一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法及装置
阅读说明：本技术 一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法及装置 (Method and device for twice recovering ammonia in ammonia-containing non-condensable gas in coal gasification process ) 是由 宋晓玲 黄宗秋 李刚 李慧 唐红建 杨军 杨龙 李显辉 魏东 董继曾 董进前 于 2021-02-11 设计创作，主要内容包括：本发明属于氨回收技术领域,具体涉及一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法及装置,其方法依次通过氨水和脱盐水对含氨不凝气中的氨进行两次回收,其装置包括氨气回收塔壳体、喇叭状封头、冷却装置、氨水循环泵、中心桶等,本发明通过循环雾化的氨水对不凝气中的氨进行回收,经冷却装置降温后,利用脱盐水在填料表面对不凝气中的氨再次进行回收,使流出氨气回收塔的不凝气中氨的含量降的更低,本发明通过对煤气化工艺中含氨不凝气中的氨回收制备成氨水进行综合利用,有效的利用了资源,同时有效的保护了环境。(The invention belongs to the technical field of ammonia recovery, and particularly relates to a method and a device for recovering ammonia in ammonia-containing non-condensable gas in a coal gasification process twice, wherein the method comprises the steps of sequentially recovering ammonia in the ammonia-containing non-condensable gas by ammonia water and desalted water twice, and the device comprises an ammonia gas recovery tower shell, a horn-shaped end enclosure, a cooling device, an ammonia water circulating pump, a central barrel and the like.)
技术领域
本发明属于氨回收技术领域，具体的说是一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法及装置。
背景技术
氨气在大气中被氧化生成NOX，形成酸雨，并进而氧化成硝酸盐，进入水循环系统，污染地下水，另外，氨对人体健康会造成危害，严重者会引发肺部感染和呼吸衰竭导致死亡。因此，非常有必要对氨进行回收。近几年来，随着煤化工行业的快速发展，以煤为原料的煤气化工艺中会产生大量的含氨水，含氨水中往往还含溶解有CO2、H2、CO等气体，除去这些气体通常采用加热含氨水，使CO2、H2、CO等气体从含氨水中蒸出，这样难免会使含氨水中的氨被蒸出，蒸出的CO2、H2、CO及NH3等气体送火炬焚烧，该部分NH3被烧掉，造成了资源浪费，同时燃烧生产的NOX会污染环境。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种结构简单、操作简便、回收率好、降耗低、对环境友好的两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法及装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法，包括以下步骤：
(1)氨水回收氨：煤气化工艺中的含氨不凝气在氨气回收塔内与雾化的氨水接触，不凝气中的氨溶于氨水中被回收；
(2)冷却降温：经步骤（1）处理的氨水和不凝气经过冷却装置冷却降温，氨水的温度降低至70℃~85℃，在氨水槽得到质量浓度为10%~20%的氨水一部分流出氨气回收塔，另一部分从氨水槽溢流至氨气回收塔塔釜；
（3）脱盐水回收氨：经步骤（2）处理的含氨不凝气与脱盐水接触，使步骤（2）处理后的含氨不凝气中的氨被脱盐水吸收；被脱盐水吸收过氨的不凝气流出氨气回收塔；
