本发明一种用于吸收氨氮混合气中氨气的系统和方法，具体涉及一种液氨槽车卸车尾气的处理系统和方法，属于环保技术领域。
背景技术：
在化工厂或原料药厂，经常用到液氨，液氨一般用槽车运输，在到达厂区往储罐卸车过程中，部分液氨泄压直接排放于大气中，不仅污染环境、危害人类健康，还会造成资源的浪费，因此，在目前环保要求越来越严格的大背景下，环保、高效、经济的除氨方法的研究具有重要的实际意义。目前，根据槽车运输物料性质不同，现有槽车卸车尾气的处理方法一般包括低温冷凝、吸收、膜分离、尾气循环回流等技术。公告号为CN101899319A的中国专利公布了一种石脑油卸车尾气冷凝回收方法及装置，将真空泵尾气与体积百分比60%~80%的乙二醇溶液在冷凝器中换热后回收，消除了安全、环保隐患，石脑油凝液得到回收利用。公告号为CN202915041U的中国专利公布了一种安全环保的液氨槽车卸车装置，在现有液氨卸车装置上增加了一段循环管线，将液氨卸车尾气进行回收，从而减少了环境污染，提高了生产操作安全性。但是，该装置仅增加了一段循环管线，存在氨回收率偏低的问题。公告号为CN205914008U的中国专利公布了一种含氨气体吸收系统，该系统首先采用装有碱液的净化器除去气体中含有的硫氰酸钠和水蒸气，之后采用降膜式氨吸收装置吸收氨气，通过盘管式冷凝器降低吸收液温度，可实现氨气的有效吸收。
现有技术的这些无机酸或有机酸吸收方法可以提高氨回收率，但普遍存在吸收剂再生困难、铵盐产品附加值低等问题。其它常见方法如低温回收、膜分离方法等，存在步骤繁琐、分离材料消耗大、氨回收率偏低等缺点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于吸收氨氮混合气中氨气的系统和方法，具有流程简单、氨吸收率高、清洁环保、适用范围广等优点。
本发明用于吸收氨氮混合气中氨气的系统采用如下技术方案：一种用于吸收氨氮混合气中氨气的系统，其包括吸收罐、吸收塔和集液罐，吸收罐内装有氨气吸收液，吸收罐上设有与槽车氨氮混合气管道连接的氨氮混合气进口和与吸收塔连接的残余混合气出口，所述吸收罐底部设有氨水排出管道，吸收塔内自上而下设有喷淋器、填料层、积液区，喷淋器的进液口与界外脱盐水管道连接，吸收塔上设有通过进气管道与残余混合气出口连通的残余混合气进口，残余混合气进口位于填料层和积液区之间，吸收塔顶部位于喷淋器上方设有净化气出口，吸收塔的积液区上连接有通入到集液罐内的排液管道，所述集液罐上设有通入到吸收罐内的回收液循环管道。
所述吸收罐包括罐体和设置在罐体上方与罐体内部连通的填料腔，填料腔内设有填料，氨气吸收液位于罐体内，所述氨氮混合气进口设置在罐体上，所述残余混合气出口设置在填料腔顶部，所述回收液循环管道通入到填料腔填料和残余混合气出口之间的位置。
所述集液罐上还设有通入到吸收塔集液区和填料层之间的气体回流管道，气体回流管道连接在吸收塔上的位置高于排液管道连接在吸收塔上的位置，所述气体回流管道和排液管道均连接在集液罐的顶部。
所述回收液循环管道和氨水排出管道上均设有输送泵，所述回收液循环管道和氨水排出管道上输送泵均为并联设置的两台输送泵，其中一台输送泵工作、另一台备用。
所述吸收罐和集液罐上均设有盘管式冷凝器，盘管式冷凝器中的冷却介质为循环冷却水。
本发明用于吸收氨氮混合气中氨气的方法采用如下技术方案：一种用于吸收氨氮混合气中氨气的方法，其包括以下步骤：（1）将槽车氨氮混合气通入到吸收罐中，氨氮混合气中氨气被吸收罐罐体内的吸收液初步吸收；（2）将初步吸收后的氨氮混合气通入到吸收塔内，氨氮混合气在吸收塔填料层中与脱盐水喷淋液逆向接触，从而被净化，净化后气体由吸收塔顶部排放，吸收塔底部液体进入集液罐；（3）集液罐中液体通入吸收罐上部，吸收罐中液体由吸收罐底部排放至界外。
步骤（3）中集液罐中的液体是通入到吸收罐罐体上部的填料腔中，步骤（1）的氨氮混合气初步吸收后，进入吸收罐罐体上方的填料腔中，在填料腔的填料中和集液罐中液体逆向接触，进行进一步吸收，然后再进行步骤（2）。
