专利名称：一种等压氨回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种合成氨厂的氨回收设备，即合成氨厂弛放气等压氨回收装置。
背景技术：
在已有技术中，等压氨回收塔有多种结构形式一段循环吸收氨的等压氨回收塔出口氨含量高，一般在(体积)以上，制备的氨水浓度低，一般在12% (重量)以下，属于落后、被淘汰的氨回收设备。氨回收效果较好些的等压氨回收塔采用不循环吸收氨的工艺，吸收氨的段数和塔板数也相对较高，制备的氨水浓度一般在18% (重量)左右，虽然氨水浓度高于落后的等压氨回收塔，但还远低于本实用新型要达到的45% (重量)高浓度氨水的浓度，氨水还要去尿素的解吸系统和深度水解系统蒸馏、提浓，之后才能回收、利用，还要消耗大量的低压蒸汽和高压蒸汽，还要消耗电。等压氨回收塔出口尾气中氨含量相对较低，一般在0.2% (体积)左右，回收尾气中的氢气，还要将尾气再次去净氨塔，用较多的软水或除盐水再次吸收尾气中残余的氨，要排出比氨水还多稀氨水，而稀氨水难以处理，也要将稀氨水送尿素的解吸系统和深度水解系统蒸馏、提浓，同样还要消耗低压蒸汽和高压蒸汽，也要消耗电。氨回收效果好较些的等压氨回收塔的下部筒体粗，直径在Φ 1600 Φ 1800，下部筒体安装有若干个较大的冷却水箱，用冷却水冷却氨水；上部筒体直径略细些，直径也在 Φ 1000 Φ 1400，上部筒体安装有8层至18层塔板，等压氨回收塔的吸收氨的性能不高。 Φ 1000左右较细的上部筒体，在中部和下部的塔板上安装有蛇管冷却器，上部是无冷却器的塔板，Φ 1400左右较粗些的上部筒体，在中部和下部的塔板上各有若干个小冷却水箱， 上部是无冷却器的塔板；上部筒体的上部主要起绝热吸收氨的净氨作用，不但筒体直径粗， 在同样的净氨效果下，筒体高度也高，增加了设备重量和造价，且净氨不彻底；各水箱、小水箱、蛇管冷却器都用冷却水冷却稀氨水。由于上部筒体的塔径粗，在1. 5MPa或2. IMPa的工作压力下，流量很低的弛放气流速极低，氨水的流速也非常低，塔内的弛放气和氨水都容易偏流，影响吸收氨的效果。不论是蛇管冷却器，还是小冷却水箱，在塔板之间比较低的很有限的氨水鼓泡吸收高度内无法布置较大的冷却面积，也难以灵活调整或改变各塔板上冷却器的冷却面积；塔底一段的冷却水箱总的冷却面积大，而上部筒体各层塔板上的冷却面积却很小，塔底一段的冷却水箱总的冷却面积是上部筒体各单层塔板上的冷却面积的10倍左右，塔底一段与上面相邻塔板的冷却面积相差非常大，且上部筒体各层塔板的冷却面积都相同，无法将各层塔板上的冷却器面积分配成由上而下逐渐增加，各层塔板冷却面积分配的不合理，有些塔板的冷却面积不足，不利于发挥这些塔板的作用，影响回收氨的效果， 也影响提高氨水的浓度和降低尾气的氨含量。采用冷却水箱或小冷却水箱人为地增加了设备筒体的直径，增加了筒体的壁厚； 在筒体上安装冷却水箱开大孔要补强，筒体一般也要加厚，增加了设备重量；等压氨回收塔的上段采用塔板结构洗氨、净氨，筒体直径显得太粗，有些浪费材料，增加了设备重量，也增
4加了设备造价；冷却水箱和小冷却水箱伸出筒体的部分基本为冷却死角，浪费了冷却面积， 多消耗了材料。以上这些都增加了设备重量和造价；制备45% (重量)高浓度氨水，并将出口尾气氨含量降到0.002% (体积)以下， 需要增加数十块塔板数，等压氨回收塔如果全部采用塔板结构吸收氨，筒体的高度会非常高，设备会更重，造价也将更高。在已有技术中，等压氨回收塔存在以下不足1、等压氨回收塔回收的氨水浓度不高，氨水要送尿素的解吸系统和深度水解系统处理，消耗了大量的低压蒸汽和高压蒸汽，还要消耗电；2、等压氨回收塔出口尾气中的氨含量相对高，回收尾气中的氢气，还要去净氨塔净氨，要产生稀氨水，稀氨水送尿素的解吸系统和深度水解系统还要消耗蒸汽和电；3、伸出筒体的冷却水箱是冷却死角，冷却面积的利用率低；4、由于上部筒体的塔径粗，塔内的弛放气和氨水都容易偏流，影响吸收氨的效果。5、在塔板之间比较低的很有限的高度内，所能布置的蛇管冷却器或小冷却水箱的冷却面积小，也无法将各层塔板上的冷却器分配成由上而下冷却面积是逐渐增加的；6、上部筒体内采用蛇管冷却器或小冷却水箱，人为地加粗了筒体，增加了设备重量和造价；7、在上部筒体内的上部安装的是无冷却器的塔板，主要起绝热吸收氨的净氨作用，不但筒体直径粗，在同样的净氨效果下，筒体高度高，且净氨不彻底；8、塔底一段的冷却水箱总的冷却面积大，而上部筒体各层塔板上的冷却面积却很小，塔底一段与其相邻的上面塔板的冷却面积相差很悬殊，且上部各层塔板的冷却面积又都相同，各层塔板冷却面积分配的不合理，不符合吸收氨的特点，有些塔板的冷却面积不足，不利于发挥这些塔板的作用；9、效果差的仅一段吸收氨，效果好些的8层至18层塔板，塔板数少，吸收氨的性能不高，所以制备的氨水浓度低，尾气中氨含量高；10、效果好些的等压氨回收塔全部采用塔板结构，采用冷却水箱或蛇管冷却器，设备直径粗，筒体的壁厚，设备重，造价高；11、制备45% (重量)高浓度氨水，并将出口尾气氨含量降到0.002% (体积)以下，如果全部采用塔板结构吸收氨，筒体的高度会非常高，设备会很重，造价也会更高，即不合理，也不经济。