正常进行，还可以降低了蒸汽加热管线中加热蒸汽的使用量，降低了运营成本，同时避免脱氨塔1塔顶温度过高而导致脱氨的过程中，酚类物质大量形成并进入到后续装置内，最终导致回收氨水中总酚超标，影响氨水质量的问题。由于氨凝液罐5中存在大量的油类物质，所以要通过排放管线7对氨凝液罐5定时收油，经取样分析，油如果合格送去罐区，不合格则去煤气水分离装置。现有技术中氨气净化塔2无压力控制措施，压力波动较大，所生产氨水浓度低，总酚含量高，品质较差，增加压力调节阀组，可保证氨气净化塔2在较高压力下稳定运行，提高氨水罐12内的回收氨水的质量，即获得氨含量较高、酚含量较低的氨水。

根据实际需要，对上述高效回收氨的新型酚氨回收装置作进一步优化或/和改进：进一步的，如附图1所示，多级分凝系统包括一级氨气冷凝器18、二级氨气冷凝器19、三级氨气冷凝器20、氨凝液冷却器24，一级氨气冷凝器18的气相入口端与脱氨塔1的塔顶气相出口端管连接，一级氨气冷凝器18的气相出口端管连通有一级分液罐21，一级分液罐21的气相出口端与二级氨气冷凝器19的气相入口端管连接，一级分液罐21的液相出口端与氨凝液冷却器24的入口端管连接，二级氨气冷凝器19的气相出口端管连通有二级分液罐22，二级分液罐22的气相出口端与三级氨气冷凝器20的气相入口端管连通，二级分液罐22的液相出口端也与氨凝液冷却器24的入口端管连接，氨凝液冷却器24的出口端与氨凝液罐5管连接，三级氨气冷凝器20的气相出口端与三级分液罐23管连接，三级分液罐23的气相出口端与氨气净化塔2底部的物料入口端管连接，三级分液罐23的液相出口端也与氨凝液罐5管连接。

本实用新型提供的氨回收技术方案中，通过来料管线4送来的废水经过脱酸后进入脱氨塔1脱除氨气，脱氨后从脱氨塔1塔釜采出的脱氨水被送入到后系统脱酚，从脱氨塔1的塔顶气相出口端产出的混合气中包含氨气、酚类、油类物质，当混合气经过一级氨气冷凝器18后，混合气会被冷却至100℃-130℃，混合气中一部分的氨气、酚类、油类物质就会以冷凝液的形式析出并进入到一级分液罐21中，此时混合气就得到了第一次提纯，剩余的混合气接着进入到二级氨气冷凝器19中，然后被冷却至60-90℃，混合气中一部分的氨气、酚类、油类物质又会以冷凝液的形式析出并进入到二级分液罐22中，此时混合气就得到了第二次提纯，剩余的混合气最后进入到三级氨气冷凝器20中并被冷却至33-45℃，混合气中一部分的氨气、酚类、油类物质又会以冷凝液的形式析出并进入到三级分液罐23中，此时混合气就得到了第三次提纯，通过这样的多级降温与冷凝，可以有效去除混合气中的酚类、油类物质，使进入到氨气净化塔2内混合气的成分到最后基本上就是氨气，避免因酚类物质大量形成并进入到后续装置内，最终导致回收氨水中总酚超标，影响氨水质量的问题。

进一步的，如附图1所示，中冷循环装置包括大排量的中冷循环泵25、中冷循环冷却器26，氨气净化塔2内设置有若干填料层，在氨气净化塔2上设置有将塔底与塔顶相连通的第四回流管线，中冷循环泵25与中冷循环冷却器26安装在第四回流管线上。中冷循环装置为现有公知的技术，其目的就是为了确保氨气净化塔2的稳定、高效的运行。

进一步的，如附图1所示，压力调节组阀包括气动阀27、前手阀28、后手阀29，气动阀27、前手阀28、后手阀29都安装在塔顶气相管线9上，气动阀27设置在前手阀28与后手阀29之间，在塔顶气相管线9上还设置有绕过气动阀27、前手阀28、后手阀29的旁路管线30，旁路管线30的一端与前手阀28前方的塔顶气相管线9相连通，旁路管线30的另一端与后手阀29后方的塔顶气相管线9相连通，旁路管线30上安装有检修手阀31。

压力调节组阀在正常状态下，气动阀27、前手阀28、后手阀29都处于打开状态，当气动阀27发生故障时，可以关闭前手阀28与后手阀29，打开旁路管线30上的检修手阀31，这样既可以对气动阀27进行检修，也不影响本实用新型的连续正常工作。

进一步的，如附图1所示，三级分液罐23的气相出口端上还设置有与塔顶气相管线9相连通的安全管线32，安全管线32设置在压力调节组阀之前，安全管线32上安装有控制安全管线32通断的第一安全手阀33，在与氨气净化塔2下侧的物料入口端连接的管线上安装有第二安全手阀34。

在氨气净化塔2正常运行时，安全管线32一直处于断开状态，第二安全手阀34与压力调节组阀处于打开状态，当氨气净化塔2发生故障时，打开第一安全手阀33，关闭第二安全手阀34，使三级分液罐23的气相出口端排出的氨气，经安全管线32、压力调节组阀，直接被吸收水管线10内的脱盐水吸收并流入到氨水罐12内，最后通过产品输出管线13导出，以这样的方式对脱氨塔1出来的氨气进行临时处理，可以在不关停本实用新型的情况下，即可对氨气净化塔2进行维修，具有很强的实用性。

