CN107715659A - 一种含氨废气吸收*** - Google Patents

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Abstract

本发明的一种含氨废气吸收***由第一吸收塔、换热器、第一离心泵、第二离心泵、文丘里混合器、第二吸收塔和第三吸收塔构成。第一吸收塔、换热器以及第一离心泵构成了循环和冷却***大大提高了吸收后氨水的浓度；第二吸收塔设置了多侧线的水和气体进口，有助于提高吸收效率和操作弹性，尤其是第二吸收塔的浮阀塔板设置，保证了出第二吸收塔的尾气与软水的直接接触，有利于控制出该塔尾气中氨含量的降低和稳定；第三吸收塔采用阳离子交换树脂作为填料，能为氨吸收提供缓冲的能力，有利于装置操作弹性的提高。

Description

一种含氨废气吸收***
技术领域
本发明属于废气处理技术，尤其涉及一种含氨废气吸收***。
背景技术
氨是典型的有毒有害工业气态污染物之一，大量含氨废气直接排入大气，不仅造成合成氨产品的损失，而且恶化了人们的生存环境。含氨废气来源包括合成氨生产的弛放气、尿素造粒塔的高空排放尾气、焦炉煤气、氨冷冻罐排气、硝酸装置尾气以及使用氨进行合成有机胺的生产过程。因此，含氨废气净化处理和回收具有重要的环保及经济价值。目前对于含氨废气处理技术主是吸收回收和催化转化两种（一种氨气吸收装置，专利号201110105217.5；李梁萌, 郑述平. 含氨典型废气净化及工程示范装置运行总结[J]. 中氮肥, 2014(4):1-4.），其中催化转化主要是用于吸收回收后废气的无害化处理，因此主体技术仍是吸收回收。
含氨废气的吸收回收***存在的主要问题是，水吸收后的尾气中氨的浓度通常大于15 ppm，需再经过酸溶液吸收才能排放，且尾气中氨的浓度随着废气量和氨浓度增大迅速增大，酸溶液消耗量也迅速增大。因此提高含氨废气吸收***的吸收效率和操作弹性具有重要意义。
发明内容
为解决传统方法存在的不足和缺陷，本发明同时采用特殊结构吸收塔和装填有阳离子交换树脂的吸收塔提高吸收效率和操作弹性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种含氨废气吸收***，其特征在于：所述***包括：第一吸收塔（1）、换热器（2）、第一离心泵（3）、第二离心泵（4）、文丘里混合器（5）、第二吸收塔（6）以及第三吸收塔（7）；所述第一吸收塔（1）内从上往下依次设有第一除雾器（12）和第一填料（11），所述第一吸收塔（1）的顶部设有第一出气口（13）、底部设有第一出水口（15）、侧面低于第一填料（11）的位置设有第一进气口（14），侧面位于第一除雾器（12）和第一填料（11）之间的位置设有第一进水口（16）；所述换热器（2）设有进口和出口；所述第一离心泵（3）和第二离心泵（4）分别设有各自的进口和出口；所述文丘里混合器（5）上设有第二进水口（51），第二进气口（52），汽液混合物出口（53）；所述第二吸收塔（6）内从上往下依次设有第二除雾器（61）、浮阀塔板（62）、第二填料（63）以及第三填料（64）；所述第二吸收塔（6）的顶部设有第二出气口（65）、底部设有第二出水口（610）、侧面在第二除雾器（61）和浮阀塔板（62）之间的位置设有第三进水口（66）、侧面在浮阀塔板（62）和第二填料（63）之间的位置设有第四进水口（67）、侧面在第二填料（63）和第三填料（64）之间的位置设有汽液混合物进口（68）、侧面在第三填料（64）下部设有第三进气口（69）；所述第三吸收塔（7）内设有第四填料（73），顶部设有第三出气口（71）、底部设有盐水出口（75）、侧面高于第四填料（73）的位置设有酸溶液进口（72）、侧面低于第四填料（73）的位置设有第四进气口（74）；含氨废气从所述第一吸收塔（1）的第一进气口（14）进入，所述第一吸收塔（1）的第一出水口（15）与第一离心泵（3）的进口相连通，所述第一离心泵（3）的出口与换热器（2）的进口相连通，所述换热器（2）的出口通过第二三通（102）后分成两路，一路为氨水出口，另一路通过第一三通（101）后又分成两路，一路与第一吸收塔（1）的第一进水口（16）相连通，另一路与所述第二离心泵（4）的出口相连通，第二离心泵（4）的进口与第二吸收塔（6）的第二出水口（