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述不足而提供的一种氨水浓度很高、尾气氨含量极低、氨回收效果更好的等压氨回收装置。本实用新型的技术解决方案是一种等压氨回收装置由下部的鼓泡吸收器和上部的填料洗涤器组成，之间用填料洗涤器底部的法兰和鼓泡吸收器顶部的法兰相连接；鼓泡吸收器下部有弛放气入口和氨水出口 ；填料洗涤器气体出口与水分离器连接，填料洗涤器的进水口与除盐水泵连接。在鼓泡吸收器的弛放气入口连接有循环吸收分离器，鼓泡吸收器的氨水出口也与循环吸收分离器连接，循环吸收分离器并与塔外氨水冷却器连接有高浓度氨水的吸收、冷却循环管道。高浓度氨水在循环吸收分离器与塔外氨水冷却器之间循环。在除盐水泵的进口或出口管道上增加有除盐水冷却器。鼓泡吸收器包括筒体，筒体的顶部有连接法兰与填料洗涤器底部的法兰连接，下面有浓氨水出口和弛放气入口 ；筒体内由上至下设有一层或一层以上鼓泡塔板，鼓泡塔板上安装有盘管式冷却器；在筒体的底部或下面的一层或一层以上的塔隔板上安装有双程内冷却器；在各盘管式冷却器和各双程内冷却器与下面的鼓泡塔板和塔隔板之间安装有管式气体分布器和多管式气体分布器；筒体的底部安装的双程内冷却器下面无塔隔板。在盘管式冷却器下面的鼓泡塔板上与筒体之间安装有降液板；鼓泡塔板的中间安装有升气管和外套管，外套管的底部与管式气体分布器连接，盘管式冷却器上层的盘管与升气管的上管口和降液板顶边基本一平；鼓泡塔板底部的中间设有折流除沫器和排液液封管，可以通过增加或减少盘管的根数，灵活地增加或减少各盘管式冷却器的冷却面积。双程内冷却器进液管和出液管分别伸出、焊在筒体的两侧；在上下双程内冷却器之间的塔隔板上无升气管和降液板，塔隔板上面的氨水出口与下面的氨水进口在筒体外连接，下面的弛放气出口在筒体外接塔隔板上面管式气体分布器的入口。可以通过改变换热管的长度和根数，灵活的增加或减少双程内冷却器的冷却面积。填料洗涤器包括带气体出口和进水口的筒体，筒体底部法兰与鼓泡吸收器顶部的法兰连接；筒体内上部有液体分布器，液体分布器下面是一段或一段以上装有规整填料的填料层；在第一段填料层与第二段填料层的两段填料层之间可以设有液体再分布器。循环吸收分离器包括筒体，在筒体的上部设有气体出口、液体分布器、填料层、浓氨水进口，中部有多孔板、喉管、收缩管、下部有高浓度氨水进口、喷嘴、开有孔的喷气管、高浓度氨水出口、弛放气进口、高浓度氨水排出口 ；浓氨水进口、气体出口分别与鼓泡吸收器底部的浓氨水出口和下部的弛放气入口连接；高浓度氨水出口、高浓度氨水进口分别与新增加的塔外氨水冷却器的高浓度氨水进出口连接，在不需要外来动力的情况下，高浓度氨水在循环吸收分离器与塔外氨水冷却器之间自动进行吸收、冷却、吸收的循环；在循环吸收分离器内，浓氨水、高浓度氨水分别以逆流、并流、错流三种吸收方式吸收弛放气中的氨。鼓泡吸收器内的盘管式冷却器，包括一根或一根以上渐开线形盘管，其各盘管的进出口分别与进口总管和出口总管连接，各盘管由一些支撑固定部件固定，进口管、出口管分别与进口总管和出口总管连接，进口总管和出口总管在筒体轴线的同一侧。鼓泡吸收器内的双程内冷却器由上集液盒、下集液盒、多根换热管、若干个支撑板、进液管和出液管组成；在上集液盒、下集液盒的中心处留有六边形较大的气液通道，与筒体之间也留有较大的环形气液通道；在进液管、出液管之间的上集液盒内有隔板。填料洗涤器第二段填料层的下面设带有稀氨水一次出口管的第一收集槽、带有稀氨水一次进口管的第二液体分布器和第三段填料层，并在筒体外设有第一塔外小氨水冷却器，第一塔外小氨水冷却器分别与第一收集槽的稀氨水一次出口管、第二液体分布器的稀氨水一次进口管用管道连接；或在第三段填料层的下面设带有稀氨水二次出口管的第二收集槽、带有稀氨水二次进口管的第三液体分布器和第四段填料层；并在筒体外设有第二塔外小氨水冷却器，同样用管道与相应的接口连接；塔外氨水冷却器和鼓泡吸收器内的各双程内冷却器、各盘管式冷却器的冷却面积是由下向上逐渐减少的。