氨回收系统的制作方法

本实用新型属于化工生产技术领域，特别涉及一种氨回收系统。

背景技术：

驰放气是化工生产中，不参与反应的气体或因品位过低不能利用，在化工设备或管道中积聚而产生的气体。由于驰放气影响设备的传热效果、影响反应速度和进度、降低生产效率等，驰放气，尤其是合成氨球罐和闪蒸分离器产生的驰放气，必须定期排放。通常情况下，合成氨球罐及闪蒸分离器产生的驰放气的处理方式主要有以下两种：一是直接向大气中放散，但是由于驰放气中的氨含量在50％以上，因此使得现场刺激性气味很浓。二是通过软管送到锅炉进行燃烧处理，虽然现场再没有氨味，但是燃烧后产生的含有氮氧化物的废气在大气中放散仍然会对环境造成污染。可见，这两种对含有氨的驰放气的处理方式均存在造成环境污染的问题，另外一方面，氨没有有效回收也是对能源的一种浪费。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的合成氨球罐及闪蒸分离器产生的含有氨的驰放气在直接排放或直接燃烧过程中造成空气污染且浪费能源的技术问题，本实用新型提供一种用于对合成氨球罐及闪蒸分离器产生的驰放气进行氨回收的氨回收系统，以节约能源，并避免污染空气。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种氨回收系统，其用于对驰放气中的氨进行回收，氨回收系统包括：

第一换热器，其内具有彼此独立的第一驰放气通道、第二驰放气通道和一个膨胀气通道；

第二换热器，其内具有彼此独立的第三驰放气通道、膨胀气通道和氨通道；其中，所述第三驰放气通道的入口连接有第一驰放气管，以接入驰放气，所述第三驰放气通道的出口与所述第一换热器的所述第一驰放气通道的入口连通；所述第二换热器的氨通道的入口和出口分别对应连接有液氨接入管和 氨管，所述第二换热器的膨胀气通道的入口与所述第一换热器的膨胀气通道的出口连通；

第一气液分离器，其具有气液入口、液氨出口和气体出口，其中，所述气液入口与所述第一换热器的所述第一驰放气通道的出口连通，所述液氨出口与所述第二换热器的氨通道的入口连通，所述气体出口与所述第一换热器的第二驰放气通道的入口连通；

膨胀机，其具有膨胀气出口、尾气出口和两个进气口，其中一个进气口连接有第二驰放气管，以与所述第一换热器的第二驰放气通道的出口连通，另一个进气口与所述第二换热器的膨胀气通道的出口连通；所述膨胀机的膨胀气出口连接有第一膨胀气管，以与所述第一换热器的膨胀气通道的入口连通，所述尾气出口连接有尾气管，以排放驰放气尾气。

作为优选，所述氨回收系统还包括第二气液分离器，所述第二气液分离与所述第一气液分离器的结构相同，所述第二气液分离器的气液入口与所述第二换热器的第三驰放气通道的出口连通，所述第二气液分离器的气体出口与所述第一换热器的第一驰放气通道的入口连通，所述第二气液分离器的液氨出口与所述第二换热器的氨通道的入口连通。

作为进一步优选，所述氨回收系统还包括第三换热器、第三气液分离器和压缩机，以回收尾气管内的氨，其中，

所述第三换热器内具有彼此独立的驰放气尾气通道、膨胀气通道和氨通道，所述第三换热器的膨胀气通道的入口和出口分别对应与所述第二换热器的膨胀气通道的出口和所述膨胀机的另外一个进气口连通，所述第三换热器的氨通道的入口与所述第二换热器的氨通道的出口连通，所述第三换热器的氨通道的出口连接氨收集管；

所述第三气液分离器的气液入口与所述第三换热器的弛放气尾气通道的出口连通，所述第三气液分离器的液氨出口与所述第二换热器的氨通道的入口连通，所述第三气液分离器的气体出口与所述第二驰放气管连通；

所述压缩机具有入口和出口，并分别对应与所述尾气管和所述第三换热器的驰放气尾气通道的入口连通，且所述尾气管上设有氨含量检测仪。

作为进一步优选，所述压缩机的入口通过一尾气支管与所述尾气管连通；所述压缩机的出口通过一尾气循环管与所述第三换热器的驰放气尾气通道的入口连通，靠近所述压缩机的所述尾气支管和尾气循环管上分别设有一个截 止阀；所述尾气支管和尾气循环管之间还设有尾气分支管，所述尾气分支管上设有一个截止阀，且所述尾气分支管的一端连通至所述尾气循环管上的截止阀与第三换热器之间的所述尾气循环管上，另一端连通至所述尾气支管上的截止阀与所述压缩机之间的所述尾气支管上。