610）相连通；所述第一吸收塔（1）的第一出气口（13）通过第三三通（103）后分成两路，一路与所述文丘里混合器（5）的第二进气口（52）相连通，另一路与所述第二吸收塔（6）的第三进气口（69）相连通；软水通过第四三通（104）后分成两路，一路与第二吸收塔（6）的第三进水口（66）相连通，另一路通过第五三通（105）后分成两路，一路与第二吸收塔（6）的第四进水口（67）相连通，另一路与文丘里混合器（5）的第二进水口（51）相连通；所述文丘里混合器（5）的汽液混合物出口（53）与第二吸收塔（6）的汽液混合物进口（68）相连通；所述第二吸收塔（6）的第二出气口（65）与第三吸收塔（7）的第四进气口（74）相连通。
作为改进，所述第二吸收塔（6）的浮阀塔板（62）的开孔率为12~20%，所述浮阀塔板（62）的浮阀为F-1型浮阀。
作为改进，所述第二吸收塔（6）的第二填料（63）为散堆的不锈钢鲍尔环，所述鲍尔环的尺寸为直径25 mm、高25 mm、壁厚1.6 mm。
进一步改进，所述第二吸收塔（6）的第三填料（64）为散堆的不锈钢鲍尔环，所述鲍尔环的尺寸为直径16 mm、高16 mm、壁厚1.0 mm。
再改进，所述第三吸收塔（7）的第四填料（73）为离子交换树脂，所述离子交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为D001。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1、第一吸收塔、换热器以及第一离心泵构成了循环和冷却***大大提高了吸收后氨水的浓度；2、第二吸收塔设置了多侧线的水和气体进口，有助于提高吸收效率和操作弹性，尤其是第二吸收塔的浮阀塔板设置，保证了出第二吸收塔的尾气与软水的直接接触，有利于控制出该塔尾气中氨含量的降低和稳定；3、第三吸收塔采用阳离子交换树脂作为填料，能为氨吸收提供缓冲的能力，有利于装置操作弹性的提高。
附图说明
图1是本发明的一种含氨废气吸收***的示意图。
其中：1为第一吸收塔，2为换热器，3为第一离心泵，4为第二离心泵，5为文丘里混合器，6为第二吸收塔，7为第三吸收塔，11为第一填料，12为第一除雾器，13为第一出气口，14为第一进气口，15为第一出水口，16为第一进水口，51为第二进水口，52为第二进气口，53为汽液混合物出口，61为第二除雾器，62为浮阀塔板，63为第二填料，64为第三填料，65为第二出气口，66为第三进水口，67为第四进水口，68为汽液混合物进口，69为第三进气口，610为第二出水口，71为第三出气口，72为酸溶液进口，73为第四填料，74为第四进气口，75为盐水出口，101为第一三通，102为第二三通，103为第三三通，104为第四三通，105为第五三通。
具体实施方式
下面结合附图1，通过实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种含氨废气吸收***，包括：第一吸收塔（1）、换热器（2）、第一离心泵（3）、第二离心泵（4）、文丘里混合器（5）、第二吸收塔（6）以及第三吸收塔（7）；第一吸收塔（1）内从上往下依次设有第一除雾器（12）和第一填料（11），第一吸收塔（1）的顶部设有第一出气口（13）、底部设有第一出水口（15）、侧面低于第一填料（11）的位置设有第一进气口（14），侧面位于第一除雾器（12）和第一填料（11）之间的位置设有第一进水口（16）；换热器（2）设有进口和出口；第一离心泵（3）和第二离心泵（4）分别设有各自的进口和出口；文丘里混合器（5）上设有第二进水口（51），第二进气口（52），汽液混合物出口（53）；第二吸收塔（6）内从上往下依次设有第二除雾器（61）、浮阀塔板（62）、第二填料（63）以及第三填料（64）；第二吸收塔（6）的顶部设有第二出气口（65）、底部设有第二出水口（610）、侧面在第二除雾器（61）和浮阀塔板（62）之间的位置设有第三进水口（66）、侧面在浮阀塔板（62）和第二填料（63）之间的位置设有第四进水口（67）、侧面在第二填料（63）和第三填料（64）之间的位置设有汽液混合物进口（68）、侧面在第三填料（64）下部设有第三进气口（69）；第三吸收塔（7）内设有第四填料（73），顶部设有第三出气口（71）、底部设有盐