循环吸收分离器、塔外氨水冷却器、第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器、除盐水冷却器是新增加的设备；塔外氨水冷却器、第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器、除盐水泵、除盐水冷却器是化工常用的结构形式。等压氨回收装置的各冷却器可以使用温度低、压力高的液氨冷却高浓度氨水、氨水、稀氨水和除盐水。所述的各冷却器包括塔外氨水冷却器、鼓泡吸收器内的各双程内冷却器、各盘管式冷却器、第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器、除盐水冷却器。循环吸收分离器增加了与鼓泡吸收器底部之间段间的氨水浓度差，进一步提高了排出氨水口高浓度氨水的浓度，取得比在鼓泡吸收器内一块塔板还好的效果。所述的鼓泡吸收器包括筒体，下面的浓氨水出口和弛放气入口分别与循环吸收分离器的浓氨水入口和气体出口连接。由于不采用水箱冷却氨水，故不用人为地加粗筒体直径，筒体直径较细，筒体直径一般在Φ600 Φ 1400，鼓泡吸收器筒体直径低于目前氨回收效果较好的等压氨回收塔。筒体内各冷却器的面积都是由上而下逐渐增加的。在下集液盒的中心处留有较大的六边形气液通道，与筒体之间留有较大的环形气液通道，有利于下面的多管式气体分布器上升的气体顺利进入管间，并在管间分布的比较均勻；进液管和出液管分别伸出、焊在筒体的两侧，以便于在双程内冷却器上方安装塔隔板或鼓泡塔板，并可以固定双程内冷却器。在上下双程内冷却器之间的塔隔板上无升气管和降液板，塔隔板上面的氨水出口与下面的氨水进口在筒体外连接，下面的弛放气出口在筒体外接塔隔板上面多管式气体分布器的入口。在鼓泡吸收器上部的填料洗涤器洗涤吸收尾气中残余氨的低浓度区域，在吸收氨的水量减少到原来的十七分之一的非常不利条件下，再将尾气氨含量由0. 5% (体积)左右降到0.002% (体积)以下，氨含量再下降250倍以上是非常困难的，需要在填料洗涤器内有60块左右的理论塔板数。所述的填料洗涤器包括筒体，由于筒体内无蛇管冷却器、也无小水箱，所以筒体直径很细，筒体直径一般在Φ 200 Φ 600。在填料洗涤器进水口之前或除盐水泵之前增加除盐水冷却器，降低加入填料洗涤器的除盐水或解吸废水的温度。塔外氨水冷却器、鼓泡吸收器内的各双程内冷却器、各盘管式冷却器的冷却面积由下而上逐渐减少。各冷却器的冷却面积，是按其循环吸收分离器、各层塔隔板、各层鼓泡塔板上吸收氨量的不断逐渐减少、所放出的溶解热不同，其冷却负荷不同而分配的，符合吸收氨的实际工况，从而更好地发挥了循环吸收分离器和各层塔隔板、各层鼓泡塔板的鼓泡吸收能力。增加段数、增加鼓泡吸收器内带有冷却器的塔隔板、鼓泡塔板的层数，从而可以进一步提高高、中浓度区域吸收氨的能力，进一步提高氨水浓度；在填料洗涤器内设有一段或一段以上装有规整填料的填料层，可以将填料洗涤器内填料的理论塔板数提高到60块或更多，大幅度提高了洗涤氨的能力，可以实现将尾气中氨含量降到极低；
7[0046]填料洗涤器的第二段填料层、第三段填料层落下的稀氨水分别去塔外新增加的第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器冷却，之后稀氨水返回下一段填料层，降低了填料洗涤器下部稀氨水的温度，降低了稀氨水氨的蒸汽压，进一步了提高填料洗涤器下部的吸收能力。填料洗涤器的规整填料总高度一般为3米至12米，一般内设1段至4段填料层。 如果填料洗涤器出口尾气不去氢气回收，出口尾气氨含量的指标可以放宽些，尾气氨含量可以高于0. 002% (体积)，这时，可以取消第二塔外小氨水冷却器，取消填料洗涤器的第四段填料层，或可以取消第一塔外小氨水冷却器，取消填料洗涤器的第三段填料层，还可以降低些填料洗涤器的第一段填料层、第二段填料层的填料总高度，甚至取消液体再分布器，将两段填料层合为一段填料层。在填料洗涤器的第二段填料层以下增加第三、第四段填料层，增加2台塔外小氨水冷却器，不但降低了吸收氨后稀氨水的温度，提高了填料洗涤器下部的吸收能力，还可以降低鼓泡吸收器内最上层盘管式冷却器所在的高度，以便于低温液氨或冷却水能进入最上层的盘管式冷却器，同时也可以减少鼓泡吸收器内带有冷却器的塔隔板、鼓泡塔板的层数， 降低直径相对较粗的鼓泡吸收器的高度，降低设备造价；增加几层带有双程内冷却器的塔隔板或带有盘管式冷却器的鼓泡塔板，可以取消循环吸收分离器和塔外氨水冷却器，但增加了鼓泡吸收器的高度，最上部的盘管式冷却器可能进不去低温液氨或冷却水，也增加了设备的造价。是否在第二段填料层的下面增加第三段填料层、增加第一塔外小氨水冷却器，或再增加第四段填料层，再增加第二塔外小氨水冷却器，或是否增加循环吸收分离器和塔外氨水冷却器，主要是取决于工艺条件和要求，其次是取决于设备的造价。