RU2372568C1 - Method of extracting ammonia from purge gases - Google Patents
Method of extracting ammonia from purge gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372568C1 RU2372568C1 RU2008111664/06A RU2008111664A RU2372568C1 RU 2372568 C1 RU2372568 C1 RU 2372568C1 RU 2008111664/06 A RU2008111664/06 A RU 2008111664/06A RU 2008111664 A RU2008111664 A RU 2008111664A RU 2372568 C1 RU2372568 C1 RU 2372568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammonia
- scrubber
- stage
- gases
- water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химико-технологических энергосберегающих процессов, в которых используются газовые смеси, содержащие такие ценные продукты, как аммиак и водород. Оно может найти применение при реконструкции существующих и создании новых высокоэффективных аммиачных производств.The invention relates to the field of chemical-technological energy-saving processes that use gas mixtures containing such valuable products as ammonia and hydrogen. It can find application in the reconstruction of existing and the creation of new highly efficient ammonia plants.
Известные способы выделения водорода, азота, аргона и криптоно-ксеноновой смеси из продувочных газов синтеза аммиака предусматривают их предварительную очистку от аммиака. Это связано с тем, что попадание аммиака на мембраны вызывает их необратимое уплотнение; в криогенных системах аммиак может переходить в твердое состояние; в адсорбционных установках наличие аммиака в перерабатываемом газе снижает активность адсорбентов.Known methods for the allocation of hydrogen, nitrogen, argon and a krypton-xenon mixture from purge gases for the synthesis of ammonia provide for their preliminary purification from ammonia. This is due to the fact that the ingress of ammonia on the membranes causes their irreversible compaction; in cryogenic systems, ammonia can become solid; in adsorption plants, the presence of ammonia in the processed gas reduces the activity of adsorbents.
Известен способ извлечения аммиака из продувочных и танковых газов [RU 2217669, кл. F25J 3/06], который предусматривает их охлаждение потоками хладагента с целью конденсации жидкого NH3.A known method of extracting ammonia from purge and tank gases [RU 2217669, cl. F25J 3/06], which provides for their cooling by refrigerant streams in order to condense liquid NH 3 .
Недостатком известного способа являются большие затраты холода, вызванные тем, что для частичной конденсации аммиака с объемной концентрацией 0,5-10% необходимо охлаждать весь газовый поток.The disadvantage of this method is the high cost of cold, due to the fact that for the partial condensation of ammonia with a volume concentration of 0.5-10%, it is necessary to cool the entire gas stream.
Наиболее близким по технической сущности является метод отделения аммиака, описанный в кн.: Справочник азотчика. 2-е изд. перераб., М.: Химия. 1986. С.385. Он включает абсорбцию газов водой в аппаратах колонного типа и сжигание очищенной газовой смеси в трубчатой печи. Производимая аммиачная вода содержит около 25 мас.% аммиака и используется преимущественно в качестве азотного удобрения при посевных работах. Спрос на нее ограничен, а транспортирование данного вида удобрения на дальние расстояния нерентабельно из-за низкого содержания в нем питательных веществ. Таким образом, большая часть производимой аммиаксодержащей воды из системы абсорбции продувочных газов сбрасывается в канализацию, что приводит к увеличению затрат на переработку промышленных стоков.The closest in technical essence is the method of separation of ammonia, described in the book: Reference book of nitrogen. 2nd ed. revised., M.: Chemistry. 1986. P.385. It includes the absorption of gases by water in a column type apparatus and the burning of a purified gas mixture in a tube furnace. The produced ammonia water contains about 25 wt.% Ammonia and is used mainly as nitrogen fertilizer for sowing. Demand for it is limited, and transporting this type of fertilizer over long distances is unprofitable due to the low content of nutrients in it. Thus, most of the produced ammonia-containing water from the purge gas absorption system is discharged into the sewer, which leads to an increase in the cost of processing industrial effluents.
Технической задачей изобретения является дальнейшее усовершенствование процесса очистки продувочных газов от аммиака с получением товарного аммиака в жидком виде.An object of the invention is to further improve the process for purging purge gases from ammonia to produce commercial ammonia in liquid form.