（4）塔釜氨水循环：步骤（2）溢流至氨气回收塔塔釜的氨水与步骤（3）脱盐水吸收氨形成的氨水在氨气回收塔塔釜混合后被氨水循环泵送至氨气回收塔塔顶雾化循环吸收氨。
进一步地，所述含氨不凝气的主要组分为NH3、CO2、CO、H2，含氨不凝气的温度为100℃~135℃。
一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的装置，包括氨气回收塔壳体、喇叭状封头、冷却装置、氨水循环泵、中心桶，所述喇叭状封头、冷却装置、氨气回收塔壳体从上到下依次连接，所述喇叭状封头内设置雾化板，雾化板上设置雾化喷嘴，所述雾化板下方的喇叭状封头上设置不凝气进口；所述喇叭状封头顶部设置氨水循环液进口，所述氨气回收塔壳体底部设置氨水循环液出口，氨水循环液出口与氨水循环液进口通过氨水循环泵及管道连通，所述冷却装置下方的氨气回收塔壳体内壁上设置氨水收集变径；所述氨气回收塔壳体底部塔釜的外侧壁上设置塔釜液位计上口、塔釜液位计下口；所述中心桶通过两块氨水槽竖板固定在氨气回收塔壳体内中心位置，中心桶的下端高于塔釜液位计上口，两块氨水槽竖板将中心桶外壁与氨气回收塔壳体内壁之间的环形区域均匀分隔为氨水槽和不凝气通道，所述氨水槽底部封堵，所述中心桶上端设置封闭板，所述中心桶内设置填料，氨气回收塔壳体位于氨水槽底部位置设置氨水出口；氨气回收塔壳体外壁的不凝气出口和脱盐水进口分别通过管道与中心桶连通，且位置高于所述填料上表面；所述不凝气通道上方的中心桶上设置氨水收集板。
进一步地，所述中心桶上端的封闭板由不凝气通道向氨水槽方向倾斜。
进一步地，所述冷却装置为列管式换热器，管式换热器上设置冷却水进口、冷却水出口。
进一步地，所述氨水槽竖板上端低于中心桶的上端。
进一步地，所述氨水循环泵与氨水循环液进口连接的管道上设置过滤器。
进一步地，所述中心桶内还设置花洒与脱盐水进口连通。
进一步地，所述氨水收集变径小口的直径小于中心桶的直径。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1、本发明通过利用氨气回收塔塔釜的氨水循环雾化吸收不凝气中的氨，有利于氨水增浓；
2、本发明通过利用脱盐水在中心桶内的填料表面与不凝气接触，进一步吸收不凝气中的氨；新鲜的脱盐水更容易吸收不凝气中的氨，使流出氨气回收塔的不凝气含氨更低；
3、本发明通过冷却装置将不凝气和氨水温度降低，更有利于不凝气中氨的回收；
4、本发明在氨水槽获得的氨水浓度高于氨气回收塔塔釜的氨水浓度，获得氨水的质量浓度为10%~20%。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视结构示意图；
图1、图2中1-氨气回收塔壳体；2-填料；3-氨水出口；5-花洒；7-氨水槽竖板；8-封闭板；9-冷却水出口；10-喇叭状封头；11-不凝气进口；12-氨水循环液进口；13-雾化板；14-雾化喷嘴；15-冷却装置；16-冷却水进口；17-过滤器；18-氨水收集变径；19-氨水收集板；20-脱盐水进口；21-不凝气出口；22-中心桶；23-塔釜液位计上口；24-氨水循环泵；25-塔釜液位计下口；26-氨水循环液出口。
具体实施方式
实施例1
参照图1、图2、所示，为了将煤气化工艺中含氨不凝气中的氨进行回收利用，提供一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法，包括以下步骤：
(1)氨水回收氨：煤气化工艺中的含氨不凝气主要组分为NH3、CO2、CO、H2，还含有少量的H2S、CH4等，含氨不凝气的温度为100℃，含氨不凝气在氨气回收塔内与雾化的氨水接触，不凝气中的氨溶于氨水中被回收；
(2)冷却降温：经步骤（1）处理的氨水和不凝气经过冷却装置15冷却降温，冷却装置15的冷却介质优选循环水，氨水和不凝气的温度降低至70℃，有利于含氨不凝气中氨溶于氨水中，同时避免产生碳酸铵晶体；在氨水槽得到质量浓度为20%的氨水一部分流出氨气回收塔，另一部分从氨水槽溢流至氨气回收塔塔釜；
（3）脱盐水回收氨：经步骤（2）处理的含氨不凝气与脱盐水接触，使步骤（2）处理后的含氨不凝气中的氨被脱盐水吸收；被脱盐水吸收过氨的不凝气流出氨气回收塔；
（4）塔釜氨水循环：步骤（2）溢流至氨气回收塔塔釜的氨水与步骤（3）脱盐水吸收氨形成的氨水在氨气回收塔塔釜混合后被氨水循环泵24送至氨气回收塔塔顶雾化循环吸收氨。