填料洗涤器筒体直径很细，一般在Φ200 Φ600之间，直径远低于氨回收效果较好的塔上部筒体的直径Φ 1000 Φ 1400，如果60多块理论塔板数的填料洗涤器采用塔板结构，需要80块左右的无冷却器的塔板和鼓泡塔板，不但直径粗，高度也会非常高，设备会很重，造价也会很高。鼓泡吸收器的塔板数和填料洗涤器的理论塔板数的总数达到66块左右，已经远远高于目前氨回收效果较好塔的8块至18块，不但可以将尾气氨含量降到0. 0020% (体积)以下，尾气可以直接去氢气回收，不再产生稀氨水，不再消耗蒸汽和电处理稀氨水，并可以制备浓度很高的高浓度氨水；可以采用本人另外的新技术，将等压氨回收装置弛放气入口之前的弛放气氨含量降到20% (体积)左右，改用低温液氨冷却氨水，可以将氨水浓度由目前的15% (重量)左右提高到45% (重量)左右，45% (重量)左右的高浓度氨水直接去尿素的一吸塔，与一甲液一同经过一甲泵去尿素合成塔合成尿素，等压氨回收所回收的氨水不再去尿素的解吸系统和深度水解系统，不再消耗蒸汽和电。等压氨回收装置相当于将等压氨回收塔与净氨塔组合在一起，由二次净氨、二次加水、二次排出(稀)氨水，改为一次净氨、一次加水、一次排出氨水，节省了除盐水，不再排出稀氨水。但又不是简单的将等压氨回收塔与净氨塔相组合、叠加，如果将等压氨回收塔和净氨塔简单地组合到一起，会相互影响的。净氨塔加入的除盐水量较大，故净氨塔下部填料层内稀氨水的温升小，净氨塔加入的除盐水量不受限制，可以加大除盐水的加入量；但等压氨回收装置加入的除盐水量却要受限制，否则，制备的氨水浓度低；等压氨回收装置加入的除盐水量要比净氨塔加入的少，这样，会导致填料洗涤器下部填料层内稀氨水的温升增加， 影响净氨效果，尤其是在进入等压氨回收装置之前，弛放气的氨含量已经降到20% (体积) 左右，等压氨回收装置除盐水用量减少到原来的四分之一，又进一步提高了氨水的浓度，除盐水用量又大幅度减少，除盐水用量只有原来的十七分之一左右，会导致填料洗涤器下部填料层内稀氨水的温升更高，出口尾气氨含量升高，达不到净氨指标。本实用新型通过在除盐水泵之前或之后增加除盐水冷却器，用低温液氨冷却除盐水的措施，解决下部填料层内稀氨水的温升高问题，通过降低除盐水的温度，达到降低填料层内稀氨水温度的目的；又通过将填料层下部的稀氨水收集，送到填料洗涤器外冷却，降温后的稀氨水再返回分布，继续在填料层内吸收氨的措施，又进一步解决填料层下部稀氨水温升高的问题。填料洗涤器不但取代了净氨塔，也取代了传统等压氨回收塔上部的无冷却器的塔板吸收氨和部分有冷却器的塔板吸收氨，但在同样的吸收氨效果下，鼓泡吸收器筒体高度低，降低了设备重量和造价。本实用新型的优点是1、等压氨回收塔上部的填料洗涤器的理论塔板数可以在60块以上，在不太高的有限高度内提供非常多的理论塔板数，这对大幅度降低尾气中氨含量发挥了重要的作用；2、如果60多块理论塔板数的填料洗涤器采用塔板结构，不但直径粗，高度也会非常高，设备会很重，造价也会很高。3、塔外氨水冷却器和各层塔板上各冷却器的冷却面积，由下而上逐渐减少的，是按其各层塔板吸收氨量的不同、所放出的溶解热的不同，各层塔板上冷却器的冷却器负荷不同而分配的，符合吸收氨的特点，提高了吸收氨的效果；4、增加了循环吸收分离器和塔外氨水冷却器，提高了高浓度区域吸收氨的能力， 加大了段间的氨水浓度差，减轻了等压氨回收塔的负荷，从而提高了整体的吸收效果；5、鼓泡吸收器采用盘管式冷却器和双程内冷却器，在鼓泡塔板之间和塔隔板之间比较低的很有限的高度内可以布置较大的冷却面积，而且可以将各冷却器调整到面积各不相同。6、在除盐水泵之前或之后增加了除盐水冷却器，降低了除盐水的温度，从而降低了填料洗涤器内稀氨水的温度。7、可以用低温液氨冷却氨水和除盐水，将高浓度氨水及除盐水的温度降到5°C左右，在低温下吸收氨，进一步提高了氨水浓度，降低了出口尾气氨含量；8、出第二、第三段填料层的稀氨水分别去2台塔外小氨水冷却器，冷却后返回分布到第三、第四段填料层，降低了填料洗涤器下部的稀氨水温度，提高了填料洗涤器下部吸收氨的能力。9、可以将等压氨回收装置出口的氨水浓度提高到45% (重量)左右；10、在等压氨回收塔出口的氨水浓度提高到45% (重量)左右，在加水量减少4. 3倍的不利条件下，可以将尾气中氨含量降到0.002% (体积)以下，氨回收率高达 99. 999% ；11、在进口弛放气中氨含量降到20% (体积)左右，氨水浓度提高到45% (重量)左右，在加水量减少17倍的非常不利条件下，如果采用低温下吸收氨，仍可以将尾气中氨含量降到0.002% (体积)以下，氨回收率高达99. 