水出口（75）、侧面高于第四填料（73）的位置设有酸溶液进口（72）、侧面低于第四填料（73）的位置设有第四进气口（74）；含氨废气从所述第一吸收塔（1）的第一进气口（14）进入，第一吸收塔（1）的第一出水口（15）与第一离心泵（3）的进口相连通，第一离心泵（3）的出口与换热器（2）的进口相连通，换热器（2）的出口通过第二三通（102）后分成两路，一路为氨水出口，另一路通过第一三通（101）后又分成两路，一路与第一吸收塔（1）的第一进水口（16）相连通，另一路与所述第二离心泵（4）的出口相连通，第二离心泵（4）的进口与第二吸收塔（6）的第二出水口（610）相连通；第一吸收塔（1）的第一出气口（13）通过第三三通（103）后分成两路，一路与所述文丘里混合器（5）的第二进气口（52）相连通，另一路与所述第二吸收塔（6）的第三进气口（69）相连通；软水通过第四三通（104）后分成两路，一路与第二吸收塔（6）的第三进水口（66）相连通，另一路通过第五三通（105）后分成两路，一路与第二吸收塔（6）的第四进水口（67）相连通，另一路与文丘里混合器（5）的第二进水口（51）相连通；文丘里混合器（5）的汽液混合物出口（53）与第二吸收塔（6）的汽液混合物进口（68）相连通；第二吸收塔（6）的第二出气口（65）与第三吸收塔（7）的第四进气口（74）相连通。
第二吸收塔（6）的浮阀塔板（62）的开孔率为12%，所述浮阀塔板（62）的浮阀为F-1型浮阀。
第二吸收塔（6）的第二填料（63）为散堆的不锈钢鲍尔环，鲍尔环的尺寸为直径25mm、高25 mm、壁厚1.6 mm。
第二吸收塔（6）的第三填料（64）为散堆的不锈钢鲍尔环，鲍尔环的尺寸为直径16mm、高16 mm、壁厚1.0 mm。
第三吸收塔（7）的第四填料（73）为离子交换树脂，离子交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为D001。
本发明的***的工作过程如下：含氨废气从第一吸收塔（1）的底部进入塔底后向上穿过第一填料（11），由第一三通（101）而来的混合吸收剂从第一进水口（16）进入塔内，后向下穿过第一填料（11），这样混合吸收剂和含氨废气在第一填料（11）中进行汽液接触和传质，塔釜得到氨水，塔顶得到初步净化气；第一吸收塔塔釜的氨水经过第一离心泵（3）和换热器（2）后分成两路，一路排出***去氨回收***，另一部进入第一三通（101）与由第二离心泵（4）从第二吸收塔（6）塔釜输送而来的塔釜液混合形成混合吸收剂；这样由第一吸收塔（1）、第一离心泵（3）和换热器（2）构成***实现吸收剂的部分循环和冷却，从而提高排出氨水的浓度。
初步净化气从第一吸收塔（1）的第一出气口（13）排出，经过第三三通（103）后分成两路，一路进入文丘里混合器（5），另一路进入第二吸收塔（6）的底部；来自公用工程的软水通过第四三通（104）后分成两路，一路通过第三进水口（66）进入塔内，另一路通过第五三通（105）后又分成两路，一路进入塔内，另一路进入文丘里混合器（5）并与初步净化气通过文丘里管的混合作用进行汽液混合得到混合气，混合气从汽液混合物进口（68）进入塔内。这样在第二吸收塔（6）内相比于第二填料（63），第三填料（64）的填料尺寸设置较小，经过第三填料（64）的气量较小而液量较大，可以大大提高传质效率；相比于浮阀塔板（62），经过第二填料（63）的气量较小而液量较大，浮阀塔板通过浮阀作用可以提高操作弹性，由于塔板分级接触，可以保证气体不容易发生沟流，从而确保出塔气体氨的低浓度；此时第二吸收塔（6）塔顶得到再次净化气，塔釜得到塔釜液。
再次净化气从第二吸收塔（6）的第二出气口（65）排出后进入第三吸收塔（7）的塔釜，后向上穿过第四填料（73），与来自塔顶的硫酸溶液进行化学吸收，由于第四填料（73）采用了大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂能够提高吸收剂的酸度，同时为吸收过程提供酸度的缓冲从而提高了操作弹性，有利于应对含氨废气流量和浓度波动的状况；第三吸收塔（7）塔顶排出净化气中氨的浓度低于1 ppm，塔釜得到硫酸铵溶液，可在第三吸收塔（7）内循环或外排处理。
实施例2
除第二吸收塔（6）的浮阀塔板（62）的开孔率为15%之外，其余内容与实施例1相同。
