本发明属于废气处理技术，尤其涉及水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置。
背景技术：
低碳脂肪胺，包括一乙胺、二乙胺、三乙胺、一正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、一异丙胺、二异丙胺、一正丁胺、二正丁胺、三正丁胺、一异丁胺、二异丁胺等，主要采用氨气与醇在临氢条件下催化胺化生产。在生产过程受副反应的影响产生了较多的甲烷气体，为从生产装置中排出甲烷气体，需要进行放空，这时不可避免会携带出氨气、氢气、低碳脂肪胺等，氨气和氢气是生产的原料，从环保和原料利用的角度，有必要对放空气中的氨气和氢气进行回收。由于反应过程带压0.8~2.0 MPa （表压），放空气具有一定压力。
技术实现要素：
为解决传统方法存在的不足和缺陷，本发明水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置，其特征在于：所述装置包括氨水解吸塔（1）、第一离心泵（2）、第二离心泵（3）、第一换热器（4）、第二换热器（5）、氨气吸收塔（6）、第一变压吸附罐（7）和第二变压吸附罐（8）；所述氨水解吸塔（1）和氨气吸收塔（6）的结构相同，均为如下：塔内腔从上往下设有除沫器（12）、第一填料（13）和第二填料（14），顶部设有气体出口（11），底部设置有液体出口（16），塔侧面在除沫器（12）和第一填料（13）之间设有第一进口（18），塔侧面在第一填料（13）和第二填料（14）之间设有第二进口（17），塔侧面在第二填料（14）以下设有第三进口（15）；
所述第一离心泵（2）和第二离心泵（3）分别设有各自的进口和出口；所述第一换热器（4）和第二换热器（5）均为管壳式换热器，均各自设有管程和壳程；所述第一变压吸附罐（7）和第二变压吸附罐（8）的结构相同，均为如下：罐内腔从上往下设有第一吸附剂（72）和第二吸附剂（73），顶部设有顶部出口（71）、底部设有气体口（75），罐外设有加热夹套（74）；所述氨水解吸塔（1）的第三进口（15）为软水进口、气体出口（11）为氨气出口、液体出口（16）与第一离心泵（2）的进口连通，第一离心泵（2）的出口通过三通Ⅰ（101）后分成两路，第一路经过第一换热器（4）的管程与氨水解吸塔（1）的第一进口（18）连通，第二路经过第二换热器（5）的管程与氨气吸收塔（6）的第一进口（18）连通；来自公用冷却水管道的冷却水经过第二换热器（5）的壳程回到公用冷却水管道；氨气吸收塔（6）的第三进口（15）为低碳脂肪胺生产放空气进口、液体出口（16）与第二离心泵（3）的进口连通，第二离心泵（3）的出口通过三通Ⅱ（102）后分成两路，第一路经过第一换热器（4）的壳程与氨气吸收塔（6）的第二进口（17）连通，第二路与氨水解吸塔（1）的第二进口（17）连通；氨气吸收塔（6）的气体出口（11）通过三通Ⅴ（105）后分成两路，第一路通过第一阀门（201）与三通Ⅳ（104）的第一个口连通，第二路通过第二阀门（202）与三通Ⅵ（106）的第一个口连通；三通Ⅳ（104）的第二个口与第一变压吸附罐（7）的气体口（75）连通，第三个口通过第三阀门（203）与三通Ⅶ（107）的第一个口连通；三通Ⅵ（106）的第二个口与第二变压吸附罐（8）的气体口（75）连通，第三个口通过第四阀门（204）与三通Ⅶ（107）的第二个口连通；三通Ⅶ（107）的第三个口为尾气出口；第一变压吸附罐（7）的顶部出口（71）通过第五阀门（205）与三通Ⅲ（103）的第一个口连通；第二变压吸附罐（8）的顶部出口（71）通过第六阀门（206）与三通Ⅲ（103）的第二个口连通；三通Ⅲ（103）的第三个口为氢气出口。
作为改进，所述第一变压吸附罐（7）和第二变压吸附罐（8）的第一吸附剂（72）为13X沸石分子筛。
作为改进，所述第一变压吸附罐（7）和第二变压吸附罐（8）的第二吸附剂（73）为钙A型分子筛和吸水硅胶的混合物，所述的混合物中钙A型分子筛和吸水硅胶的质量比为3~10:1。
进一步改进，所述氨水解吸塔（1）和氨气吸收塔（6）的第一填料（13）为CY（丝网）型规整填料。
再改进，所述氨水解吸塔（1）和氨气吸收塔（6）的第二填料（14）为BX型板波纹规整填料。
水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置的操作过程如下：