992% ；12,45% (重量)左右的氨水浓度达到甚至超过了尿素一甲液的氨浓度，氨水量又非常少，加水量只有原来的十七分之一左右，45% (重量)左右的高浓度氨水可以直接去一吸塔，氨水不再去解吸和深度水解，节省了大量蒸汽和电耗，使等压氨回收有了一个质的飞跃；13、由于尾气中氨含量已经降到0.002% (体积)以下，弛放气尾气可以直接去变压吸附法回收氢气或去中空纤维膜分离法提氢，不污染环境，可以实现弛放气中的氨和氢气都回收，从而提高了弛放气回收的整体效益。14、当系统停车时，各层塔板上的氨水不会落入下一层塔板，不会导致塔内各层塔板的氨水都落入塔底，不会影响等压氨回收系统停车后的开车。下面将结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型工艺流程图。图2是本实用新型的鼓泡吸收器结构简图。图3是本实用新型的填料洗涤器结构简图。图4是本实用新型的循环吸收分离器结构简图。
具体实施方式
参见图1，等压氨回收装置由循环吸收分离器1、塔外氨水冷却器2、等压氨回收塔、水分离器3、除盐水冷却器4、除盐水泵5、第一塔外小氨水冷却器6和第二塔外小氨水冷却器7等设备组成；等压氨回收塔由下部的鼓泡吸收器8和上部新增加的填料洗涤器9 二部分组成，为了便于运输，之间用法兰连接；在鼓泡吸收器8弛放气进口处增加了循环吸收分离器1，塔外氨水冷却器2的氨水管路与循环吸收分离器1连接，形成了高浓度氨水的吸收、冷却循环回路；除盐水泵5的出水口与填料洗涤器9上部的进水口连接，新增加的除盐水冷却器4安装在除盐水泵5之前或之后；填料洗涤器9的尾气出口与水分离器3连接；第一塔外小氨水冷却器6和第二塔外小氨水冷却器7的稀氨水入口分别与填料洗涤器9下部的第二段填料层、第三段填料层下面的稀氨水出口连接，之后，各塔外小氨水冷却器的稀氨水出口再分别与填料洗涤器9 下部的第三段填料层、第四段填料层上面的稀氨水入口连接。参见图2，等压氨回收装置的各冷却器使用温度低、压力高的液氨冷却高浓度氨水、氨水、稀氨水和吸收氨所用的水。所述的各冷却器包括塔外氨水冷却器1、鼓泡吸收器内的各双程内冷却器40、各盘管式冷却器39、第一塔外小氨水冷却器6和第二塔外小氨水冷却器7、除盐水冷却器4。参见图4，循环吸收分离器1包括筒体71，在筒体71的上部设有气体出口 70、液体分布器72、填料层73、浓氨水进口 85，中部有多孔板84、喉管83、收缩管82、下部有高浓度氨水进口 76、喷嘴81、开有孔的喷气管77、高浓度氨水出口 80、弛放气进口 78、高浓度氨水排出口 79等，在筒体的中部设有液位计接口 74和75。浓氨水进口 85、气体出口 70分别与鼓泡吸收器8底部的浓氨水出口和下部的弛放气进口连接；高浓度氨水出口 80、高浓度氨水进口 76分别与新增加的塔外氨水冷却器2的高浓度氨水进出口连接，在不需要外来动力的情况下，高浓度氨水在循环吸收分离器1与塔外氨水冷却器2之间自动进行吸收、冷却、 吸收的循环；在循环吸收分离器1内，浓氨水、高浓度氨水分别以逆流、并流、错流三种吸收方式吸收弛放气中的氨，增加了与鼓泡吸收器8底部之间段间的氨水浓度差，进一步提高了排出氨水口高浓度氨水的浓度，取得比在鼓泡吸收器8内一块塔板还好的效果。参见图2，所述的鼓泡吸收器8包括筒体35，筒体35的顶部有连接法兰38与填料洗涤器9底部的法兰连接，下面的浓氨水出口 22和弛放气入口 23分别与循环吸收分离器9 的浓氨水入口 85和气体出口 70连接。由于不采用水箱冷却氨水，故不用人为地加粗筒体 35直径，筒体35直径较细，筒体35直径一般在Φ 600 Φ 1400，鼓泡吸收器筒体直径低于目前氨回收效果较好的等压氨回收塔。筒体35内由上至下设有一层或一层以上鼓泡塔板 10，在鼓泡塔板10上安装盘管式冷却器39，筒体35的底部或下面的一层或一层以上的塔隔板30上安装双程内冷却器40，在各盘管式冷却器39和各双程内冷却器40与下面的鼓泡塔板10和塔隔板30之间安装有管式气体分布器12和多管式气体分布器四，底部安装的双程内冷却器40下面无塔隔板30。筒体35内各冷却器的面积都是由上而下逐渐增加的。每组盘管式冷却器39包括一根或一根以上渐开线形盘管11，其各盘管11的进出口分别与进口总管32和出口总管33连接，各盘管11由一些支撑固定部件固定，进口管31、 出口管；34分别与进口总管32和出口总管33连接，进口总管32和出口总管33在筒体35轴线的同一侧；盘管11下面是管式气体分布器12、鼓泡塔板10 ；在盘管式冷却器39下面的鼓泡塔板10上与筒体35之间设有降液板36 ；鼓泡塔板10的中间安装有升气管14和外套管 13，外套管13的底部与管式气体分布器12连接，盘管式冷却器39上层的盘管11与升气管 14的上管口和降液板36顶边基本一平；鼓泡塔板10底部的中间设有折流除沫器15和排液液封管16。