Поставленная задача достигается тем, что поглощение NH3 осуществляется промывкой продувочного газа в скруббере с охлаждением аммиачного раствора между ступенями абсорбции и выделением аммиака после первой ступени скруббера методом выпаривания в аппарате объемного или пленочного типа с последующей его осушкой и сжижением.The problem is achieved in that the absorption of NH 3 is carried out by washing the purge gas in a scrubber with cooling the ammonia solution between the absorption steps and the ammonia evolution after the first step of the scrubber by evaporation in a volumetric or film type apparatus with its subsequent drying and liquefaction.
Сущностью предлагаемого изобретения является способ извлечения NH3 из продувочных газов состава, об.%:The essence of the invention is a method of extracting NH 3 from the purge gases of the composition, vol.%:
включающий промывку продувочного газа в скруббере и стадию выделения аммиака, причем промывка проводится в многоступенчатом скруббере, с охлаждением аммиачного раствора между ступенями абсорбции, а выделение аммиака после первой ступени скруббера осуществляется методом выпаривания в аппарате объемного или пленочного типа при давлении, синтеза или хранения аммиака в продуктовых емкостях с последующей его осушкой и сжижением.including washing the purge gas in the scrubber and the stage of ammonia separation, moreover, the washing is carried out in a multi-stage scrubber, with cooling of the ammonia solution between the absorption steps, and the ammonia is extracted after the first stage of the scrubber by evaporation in a volumetric or film-type apparatus under pressure, synthesis or storage of ammonia in food containers with its subsequent drying and liquefaction.
Заявленное изобретение может быть реализовано следующим образом.The claimed invention can be implemented as follows.
Продувочные газы синтеза аммиака, содержащие водород, метан, азот, аммиак и примеси инертных газов, подаются в насадочный скруббер на отмывку аммиака водой. Указанный скруббер состоит как минимум из двух ступеней. При этом на орошение насадки первой ступени направляется слабый водоаммиачный раствор после второй ступени, на орошение которой подается вода из системы очистки или свежая вода. С целью повышения скорости хемосорбции и абсорбционной емкости по целевому компоненту (аммиаку) в скруббере предусмотрено межступенчатое охлаждение воды. После последней ступени скруббера продувочные газы, очищенные от пыли и аммиака, поступают в систему выделения водорода, базирующуюся на одном из описанных ранее принципов.Ammonia synthesis purge gases containing hydrogen, methane, nitrogen, ammonia and inert gas impurities are fed into a nozzle scrubber for washing ammonia with water. The specified scrubber consists of at least two steps. At the same time, a weak aqueous ammonia solution is sent to irrigate the nozzle of the first stage after the second stage, for irrigation of which water from the treatment system or fresh water is supplied. In order to increase the rate of chemisorption and absorption capacity of the target component (ammonia), an interstage water cooling is provided in the scrubber. After the last stage of the scrubber, the purge gases purified from dust and ammonia enter the hydrogen evolution system based on one of the principles described above.
Использование многоступенчатого скруббера с увеличенной площадью массообмена, позволяет получить на выходе из первой ступени крепкий водоаммиачный раствор с концентрацией аммиака, близкой к 25 мас.%, что минимизирует затраты тепловой энергии на его выпаривание.The use of a multi-stage scrubber with an increased mass transfer area makes it possible to obtain a strong aqueous ammonia solution at the outlet of the first stage with an ammonia concentration close to 25 wt.%, Which minimizes the cost of thermal energy for its evaporation.
После первой ступени скруббера промывочная вода, содержащая аммиак, направляется в систему выделения аммиака, работающую по принципу выпаривания. Предлагаемый способ предусматривает два варианта ее подачи в выпарной аппарат:After the first stage of the scrubber, washing water containing ammonia is sent to the ammonia recovery system, which works on the principle of evaporation. The proposed method provides two options for its submission to the evaporator:
1) с давлением синтеза аммиака;1) with the pressure of ammonia synthesis;
2) с давлением хранения жидкого аммиака в продуктовых емкостях путем расширения аммиачного раствора в гидравлической турбине.2) with the storage pressure of liquid ammonia in food containers by expanding the ammonia solution in a hydraulic turbine.