a、氨气吸收和解吸：将压力为0.8~2.0 MPa （表压）、体积含量为：氨气10~30%、氢气45~60%、甲烷10~35%、低碳脂肪胺（一乙胺、二乙胺、三乙胺、一正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、一异丙胺、二异丙胺、一正丁胺、二正丁胺、三正丁胺、一异丁胺、二异丁胺的混合物）3~10%，水1~3%的低碳脂肪胺生产放空气送入氨气吸收塔（6）底部、并向上流动，在第二填料（14）和第一填料（13）内氨气被吸收、再经除沫器（12）后得到脱氨气，脱氨气从氨气吸收塔（6）的顶部排出；公用系统来的软水进入氨水解吸塔（1）内底部，该软水用于补充系统的水损耗；氨水解吸塔（1）内底部存有脱氨水，脱氨水经由第一离心泵（2）输送经过三通Ⅰ（101）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为5~2:1；第一部分经第一换热器（4）的管程（被加热）进入氨水解吸塔（1）的上部，后在塔内向下穿过第一填料（13）和第二填料14进行氨的解吸（加热后，氨的溶解度下降），后落入氨水解吸塔（1）内底部成为脱氨水的一部分，氨气从塔顶排出；第二部分经第二换热器（5）的管程（被冷却）进入氨气吸收塔（6）的上部、向下流动，在第一填料（13）和第二填料（14）内吸收放空气中的氨气，后落入氨气吸收塔（6）的底部成为氨水的一部分；氨气吸收塔（6）底部的氨水经第二离心泵（3）输送经过三通Ⅱ（102）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为1：5~10；第一部分进入氨水解吸塔（1）的中部，向下穿过第二填料（14）进行氨的解吸，后落入氨水解吸塔（1）的底部，成为脱氨水的一部分，氨气从塔顶排出；第二部分经第一换热器（4）的壳程（被冷却）进入氨气吸收塔（6）中部，向下流动，在第二填料（14）吸收放空气中的氨气，后落入氨气吸收塔（6）的底部成为氨水的一部分；氨水解吸塔（1）的塔顶压力为常压；氨气吸收塔（6）的全塔压降为0.1 MPa；
b、变压吸附：
工作模式1：第一阀门（201）打开、第二阀门（202）关闭、第三阀门（203）关闭、第四阀门（204）打开、第五阀门（205）打开、第六阀门（206）关闭，第一变压吸附罐（7）的压力设为0.5~1.5 MPa（表压）（表压）（表压），第二变压吸附罐（8）的压力设为常压、加热夹套（74）通入120℃蒸汽加热；此时从氨气吸收塔（6）顶部来的脱氨气经由过三通Ⅴ（105）、第一阀门（201）进入第一变压吸附罐（7）底部，从下往上穿过第二吸附剂（73）和第一吸附剂（72），脱氨气中的低碳脂肪胺和水被第二吸附剂（73）吸附、甲烷被第一吸附剂（72）吸附，得到摩尔纯度大于99%的氢气，氢气从第一变压吸附罐（7）的顶部经由第五阀门（205）和三通Ⅲ（103）去用户端；第二变压吸附罐（8）的第二吸附剂（73）吸附的低碳脂肪胺和水、第一吸附剂（72）吸附的甲烷，受蒸汽加热及低压（常压）的作用脱附成为尾气，从第二变压吸附罐（8）底部经过三通Ⅵ（106）、第四阀门（204）和三通Ⅶ（107）去尾气处理装置。当排出的氢气摩尔纯度低于99%时，切换到工作模式2；
工作模式2：第一阀门（201）关闭、第二阀门（202）打开、第三阀门（203）打开、第四阀门（204）关闭、第五阀门（205）关闭、第六阀门（206）打开，第二变压吸附罐（8）的压力设为0.5~1.5 MPa（表压）（表压）（表压），第一变压吸附罐（7）的压力设为常压、加热夹套（74）通入120℃蒸汽加热；此时从氨气吸收塔（6）顶部来的脱氨气经由过三通Ⅴ（105）、第二阀门（202）进入第二变压吸附罐（8）底部，从下往上穿过第二吸附剂（73）和第一吸附剂（72），脱氨气中的低碳脂肪胺和水被第二吸附剂（73）吸附、甲烷被第一吸附剂（72）吸附，得到摩尔纯度大于99%的氢气，氢气从第二变压吸附罐（8）的顶部经由第六阀门（206）和三通Ⅲ（103）去用户端；第一变压吸附罐（7）的第二吸附剂（73）吸附的低碳脂肪胺和水、第一吸附剂（72）吸附的甲烷，受蒸汽加热及低压（常压）的作用脱附成为尾气，从第一变压吸附罐（7）底部经过三通Ⅳ（104）、第三阀门（203）和三通Ⅶ（107）去尾气处理装置。当排出的氢气摩尔纯度低于99%时，切换到工作模式1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1、通过优选采用钙A型分子筛和吸水硅胶的混合物作为低碳脂肪胺吸附剂具有吸附容量大、速度快的特点；2、利用放空气带压的特点，降低的吸收解吸和变压吸附过程的能耗；3、通过改进氨吸收解吸的流程，利用氨吸收放出的热量来加热氨水使得热量获得了综合利用。