可以通过增加或减少盘管11的根数，灵活地增加或减少各盘管式冷却器39 的冷却面积。每组双程内冷却器40包括上集液盒19、下集液盒Μ、数量很多的换热管沈、若干个支撑板25、进液管18和出液管27等；在上集液盒19、下集液盒M的中心处留有六边形较大的气液通道21，与筒体35之间也留有较大的环形气液通道；在下集液盒M的中心处留有较大的六边形气液通道，与筒体35之间留有较大的环形气液通道，有利于下面的多管式气体分布器四上升的气体顺利进入管间，并在管间分布的比较均勻；环形、圆形的支撑板25有利于上升的气体和下降的氨水在支撑板25间折流上升和下降，有利于气液分布，强化传热，降低气体流动阻力；进液管18和出液管27分别伸出、焊在筒体35的两侧，以便于在双程内冷却器40上方安装塔隔板30或鼓泡塔板10，并可以固定双程内冷却器40 ；在进液管18、出液管27之间的上集液盒内19有隔板，底部安装的双程内冷却器40下面没有塔隔板30。可以通过改变换热管沈的长度，灵活的增加或减少双程内冷却器40的冷却面积。在上下双程内冷却器40之间的塔隔板30上无升气管14和降液板36，塔隔板30 上面的氨水出口 17在筒体外与下面的氨水进口 20连接，下面的弛放气出口 28在筒体外接塔隔板30上面管式气体分布器四入口。在鼓泡吸收器8上部的填料洗涤器9洗涤吸收尾气中残余氨的低浓度区域，在吸收氨的水量减少到原来的十五分之一的非常不利条件下，再将尾气氨含量由0. 5% (体积)
11左右降到0.002% (体积)以下，氨含量再下降250倍以上是非常困难的，需要在填料洗涤器9内有60块左右的理论塔板数。参见图3，所述的填料洗涤器9包括带气体出口 40和进水口 58的筒体44，筒体44 底部法兰53与鼓泡吸收器8上部的法兰38连接。由于筒体44内无蛇管冷却器、也无小水箱，所以筒体44直径很细，筒体44直径一般在Φ200 Φ600。筒体44内上部有液体分布器42，液体分布器42下面是装有规整填料的一段或一段以上填料层。在第一段填料层43 和第二段填料层46的两段填料层之间可以设有液体再分布器45，液体再分布器45的作用是对第一段填料层43下来的液体再次均勻地分布，提高吸收效果，也可以不设液体再分布器45，但吸收效果差一些；或在第二段填料层46的下面设带有稀氨水一次出口 57的第一收集槽47、带有稀氨水一次进口 56的第二液体分布器48和第三段填料层49，并在筒体44外设有第一塔外小氨水冷却器6，第一塔外小氨水冷却器6分别与第一收集槽47的稀氨水一次出口 57、第二液体分布器48的稀氨水一次进口 56用管道连接；或在第三段填料层49的下面设带有稀氨水二次出口 55的第二收集槽50、带有稀氨水二次进口 M的第三液体分布器51和第四段填料层52 ；并在筒体44外设有第二塔外小氨水冷却器7，同样用管道与相应的接口连接。在填料洗涤器9进水口 58之前或除盐水泵5之前增加除盐水冷却器4，通过降低加入到填料洗涤器9的除盐水或解吸废水的温度，来达到降低填料洗涤器9内稀氨水的温度、降低填料洗涤器9内吸收温度的目的，从而进一步降低尾气中氨含量。增加鼓泡吸收器8内带有冷却器的塔隔板30、鼓泡塔板10的层数，从而可以进一步提高高、中浓度区域吸收氨的能力，进一步提高氨水浓度；塔外氨水冷却器2、鼓泡吸收器8内的各双程内冷却器40、各盘管式冷却器39的冷却面积由下而上逐渐减少，各冷却器的冷却面积，是按其循环吸收分离器1、各层塔隔板 30、各层鼓泡塔板10上吸收氨量的不断逐渐减少、所放出的溶解热不同，塔外氨水冷却器 2、各层塔隔板30、各层鼓泡塔板10上的双程内冷却器40、盘管式冷却器39的冷却负荷不同而分配的，符合吸收氨的特点，从而更好地发挥了循环吸收分离器1和各层塔隔板30、各层鼓泡塔板10的吸收能力，提高了高、中浓度区域吸收氨的能力，保障了制备的氨水浓度很1 。在填料洗涤器9内设有一段或一段以上装有规整填料的填料层，可以将填料洗涤器9内填料的理论塔板数提高到60块或更多，大幅度提高了洗涤氨的能力，可以实现将尾气中氨含量降到极低；填料洗涤器9的第二段填料层46、第三段填料层49落下的稀氨水分别去塔外新增加的第一塔外小氨水冷却器6和第二塔外小氨水冷却器7冷却，之后稀氨水返回下一段填料层，降低了填料洗涤器9下部稀氨水的温度，进一步了提高填料洗涤器9下部的吸收能力。填料洗涤器9的规整填料总高度一般为3米至12米，一般内设1段至4段填料层。如果填料洗涤器9出口尾气不去氢气回收，出口尾气氨含量的指标可以放宽些，尾气氨含量可以高于0. 