一種動態(tài)處理含氨和硫化銨廢氣且回收利用氨的工藝

1、一、發(fā)明的名稱 一種動態(tài)處理含氨和硫化錢廢氣且回收利用氨的工藝二、通過查新，請?zhí)峁┡c申請主題內容最相近的一項（只針對一項）已有技術情況現(xiàn)H前工業(yè)含氨廢氣的處理方法多采用物理吸收法，以軟水或稀氨水為吸收劑吸收工 業(yè)尾氣中的氨，得到的低濃度氨水進一步蒸鐳得到濃氨水，進而精鐳成濃氨氣，再經(jīng)加壓、 冷凝制成液氨利用。這種工藝的不足之處有消耗大量的水吸收過程中產(chǎn)生的大量稀氨 水必須通過加熱濃縮成20%的氨水才能應用，消耗大量能量氨回收利用率不高，造成 合成氨的損失水洗不完全需要對逃逸的氨氣進行燃燒處理，會產(chǎn)生一定量的Ox,造成 二次污染。因此，工業(yè)含氨廢氣處理的物理吸收法需要進行改進優(yōu)化，單獨釆用一種方

2、法 難以達到高濃度含氨工業(yè)廢氣的高效率處理并綜合回收利用。三、申請主題的技術方案內容1、申請發(fā)明專利的工藝流程如下圖2. 工藝流程說明含有氨、硫化錢的廢氣經(jīng)過換熱器后進入堿洗塔用NdOH洗出廢氣中的氨，并在塔頂NaOH.'HO碳酸氫鞍回用乙增加高效除霧器防止氣沫夾帶導致硫化鈉進入后續(xù)系統(tǒng)，產(chǎn)生的硫化鈉溶液進入生產(chǎn)系統(tǒng) 回用，洗出的氨氣進入后面氨吸收塔，采用清水噴淋吸收，通過控制噴淋水量使氨水濃度 達到6%以后進入系統(tǒng)回用，作為碳氨的生產(chǎn)原料，小部分逃逸的氨通過UV光解產(chǎn)生的臭 氧氧化成耳，使得氣體最終達標排放。氨吸收和合成碳氨過程放出大量熱，可以作為堿洗 塔預熱熱源，提高堿洗效率。3.

3、 工藝各設備特點及具體參數(shù)介紹（1）堿洗塔工業(yè)含氨廢氣處理工藝有些會采用酸洗塔進行噴淋洗氣處理，山于硫酸鞍濃度提高造 成塔內結晶，使得吸收塔底部循環(huán)泵和噴嘴經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，且會產(chǎn)生H：S劇毒物。因此本 丄藝采用先進可黑的單塔雙循環(huán)的噴淋加部件結構的堿洗塔,單塔雙循環(huán)技術是指在一座 吸收塔內完成了兩次堿洗，達到了雙塔串聯(lián)效果。是利用兩級噴淋塔審聯(lián)運行，煙氣經(jīng)過 一級塔，先脫掉煙氣中NH3的一部分，約50%到80%,再經(jīng)過二級塔，脫掉煙氣中剩余NH3 的70390%,兩次疊加，從而達到總的脫氨效率大于95%的要求。在每個吸收段，堿洗劑制備系統(tǒng)制成的新鮮漿液通過供漿泵送入堿洗塔漿液循環(huán)泵的入口，與循

4、環(huán)漿液一起進入噴淋層。從髙效噴嘴噴出的漿液在噴淋作用下形成霧狀液滴，在塔內部件及噴淋區(qū)域 氣-液進行了高效充分的接觸。在液滴的下降過程中，漿液液滴表而由于吸收NHs，表而趨于吸收飽和 而停止吸收。本項U采用耐磨損的低壓螺旋噴嘴實現(xiàn)堿洗液的高度霧化，以產(chǎn)生大量氣液接觸面 積，實現(xiàn)良好的氣液傳質。螺旋噴嘴是眾多噴嘴中最具特色的一種。液體通過與連續(xù)變小 的螺旋線體相切和碰撞后，變成小液滴噴出，并且噴嘴腔體內從進口至出口的暢通的通道 設計最大程度的減少了阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。通過對噴嘴進行優(yōu)化布置，使堿洗塔斷面上兒乎 完全均勻地進行噴淋。在堿洗塔內圈布置120。噴嘴，靠近堿洗塔外圉布置90°噴嘴。