附图说明
图1是本发明的水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置的示意图。
图2是本发明的氨水解吸塔的示意图。
图3是本发明的第一变压吸附罐的示意图。
1为氨水解吸塔，2为第一离心泵，3为第二离心泵，4为第一换热器，5为第二换热器，6为氨气吸收塔，7为第一变压吸附罐，8为第二变压吸附罐，11为气体出口，12为除沫器，13为第一填料，14为第二填料，15为第三进口，16为液体出口，17为第二进口，18为第一进口，71为氢气出口，72为第一吸附剂，73为第二吸附剂，74为加热夹套，75为气体口， 101为三通Ⅰ，102为三通Ⅱ，103为三通Ⅲ，104为三通Ⅳ，105为三通Ⅴ，106为三通Ⅵ，107为三通Ⅶ，201为第一阀门，202为第二阀门，203为第三阀门，204为第四阀门，205为第五阀门，206为第六阀门。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3，通过实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置，包括氨水解吸塔（1）、第一离心泵（2）、第二离心泵（3）、第一换热器（4）、第二换热器（5）、氨气吸收塔（6）、第一变压吸附罐（7）和第二变压吸附罐（8）；氨水解吸塔（1）和氨气吸收塔（6）的结构相同，均为如下：塔内腔从上往下设有除沫器（12）、第一填料（13）和第二填料（14），第一填料（13）为CY（丝网）型规整填料，第二填料（14）为BX型板波纹规整填料，顶部设有气体出口（11），底部设置有液体出口（16），塔侧面在除沫器（12）和第一填料（13）之间设有第一进口（18），塔侧面在第一填料（13）和第二填料（14）之间设有第二进口（17），塔侧面在第二填料（14）以下设有第三进口（15）；第一离心泵（2）和第二离心泵（3）分别设有各自的进口和出口；第一换热器（4）和第二换热器（5）均为管壳式换热器，均各自设有管程和壳程；第一变压吸附罐（7）和第二变压吸附罐（8）的结构相同，均为如下：罐内腔从上往下设有第一吸附剂（72）和第二吸附剂（73），第一吸附剂（72）为13X沸石分子筛，第二吸附剂（73）钙A型分子筛和吸水硅胶的混合物，其中钙A型分子筛和吸水硅胶的质量比为3:1；顶部设有顶部出口（71）、底部设有气体口（75），罐外设有加热夹套（74）。
氨水解吸塔（1）的第三进口（15）为软水进口、气体出口（11）为氨气出口、液体出口（16）与第一离心泵（2）的进口连通，第一离心泵（2）的出口通过三通Ⅰ（101）后分成两路，第一路经过第一换热器（4）的管程与氨水解吸塔（1）的第一进口（18）连通，第二路经过第二换热器（5）的管程与氨气吸收塔（6）的第一进口（18）连通；来自公用冷却水管道的冷却水经过第二换热器（5）的壳程回到公用冷却水管道；氨气吸收塔（6）的第三进口（15）为低碳脂肪胺生产放空气进口、液体出口（16）与第二离心泵（3）的进口连通，第二离心泵（3）的出口通过三通Ⅱ（102）后分成两路，第一路经过第一换热器（4）的壳程与氨气吸收塔（6）的第二进口（17）连通，第二路与氨水解吸塔（1）的第二进口（17）连通；
氨气吸收塔（6）的气体出口（11）通过三通Ⅴ（105）后分成两路，第一路通过第一阀门（201）与三通Ⅳ（104）的第一个口连通，第二路通过第二阀门（202）与三通Ⅵ（106）的第一个口连通；三通Ⅳ（104）的第二个口与第一变压吸附罐（7）的气体口（75）连通，第三个口通过第三阀门（203）与三通Ⅶ（107）的第一个口连通；三通Ⅵ（106）的第二个口与第二变压吸附罐（8）的气体口（75）连通，第三个口通过第四阀门（204）与三通Ⅶ（107）的第二个口连通；三通Ⅶ（107）的第三个口为尾气出口；第一变压吸附罐（7）的顶部出口（71）通过第五阀门（205）与三通Ⅲ（103）的第一个口连通；第二变压吸附罐（8）的顶部出口（71）通过第六阀门（206）与三通Ⅲ（103）的第二个口连通；三通Ⅲ（103）的第三个口为氢气出口。