作为进一步优选，所述尾气支管和氨收集管的管路上分别设有一个尾气缓冲罐。

作为进一步优选，所述第二驰放气管和第一膨胀气管之间设有驰放气回流管，所述驰放气回流管和靠近所述膨胀机的所述第二驰放气管上均设有截止阀。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型通过第一气液分离器对依次经过第二换热器和第一换热器进行热交换的驰放气进行气液分离，使气液分离后形成的液氨先经过第二换热器的氨通道作为冷媒，以对第二换热器内的驰放气进一步冷却，然后再进行回收，从而提高了氨的回收率。

附图说明

图1为本实用新型中的氨回收系统的实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型中的氨回收系统的实施例二的结构示意图。

图中：

1－氨含量检测仪； 2－第一换热器；

3-第二换热器； 4-第三换热器；

5-第一气液分离器； 6-第二气液分离器；

7-第三气液分离器； 8－膨胀机；

9-尾气缓冲罐； 10-尾气分支管；

11-驰放气回流管； 12-氨气增压机；

13-第一驰放气管； 14-液氨接入管；

15-第一气液管； 16－第一气体管；

17-第一液氨回流管； 18-第二气液管；

19-第二气体管； 20-第二液氨回流管；

21-第三液氨回流管； 22-第二驰放气管；

23-第一膨胀气管； 24-第二膨胀气管；

25-第三膨胀气管； 26-氨收集管；

27-氨管； 28-尾气管；

29-第三气液管； 30-第三驰放气管；

31-压缩机； 32-第四驰放气管；

33-尾气循环管； 34-尾气支管。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例公开了一种氨回收系统，用于对合成氨球罐及闪蒸分离器产生的驰放气中的氨进行回收，首先需要说明的是：图1和图2中的单箭头表示驰放气或驰放气尾气的流向，双箭头表示膨胀气的流向，三箭头表示氨(液氨或气氨)的流向；另外，第一换热器2、第二换热器3和第三换热器4均为结构相同的三通道换热器；第一气液分离器5、第二气液分离器6和第三气液分离器7均为结构相同的气液分离器，其中的第一、第二、第三只是为了便于描述。

实施例一的结构示意图请继续结合图1，氨回收系统主要包括：第一换热器2、第二换热器3、第一气液分离器5和膨胀机8，其中，

第一换热器2内具有彼此独立的第一驰放气通道、第二驰放气通道和一个膨胀气通道。

第二换热器3内具有彼此独立的第三驰放气通道、膨胀气通道和氨通道，第三驰放气通道的入口连接有第一驰放气管13，第一驰放气管13与合成氨球罐及闪蒸分离器(或者合成氨球罐及闪蒸分离器产生的驰放气先存储到存储罐)的驰放气排放口连通，以接入驰放气，第二换热器3的氨通道内的液氨作为冷媒，对通过第一驰放气管13进入第三驰放气通道的驰放气进行冷却(液氨的来源将在下文介绍)，第三驰放气通道的出口与第一换热器2的第一驰放气通道的入口连通，以使经过第二换热器3热交换后的驰放气进入第一换热器2内的第一驰放气通道内，以进一步进行热交换。第二换热器3的膨胀气通道的入口连接有一第二膨胀气管24，以与第一换热器2的膨胀气通道的出口连通。

第一气液分离器5具有气液入口、液氨出口和气体出口，其中，气液入口连接有一第一气液管15，以与第一换热器2的第一驰放气通道的出口连通，使在第一驰放气通道内完成热交换后，含有液态氨的驰放气通过第一气液管 15和第一气液分离器5的气液入口进入到第一气液分离器5以进行液态氨和气态的驰放气的分离，第一气液分离器5的液氨出口连接有一第一液氨回流管17，以与第二换热器3的氨通道的入口连通，使在第一气液分离5内分离出的液氨通过第一液氨回流管17进入到第二换热器3的氨通道，作为第三驰放气通道内的驰放气的冷媒，第一气液分离器5的气体出口连接有一第一气体管16，以与第一换热器2的第二驰放气通道的入口连通，使第一气液分离器5分离出的气态的驰放气通过第一气体管16进入到第一换热器5的第二驰放气通道内，其与第一驰放气通道内的驰放气进行热交换后温度升高。

