CN102068880A - 一种工业废气中氨气回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

一种工业废气中氨气回收利用方法，涉及一种工业废气的处理。回收利用装置设有吸收液箱、水泵、制冷设备、膜吸收组件、引风机和尾气吸收酸池；在吸收液箱内注入吸收剂；将吸收液箱内的吸收剂通过水泵引出经过制冷设备后，从膜吸收组件吸收液入口进入膜吸收组件；将含氨工业废气通过引风机打入膜吸收组件；吸收剂吸取含氨工业废气中的氨后变为吸收液，吸收液通过膜吸收组件吸收液出口回流到吸收液箱，再次进入吸收液循环过程；含氨工业废气经吸收后转变为超低含氨废气从膜吸收组件下方排出，接入尾气吸收酸池；超低含氨废气经过吸收酸池后转变为无氨废气，直接排空；吸收液经过循环吸收，作为成品引出；重新注入吸收剂至吸收液箱，重复以上步骤。

Description

一种工业废气中氨气回收利用方法
技术领域
本发明涉及一种工业废气的处理，尤其是涉及一种工业废气中氨气回收利用方法。
背景技术
化工行业在使用液氨的生产过程中，由于氨的易挥发性，大量的气态氨通过设备放空管道排放到空中，既造成严重的空气污染，又造成原材料的浪费。为解决这一问题，通常采用单循环水喷淋的吸收方式进行回收([1]束世平等，废氨气(水)回收及精制技术的开发与应用，化工设计，2001，11：34-35；[2]杜雯，钨冶金过程氨尾气的治理与循环利用工艺研究，中国钨业，2008，6：43-46)。但这种吸收方式存在如下缺陷：吸收效率低，只能达到总量30％的吸收效果；吸收塔受设备放空管距离及位差限制，极易形成气堵塞，影响放空设备的正常使用；设备投入成本高，消耗水量大，得到的稀氨水浓度低，必需经过二次吸收或者进行精馏后才能得到高含量氨水；近70％无法吸收的氨气进入大气，引起环境污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的工业废气主要成份为氨气、氮气、氢气和水蒸汽，使用液氨的生产过程中所采用的氨回收方法所存在的缺点，提供一种工业废气中氨气回收利用装置。
本发明的另一目的在于提供一种工业废气中氨气回收利用方法。
本发明所述一种工业废气中氨气回收利用装置设有吸收液箱、水泵、制冷设备、膜吸收组件、引风机和尾气吸收酸池；吸收液箱的吸收剂出口通过水泵接制冷设备入口，制冷设备出口接膜吸收组件吸收液入口，引风机入口外接含氨工业废气出口，引风机出口接膜吸收组件入口，膜吸收组件的超低含氨废气出口接吸收酸池，吸收酸池出口外接排空管道。
所述膜吸收组件中的膜可采用中空纤维微孔膜等；所述膜吸收组件入口的风压可为35～40kPa。
本发明一种工业废气中氨气回收利用方法，使用所述一种工业废气中氨气回收利用装置，所述方法包括以下步骤：
1)在吸收液箱内注入吸收剂；
2)将吸收液箱内的吸收剂通过水泵引出经过制冷设备后，从膜吸收组件吸收液入口进入膜吸收组件；
3)将含氨工业废气通过引风机打入膜吸收组件；
4)吸收剂吸取含氨工业废气中的氨后变为吸收液，吸收液通过膜吸收组件吸收液出口回流到吸收液箱，再次进入吸收液循环过程；
5)含氨工业废气经吸收后转变为超低含氨废气从膜吸收组件下方排出，接入尾气吸收酸池；
6)超低含氨废气经过吸收酸池后转变为无氨废气，直接排空；
7)吸收液经过循环吸收，吸收液中氨含量升高直至浓度达到25％～30％的氨水后，即可作为成品经阀门管路引出；
8)重新注入吸收剂至吸收液箱，重复步骤2)～步骤8)。
在步骤1)中，所述吸收剂可采用水。
在步骤2)中，所述膜吸收组件中的膜参数如下：膜壁孔径为0.0001～20μm，膜可承受温度为0～60℃；所述膜吸收组件中的膜可采用中空纤维微孔膜等；所述膜吸收组件入口的风压可为35～40kPa。
在步骤4)中，所述吸收液的温度可为0～10℃。
在步骤7)中，所述氨水的温度可为0～20℃；所述氨水的比重可为0.85～1.0。
在上述工艺过程中，含氨工业废气和吸收剂分别在膜的两侧，膜吸收组件对含氨工业废气中的氨气等气体进行选择性吸收，氨气透过膜孔被另一侧的吸收剂所吸收进入液相，吸收液中氨含量逐步升高直至浓度达到25％～30％的氨水后，即可作为成品引出，然后重新注入吸收液重复吸收，达到了氨气回收利用的目的。