В первом варианте (фиг.1) промывочная вода после первой ступени скруббера 1 поступает в выпарной аппарат 13 через рекуперативный теплообменник 14. В качестве выпарного аппарата может применяться аппарат объемного или пленочного типа, в котором за счет подвода теплоты от стороннего источника происходит выпаривание аммиака. В качестве источника теплоты может использоваться любой технологический поток пара или конденсата. Выделившийся из воды аммиак последовательно проходит рекуперативный теплообменник 14 и влагоотделитель 15, после чего он поступает в один из двух попеременно работающих адсорберов блока глубокой осушки 10. Осушенный до температуры точки росы (минус 40°С) аммиак дросселируется через вентиль 11 до давления в продуктовых емкостях жидкого аммиака (1,8 МПа) и сжижается. Для регенерации адсорбентов блока глубокой осушки аммиака 10 используется предварительно подогретый технический воздух или любой другой технологический поток нагретого свободного от влаги газа. Вода из нижней части выпарного аппарата 13 насосом 12 подается в рекуперативный теплообменник 14, затем через охладитель 4 на орошение во вторую ступень скруббера 1. Насос 12 используется только для компенсации потерь давления в соответствующих аппаратах установки. После второй ступени скруббера 1 слабый водоаммиачный раствор поступает в буферную емкость 2, из которой насосом 5 через охладитель 3 подается на орошение первой ступени скруббера 1. Крепкий водоаммиачный раствор после первой ступени скруббера 1 подается в систему извлечения аммиака методом выпаривания. Цикл замыкается.In the first embodiment (Fig. 1), the washing water after the first stage of the
Во втором варианте (фиг.2) крепкий водоаммиачный раствор из первой ступени скруббера 1 поступает в гидравлическую турбину 6, в которой расширяется до давления, равного давлению хранения жидкого аммиака в продуктовых емкостях. После этого крепкий водоаммиачный раствор через рекуперативный теплообменник 15 подается в выпарной аппарат 14, где за счет подвода теплоты от стороннего источника происходит выпаривание аммиака. Выделившийся из воды аммиак последовательно проходит рекуперативный теплообменник 15 и влагоотделитель 9, после чего он поступает в один из двух попеременно работающих адсорберов блока глубокой адсорбционной осушки 11. Осушенный до температуры точки росы минус 40°С аммиак конденсируется в воздушном конденсаторе 12 при обдувании вентилятором 13. Циркуляция промывочной воды во втором случае осуществляется по аналогичной схеме, за исключением того, что перед подачей воды в скруббер 1 ее давление должно быть повышено до исходного значения (давления продувочных газов). Для этого предусмотрен насос 7, находящийся на одном валу с гидравлической турбиной 6. Как и в первом случае, для компенсации потерь для привода насоса 7 используется дополнительный электродвигатель 8.In the second embodiment (figure 2), a strong aqueous ammonia solution from the first stage of the
Производительность установки, реализующей заявленный способ, по аммиаку в пересчете на 1000 нм3/ч перерабатываемых продувочных газов, содержащих 1,5 об.% аммиака, составит приблизительно 10 кг/ч. Соответственно, для установки синтеза аммиака АМ-76, расход продувочных газов в которой равен 4000…6000 нм3/ч, количество аммиака составит 40…60 кг/ч или 350…480 тонн в год.The productivity of the installation that implements the claimed method, in terms of ammonia in terms of 1000 nm 3 / h of processed purge gases containing 1.5 vol.% Ammonia, will be approximately 10 kg / h. Accordingly, for the installation of ammonia synthesis AM-76, the purge gas flow in which is 4000 ... 6000 nm 3 / h, the amount of ammonia will be 40 ... 60 kg / h or 350 ... 480 tons per year.
Удельный расход воды на промывку продувочных газов, как правило, не превышает 0,15 кг/нм3, что для агрегатов аммиака типа АМ-76 соответствует расходу воды на скруббер 600…900 кг/ч. В случаях, когда аммиачная вода не выдается потребителям, общий расход свежей воды на подпитку не превышает 2% от ее указанного расхода в аппарате.The specific water consumption for flushing the purge gases, as a rule, does not exceed 0.15 kg / nm 3 , which for ammonia aggregates of the type AM-76 corresponds to a water consumption for a scrubber of 600 ... 900 kg / h. In cases where ammonia water is not dispensed to consumers, the total consumption of fresh water for recharge does not exceed 2% of its indicated consumption in the apparatus.
Основным электропотребляющим оборудованием установки очистки продувочных газов от аммиака являются водяные насосы. Расход электрической энергии на их привод при использовании для расширения крепкого водоаммиачного раствора гидравлической турбины оказывается незначительным.The main power-consuming equipment for the purge gas purification system from ammonia are water pumps. The consumption of electric energy for their drive when used to expand a strong aqueous ammonia solution of a hydraulic turbine is insignificant.