膨胀机8具有膨胀气出口、尾气出口和两个进气口，其中一个进气口连接有第二驰放气管22，以与第一换热器2的第二驰放气通道的出口连通，使温度升高的驰放气通过第二驰放气通道进入到膨胀机8内，并使其中的一部分形成膨胀气，另一部分作为驰放气尾气从尾气出口排出；膨胀机8的膨胀气出口连接有第一膨胀气管23，第一膨胀气管23与第一换热器2的膨胀气通道的入口连通，使膨胀机8形成的膨胀气通过第一膨胀气管23进入第一换热器2的膨胀气通道，以作为第一换热器2的第一驰放气通道内的驰放气的冷媒；膨胀机8的另一个进气口与第二换热器3的膨胀气通道的出口连通，膨胀机8的尾气出口连接有尾气管28，使依次在第一换热器2和第二换热器3内完成热交换的膨胀气返回到膨胀机8后，一部分继续形成膨胀气，一部分作为膨胀气尾气进入尾气管28，直接放空或进入火炬系统燃烧。

在实施例一中，通过第一气液分离器5对依次经过第二换热器3和第一换热器2进行热交换的驰放气进行气液分离，使气液分离后形成的液氨先经过第二换热器3的氨通道作为冷媒，以对第二换热器3内的驰放气进一步冷却，然后再进行回收，从而提高了氨的回收率。

但是，如果进入第一气液分离器5内的驰放气中的液氨含量过高，就会在气液分离时，所分离出的驰放气中仍然含有部分液氨，也就是导致第一气液分离器5对驰放气和液氨分离不彻底，当含有液氨的驰放气进入第一换热器2后再到膨胀机8时，就会造成膨胀机8的损坏。因此，下面给出了实施例二。

实施例二请继续结合图2，其主要在实施例一的基础上，增加了一第二气液分离器6，第二气液分离6与第一气液分离器5的结构相同，其中，第二气液分离器6的气液入口连接有一第二气液管18，以与第二换热器3的第 三驰放气通道的出口连通，第二气液分离器6的气体出口连接有一第二气体管19，以与第一换热器2的第一驰放气通道的入口连通。也就是，在增加一第二气液分离器6后，从第二驰放气通道的出口出来的气、液混合状态的驰放气不再直接进入第一换热器2的第一驰放气通道的入口，而是如图2所示，先通过第二气液管18和的气液入口进入第二气液分离器6，经过气液分离后分离出的气体从第二气液分离器6的气体出口出来后，再经过第二气体管19进入到第一换热器2的第一驰放气通道的入口。第二气液分离器6的液氨出口连接有一第二液氨回流管20，以与第二换热器3的氨通道的入口连通，使在第二气液分离器6分离出的液氨通过第二液氨回流管20进入到第二换热器3的氨通道，作为第二换热器3的第三驰放气通道内的驰放气的冷媒。

实施例二中，还在第二驰放气管22和第一膨胀气管23之间设有驰放气回流管11，驰放气回流管11和靠近膨胀机8的第二驰放气管22上均设有截止阀，用于在膨胀机8停止使用时，进入第二驰放气管22内的驰放气或驰放气与驰放气尾气的混合气，能够通过驰放气回流管11而进入第一换热器2的第二驰放气通道的入口。

在实施例二中，经过两次气液分离后的驰放气，通过第一换热器2的第二驰放气通道进入膨胀机8，其中一部分将作为驰放气尾气从膨胀机8的尾气出口出来，然后进入到尾气管28，以排放至大气中，或进入火炬系统燃烧。通常情况下，驰放气尾气中还会含有一定量的氨，为了能够进一步对驰放气尾气中残存的氨再次进行回收，以进一步降低驰放气尾气中氨的含量，因此实施例二中的氨回收系统还可以包括第三换热器4、第三气液分离器7和压缩机31，其中，压缩机31具有入口和出口，压缩机31的入口连接有一尾气支管34，以与尾气管28连通，且尾气管28上设有氨含量检测仪1，以检测尾气管28内的氨的含量。当氨含量检测仪1检测到的氨的含量超过预定值，就关闭尾气管28上设置的阀门，使驰放气尾气进入到尾气支管34。压缩机31的出口连接有一尾气循换管33，以使驰放气尾气经过压缩机31的压缩后进入到尾气循环管33内。