水吸收、变压吸附组合回收低碳脂肪胺生产放空气中氨气及氢气的方法，包括以下步骤：
a、氨气吸收和解吸：
将压力为0.8 MPa（表压）、体积含量为：氨气10%、氢气60%、甲烷24%、低碳脂肪胺（一乙胺、二乙胺、三乙胺、一正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、一异丙胺、二异丙胺、一正丁胺、二正丁胺、三正丁胺、一异丁胺、二异丁胺的混合物）3%，水3%的低碳脂肪胺生产放空气送入氨气吸收塔（6）底部、并向上流动，在第二填料（14）和第一填料（13）内氨气被吸收、再经除沫器（12）后得到脱氨气，脱氨气从氨气吸收塔（6）的顶部排出；公用系统来的软水进入氨水解吸塔（1）内底部，该软水用于补充系统的水损耗；氨水解吸塔（1）内底部存有脱氨水，脱氨水经由第一离心泵（2）输送经过三通Ⅰ（101）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为5:1；第一部分经第一换热器（4）的管程（被加热）进入氨水解吸塔（1）的上部，后在塔内向下穿过第一填料（13）和第二填料14进行氨的解吸（加热后，氨的溶解度下降），后落入氨水解吸塔（1）内底部成为脱氨水的一部分，氨气从塔顶排出；第二部分经第二换热器（5）的管程（被冷却）进入氨气吸收塔（6）的上部、向下流动，在第一填料（13）和第二填料（14）内吸收放空气中的氨气，后落入氨气吸收塔（6）的底部成为氨水的一部分；氨气吸收塔（6）底部的氨水经第二离心泵（3）输送经过三通Ⅱ（102）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为1：5；第一部分进入氨水解吸塔（1）的中部，向下穿过第二填料（14）进行氨的解吸，后落入氨水解吸塔（1）的底部，成为脱氨水的一部分，氨气从塔顶排出；第二部分经第一换热器（4）的壳程（被冷却）进入氨气吸收塔（6）中部，向下流动，在第二填料（14）吸收放空气中的氨气，后落入氨气吸收塔（6）的底部成为氨水的一部分；氨水解吸塔（1）的塔顶压力为常压；氨气吸收塔（6）的全塔压降为0.1 MPa；
b、变压吸附：
工作模式1：第一阀门（201）打开、第二阀门（202）关闭、第三阀门（203）关闭、第四阀门（204）打开、第五阀门（205）打开、第六阀门（206）关闭，第一变压吸附罐（7）的压力设为0.5 MPa（表压），第二变压吸附罐（8）的压力设为常压、加热夹套（74）通入120℃蒸汽加热；此时从氨气吸收塔（6）顶部来的脱氨气经由过三通Ⅴ（105）、第一阀门（201）进入第一变压吸附罐（7）底部，从下往上穿过第二吸附剂（73）和第一吸附剂（72），脱氨气中的低碳脂肪胺和水被第二吸附剂（73）吸附、甲烷被第一吸附剂（72）吸附，得到摩尔纯度大于99%的氢气，氢气从第一变压吸附罐（7）的顶部经由第五阀门（205）和三通Ⅲ（103）去用户端；第二变压吸附罐（8）的第二吸附剂（73）吸附的低碳脂肪胺和水、第一吸附剂（72）吸附的甲烷，受蒸汽加热及低压（常压）的作用脱附成为尾气，从第二变压吸附罐（8）底部经过三通Ⅵ（106）、第四阀门（204）和三通Ⅶ（107）去尾气处理装置。当排出的氢气摩尔纯度低于99%时，切换到工作模式2；
工作模式2：第一阀门（201）关闭、第二阀门（202）打开、第三阀门（203）打开、第四阀门（204）关闭、第五阀门（205）关闭、第六阀门（206）打开，第二变压吸附罐（8）的压力设为0.5 MPa（表压），第一变压吸附罐（7）的压力设为常压、加热夹套（74）通入120℃蒸汽加热；此时从氨气吸收塔（6）顶部来的脱氨气经由过三通Ⅴ（105）、第二阀门（202）进入第二变压吸附罐（8）底部，从下往上穿过第二吸附剂（73）和第一吸附剂（72），脱氨气中的低碳脂肪胺和水被第二吸附剂（73）吸附、甲烷被第一吸附剂（72）吸附，得到摩尔纯度大于99%的氢气，氢气从第二变压吸附罐（8）的顶部经由第六阀门（206）和三通Ⅲ（103）去用户端；第一变压吸附罐（7）的第二吸附剂（73）吸附的低碳脂肪胺和水、第一吸附剂（72）吸附的甲烷，受蒸汽加热及低压（常压）的作用脱附成为尾气，从第一变压吸附罐（7）底部经过三通Ⅳ（104）、第三阀门（203）和三通Ⅶ（107）去尾气处理装置。当排出的氢气摩尔纯度低于99%时，切换到工作模式1。