由此可见，与现有的工业废气中氨气回收利用方法相比，本发明具有以下优势：
氨气透过膜吸收组件进入循环水中，形成氨水，通过控制吸收液温度0～10℃，膜吸收组件入口风压35～40kPa，使得氨水浓度达到商品氨水的标准，可销售或自用，节约了处理成本，使得工业废气中的氨气得到资源化利用，变废为宝。
另外，氨气吸收后的超低含氨废水通过尾气吸收酸池，无氨废气排放大气，减少了大气污染。
同时，整体装置吸收率高，管路不容易堵塞，设备投入成本较低，能耗较少，水消耗量较少，可得到再利用的商品氨水。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
实施例的工艺流程示意图参见图1，具体工艺流程如下：
1)在吸收液箱1内注入吸收剂，所述吸收剂可采用水。
2)将吸收液箱1内的吸收剂由吸收液箱吸收剂出口11通过水泵2引出经过制冷设备3后，从膜吸收组件吸收液入口41进入膜吸收组件4；所述膜吸收组件中的膜参数如下：膜壁孔径为0.0001～20μm，膜可承受温度为0～60℃；所述膜吸收组件中的膜可采用中空纤维微孔膜等；所述膜吸收组件入口的风压可为35～40kPa。
3)将含氨工业废气P通过引风机5打入膜吸收组件4。
4)吸收剂吸取含氨工业废气中的氨后变为吸收液，吸收液通过膜吸收组件吸收液出口42回流到吸收液箱1，再次进入吸收液循环过程；所述吸收液的温度可为0～10℃。
5)含氨工业废气经吸收后转变为超低含氨废气从膜吸收组件4下方排出，接入尾气吸收酸池6。
6)超低含氨废气经过吸收酸池6后转变为无氨废气，直接从吸收酸池出口61排空。
7)吸收液经过循环吸收，吸收液中氨含量升高直至浓度达到25％～30％的氨水后，即可作为成品从吸收液箱氨水出口12经阀门7后通过管路引出；所述氨水的温度可为0～20℃；所述氨水的比重可为0.85～1.0。
8)重新注入吸收剂至吸收液箱1，重复步骤2)～步骤8)。
按工艺步骤1)～8)操作，控制参数如下：步骤2)中的制冷设备3使吸收液温度保持在0℃，步骤3)中的膜吸收组件4进气端气压为40kPa，得到氨水密度为0.891g/cm3，折合氨水浓度30.23％，参见表1。
实施例2
按实施例1的工艺步骤1)～8)操作，控制参数如下：步骤2)制冷设备3使吸收液温度保持在5℃，步骤3)中的膜吸收组件4进气端气压40kPa，得到氨水密度为0.901g/cm3，折合氨水浓度27.93％，参见表1。
实施例3
按实施例1的工艺步骤1)～8)操作，控制参数如下：：步骤2)制冷设备3使吸收液温度保持在5℃，步骤3)中的膜吸收组件4进气端气压40kPa，得到氨水密度为0.910g/cm3，折合氨水浓度24.98％，参见表1。
实施例4
按实施例1的工艺步骤1)～8)操作，控制参数如下：：步骤2)制冷设备3使吸收液温度保持在5℃，步骤3)中的膜吸收组件4进气端气压40kPa，得到氨水密度为0.919g/cm3，折合氨水浓度22.08％，参见表1。
实施例5
按实施例1的工艺步骤1)～8)操作，控制参数如下：：步骤2)制冷设备3使吸收液温度保持在10℃，步骤3)中的膜吸收组件4进气端气压30kPa，得到氨水密度为0.93lg/cm3，折合氨水浓度18.24％，参见表1。
实施例6
按实施例1的工艺步骤1)～8)操作，控制参数如下：：步骤2)制冷设备3使吸收液温度保持在15℃，步骤3)中的膜吸收组件4进气端气压30kPa，得到氨水密度为0.936g/cm3，折合氨水浓度16.80％，参见表1。
实施例7
按实施例1的工艺步骤1)～8)操作，控制参数如下：：步骤2)制冷设备3使吸收液温度保持在20℃，步骤3)中的膜吸收组件4进气端气压30kPa，得到氨水密度为0.942g/cm3，折合氨水浓度14.90％，参见表1。
表1氨水溶液浓度变化
  实施例   氨水温度(℃)   氨水比重   氨水溶液浓度(％)
  1   0   0.891   30.23
  2   5   0.901   27.93
  3   5   0.910   24.98
  4   5   0.919   22.08
  5   10   0.931   18.24
  6   15   0.936   16.80
  7   20   0.942   14.90