第三换热器4内具有彼此独立的驰放气尾气通道、膨胀气通道和氨通道，驰放气尾气通道的入口与尾气循环管33连通，以使尾气循环管33内的驰放气尾气进入到第三换热器4的驰放气尾气通道；第三换热器4的膨胀气通道的入口连接有一第三膨胀气管25，以与第二换热器3的膨胀气通道的出口连 通，以使膨胀气进入到第三换热器4的膨胀气通道，作为驰放气尾气通道内的驰放气尾气的冷媒，第三换热器4的膨胀气通道的出口连接有一第三驰放气管30，以与膨胀机8的另外一个进气口连通，使膨胀气回到膨胀机8内，以进一步提供膨胀气。第三换热器4的氨通道的入口连接有一氨管27，以与第二换热器3的氨通道的出口连通，使氨从第二换热器3的氨通道出来后进入到第三换热器4的氨通道，第三换热器4的氨通道的出口与氨收集管26连通。第三气液分离器7的气液入口连接有一第三气液管29，以与第三换热器4的弛放气尾气通道的出口连通，以使第三换热器4的驰放气尾气通道的驰放气尾气进入第三气液分离器7，第三气液分离器7的液氨出口连接有一第三液氨回流管21，以与第二换热器3的氨通道的入口连通，使第三气液分离器7分离出的液氨通过第三液氨回流管21进入到第二换热器的氨通道，以作为驰放气尾气的冷媒。第三气液分离器7的气体出口连接有一第四驰放气管32，以与第二驰放气管22连通，使第三气液分离器7分离出的气态的驰放气尾气通过第二驰放气管22进入膨胀机8，以使其一部分生成膨胀气，另一部分从膨胀机8的尾气出口进入到尾气管28。

实施例二中，靠近压缩机31的尾气支管34和尾气循环管33上分别设有一个截止阀，尾气支管34和尾气循环管33之间还设有尾气分支管10，尾气分支管10上设有一个截止阀，且尾气分支管10的一端连通至尾气循环管33上的截止阀与第三换热器4之间的尾气循环管33上，另一端连通至尾气支管34上的截止阀与压缩机31之间的尾气支管34上，用于在压缩机31损坏或无需使用压缩机31时，关闭靠近压缩机31的尾气循环管33上的截止阀，使驰放气尾气通过尾气支管34进入到尾气分支管10，并从尾气分支管10进入到第三换热器4的驰放气尾气通道。

本实施例中，尾气支管34和氨收集管26的管路上分别设有一个尾气缓冲罐9，且氨收集管26的管路上还接入有一氨气增压机12，以将气氨转变为液氨后使其进入冰机冷冻系统，以回收利用。

本实用新型中的氨回收系统的工作过程以实施例二为例进行说明：合成氨球罐和闪蒸分离器产生的驰放气通过第一驰放气管13进入第二换热器3的第三驰放气通道，同时来自外部(例如液氨罐)的液氨通过液氨接入管14进入第二换热器3的氨通道，液氨作为冷媒(冷却介质)与驰放气发生热交换，驰放气经热交换后温度降低，并使全部或其中的一部分氨转变为液氨(根 据温度和氨含量，如果温度足够低，或者氨含量比较少，氨就全部转变为液氨)气、液混合状态的驰放气进入到第二气液分离器6内进行气液分离，分离出的驰放气气体进入到第一换热器2的第一驰放气通道进行换热，并通过第一驰放气通道进入第一气液分离器5内再次进行气液分离，并使分离出的驰放气进入到第一换热器2的第二驰放气通道，再通过第二驰放气管22进入到膨胀机8的其中一个进气口，并使其中的一部分从膨胀机8的尾气出口进入到尾气管28，另一部分在膨胀机8内转化为膨胀气，膨胀气从膨胀机8的膨胀气出口出来后进入到第一换热器2的膨胀气通道，作为与第一驰放气通道内的驰放气进行热交换的冷媒，膨胀气，再进入到第二换热器3的膨胀气通道，以作为与第三驰放气通道内的驰放气进行热交换的冷媒。此时，这个氨回收系统已经运行起来，作为冷媒的液氨完全可以由氨回收系统自身提供，即可关闭液氨接入管14上的靠近外部液氨源(例如液氨罐)的阀门。那么，进入第二换热器3的第三驰放气通道内的驰放气可同时与进入氨通道的液氨及膨胀气通道内的膨胀气进行热交换，驰放气在换热后温度降至-45℃左右，驰放气中的全部或部分氨转变成为液态，使含有液氨的驰放气从第二气液管18不断地进入第二气液分离器6，并重复上述过程。而膨胀机8的膨胀气在依次经过第一换热器2、第二换热器3和第三换热器4换热后部分去膨胀机8增加膨胀量，部分去火炬系统燃烧。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。