002% (体积)，这时，可以取消第二塔外小氨水冷却器7，取消填料洗涤器 9的第四段填料层52，或可以取消第一塔外小氨水冷却器6，取消填料洗涤器9的第三段填料层49，还可以降低些填料洗涤器9的第一段填料层43、第二段填料层46的填料总高度， 甚至取消液体再分布器45，将两段填料层合为一段填料层。在填料洗涤器的第二段填料层46以下增加第三段填料层49、第四段填料层52，增加2台塔外小氨水冷却器6和7，不但降低了吸收氨后稀氨水的温度，提高了填料洗涤器9 下部的吸收能力，还可以降低鼓泡吸收器8内最上层盘管式冷却器39所在的高度，以便于冷却的低温液氨能进入最上层的盘管式冷却器39，同时也可以减少鼓泡吸收器8内带有冷却器的塔隔板30、鼓泡塔板10的层数，降低直径相对较粗的鼓泡吸收器8的高度，降低设备造价；增加几层带有双程内冷却器40的塔隔板30或带有盘管式冷却器39的鼓泡塔板 10，可以取消循环吸收分离器1和塔外氨水冷却器2，但增加了鼓泡吸收器8的高度，最上部的盘管式冷却器39可能进不去低温液氨或冷却水，也增加了设备的造价。是否在第二段填料层46的下面增加第三段填料层49、增加第一塔外小氨水冷却器6，或再增加第四段填料层52，再增加第二塔外小氨水冷却器7，或是否增加循环吸收分离器1和塔外氨水冷却器2，主要是取决于工艺条件和要求，其次是取决于设备的造价。填料洗涤器9筒体44直径很细，一般在Φ200 Φ600之间，直径远低于氨回收效果较好的塔上部筒体的直径Φ 1000 Φ 1400，如果60多块理论塔板数的填料洗涤器9 采用塔板结构，不但直径粗，高度也会非常高，设备会很重，造价也会很高。鼓泡吸收器8的塔板数和填料洗涤器9的理论塔板数的总数达到66块左右，已经远远高于目前氨回收效果较好塔的8块至18块，不但可以将尾气氨含量降到0. 0020% (体积)以下，尾气可以直接去氢气回收，不再产生稀氨水，不再消耗蒸汽和电处理稀氨水，并可以制备浓度很高的高浓度氨水；可以采用本人另外的新技术，将等压氨回收装置弛放气入口之前的弛放气氨含量降到20% (体积)左右，改用低温液氨冷却氨水，可以将氨水浓度由目前的15% (重量)左右提高到45% (重量)左右，45% (重量)左右的高浓度氨水直接去尿素的一吸塔，与一甲液一同经过一甲泵去尿素合成塔合成尿素，等压氨回收所回收的氨水不再去尿素的解吸系统和深度水解系统，不再消耗蒸汽和电。一个年产20万吨合成氨厂，每小时产氨25. 26吨，每小时由液氨储槽排出的无氨基弛放气量在880标米3左右，如果液氨储槽出口弛放气的氨含量在50% (体积)左右，每小时从液氨储槽带到等压氨回收系统的氨约667. 86公斤，全年带到等压氨回收系统的氨约5289吨，可以制备15% (重量)的氨水35沈3吨，如果这些氨水去解吸、深度水解，要多消耗低压和高压蒸汽10578吨，价值158. 67万元，多耗电约5^90kwh，电费4. 23万元，制备氨水要消耗除盐水四973吨，价值11. 99万元，减少由等压氨回收塔出口尾气带出的氨约 52. 89吨，价值17. 98万元，节省循环水和除盐水泵耗电约237600kwh，电费19. 00万元。以上合计全年共可以节省211. 87万元。
权利要求1.一种等压氨回收装置，其特征在于等压氨回收装置由下部的鼓泡吸收器(8)和上部的填料洗涤器(9)组成，之间用填料洗涤器(9)底部的法兰和鼓泡吸收器顶部的(8)法兰相连接；鼓泡吸收器(8)下部有弛放气入口和氨水出口 0 ；填料洗涤器(9)气体出口 GO)与水分离器C3)连接，填料洗涤器(9)的进水口(58)与除盐水泵( 连接。
2.按照权利要求1所述的等压氨回收装置，其特征在于在鼓泡吸收器(8)的弛放气入口 03)连接有循环吸收分离器(1)，鼓泡吸收器(8)的氨水出口 02)也与循环吸收分离器 (1)连接，循环吸收分离器(1)并与塔外氨水冷却器(2)连接有高浓度氨水的吸收、冷却循环管道。
3.按照权利要求1所述的等压氨回收装置，其特征在于在除盐水泵(5)的进口或出口管道上增加有除盐水冷却器(4)。
