一种洗氨塔及使用其的防腐蚀的变换气洗氨装置的制作方法

本实用新型属于煤化工气体净化技术领域，具体涉及一种洗氨塔及使用其的防腐蚀的变换气洗氨装置。

背景技术：

煤气化工艺气包含co、h2、co2和水等组分，一般通过co变换工艺将其中的co部分或全部转化成h2，并通过低温甲醇洗工艺完成各有效组分的分离。变换气进入低温甲醇洗工序前设置洗氨塔使用脱盐水脱除变换气中微量的nh3防止低温甲醇洗装置氨累积。由于变换气中含有的二氧化碳和硫化氢等酸性组分，导致洗氨塔在工作过程中长期处于酸性环境，该酸性环境对洗氨塔内件和衬里造成了严重的腐蚀，严重时存在高压工艺气泄漏的风险；针对上述洗氨塔的腐蚀现象，一般企业均是通过提高内件或衬里材质来延缓腐蚀，且该类型的材质本身成本较高，且后期维修成本同样较高，无法从根本上解决上述腐蚀问题。而其中的二氧化碳为后期主要使用的工艺气体，因此无法分离，基于此酸性环境长期存在，使洗氨塔长期处于上述存在安全隐患的运行环境中。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，而提供一种具有结构简单、工艺流程设计合理、能够在提高氨气溶解度的前提下使氨气在洗氨段中均匀吸收氨气，在氨气与二氧化碳等酸性气体溶于水后使凝液的ph指呈中性，以达到改变洗氨塔内部酸性环境从而避免洗氨塔内件或衬里受到腐蚀的洗氨塔及使用其的防腐蚀的变换气洗氨装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种洗氨塔，该洗氨塔由下至上依次包括闪蒸段、冷却段、洗氨段以及预洗分析段；

所述闪蒸段的一侧设有变换气进口，闪蒸段的底部设有闪蒸凝液出口；

所述的冷却段包括对变换气进行降温并用于提高气氨溶解度的冷冻水冷却器；

所述的洗氨段包括若干层浮阀塔盘，以及设在浮阀塔盘顶部的布气帽组件；

所述的预洗分析段的顶部设有变换气出口，预洗分析段的一侧上部设有脱盐水进口，布气帽组件上部一侧的洗氨塔壁上设有预洗分析凝液出口，顶层浮阀塔盘和布气帽组件的洗氨塔壁上设有预洗分析凝液进口；预洗分析凝液出口和预洗分析凝液进口之间设有凝液泵和液相氨含量分析仪。