步骤（3）还包括将集液罐中气体回流至吸收塔集液区和填料之间。
步骤（3）中，集液罐中液体通过输送泵送入吸收罐上部，吸收罐中液体通过输送泵送至界外。
所述吸收罐和集液罐上均设有盘管式冷凝器，上述步骤中，吸收罐和集液罐中的溶液吸收氨气产生的热量由盘管式冷凝器吸收。
本发明的有益效果是：本发明是将来自槽车的氨氮混合气通入吸收罐，经过罐中溶液完成初步吸收，之后混合气从吸收塔底部进入，在吸收塔填料层与上部的脱盐水逆流接触，完成吸收净化，吸收净化后的混合气氨浓度在1.5mg/m3以下，达到环保排放标准，由净化气出口排放到界外；吸收塔底部储液通过排液管道进入集液罐，集液罐中液体通过回收液循环管道通入到吸收罐中，吸收罐中溶液通过氨水排出管道送至界外。来自槽车的氨氮混合气不需要进行预处理，具有流程简单、氨吸收率高、清洁环保、适用范围广等优点。
进一步的，在吸收罐上部设置填料段，以尽可能多地将氨气在吸收罐中吸收。
进一步的，通过气体回流管道将集液罐中气体回流至吸收塔底部，防止集液罐压力过大，还能对气体进一步净化。
进一步，通过盘管式冷凝器吸收吸收罐和吸收塔中溶液吸收氨气产生的热量，具有结构简单、使用方便的优点。
附图说明
图1是用于吸收氨氮混合气中氨气的系统的实施例的结构示意图。
图中：1-吸收罐，11-氨氮混合气进口，12-残余混合气出口，1a-罐体，1b-填料腔，2-吸收塔，21-喷淋器，22-填料层，23-积液区，24-残余混合气进口，25-净化气出口，3-集液罐,4-槽车氨氮混合气管道，5-氨水排出管道，6-界外脱盐水管道，7-排液管道，8-回收液循环管道，9-气体回流管道，10-盘管式冷凝器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明用于吸收氨氮混合气中氨气的系统的一种具体实施例如图1所示，其包括吸收罐1、吸收塔2和集液罐3，吸收罐1内装有氨气吸收液，吸收罐1上设有与槽车氨氮混合气管道4连接的氨氮混合气进口11和与吸收塔2连接的残余混合气出口12，所述吸收罐1底部设有氨水排出管道5，吸收塔2内自上而下设有喷淋器21、填料层22、积液区23，喷淋器21的进液口与界外脱盐水管道6连接，吸收塔2上设有通过进气管道与残余混合气出口12连通的残余混合气进口24，残余混合气进口24位于填料层22和积液区23之间，吸收塔1顶部位于喷淋器21上方设有净化气出口25，吸收塔的积液区23上连接有通入到集液罐3内的排液管道7，所述集液罐3上设有通入到吸收罐1内的回收液循环管道8。所述吸收罐1包括罐体1a和设置在罐体1a上方与罐体内部连通的填料腔1b，填料腔1b内设有填料，氨气吸收液位于罐体1a内，所述氨氮混合气进口11设置在罐体1a上，所述残余混合气出口12设置在填料腔1b顶部，所述回收液循环管道8通入到填料腔1b填料和残余混合气出口12之间的位置。所述集液罐3上还设有通入到吸收塔集液区23和填料区22之间的气体回流管道9，气体回流管道9连接在吸收塔2上的位置高于排液管道7连接在吸收塔上的位置，所述气体回流管道9和排液管道7均连接在集液罐3的顶部。所述回收液循环管道8和氨水排出管道5上均设有输送泵，所述回收液循环管道8和氨水排出管道5上输送泵均为并联设置的两台输送泵，其中一台输送泵工作、另一台备用。所述吸收罐1和集液罐3上均设有盘管式冷凝器10，盘管式冷凝器10中的冷却介质为循环冷却水。
本实施例的系统的运行过程为：将来自槽车的氨氮混合气引入吸收罐，依次经过罐体内溶液、填料腔上部填料完成一次吸收；之后混合气从吸收塔底部进入，与吸收塔上部脱盐水进料在填料段逆流接触，完成二次吸收；二次吸收后的混合气氨浓度在1.5mg/m3以下，达到环保排放标准，由净化气出口排出；吸收塔底部出液进入集液罐，集液罐中气体回流至吸收塔底部，集液罐上设有液位计，在液位计控制下，集液罐中液体由回收液循环管道和输送泵送至吸收罐填料腔上部；吸收罐中溶液通过氨水排出管道和输送泵排放至界外。
