一種純鹼製備中含氨尾氣處理裝置及方法與流程
2023-06-14 17:43:21
本發明申請涉及用於含氨尾氣及暴空氨氣回收領域，具體涉及純鹼製備中含氨尾氣處理系統及工藝。
背景技術：
在純鹼製備過程中，無論是聯鹼法還是氨鹼法，由於尾氣回收裝置回收性能較差，致使各類尾氣排放超標，造成周圍環境較差。目前工藝由於自身設計存在缺陷，爐氣冷凝液只能到洗水桶作濾鹼機洗水，過濾尾氣淨氨和碳化尾氣淨氨洗水量很少，加之氨溶於水屬於物理吸收，吸收速度較慢，吸收效果不佳，濃度升高後吸收效果更差，勢必造成尾氣回收氨效果差，尾氣損失大。同時，冷凝液中的部分氣氨，還有部分經煅燒、濾過系統的氣氨被暴空排放。另外，濾過尾氣多年來始終未進行回收利用，直接排空。碳化尾氣也只經過淡氨進行洗滌回收後直接排入大氣，雖然大部分氨、co2得以回收，但仍有部分排空，加之各貯桶、容器的暴空損失，造成現場環境氨味大，治理難度大。但隨著國家對環保要求的提高，迫使純鹼生產企業對各類含氨尾氣進行治理。
對於含氨氣體，國內現存在的處理技術主要有吸收回收和催化轉化兩類。催化法由於需要在高溫下實施，且當溫度超過1200℃時，催化劑容易流失，並且反應熱量大，分解能耗高，造成運行成本高，因此此技術不適宜普遍使用。
吸收回收包括化學吸收和物理吸收，氨的化學吸收是指利用它的鹼性與酸性物質進行反應，產生價值較低的氮肥。但是回收氨氣時所使用的溶劑通常具有揮發性比較大、腐蝕性較強的缺點，因此此種方法在工業中已逐漸被排除。物理吸收即使用軟水或者低濃度氨水吸收氣體中的氨，最後加工成為液氨。雖然這種技術比較常見，但是也存在一些不足之處：(1)水需求量大；(2)將吸收得到的低濃度氨水提濃過程能量消耗大；(3)氨回收率不高。
中國專利cn105668590a、cn105110350a公開了兩種將氨徹底回收的方法，前者主要是通過貧氨吸收液(至少含磷酸、磷酸二氫銨或硫酸中的一種)吸收高氨產品氣流中未反應的氨的方法，後者是提供了一種氨回收系統和方法，兩者共同點是工藝較複雜。
中國專利cn103466655a公開了一種使用高純材料構建的氨吸收裝置，這種裝置使用了如今比較熱門的膜技術，但是在處理廢水過程中，膜容易受到汙染，清洗以及更換膜材料均會增加運行成本。
因此，有必要提供一種純鹼製備中含氨尾氣處理系統及工藝，以解決以上技術問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足之處，提供了一種純鹼製備中含氨尾氣處理裝置及方法，具有工藝路線簡單，節能環保等優勢。
本發明採用如下技術方案來實現：
一種純鹼製備中含氨尾氣處理方法，含氨尾氣、暴空氨從吸收塔底部進入吸收塔進行氨回收處理，二氧化碳從吸收塔底部進入後，溶劑從吸收塔上部進入，三者在吸收塔內發生化學反應；吸收後的惰性氣體通過塔頂放空口排出塔內；塔底吸收液通過回流泵後一部分作為產品採出，另一部分進入吸收塔上部吸收液入口進入塔內進行循環吸收。
一種純鹼製備中含氨尾氣處理裝置，裝置包括吸收塔和回流泵；吸收塔上部設有補充水入口，塔頂部設有放空口，吸收塔下部分別設有含氨尾氣、暴空氨氣體入口和二氧化碳氣體入口，塔底部設有塔底出料口，塔底液相通過管道與回流泵入口連接，回流泵出口液相部分採出，部分通過管道與吸收塔上部吸收液入口連接。
而且，所述吸收塔理論板數5，操作壓力採用常壓，補充水進口位置第1塊理論板，循環吸收液進口位置為第2塊理論板，回流比為2.3。
而且，所述溶劑為水。
本申請的優點和積極效果如下：
本發明採用純鹼廠富餘的高濃度二氧化碳於吸收塔中逆向反應吸收氨氣以減少含氨尾氣及暴空氣中的氨排放量。與傳統化學吸收和物理吸收相比，所採用的吸收液為水溶液，所提供的反應物為co2，原料易得且無汙染；再者通過化學反應強化了吸收，提高了氨的吸收量與吸收速率；