5、如 此布置盡可能減少噴淋到塔壁上的液體量，提高有效的堿洗液傳質表面積。噴淋區(qū)域電腦設計示意圖噴淋區(qū)域安裝示意幽本項LI堿洗塔經(jīng)過合理的流場設訃，可使得煙氣在塔內整個斷面上均勻分布，避免形 成死角，以獲得高的吸收效率。堿洗塔上部安裝二層折流式除霧器，用以分離凈煙氣經(jīng)過 堿洗段時所夾帶的霧滴。除霧器系統(tǒng)的設計特別注意了堿洗塔內部鹽結晶的影響，為此除 霧器必設置沉積物的沖洗和排水系統(tǒng)，運行時根據(jù)給定或可變化的程序，進行除霧器自動 沖洗。除霧器的自動沖洗必需以周期、分區(qū)沖洗的方式實現(xiàn)對整個除霧器的全面沖洗，不 能存在任何未沖洗到的表面。沖洗水的頻率和分區(qū)通過系統(tǒng)進行自動控制，沖洗水母管的 布置能使每個

6、噴嘴基本運行在平均水壓。除霧器示意圖堿洗系統(tǒng)中介質腐蝕性強，氫氧化鈉吸收液磨損性強、設備防腐蝕區(qū)域大、施工技術 質量要求高、防腐蝕失效維修難等特點。因此，該裝置的腐蝕控制一直是影響裝置長周期 安全運行的重點問題之一。堿洗塔防腐蝕材料的選擇必須考慮滿足復雜化學條件環(huán)境下 的防腐蝕要求，在內襯表面形成的凝結物，對于大多數(shù)的建筑材料都具有很強的侵蝕性, 所以對內襯材料要求具有抗強酸和強堿腐蝕能力耐溫要求，煙氣溫差變化大，廢氣氣溫 度在40°C80°C之間，在換熱器系統(tǒng)檢修或不運行而機組運行工況下，煙氣溫度進一步升 高，那么要求內襯具有抗溫差變化能力，在溫度變化頻繁的環(huán)境中不開裂并

7、且耐久耐磨 性能好，廢氣中可能含有一些固體粉塵顆粒，同時在腐蝕性的介質作用下，磨損的實際情 況可能會較為明顯，所以要求防腐材料具有良好的耐磨性具有良好的粘結力，防腐材料 必須具有較強的粘結強度，不僅指材料自身的粘結強度較高，而且材料與基材之間的粘結 強度要高，同時要求材料不易產(chǎn)生龜裂、分層或剝離，附著力和沖擊強度較好，從而保證 較好的耐蝕性。通常我們要求底涂材料與鋼結構基礎的粘接力能夠至少達到lOMPa以上。 由上所述，本工藝推薦使用PP材質的堿洗塔。（2）氨吸收系統(tǒng)氨水制備工藝流程圖如下圖：氣氮本裝置思路是將氣氨溶于水的方式制備氨水。在工廠里，氣氨一般是經(jīng)過壓縮液化 成液氨的，本套裝置可以將

8、氣氨直接做成氨水，達到節(jié)約冰機用電的LI的。受冷卻水溫 度的限制，氨水溫度一般高于冷卻水溫度5°C,由于溫度、壓力和氨水濃度之間存在相平 衡的關系，制備的氨水濃度也受到相應的限制（常壓下，20°C時33.95%, 25°C時30%、 30°C時"28. 55%. 35°C時26%、40°C時23.3%、45°C時"20%）因此，冬季氨水濃度可做到 3032%；夏季冷卻水溫W30°C時，氨水濃度能做到25%。氨水制備時，用真空泵將常壓氣氨吸入制備器填料塔內，氣相（氨氣+水蒸汽混合物） 在塔內上升，

9、被塔頂噴淋而下的工藝水吸收，殘余的氣體經(jīng)真空泵進入尾氣吸收塔洗 滌后排放。生成的氨水經(jīng)氨水循環(huán)泵、循環(huán)冷卻器移出反應熱后，部分送出系統(tǒng)，大部 分返回填料塔內作循環(huán)吸收液。本套氨水生產(chǎn)系統(tǒng)主要由氨水制備器本體和與之配套的尾氣吸收罐（含吸收塔）、工 藝水泵、氨水循環(huán)泵以及相應的管路、電氣、自控單元等組成，系多功能、智能化、低 消耗的氨水生產(chǎn)設備，整個系統(tǒng)為撬裝結構。其中：氨水制備器本體主要山填料吸收塔、 循環(huán)冷卻器等兩部分組成，材質均為304不銹鋼，制備器箱體為碳鋼。物料輸送泵過流 部件的材質：工藝水輸送泵、氨水循環(huán)泵為304不銹鋼，真空泵為鑄鐵。尾氣吸收罐材質為304不銹鋼。工藝水、氣氨、氨水管