Дополнительным эффектом от внедрения предложенного способа извлечения аммиака из продувочных газов является исключение сбросов в канализацию аммиаксодержащей воды, что способствует улучшению экологической обстановки региона и снижению затрат на утилизацию сточных вод предприятия.An additional effect of the introduction of the proposed method for the extraction of ammonia from purge gases is the elimination of discharges of ammonia-containing water into the sewers, which helps to improve the environmental situation in the region and reduce the cost of waste disposal of the enterprise.
Claims (1)
включающий промывку продувочного газа в скруббере и стадию выделения аммиака, отличающийся тем, что промывка продувочных газов проводится в многоступенчатом скруббере с охлаждением аммиачного раствора между ступенями абсорбции, а выделение аммиака после первой ступени скруббера осуществляется методом выпаривания в аппарате объемного или пленочного типа при давлении синтеза или хранения аммиака в продуктовых емкостях с последующей его осушкой и сжижением. The method of extraction of NH 3 from the purge gas composition, vol.%:
comprising flushing the purge gas in a scrubber and an ammonia separation step, characterized in that the purging gas is flushed in a multi-stage scrubber with cooling the ammonia solution between the absorption steps, and the ammonia is extracted after the first scrubber step by evaporation in a volumetric or film type apparatus at a synthesis pressure or storage of ammonia in food containers with its subsequent drying and liquefaction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111664/06A RU2372568C1 (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Method of extracting ammonia from purge gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111664/06A RU2372568C1 (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Method of extracting ammonia from purge gases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2372568C1 true RU2372568C1 (en) | 2009-11-10 |
Family
ID=41354797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008111664/06A RU2372568C1 (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Method of extracting ammonia from purge gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2372568C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548633C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Method of refilling heat stabiliser |
WO2022234250A1 (en) * | 2021-05-05 | 2022-11-10 | LGE IP Management Company Limited | Method of treating a purge gas stream to remove ammonia |
-
2008
- 2008-03-26 RU RU2008111664/06A patent/RU2372568C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник азотчика. - 2-е изд. - М.: Химия, 1986, с.385. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548633C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Method of refilling heat stabiliser |
WO2022234250A1 (en) * | 2021-05-05 | 2022-11-10 | LGE IP Management Company Limited | Method of treating a purge gas stream to remove ammonia |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101401813B1 (en) | Method and device for separating carbon dioxide from an exhaust gas of a fossil fired power plant | |
SU516410A1 (en) | Argon cleaning method | |
US4283212A (en) | Treatment of gas streams | |
CN107940801B (en) | A kind of space division system recycling compressed air waste-heat | |
CN109999618B (en) | System and method for separating carbon dioxide from medium-high pressure gas source | |
CN210495768U (en) | Device for recycling dichloromethane of diaphragm of lithium battery by wet process through compression condensation membrane separation technology | |
CN204987654U (en) | Device is used multipurposely to synthetic ammonia tail gas | |
US9206795B2 (en) | Process and apparatus for drying and compressing a CO2-rich stream | |
CN101643220A (en) | Natural gas type synthesis ammonia energy-saving and emission-reduction technology | |
US4149857A (en) | Process for the two-stage separation of ammonia | |
EP3386609B1 (en) | Process and system for the purification of a gas | |
CN113883826B (en) | System for low temperature condensation retrieves volatile gas | |
US8673062B2 (en) | Method for purifying gases and obtaining acid gases | |
RU2372568C1 (en) | Method of extracting ammonia from purge gases | |
CN110639335A (en) | Energy-saving method and system for regeneration tower in deep decarburization of natural gas | |
CN210825439U (en) | System for synchronous carbon dioxide and nitrogen recovery of coal fired power plant boiler flue gas | |
JP2013525718A (en) | Method and apparatus for compressing and cooling air | |
CN106958987A (en) | A kind of air pre-dehumidified separated for air and chilldown system | |
WO2015129628A1 (en) | Dehydration and compression system, and co2 recovery system | |
CN115790076A (en) | Device and method for recovering carbon dioxide and nitrogen in flue gas | |
RU2275231C2 (en) | Method of extraction of carbon dioxide from gasses | |
RU2372567C1 (en) | Method of extracting ammonia from blowdown and tank gases | |
CN111747411B (en) | Low-pressure low-temperature treatment method for industrial carbon dioxide gas | |
CN108821290B (en) | Production device and method of carbon dioxide | |
CN104964515A (en) | Comprehensive utilization technology and device for ammonia synthesis tail gas |