附圖說明
圖1為純鹼製備中含氨尾氣處理裝置；
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案進行詳細說明，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但是本發明的保護範圍不局限於所述實施例。
一種純鹼製備中含氨尾氣處理方法，實施措施為：含氨尾氣、暴空氨從吸收塔底部進入吸收塔進行氨回收處理，二氧化碳從吸收塔底部進入後，補充水從吸收塔上部進入，三者在吸收塔內發生化學反應；吸收後的惰性氣體通過塔頂放空閥排出塔內；塔底吸收液通過回流泵後一部分作為產品採出，另一部分進入吸收塔上部吸收液入口進入塔內進行循環吸收。
本工藝中採用純鹼廠大量富餘的co2作為化學吸收劑，在吸收塔中，母液、氨與水發生如下化學反應方程式：
2nh3+2h2o→2nh4oh
co2+h2o→h2co3
2nh4oh+h2co3→nh4coonh2+3h2o
nh4coonh2+2h2o→nh4hco3+nh4oh
nh4hco3+nh4oh→(nh4)2co3+2h2o
含氨尾氣、暴空氣與高濃度二氧化碳反應過後的吸收液反應成分十分複雜，主要成分包括nh4hco3、(nh4)2co3、nh3以及co2等，相較於水吸收法，此工藝吸收效率高、水用量小、工藝流程緊湊簡單、設備總體規模小、佔用空間少、基建及投資相對較少等優勢。
一種純鹼製備中含氨尾氣處理裝置，包括：裝置包括吸收塔c1和回流泵p1；吸收塔上部設有補充水入口，塔頂部設有放空口，吸收塔下部分別設有含氨尾氣、暴空氨氣體入口和二氧化碳氣體入口，塔底部設有塔底出液口(排出吸收液)，塔底出液口通過管道與回流泵入口連接，回流泵出口液相部分採出，部分通過管道與吸收塔上部吸收液入口連接。
如圖1所示，主要包括吸收塔、回流泵，吸收塔上部設有補充水入口，塔頂部設有放空口，吸收塔下部分別設有含氨尾氣、暴空氨氣體入口和二氧化碳氣體入口，塔底部設有塔底出料口，塔底液相通過管道與回流泵入口連接，回流泵出口液相部分採出，部分通過管道與吸收塔上部吸收液入口連接。
吸收過程為含氨尾氣、暴空氨從吸收塔底部進入吸收塔進行氨回收處理，二氧化碳從吸收塔底部進入後，補充水從吸收塔上部進入，三者在吸收塔內發生上述反應。
吸收後的惰性氣體通過塔頂放空口排出塔內；塔底吸收液通過回流泵後一部分作為產品採出，另一部分進入吸收塔上部吸收液入口進入塔內進行循環吸收。
具體生產過程為：
進入吸收塔的含氨氣體為各生產環節產生的暴空氨與含氨尾氣，其中含氨量為40～60g/m3，處理量為12m3/h。吸收塔理論板數5，操作壓力採用常壓，補充水進口位置第1塊理論板，循環吸收液進口位置為第2塊理論板，回流比為2.3。採用含二氧化碳量80g/m3，進氣量12m3/h的化學吸收法進行含氨尾氣吸收時，補充水的用量為21m3/h，可實現塔頂放空氣中的氨氣含量低於0.5g/m3。採用相同的吸收塔，僅使用純水作為吸收劑的情況下，補充水的用量達到40m3/h時才能實現相同的吸收效果，因此採用二氧化碳與氨氣反應的吸收方法可以極大的降低純水的使用量。
本發明公開和提出的一種純鹼製備中含氨尾氣處理裝置及方法，本領域技術人員可通過借鑑本文內容，適當改變條件路線等環節實現，儘管本發明的方法和製備技術已通過較佳實施例子進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和範圍內對本文所述的方法和技術路線進行改動或重新組合，來實現最終的製備技術。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發明精神、範圍和內容中。