优选的，所述闪蒸凝液出口通过管道与凝液处理装置相连。

优选的，所述冷冻水冷却器的冷端进口与冷冻水进水管网相连，冷冻水冷却器的冷端出口与冷冻水出水管网相连。

优选的，所述浮阀塔盘为2～4层。

优选的，所述布气帽组件包括与洗氨塔壁相连的隔板，隔板的中部开设有孔，孔外侧的隔板顶部设有与孔相适配的圆筒，圆筒的顶部设有使洗氨段和预洗分析段相连通的气帽；

预洗分析凝液出口的设置高度不高于圆筒的设置高度。

优选的，所述脱盐水进口通过阀门与脱盐水管网相连。

本实用新型还提供了一种防腐蚀的变换气洗氨装置，包括前工序变换气管道，所述前工序变换气管道通过水冷却器壳程与上述的洗氨塔的变换气进口相连。

优选的，所述水冷却器的管程进口与循环水进水管网相连，水冷却器的管程出口与循环水出水管网相连。

优选的，所述洗氨塔的变换气出口通过气相氨含量分析仪与低温甲醇洗工段相连。

按照上述方案制成的一种洗氨塔及使用其的防腐蚀的变换气洗氨装置，本实用新型通过设置冷冻水冷却器用于冷却变换气以达到提高氨气在水中的溶解度的目的，通过提高氨气在水中的溶解度不仅能够有利于对氨气的快速吸收还能够使其中和酸性气体溶解于水后的凝液，以改变凝液的ph值，使洗氨塔处于中性环境中；进一步地，本实用新型通过限制预洗分析凝液的量能够使多余的氨气上行并均布于洗氨段中，从而避免洗氨段的上部处于酸性环境中；同时本实用新型中的氨气溶解度提高后有利于在预洗分析段对氨气实现快速和有效的吸收，避免变换气中氨气含量过高而影响后续工段的目的；具有结构简单、工艺流程设计合理、占地面积小、节约洗氨脱盐水用量、且能够在提高氨气溶解度的前提下使氨气在洗氨段中均匀吸收氨气，在氨气与二氧化碳等酸性气体溶于水后使凝液的ph指呈中性，以达到改变洗氨塔内部酸性环境从而避免洗氨塔内件或衬里受到腐蚀的优点。

附图说明

图1为本实用新型中洗氨塔的结构示意图。

图2为本实用新型中变换气洗氨装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参看图1：本实用新型为一种洗氨塔及使用其的防腐蚀的变换气洗氨装置，其中洗氨塔3由下至上依次包括闪蒸段、冷却段、洗氨段以及预洗分析段；所述闪蒸段的一侧设有变换气进口17，闪蒸段的底部设有闪蒸凝液出口18；所述的冷却段包括对变换气进行降温并用于提高气氨溶解度的冷冻水冷却器4；所述的洗氨段包括若干层浮阀塔盘5，以及设在浮阀塔盘5顶部的布气帽组件；所述的预洗分析段的顶部设有变换气出口19，预洗分析段的一侧上部设有脱盐水进口20，布气帽组件上部一侧的洗氨塔壁上设有预洗分析凝液出口21，顶层浮阀塔盘5和布气帽组件的洗氨塔壁上设有预洗分析凝液进口22；预洗分析凝液出口21和预洗分析凝液进口22之间设有凝液泵10和液相氨含量分析仪11。所述闪蒸凝液出口18通过管道与凝液处理装置9相连。所述冷冻水冷却器4的冷端进口与冷冻水进水管网15相连，冷冻水冷却器4的冷端出口与冷冻水出水管网16相连。所述浮阀塔盘5为2～4层。所述布气帽组件包括与洗氨塔壁相连的隔板23，隔板的中部开设有孔24，孔24外侧的隔板23顶部设有与孔24相适配的圆筒25，圆筒25的顶部设有使洗氨段和预洗分析段相连通的气帽6；预洗分析凝液出口21的设置高度不高于圆筒25的设置高度。所述脱盐水进口20通过阀门26与脱盐水管网12相连。本实用新型通过上述设置能够提高氨气的吸收率，通过提高氨气的吸收率能够中和因吸收酸性气体而使洗氨塔3内部处于中性环境中，避免腐蚀洗氨塔3内件或衬里的目的，同时处于隔板23顶部的脱盐水能够有效快速吸收氨气，不仅避免了氨气外逸影响后续工序和防止预洗分析段处于酸性环境中，还能够进一步使预洗分析凝液进入洗氨段中有效吸收氨气；另外，本实用新型还设置有液相氨含量分析仪11，其配合本实用新型中洗氨塔3的结构能够校准凝液及变换气氨含量，避免了气相分析时气体组成复杂、氨含量低而造成的偏差。

参看图1、2：本实用新型还提供了一种防腐蚀的变换气洗氨装置，包括前工序变换气管道1，所述前工序变换气管道1通过水冷却器2壳程与所述的洗氨塔3的变换气进口17相连。所述水冷却器2的管程进口与循环水进水管网13相连，水冷却器2的管程出口与循环水出水管网14相连。所述洗氨塔3的变换气出口19通过气相氨含量分析仪7与低温甲醇洗工段8相连。通过上述设置不仅能够使洗氨塔3持续稳定运行以及防止洗氨塔3内部的内件或衬里腐蚀，还能够通过气相氨含量分析仪7实现对通过洗氨塔3的变换气进行实时监测，以防止其氨含量过高而影响后续工段的运行。

