专利名称：用于膜分离预处理的双塔洗氨系统的制作方法
技术领域：
用于膜分离预处理的双塔洗氨系统技术领域[0001]本实用新型涉及合成氨工业生产中合成氨弛放气回收领域，特别涉及用于膜分离 氢回收预处理的双塔洗氨系统。
背景技术：
[0002]合成氨生产过程所排放的弛放气，其主要成分为H2、N2、NH3、CH4和Ar气，直接放空 会造成一定的经济浪费和环境污染，通过膜分离装置可以将其中的高浓度氢气分离回收送 回合成系统，尾气富含甲烷通常送燃烧系统，提高经济效益。但是膜分离器对原料气有严格 的要求，弛放气必须经过预处理过程合格后，方能进入膜分离器回收氢气。其中之一就是氨 气对膜有损害，影响膜寿命，故洗氨工艺就是弛放气的预处理过程中重要一环。[0003]洗氨过程是弛放气进入洗氨塔，气体在洗氨塔中与高压水泵打进的水在填料层 中逆流接触，气相中的氨(NH3 )被水吸收后变成氨水，由塔底排出，净化后气体由塔顶排 出。[0004]在现有的洗氨系统中，通常采用单塔洗氨方式，其系统存在以下局限性其一，为 保证净化效果，洗氨用水量不宜过低，因此回收系统过度消耗用水量的同时，所得氨水浓度 通常低于13%，不利于下一步再利用，其二，净化后的原料气氨含量通常约为几十个ppm以 上，直接影响膜分离器的使用寿命，若要求净化后得到更低的气氨含量，则需增大塔高设 计，如此又会增加回收塔的设计和使用难度。发明内容[0005]本实用新型目的是提供一种改进型的洗氨系统，采用双塔洗氨，用于合成氨弛放 气膜分离氢回收的原料气预处理，经双塔洗氨能更好的净化弛放气中的氨气。[0006]一种用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，包括驰放气输入端9、高压水泵1、第一 增压水泵2、第一洗氨塔4和第二洗氨塔5 ;所述第一洗氨塔4底部设有回收端10，所述第 二洗氨塔5顶部设有输出端,所述驰放气输入端9与第一洗氨塔4的下部输入端相连接,所 述高压水泵I的输出端与所述第二洗氨塔5上部输入端相连接，所述第一洗氨塔4顶部输 出端与所述第二洗氨塔5下部输入端相连接，所述第二洗氨塔5底部输出端与第一增压泵 2输入端相连接，所述第一增压泵2输出端与所述第一洗氨塔4上部输入端相连接。[0007]所述回收端10设有调节阀。[0008]所述第一洗氨塔4内上部设置第一填料层12和第二填料层13，所述第一填料层与 第二填料层之间设液体再分布器，所述系统还包括第二增压水泵3，所述第二增压水泵3输 入端与所述第一洗氨塔4底部液体循环回流端11相连接，所述第二增压水泵3输出端与所 述液体再分布器相连接。所述第二增压水泵3输入端与所述第一洗氨塔4底部液体循环回 流端11经第一管路连接，所述第一管路上设有冷却器8。[0009]所述冷却器8壳程两个管口接通冷却介质，冷却介质通常为循环冷却水。[0010]所述系统还包括除液、加热设备6，所述第二洗氨塔5顶部输出端与所述除液、加热设备6输入端相连接，所述除液、加热设备6的输出端与膜分离器7相连接。[0011]所述高压水泵I的输入端连接脱盐水。[0012]第二洗氨塔5的液位控制通过变频调控第一增压水泵2的水流量来实现、第一洗 氨塔4的液位控制通过调控其塔底回收端10的调节阀送出氨水流量来实现。[0013]本实用新型用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，双塔之间气相和液相均采用串连 的方式逆向接触吸收，并设置塔底氨水冷却再循环，第一洗氨塔4洗掉了弛放气中大量的 氨，第二洗氨塔5作为精洗塔，进一步除去了气体组分中少量氨。弛放气经双塔回收后充 分去除了气体组分中的氨气，可以使进入膜分离器之前的原料气净化后氨含量低于lOppm， 从而有益于延长膜分离器使用寿命。塔底回流使填料的润泽更充分，且经冷却降温后进一 步提高氨气的回收效果，故在保证氨水温度低于40°C的同时，可获得较高浓度氨水(13 20%wt)，其可直作为产品使用，从而获得了良好的经济效益。
[0014]图1 :本实用新型用于膜分离预处理的双塔洗氨系统示意图。[0015]附图标记说明1，高压水泵；2，第一增压水泵；3，第二增压水泵；4，第一洗氨 塔；5，第二洗氨塔；6，除液、加热设备；7，膜分离器；8，冷却器；9，弛放气输入端；10，回收 端；11，液体循环回流端；12，第一填料层；13第二填料层。
具体实施方式
[0016]
以下结合附图对本实用新型作进一步解释说明。[0017]如附图所示[0018]一种用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，包括高压水泵1、第一增压水泵2、第二 增压水泵3，第一洗氨塔4和第二洗氨塔5，除液、加热设备6，膜分离器7，冷却器8，驰放气 输入端9。[0019]弛放气输入端9与第一洗氨塔4的下部输入端相连接，第一洗氨塔4底部设有回 收端10，回收端10设有调节阀，第一洗氨塔4内上部设置第一填料层12和第二填料层13， 第一填料层与第二填料层之间设液体再分布器，第二增压水泵3输入端与第一洗氨塔4底 部液体循环回流端11相连接，第二增压水泵3输出端与液体再分布器相连接。[0020]高压水泵I的输入端连接脱盐水，高压水泵I的输出端与第二洗氨塔5上部输入 端相连接，第二洗氨塔5顶部设有输出端，第一洗氨塔4顶部输出端与第二洗氨塔5下部输 入端相连接，第二洗氨塔5底部输出端与第一增压泵2输入端相连接，第一增压泵2输出端 与所述第一洗氨塔4上部输入端相连接。