一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的装置，包括氨气回收塔壳体1、喇叭状封头10、冷却装置15、氨水循环泵24、中心桶22，所述喇叭状封头10、冷却装置15、氨气回收塔壳体1从上到下依次连接，喇叭状封头10、冷却装置15、氨气回收塔壳体1依次连接的方式优选螺栓紧固连接，所述喇叭状封头10内设置雾化板13，雾化板13上设置雾化喷嘴14，所述雾化板13下方的喇叭状封头10上设置不凝气进口11、不凝气温度检测口、不凝气压力检测口，所述喇叭状封头10顶部设置氨水循环液进口12，所述氨气回收塔壳体1底部设置氨水循环液出口26，氨水循环液出口26与氨水循环液进口12通过氨水循环泵24及管道连通，氨水循环泵24与氨水循环液进口12连接的管道上设置过滤器17，所述冷却装置15为列管式换热器，列管式换热器上设置冷却水进口16、冷却水出口9；所述冷却装置15下方的氨气回收塔壳体1内壁上设置氨水收集变径18，所述氨水收集变径18小口的直径小于中心桶22的直径，易于收集冷却装置15冷却的氨水，所述氨气回收塔壳体1底部塔釜的外侧壁上设置塔釜液位计上口23、塔釜液位计下口25、塔釜液温度检测口，所述中心桶22通过两块氨水槽竖板7固定在氨气回收塔壳体1内中心位置，中心桶22的下端高于塔釜液位计上口23，两块氨水槽竖板7将中心桶22外壁与氨气回收塔壳体1内壁之间的环形区域均匀分隔为氨水槽和不凝气通道，所述氨水槽底部封堵，氨水槽竖板7上端低于中心桶22的上端，易于氨水槽中的氨水溢流至氨气回收塔塔釜，所述中心桶22上端设置封闭板8，且封闭板8由不凝气通道向氨水槽方向倾斜，使氨水收集变径18收集的氨水落在封闭板8后流入氨水槽，所述中心桶22内设置填料2，氨气回收塔壳体1外壁的不凝气出口21和脱盐水进口20分别通过管道与中心桶22连通，且位置高于所述填料2上表面，所述中心桶22内还设置花洒5与脱盐水进口20连通；氨气回收塔壳体1位于氨水槽底部位置设置氨水出口3，所述不凝气通道上方的中心桶22上设置氨水收集板19。
实施例2
参照图1、图2、所示，为了将煤气化工艺中含氨不凝气中的氨进行回收利用，提供一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法，包括以下步骤：
(1)氨水回收氨：煤气化工艺中的含氨不凝气主要组分为NH3、CO2、CO、H2，还含有少量的H2S、CH4等，含氨不凝气的温度为135℃，含氨不凝气在氨气回收塔内与雾化的氨水接触，不凝气中的氨溶于氨水中被回收；
(2)冷却降温：经步骤（1）处理的氨水和不凝气经过冷却装置15冷却降温，冷却装置15的冷却介质优选循环水，氨水和不凝气的温度降低至85℃，有利于含氨不凝中氨溶于氨水中，同时避免产生碳酸铵晶体；在氨水槽得到质量浓度为10%的氨水一部分流出氨气回收塔，另一部分从氨水槽溢流至氨气回收塔塔釜；
（3）脱盐水回收氨：经步骤（2）处理的含氨不凝气与脱盐水接触，使步骤（2）处理后的含氨不凝气中的氨被脱盐水吸收；被脱盐水吸收过氨的不凝气流出氨气回收塔；
（4）塔釜氨水循环：步骤（2）溢流至氨气回收塔塔釜的氨水与步骤（3）脱盐水吸收氨形成的氨水在氨气回收塔塔釜混合后被氨水循环泵24送至氨气回收塔塔顶雾化循环吸收氨。
一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的装置，包括氨气回收塔壳体1、喇叭状封头10、冷却装置15、氨水循环泵24、中心桶22，所述喇叭状封头10、冷却装置15、氨气回收塔壳体1从上到下依次连接，喇叭状封头10、冷却装置15、氨气回收塔壳体1依次连接的方式优选螺栓紧固连接，所述喇叭状封头10内设置雾化板13，雾化板13上设置雾化喷嘴14，所述雾化板13下方的喇叭状封头10上设置不凝气进口11、不凝气温度检测口、不凝气压力检测口，所述喇叭状封头10顶部设置氨水循环液进口12，所述氨气回收塔壳体1底部设置氨水循环液出口26，氨水循环液出口26与氨水循环液进口12通过氨水循环泵24及管道连通，氨水循环泵24与氨水循环液进口12连接的管道上设置过滤器17，所述冷却装置15为列管式换热器，列管式换热器上设置冷却水进口16、冷却水出口9；所述冷却装置15下方的氨气回收塔壳体1内壁上设置氨水收集变径18，所述氨水收集变径18小口的直径小于中心桶22的直径，易于收集冷却装置15冷却的氨水，所述氨气回