10、路的材質為SS304 （其中氣氨管路的閥門為氨 閥），冷卻水管路材質為碳鋼。工藝特點： 負荷調仔范用大，有效解決氣氨來量時大時小的操作問題，新鮮水泵、循環(huán)水泵及液位調節(jié)均隨氣 氨來量大小作相應自動調節(jié)，操作彈性大。 氨水濃度調節(jié)范圍大，本裝巻能夠生產(chǎn)532%范圍內各種濃度的氨水，氨水濃度可調。本裝巻可根 據(jù)用戶需求制造電子級氨水。 副產(chǎn)熱能量可以利用，本裝置生產(chǎn)過程同時副產(chǎn)的熱疑可以利用，可用于生產(chǎn)熱水、烘烤及干燥， 或為房間提供集中供曖等。 抗結垢性好、換熱效率高，本裝置采用特殊換熱結構，抗結垢性好，換熱效率高，設備強度髙，不 易泄漏。PLC全自動控制，全程可實現(xiàn)智能化自動控制，工藝參數(shù)可數(shù)

11、字顯示集中控制。 占地而積小，本裝置工藝簡單、設備緊湊、配套設備少，節(jié)約用地。 本裝置設備檢修頻率低，設計產(chǎn)量達標率高，系統(tǒng)運行成本低，氨水單位綜合成本低，石能環(huán)保， 經(jīng)濟效益高，社會效益好。 安全可黑、自動保護，設置冷卻水低流量、氣氨高壓力與系統(tǒng)的氣氨緊急切斷閥聯(lián)鎖，防I上冷卻水流量過低，氨水得不到充分冷卻，氨氣不能充分溶解，導致系統(tǒng)壓力過高，破壞設備。在氨水制備器本體內和附近區(qū)域各設置1臺有毒氨氣報警儀與氣氨緊急切斷閥聯(lián)鎖，避免氨氣泄漏產(chǎn) 生事故。（3） UV光催化氧化設備主處理系統(tǒng)（UV光氧催化發(fā)生器）由殼體、UV紫外燈管、二氧化鈦光觸媒、獨立控制柜等組成。紫外燈管和 分，本發(fā)生器采用蜂

12、窩式 254nm波長紫外燈管相配 效果。光觸媒是發(fā)生器的核心部 二氧化鈦光觸媒，185nm與 合，使其達到最好的凈化UV光解設備參數(shù)表1YJHB-GCH -30K2000024001600XX1000X1000<30048/8 排1500刺激性氣味氣體利用排風設備輸入到UV光解凈化設備后，凈化設備運用髙能UV紫外線光朿及 臭氧對惡臭氣體進行協(xié)同裂解、氧化反應，使惡臭氣體物質其降解轉化成低分子化介物、水和二氧化 碳，再通過排風管道排出室外。（4）碳氨制備設備工藝流程如下圖多功能智能化低消耗碳酸氫錢制備器山二氧化碳氣化器、碳化塔、碳酸氫鍍冷卻器等 三部分組成，材質均為304不銹鋼，制備器箱體

13、材質為碳鋼。二氧化碳、氨水管路材質 為304不銹鋼、冷卻水管路為碳鋼功PPR。本裝置碳酸氫鍍制備思路是先將液態(tài)二氧化碳氣化成氣體，再將二氧化碳氣體溶于氨 水母液中進行碳化反應制得碳酸氫111于二氧化碳氣化會吸收大量的熱量，而碳化反應 會放出大量的熱量，且碳化反應熱大于二氧化碳氣化熱，所以用碳化后母液先氣化二氧化 碳、降溫后再用冷卻水冷卻。這樣，一方面液體二氧化碳氣化不需要外加蒸汽熱源，另一 方面碳化后母液可以通過該過程得到冷卻，既節(jié)省了蒸汽，乂節(jié)約了冷卻水。碳氨制備時，從氨水母液貯罐用泵打來W4.5%氨水溶液，在碳化塔內吸收氣體二氧化 碳生成碳酸氫錢溶液并放出大量的熱。利用此熱量，溶液去二氧化

14、碳汽化器，將液體二氧 化碳加熱氣化。從汽化器出來后再進入碳酸氫鞍冷卻器，冷卻后送入碳化氨水儲罐。當碳 化母液溫度不變或下降，二氧化碳氣不再進入，系統(tǒng)碳化完畢。工藝特點： 高效合理的熱量利用，本裝置中氨和二氧化碳反應所釋放出來的熱量被液體二氧化碳氣 化吸收大部分熱量，減少冷卻水的用量，節(jié)能、環(huán)保。 產(chǎn)品溫度自動調節(jié)，碳酸氫錢成品溫度自動可調，裝置即開即停、快捷安全。 能量損耗低，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的能量得以充分利用，損耗很低。 耗電量低，動力設備采用變頻技術實現(xiàn)閉環(huán)控制，用電量大幅減少。 自動保護，故障自動報警及自動停車，生產(chǎn)過程安全可鼎。氨和二氧化碳反應是激烈的 化學放熱過程，專門設汁的碳化塔能夠均勻分布汽、液兩相，起到本質安全作用。系統(tǒng)設 置二氧化碳氣體自動調壓閥，控制碳化過程的壓