本发明在吸收罐上部增加一段填料吸收段，以尽可能多地将氨气在吸收罐中吸收。溶剂吸收氨气产生的热量通过盘管式冷凝器由循环冷却水吸收。为达到环保排放要求，从吸收罐输出的混合气需进一步经吸收塔吸收。来自槽车的氨氮混合气不需要进行预处理，具有流程简单、氨吸收率高、清洁环保、适用范围广等优点。
具体应用实例如下：
实例1：来自液氨槽车的卸车尾气200m3/h，温度为20℃，压力为101.325kPa，质量组成为NH3：15%，N2：85%，气相进入吸收罐上部高度为500mm的填料段，与来自集液罐的30℃的溶液逆流接触，得到NH3质量组成为1.3%的混合气后，进入填料高度为2000mm的吸收塔，与温度为30℃，流量为1.7m3/h的脱盐水逆流接触，得到流量为159m3/h，NH3浓度为1.21mg/m3的混合气排入大气，同时得到氨质量组成为0.1%的液相，液相泵送至吸收罐填料段上部；吸收罐液相温度为33℃，流率为1.78m3/h，氨质量组成为1.8%，通过输送泵泵送至界外；采用循环冷却水移除溶液吸收氨气产生的热量，使吸收罐温度保持为33℃。
实例2：来自液氨槽车的卸车尾气200m3/h，温度为20℃，压力为101.325kPa，质量组成为NH3：50%，N2：50%，气相进入吸收罐上部高度为500mm的填料段，与来自集液罐的30℃的溶液逆流接触，得到NH3质量组成为9.2%的混合气后，进入填料高度为2000mm的吸收塔，与温度为30℃，流量为1.45m3/h的脱盐水逆流接触，得到流量为77.57m3/h，NH3浓度为1.46mg/m3的混合气排入大气，同时得到氨质量组成为0.6%的液相，液相经循环冷却水冷却至33℃后，泵送至吸收罐填料段上部；吸收罐液相温度为33℃，流率为1.64m3/h，氨质量组成为5.7%，通过输送泵泵送至界外；采用循环冷却水移除溶液吸收氨气产生的热量，使吸收罐和集液罐温度保持为33℃。
实例3：来自液氨槽车的卸车尾气200m3/h，温度为20℃，压力为101.325kPa，质量组成为NH3：85%，N2：15%，气相进入吸收罐上部高度为500mm的填料段，与来自集液罐的30℃的溶液逆流接触，得到NH3质量组成为40.1%的混合气后，进入填料高度为2000mm的吸收塔，与温度为30℃，流量为1.1m3/h的脱盐水逆流接触，得到流量为19.88m3/h，NH3浓度为0.08mg/m3的混合气排入大气，同时得到氨质量组成为1.7%的液相，液相经循环冷却水冷却至33℃后，泵送至吸收罐填料段上部；吸收罐液相温度为33℃，流率为1.37m3/h，氨质量组成为10.4%，通过输送泵泵送至界外；采用循环冷却水移除溶液吸收氨气产生的热量，使吸收罐和集液罐温度保持为33℃。
本发明用于吸收氨氮混合气中氨气的方法的一种实施例，包括以下步骤：（1）将槽车氨氮混合气通入到吸收罐中，氨氮混合气中氨气被吸收罐罐体内的吸收液初步吸收；（2）将初步吸收后的氨氮混合气通入到吸收塔内，氨氮混合气在吸收塔填料层中与脱盐水喷淋液逆向接触，从而被净化，净化后气体由吸收塔顶部排放，吸收塔底部液体进入集液罐；（3）集液罐中液体通入吸收罐上部，吸收罐中液体由吸收罐底部排放至界外。
步骤（3）中集液罐中的液体是通入到吸收罐罐体上部的填料腔中，步骤（1）的氨氮混合气初步吸收后，进入吸收罐罐体上方的填料腔中，在填料腔的填料中和集液罐中液体逆向接触，进行进一步吸收，然后再进行步骤（2）。
步骤（3）还包括将集液罐中气体回流至吸收塔集液区和填料之间。
步骤（3）中，集液罐中液体通过输送泵送入吸收罐上部，吸收罐中液体通过输送泵送至界外。
所述吸收罐和集液罐上均设有盘管式冷凝器，上述步骤中，吸收罐和集液罐中的溶液吸收氨气产生的热量由盘管式冷凝器吸收。