上述说明仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。凡是属于本申请的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于包括脱氨塔、多级分凝系统、氨气净化塔、压力调节组阀、氨气吸收冷却器，脱氨塔是设有蒸汽加热管线与来料管线的精馏塔，脱氨塔的塔顶气相出口端与多级分凝系统的气相输入端管连接以降低塔顶气相物料的温度并冷凝分离出杂质物料，多级分凝系统的气相输出端与氨气净化塔下侧的物料入口端管连接，多级分凝系统的液相输出端与氨凝液罐管连接，氨凝液罐上设置有第一回流管线、排放管线，第一回流管线将脱氨塔的上部与氨凝液罐相连通，第一回流管线上安装有第一循环泵，氨气净化塔为不设有蒸汽加热管线的填料塔，在氨气净化塔的塔顶上设置有塔顶气相管线，塔顶气相管线的一端与氨气净化塔的塔顶气相出口端相连通，塔顶气相管线的另一端与氨气吸收冷却器的入口端相连通，压力调节组阀安装在塔顶气相管线上，氨气吸收冷却器的入口端上还设有吸收水管线，吸收水管线上安装有水量控制阀，氨气吸收冷却器的出口端管连接有氨水罐，氨水罐上设置有产品输出管线、与氨气净化塔上部连通的第二回流管线，第二回流管线上安装有第二循环泵，氨气净化塔外还安装有能将氨气净化塔塔釜液循环到塔顶的中冷循环装置，氨气净化塔的塔釜液出口端与氨凝液罐管之间通过设置第三回流管线相连通，第三回流管线上安装有第三循环泵。

2.根据权利要求1所述的高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于多级分凝系统包括一级氨气冷凝器、二级氨气冷凝器、三级氨气冷凝器、氨凝液冷却器，一级氨气冷凝器的气相入口端与脱氨塔的塔顶气相出口端管连接，一级氨气冷凝器的气相出口端管连通有一级分液罐，一级分液罐的气相出口端与二级氨气冷凝器的气相入口端管连接，一级分液罐的液相出口端与氨凝液冷却器的入口端管连接，二级氨气冷凝器的气相出口端管连通有二级分液罐，二级分液罐的气相出口端与三级氨气冷凝器的气相入口端管连通，二级分液罐的液相出口端也与氨凝液冷却器的入口端管连接，氨凝液冷却器的出口端与氨凝液罐管连接，三级氨气冷凝器的气相出口端与三级分液罐管连接，三级分液罐的气相出口端与氨气净化塔底部的物料入口端管连接，三级分液罐的液相出口端也与氨凝液罐管连接。

3.根据权利要求1或2所述的高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于中冷循环装置包括大排量的中冷循环泵、中冷循环冷却器，氨气净化塔内设置有若干填料层，在氨气净化塔上设置有将塔底与塔顶相连通的第四回流管线，中冷循环泵与中冷循环冷却器安装在第四回流管线上。

4.根据权利要求1或2所述的高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于压力调节组阀包括气动阀、前手阀、后手阀，气动阀、前手阀、后手阀都安装在塔顶气相管线上，气动阀设置在前手阀与后手阀之间，在塔顶气相管线上还设置有绕过气动阀、前手阀、后手阀的旁路管线，旁路管线的一端与前手阀前方的塔顶气相管线相连通，旁路管线的另一端与后手阀后方的塔顶气相管线相连通，旁路管线上安装有检修手阀。

5.根据权利要求3所述的高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于压力调节组阀包括气动阀、前手阀、后手阀，气动阀、前手阀、后手阀都安装在塔顶气相管线上，气动阀设置在前手阀与后手阀之间，在塔顶气相管线上还设置有绕过气动阀、前手阀、后手阀的旁路管线，旁路管线的一端与前手阀前方的塔顶气相管线相连通，旁路管线的另一端与后手阀后方的塔顶气相管线相连通，旁路管线上安装有检修手阀。

6.根据权利要求1或2或5所述的高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于三级分液罐的气相出口端上还设置有与塔顶气相管线相连通的安全管线，安全管线设置在压力调节组阀之前，安全管线上安装有控制安全管线通断的第一安全手阀，在与氨气净化塔下侧的物料入口端连接的管线上安装有第二安全手阀。

7.根据权利要求3所述的高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于三级分液罐的气相出口端上还设置有与塔顶气相管线相连通的安全管线，安全管线设置在压力调节组阀之前，安全管线上安装有控制安全管线通断的第一安全手阀，在与氨气净化塔下侧的物料入口端连接的管线上安装有第二安全手阀。

8.根据权利要求4所述的高效回收氨的新型酚氨回收装置，其特征在于三级分液罐的气相出口端上还设置有与塔顶气相管线相连通的安全管线，安全管线设置在压力调节组阀之前，安全管线上安装有控制安全管线通断的第一安全手阀，在与氨气净化塔下侧的物料入口端连接的管线上安装有第二安全手阀。

Images