实施例2
水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置中除“第二吸附剂（73）钙A型分子筛和吸水硅胶的混合物，其中钙A型分子筛和吸水硅胶的质量比为10:1”，其余内容与实施例1相同。
水吸收、变压吸附组合回收低碳脂肪胺生产放空气中氨气及氢气的方法，
a、氨气吸收和解吸：中除“将压力为1.5 MPa（表压）、体积含量为：氨气30%、氢气45%、甲烷12%、低碳脂肪胺（一乙胺、二乙胺、三乙胺、一正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、一异丙胺、二异丙胺、一正丁胺、二正丁胺、三正丁胺、一异丁胺、二异丁胺的混合物）10%，水3%的低碳脂肪胺生产放空气”、“脱氨水经由第一离心泵（2）输送经过三通Ⅰ（101）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为2:1”、“氨气吸收塔（6）底部的氨水经第二离心泵（3）输送经过三通Ⅱ（102）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为1：5”，其余内容与实施例1相同。
b、变压吸附：工作模式1：中除“第一变压吸附罐（7）的压力设为1.4 MPa（表压），”工作模式2：中除“第二变压吸附罐（8）的压力设为1.4 MPa（表压）”，其余内容与实施例1相同。
实施例3
水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置中除“第二吸附剂（73）钙A型分子筛和吸水硅胶的混合物，其中钙A型分子筛和吸水硅胶的质量比为7:1”，其余内容与实施例1相同。
水吸收、变压吸附组合回收低碳脂肪胺生产放空气中氨气及氢气的方法，
a、氨气吸收和解吸：中除“将压力为1.0 MPa（表压）、体积含量为：氨气10%、氢气45%、甲烷35%、低碳脂肪胺（一乙胺、二乙胺、三乙胺、一正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、一异丙胺、二异丙胺、一正丁胺、二正丁胺、三正丁胺、一异丁胺、二异丁胺的混合物）7%，水3%的低碳脂肪胺生产放空气”、“脱氨水经由第一离心泵（2）输送经过三通Ⅰ（101）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为4:1”、“氨气吸收塔（6）底部的氨水经第二离心泵（3）输送经过三通Ⅱ（102）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为1：6”，其余内容与实施例1相同。
b、变压吸附：工作模式1：中除“第一变压吸附罐（7）的压力设为0.9 MPa（表压），”工作模式2：中除“第二变压吸附罐（8）的压力设为0.9 MPa（表压）”，其余内容与实施例1相同。
实施例4
水吸收、变压吸附组合回收放空气中氨气及氢气的装置中除“第二吸附剂（73）钙A型分子筛和吸水硅胶的混合物，其中钙A型分子筛和吸水硅胶的质量比为8:1”，其余内容与实施例1相同。
水吸收、变压吸附组合回收低碳脂肪胺生产放空气中氨气及氢气的方法，
a、氨气吸收和解吸：中除“将压力为1.2 MPa（表压）、体积含量为：氨气20%、氢气60%、甲烷10%、低碳脂肪胺（一乙胺、二乙胺、三乙胺、一正丙胺、二正丙胺、三正丙胺、一异丙胺、二异丙胺、一正丁胺、二正丁胺、三正丁胺、一异丁胺、二异丁胺的混合物）9%，水1%的低碳脂肪胺生产放空气”、“脱氨水经由第一离心泵（2）输送经过三通Ⅰ（101）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为3:1”、“氨气吸收塔（6）底部的氨水经第二离心泵（3）输送经过三通Ⅱ（102）后分成两部分：第一部分与第二部分的分配比为1：8”，其余内容与实施例1相同。
b、变压吸附：工作模式1：中除“第一变压吸附罐（7）的压力设为1.1 MPa（表压），”工作模式2：中除“第二变压吸附罐（8）的压力设为1.1 MPa（表压）”，其余内容与实施例1相同。