第二增压水泵3输入端与所述第一洗氨塔4底 部液体循环回流端11经第一管路连接，所述第一管路上设有冷却器8。冷却器8壳程两个 管口接通冷却介质。第二洗氨塔5顶部输出端与所述除液、加热设备6输入端相连接，所 述除液、加热设备6的输出端与膜分离器7相连接。[0021]系统工艺流程[0022]本实用新型用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，脱盐水由高压水泵I加压打入第 二洗氨塔5，洗出的氨水经过由第二洗氨塔5塔底部输出端输出，再经第一增压水泵2增压 后进入第一洗氨塔4循环洗氨。第一洗氨塔4塔底部洗出的氨水分为两路，一路经过液体循环回流端进入冷却器8冷却后，再经第二增压水泵3增压后，经液体再分布器输入第一洗 氨塔4进行塔底循环(此路属于塔内循环，其流量由增压水泵3的流量控制决定);另外一路 作为产品氨水经过第一洗氨塔4塔底送往界外。洗氨塔中水吸收氨的过程是个放热物理化 学过程，因此，塔底氨水温度较高，约5(T60°C(以弛放气通常工艺参数8°C、氨含量 6%为 例)，第一洗氨塔4塔底氨水可通过冷却器8换热降温回流来降低塔内氨水温度，使冷却后 氨水低于40 °C。[0023]弛放气依次经过第一洗氨塔4、第二洗氨塔5的双塔净化后，经第二洗氨塔5塔顶 输出，再进入下一步除液、加热的预处理后，成为合格的原料气送入膜分离器，回收高浓度 的氢气返回合成系统，并产生富含甲烷的尾气可进一步利用。[0024]以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实 用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护 范围之内。
权利要求1.一种用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，其特征在于，包括弛放气输入端(9)、高压水泵(I)、第一增压水泵(2)、第一洗氨塔(4)和第二洗氨塔(5);所述第一洗氨塔(4)底部设有回收端(10)，所述第二洗氨塔(5)顶部设输出端，所述弛放气输入端(9)与第一洗氨塔(4)的下部输入端相连接，所述高压水泵(I)的输出端与所述第二洗氨塔(5)上部输入端相连接，所述第一洗氨塔(4)顶部输出端与所述第二洗氨塔(5)下部输入端相连接，所述第二洗氨塔(5)底部输出端与第一增压泵(2)输入端相连接，所述第一增压泵(2)输出端与所述第一洗氨塔(4)上部输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，所述回收端(10)设有调节阀。
3.根据权利要求1或2所述的用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，其特征在于所述第一洗氨塔(4)内上部设置第一填料层(12)和第二填料层(13)，所述第一填料层与第二填料层之间设液体再分布器，所述系统还包括第二增压水泵(3)，所述第二增压水泵(3)输入端与所述第一洗氨塔(4)底部液体循环回流端(11)相连接，所述第二增压水泵(3)输出端与所述洗氨塔(4)中段液体再分布器相连接。
4.根据权利要求3所述的用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，其特征在于所述第二增压水泵(3)输入端与所述第一洗氨塔(4)底部液体回流端(11)经第一管路连接，所述第一管路上设有冷却器(8)。
5.根据权利要求4所述的用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，其特征在于所述冷却器(8 )壳程两个管口接通冷却介质。
6.根据权利要求5所述的用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，其特征在于所述系统还包括除液、加热设备(6)，所述第二洗氨塔(5)顶部输出端与所述除液、加热设备(6)输入端相连接，所述除液、加热设备(6)的输出端与膜分离器(7)相连接。
7.根据权利要求6所述的用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，其特征在于所述高压水泵I的输入端连接脱盐水。
专利摘要本实用新型公开了用于膜分离预处理的双塔洗氨系统，包括弛放气输入端(9)、高压水泵(1)、第一增压水泵(2)、第一洗氨塔(4)和第二洗氨塔(5)；所述第一洗氨塔(4)底部设有回收端(10)，所述第二洗氨塔(5)顶部设输出端，本实用新型经双塔回收后充分去除了气体组分中的氨气，从而有益于延长膜分离器使用寿命；并可获得较高浓度氨水，从而获得良好的经济效益。
文档编号B01D53/58GK202876637SQ20122037754
公开日2013年4月17日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者郭文泰, 徐徜徉, 尹中升, 邝怡超, 杨文浩, 李屹, 姜爱勇 申请人:天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司