本实用新型还提供了一种防腐蚀的变换气洗氨装置的工艺，该工艺包括如下步骤：

步骤1：前工序变换气管道1中的含氨变换气通过水冷却器2的壳程降温后通过变换气进口17进入洗氨塔3的闪蒸段中；所述含氨变换气的温度为70～90℃，氨含量0.015％～0.030％；通过水冷却器2壳程的含氨变换气温度为30～40℃；在对含氨变换气换热的过程中循环水进水管网13中的循环水通过水水冷却器2的管程后进入循环水出水管网14中；

步骤2：所述变换气进入洗氨塔3的闪蒸段中进行闪蒸，闪蒸凝液通过洗氨塔3底部的闪蒸凝液出口18进入到凝液处理装置9中进行处理；闪蒸气相向上运行进入冷却段；

步骤3：所述闪蒸气在冷却段被冷冻水冷却器4冷却降温至10～20℃，通过上述降温后能够提高闪蒸气中氨气的溶解度；上述冷却过程中，冷冻水进水管网15中的冷冻水通过冷冻水冷却器4中与闪蒸气换热后进入冷冻水出水管网16内；

步骤4：冷却降温后的闪蒸气继续上行进入洗氨段内；与预洗分析段中的预洗分析凝液通过凝液泵10进入洗氨段内；进入洗氨段内的预洗分析凝液用量与变换气流量的比例为1kg:200～400nm3；预洗分析凝液的ph为6.0～7.2，其氨氮含量562～782ppm；

通过提高闪蒸气中氨气的溶解度以及降低预洗分析凝液的用量从而提高预洗分析凝液溶解氨气的效率，且使氨气均布在若干层浮阀塔盘5中，以达到预洗分析凝液在每层浮阀塔盘5内均能够溶解足够的氨气，用于中和预洗分析凝液中溶解的二氧化碳和硫化氢，使出洗氨段后的预洗分析凝液的ph值为6.5～7.2，从而实现防止腐蚀洗氨塔3及其内件的目的；

步骤5：出洗氨段后的预洗分析凝液进入闪蒸段后通过洗氨塔3底部的闪蒸凝液出口18进入到凝液处理装置9中进行处理；

步骤6：经过洗氨段的闪蒸气继续上行通过气帽6进入预洗分析段中，并经脱盐水吸收由变换气出口19和气相氨含量分析仪7进入低温甲醇洗工段8中；气相氨含量分析仪7分析上述经过预洗分析段的气相的气氨含量为1～10ppm；

步骤7：当步骤4中进入洗氨段内的预洗分析凝液的ph值小于6.0时，降低凝液泵10的频率，使预洗分析凝液进入洗氨段内的量减少，并减少至预洗分析凝液的ph值不小于6.0时为止；

步骤8：当步骤6中的气氨含量大于10ppm时，调大阀门26的开度，以提高脱盐水进入预洗分析段的量用于吸收多余的氨气，至气氨含量不大于10ppm时为止。

本实用新型改变了传统上使用大量脱盐水漫灌以达到快速吸收氨气的方式，该方式由于使用脱盐水量大能够使氨气在洗氨塔下部时将氨气基本吸收完毕，使洗氨塔上部的脱盐水只吸收二氧化碳或硫化氢造成酸性环境的影响；而本实用新型则采用使少量的脱盐水(预洗分析凝液)对氨气进行均匀吸收，并使氨气充满洗氨段中以达到保证吸收二氧化碳、硫化氢以及氨气的凝液始终处于中性环境内，进一步地，本实用新型为了防止氨气吸收不充分而影响后续工段因此专门设置了冷冻水冷却器4以达到提高吸收效率的目的；综上，本实用新型中使用少量的脱盐水对氨气进行吸收，且采用了均匀快速的吸收方式使凝液的ph值处于偏中性的状态，克服了传统上快速吸收氨气的方式，最终实现了避免凝液为酸性致使洗氨塔成内部成为酸性环境而影响设备运行的窘境。使用本实用新型能够使洗氨塔内脱盐水的用量降低至原工艺1/5～1/4，且保证了洗氨塔出口气相氨含量小于10ppm，同时使洗氨塔的洗氨段以及预洗分析段中处于中性环境，ph值可达到6.0～7.2，从而实现洗氨塔3内无腐蚀现象发生。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。