Claims (10)

1.一种工业废气中氨气回收利用装置，其特征在于设有吸收液箱、水泵、制冷设备、膜吸收组件、引风机和尾气吸收酸池；吸收液箱的吸收剂出口通过水泵接制冷设备入口，制冷设备出口接膜吸收组件吸收液入口，引风机入口外接含氨工业废气出口，引风机出口接膜吸收组件入口，膜吸收组件的超低含氨废气出口接吸收酸池，吸收酸池出口外接排空管道。
2.如权利要求1所述的一种工业废气中氨气回收利用装置，其特征在于所述膜吸收组件中的膜为中空纤维微孔膜。
3.如权利要求1或2所述的一种工业废气中氨气回收利用装置，其特征在于所述膜吸收组件入口的风压为35～40kPa。
4.一种工业废气中氨气回收利用方法，其特征在于使用如权利要求1所述的一种工业废气中氨气回收利用装置，所述方法包括以下步骤：
1)在吸收液箱内注入吸收剂；
2)将吸收液箱内的吸收剂通过水泵引出经过制冷设备后，从膜吸收组件吸收液入口进入膜吸收组件；
3)将含氨工业废气通过引风机打入膜吸收组件；
4)吸收剂吸取含氨工业废气中的氨后变为吸收液，吸收液通过膜吸收组件吸收液出口回流到吸收液箱，再次进入吸收液循环过程；
5)含氨工业废气经吸收后转变为超低含氨废气从膜吸收组件下方排出，接入尾气吸收酸池；
6)超低含氨废气经过吸收酸池后转变为无氨废气，直接排空；
7)吸收液经过循环吸收，吸收液中氨含量升高直至浓度达到25％～30％的氨水后，即可作为成品经阀门管路引出；
8)重新注入吸收剂至吸收液箱，重复步骤2)～步骤8)。
5.如权利要求4所述的一种工业废气中氨气回收利用方法，其特征在于在步骤1)中，所述吸收剂采用水。
6.如权利要求4所述的一种工业废气中氨气回收利用方法，其特征在于在步骤2)中，所述膜吸收组件中的膜参数如下：膜壁孔径为0.0001～20μm，膜承受温度为0～60℃。
7.如权利要求4所述的一种工业废气中氨气回收利用方法，其特征在于在步骤2)中，所述膜吸收组件中的膜为中空纤维微孔膜。
8.如权利要求4所述的一种工业废气中氨气回收利用方法，其特征在于在步骤2)中，所述膜吸收组件入口的风压为35～40kPa。
9.如权利要求4所述的一种工业废气中氨气回收利用方法，其特征在于在步骤4)中，所述吸收液的温度为0～10℃。
10.如权利要求4所述的一种工业废气中氨气回收利用方法，其特征在于在步骤7)中，所述氨水的温度为0～20℃；所述氨水的比重为0.85～1.0。
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