实施例3
除第二吸收塔（6）的浮阀塔板（62）的开孔率为18%之外，其余内容与实施例1相同。
实施例4
除第二吸收塔（6）的浮阀塔板（62）的开孔率为20%之外，其余内容与实施例1相同。

Claims (5)

1.一种含氨废气吸收***，其特征在于：所***包括第一吸收塔（1）、换热器（2）、第一离心泵（3）、第二离心泵（4）、文丘里混合器（5）、第二吸收塔（6）以及第三吸收塔（7）；
所述第一吸收塔（1）内从上往下依次设有第一除雾器（12）和第一填料（11），所述第一吸收塔（1）的顶部设有第一出气口（13）、底部设有第一出水口（15）、侧面低于第一填料（11）的位置设有第一进气口（14），侧面位于第一除雾器（12）和第一填料（11）之间的位置设有第一进水口（16）；所述换热器（2）设有进口和出口；所述第一离心泵（3）和第二离心泵（4）分别设有各自的进口和出口；所述文丘里混合器（5）上设有第二进水口（51），第二进气口（52），汽液混合物出口（53）；所述第二吸收塔（6）内从上往下依次设有第二除雾器（61）、浮阀塔板（62）、第二填料（63）以及第三填料（64）；所述第二吸收塔（6）的顶部设有第二出气口（65）、底部设有第二出水口（610）、侧面在第二除雾器（61）和浮阀塔板（62）之间的位置设有第三进水口（66）、侧面在浮阀塔板（62）和第二填料（63）之间的位置设有第四进水口（67）、侧面在第二填料（63）和第三填料（64）之间的位置设有汽液混合物进口（68）、侧面在第三填料（64）下部设有第三进气口（69）；所述第三吸收塔（7）内设有第四填料（73），顶部设有第三出气口（71）、底部设有盐水出口（75）、侧面高于第四填料（73）的位置设有酸溶液进口（72）、侧面低于第四填料（73）的位置设有第四进气口（74）；
含氨废气从所述第一吸收塔（1）的第一进气口（14）进入，所述第一吸收塔（1）的第一出水口（15）与第一离心泵（3）的进口相连通，所述第一离心泵（3）的出口与换热器（2）的进口相连通，所述换热器（2）的出口通过第二三通（102）后分成两路，一路为氨水出口，另一路通过第一三通（101）后又分成两路，一路与第一吸收塔（1）的第一进水口（16）相连通，另一路与所述第二离心泵（4）的出口相连通，第二离心泵（4）的进口与第二吸收塔（6）的第二出水口（610）相连通；所述第一吸收塔（1）的第一出气口（13）通过第三三通（103）后分成两路，一路与所述文丘里混合器（5）的第二进气口（52）相连通，另一路与所述第二吸收塔（6）的第三进气口（69）相连通；软水通过第四三通（104）后分成两路，一路与第二吸收塔（6）的第三进水口（66）相连通，另一路通过第五三通（105）后分成两路，一路与第二吸收塔（6）的第四进水口（67）相连通，另一路与文丘里混合器（5）的第二进水口（51）相连通；所述文丘里混合器（5）的汽液混合物出口（53）与第二吸收塔（6）的汽液混合物进口（68）相连通；所述第二吸收塔（6）的第二出气口（65）与第三吸收塔（7）的第四进气口（74）相连通。
2.根据权利要求1所述的一种含氨废气吸收***，其特征在于：所述第二吸收塔（6）的浮阀塔板（62）的开孔率为12~20%，所述浮阀塔板（62）的浮阀为F-1型浮阀。
3.根据权利要求1所述的一种含氨废气吸收***，其特征在于：所述第二吸收塔（6）的第二填料（63）为散堆的不锈钢鲍尔环，所述鲍尔环的尺寸为直径25 mm、高25 mm、壁厚1.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种含氨废气吸收***，其特征在于：所述第二吸收塔（6）的第三填料（64）为散堆的不锈钢鲍尔环，所述鲍尔环的尺寸为直径16 mm、高16 mm、壁厚1.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种含氨废气吸收***，其特征在于：所述第三吸收塔（7）的第四填料（73）为离子交换树脂，所述离子交换树脂为大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为D001。
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