4.按照权利要求1所述的等压氨回收装置，其特征在于鼓泡吸收器(8)包括筒体 (35)，筒体(3 的顶部有连接法兰(38)与填料洗涤器(9)底部的法兰连接，下面有浓氨水出口 0 和弛放气入口 ；筒体(3 内由上至下设有一层或一层以上鼓泡塔板(10)， 鼓泡塔板(10)上安装有盘管式冷却器(39)；在筒体(3 的底部或下面的一层或一层以上的塔隔板(30)上安装有双程内冷却器GO)；在各盘管式冷却器(39)和各双程内冷却器 (40)与下面的鼓泡塔板(10)和塔隔板(30)之间安装有管式气体分布器(1 和多管式气体分布器09)；筒体(35)的底部安装的双程内冷却器^))下面无塔隔板(30)；在盘管式冷却器(39)下面的鼓泡塔板(10)上与筒体(3 之间安装有降液板(36)；鼓泡塔板(10)的中间安装有升气管(14)和外套管(13)，外套管(1 的底部与管式气体分布器(1 连接，盘管式冷却器(39)上层的盘管(11)与升气管(14)的上管口和降液板(36) 顶边基本一平；鼓泡塔板(10)底部的中间设有折流除沫器(1 和排液液封管(16)；双程内冷却器GO)进液管(18)和出液管(XT)分别伸出、焊在筒体(3 的两侧；在上下双程内冷却器GO)之间的塔隔板(30)上无升气管(14)和降液板(36)，塔隔板(30)上面的氨水出口(17)与下面的氨水进口 O0)在筒体(35)外连接，下面的弛放气出口 08) 在筒体(3 外接塔隔板(30)上面管式气体分布器09)的入口。
5.按照权利要求1所述的等压氨回收装置，其特征在于填料洗涤器(9)包括带气体出口 GO)和进水口(58)的筒体(44)，筒体04)底部法兰(53)与鼓泡吸收器(8)顶部的法兰(38)连接；筒体04)内上部有液体分布器(42)，液体分布器0 下面是一段或一段以上装有规整填料的填料层；在第一段填料层与第二段填料层G6)的两段填料层之间可以设有液体再分布器G5)。
6.按照权利要求2所述的等压氨回收装置，其特征在于循环吸收分离器(1)包括筒体 (71)，在筒体(71)的上部设有气体出口(70)、液体分布器(72)、填料层(73)、浓氨水进口 (85)，中部有多孔板(84)、喉管(83)、收缩管(82)、下部有高浓度氨水进口(76)、喷嘴(81)、 开有孔的喷气管(77)、高浓度氨水出口(80)、弛放气进口(78)、高浓度氨水排出口(79)；浓氨水进口(85)、气体出口(70)分别与鼓泡吸收器(8)底部的浓氨水出口 02)和下部的弛放气入口连接；高浓度氨水出口(80)、高浓度氨水进口(76)分别与新增加的塔外氨水冷却器O)的高浓度氨水进出口连接。
7.按照权利要求4所述的等压氨回收装置，其特征在于鼓泡吸收器(8)内的盘管式冷却器(39)，包括一根或一根以上渐开线形盘管(11)，其各盘管(11)的进出口分别与进口总管(32)和出口总管(33)连接，进口管(31)、出口管(34)分别与进口总管(32)和出口总管 (33)连接，进口总管(32)和出口总管(33)在筒体(35)轴线的同一侧。
8.按照权利要求4所述的等压氨回收装置，其特征在于鼓泡吸收器(8)内的双程内冷却器GO)由上集液盒(19)、下集液盒(M)、多根换热管(沈)、若干个支撑板(25)、进液管 (18)和出液管(XT)组成；在上集液盒(19)、下集液盒04)的中心处留有六边形较大的气液通道(21)，与筒体(3 之间也留有较大的环形气液通道；在进液管(18)、出液管(XT)之间的上集液盒内(19)有隔板。
9.按照权利要求5所述的等压氨回收装置，其特征在于填料洗涤器(9)第二段填料层G6)的下面设带有稀氨水一次出口管(57)的第一收集槽(47)、带有稀氨水一次进口管(56)的第二液体分布器G8)和第三段填料层(49)，并在筒体04)外设有第一塔外小氨水冷却器(6)，第一塔外小氨水冷却器(6)分别与第一收集槽07)的稀氨水一次出口管 (57)、第二液体分布器08)的稀氨水一次进口管(56)用管道连接；或在第三段填料层G9)的下面设带有稀氨水二次出口管(5 的第二收集槽(50)、带有稀氨水二次进口管(54)的第三液体分布器(51)和第四段填料层(5 ；并在筒体04)外设有第二塔外小氨水冷却器(7)，同样用管道与相应的接口连接。
10.按照权利要求2或4所述的等压氨回收装置，其特征在于塔外氨水冷却器( 和鼓泡吸收器(8)内的各双程内冷却器GO)、各盘管式冷却器(39)的冷却面积是由下向上逐渐减少的。
专利摘要本实用新型涉及一种合成氨厂的氨回收设备，即合成氨厂弛放气等压氨回收装置。一种等压氨回收装置由下部的鼓泡吸收器和上部的填料洗涤器组成，之间用填料洗涤器底部的法兰和鼓泡吸收器顶部的法兰相连接；鼓泡吸收器下部有弛放气入口和氨水出口；填料洗涤器气体出口与水分离器连接，填料洗涤器的进水口与除盐水泵连接。塔外氨水冷却器和各层塔板上各冷却器的冷却面积，由下而上逐渐减少的，符合吸收氨的特点，提高了吸收氨的效果；在除盐水泵之前或之后增加了除盐水冷却器，降低了除盐水的温度，从而降低了填料洗涤器内稀氨水的温度。可以将等压氨回收装置出口的氨水浓度提高到45％左右。
文档编号B01D53/18GK202237732SQ20112038025
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者刘军 申请人:刘军