收塔壳体1底部塔釜的外侧壁上设置塔釜液位计上口23、塔釜液位计下口25、塔釜液温度检测口，所述中心桶22通过两块氨水槽竖板7固定在氨气回收塔壳体1内中心位置，中心桶22的下端高于塔釜液位计上口23，两块氨水槽竖板7将中心桶22外壁与氨气回收塔壳体1内壁之间的环形区域均匀分隔为氨水槽和不凝气通道，所述氨水槽底部封堵，氨水槽竖板7上端低于中心桶22的上端，易于氨水槽中的氨水溢流至氨气回收塔塔釜，所述中心桶22上端设置封闭板8，且封闭板8由不凝气通道向氨水槽方向倾斜，使氨水收集变径18收集的氨水落在封闭板8后流入氨水槽，所述中心桶22内设置填料2，氨气回收塔壳体1外壁的不凝气出口21和脱盐水进口20分别通过管道与中心桶22连通，且位置高于所述填料2上表面，所述中心桶22内还设置花洒5与脱盐水进口20连通；氨气回收塔壳体1位于氨水槽底部位置设置氨水出口3，所述不凝气通道上方的中心桶22上设置氨水收集板19。
实施例3
参照图1、图2、所示，为了将煤气化工艺中含氨不凝气中的氨进行回收利用，提供一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的方法，包括以下步骤：
(1)氨水回收氨：煤气化工艺中的含氨不凝气主要组分为NH3、CO2、CO、H2，还含有少量的H2S、CH4等，含氨不凝气的温度为117.5℃，含氨不凝气在氨气回收塔内与雾化的氨水接触，不凝气中的氨溶于氨水中被回收；
(2)冷却降温：经步骤（1）处理的氨水和不凝气经过冷却装置15冷却降温，冷却装置15的冷却介质优选循环水，氨水和不凝气的温度降低至77.5℃，有利于含氨不凝中氨溶于氨水中，同时避免产生碳酸铵晶体；在氨水槽得到质量浓度为15%的氨水一部分流出氨气回收塔，另一部分从氨水槽溢流至氨气回收塔塔釜；
（3）脱盐水回收氨：经步骤（2）处理的含氨不凝气与脱盐水接触，使步骤（2）处理后的含氨不凝气中的氨被脱盐水吸收；被脱盐水吸收过氨的不凝气流出氨气回收塔；
（4）塔釜氨水循环：步骤（2）溢流至氨气回收塔塔釜的氨水与步骤（3）脱盐水吸收氨形成的氨水在氨气回收塔塔釜混合后被氨水循环泵24送至氨气回收塔塔顶雾化循环吸收氨。
一种两次回收煤气化工艺含氨不凝气中氨的装置，包括氨气回收塔壳体1、喇叭状封头10、冷却装置15、氨水循环泵24、中心桶22，所述喇叭状封头10、冷却装置15、氨气回收塔壳体1从上到下依次连接，喇叭状封头10、冷却装置15、氨气回收塔壳体1依次连接的方式优选螺栓紧固连接，所述喇叭状封头10内设置雾化板13，雾化板13上设置雾化喷嘴14，所述雾化板13下方的喇叭状封头10上设置不凝气进口11、不凝气温度检测口、不凝气压力检测口，所述喇叭状封头10顶部设置氨水循环液进口12，所述氨气回收塔壳体1底部设置氨水循环液出口26，氨水循环液出口26与氨水循环液进口12通过氨水循环泵24及管道连通，氨水循环泵24与氨水循环液进口12连接的管道上设置过滤器17，所述冷却装置15为列管式换热器，列管式换热器上设置冷却水进口16、冷却水出口9；所述冷却装置15下方的氨气回收塔壳体1内壁上设置氨水收集变径18，所述氨水收集变径18小口的直径小于中心桶22的直径，易于收集冷却装置15冷却的氨水，所述氨气回收塔壳体1底部塔釜的外侧壁上设置塔釜液位计上口23、塔釜液位计下口25、塔釜液温度检测口，所述中心桶22通过两块氨水槽竖板7固定在氨气回收塔壳体1内中心位置，中心桶22的下端高于塔釜液位计上口23，两块氨水槽竖板7将中心桶22外壁与氨气回收塔壳体1内壁之间的环形区域均匀分隔为氨水槽和不凝气通道，所述氨水槽底部封堵，氨水槽竖板7上端低于中心桶22的上端，易于氨水槽中的氨水溢流至氨气回收塔塔釜，所述中心桶22上端设置封闭板8，且封闭板8由不凝气通道向氨水槽方向倾斜，使氨水收集变径18收集的氨水落在封闭板8后流入氨水槽，所述中心桶22内设置填料2，氨气回收塔壳体1外壁的不凝气出口21和脱盐水进口20分别通过管道与中心桶22连通，且位置高于所述填料2上表面，所述中心桶22内还设置花洒5与脱盐水进口20连通；氨气回收塔壳体1位于氨水槽底部位置设置氨水出口3，所述不凝气通道上方的中心桶22上设置氨水收集板19。
以上具体实施方式所述，仅为本发明的内容的实施例，任何熟悉本发明者对本创作的修改和变化，均属于本发明的专利范围内，而不仅限于实施例所述。
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