专利名称：一种无动力低温等压氨回收方法及等压氨回收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氨回收工艺和设备，即合成氨厂弛放气无动力低温等压氨回收方法及等压氨回收装置。
背景技术：
在已有技术中，在等压氨回收的工艺技术方面，各种等压氨回收塔的塔内、塔外的各种冷却器都是用常温的循环冷却水或用温度低些的深井水冷却氨水，循环冷却水的凉水和循环、输送要消耗动力，深井水的提取和输送也要消耗动力。吸收氨要用软水或除盐水， 制备软水或除盐水需要消耗动力，而将软水或除盐水用泵再加压送到等压氨回收塔顶，也要消耗动力，排到氨水槽的氨水还要消耗动力送出。即目前的等压氨回收在吸收氨制备氨水的过程要消耗动力。等压氨回收塔制备的氨水浓度低，浓度低的在12% (重量)以下，高一些的一般在 18% (重量)左右。生产尿素的合成氨厂回收的氨水基本都去尿素车间的解吸系统和深度水解系统，将氨水蒸馏、提浓，提浓后的氨水和含有水蒸气的气氨去低压氨吸收系统再次吸收氨，增加了解吸的低压蒸汽消耗和深度水解的高压蒸汽消耗，也增加了电耗，又增加了低压氨吸收冷却水的电耗，也增加了低压吸收的负荷，蒸馏、提浓、回收、利用等压氨回收的氨水也要消耗大量的蒸汽和动力。一些等压氨回收塔出口尾气中氨含量较低，但高于变压吸附法和膜分离法回收氢气对进气氨含量的要求。回收弛放气中的氢气，还要将尾气去净氨塔净氨，用较多的软水或除盐水再次吸收弛放气尾气中的氨，进一步降低弛放气尾气中的氨含量，要排出比氨水还多的稀氨水，这些很稀的氨水也要去尿素解吸系统和深度水解系统蒸馏、提浓，蒸馏、提浓、 回收、利用这些稀氨水还要消耗蒸汽和动力。回收弛放气中氨的等压氨回收虽然回收了氨，但回收的氨水不能直接用于生产， 净氨塔排出的很稀的稀氨水更不能用于生产，要消耗大量的蒸汽和电，将氨水和稀氨水蒸馏、提浓后才能回收、利用，产生大量的含有少量残留氨的解吸废水，加重了环保压力，增加了能耗，提高了生产成本，降低了氨回收的经济效益。目前的无动力氨回收也是弛放气氨回收的一种方法。无动力氨回收出口尾气中氨含量高，一般在1.2% (体积)左右，氨的回收率低，其技术指标与属于被淘汰的传统的等压氨回收塔相当。无动力氨回收增加了冷冻工序氨压缩机的电耗，也增加了冷却水的电耗，回收尾气的氢气还要去净氨塔净氨，还要增加电耗，又产生了稀氨水。所谓的无动力氨回收， 实际是消耗动力的，只是在氨回收工序不消耗动力或少消耗动力，而移到冷冻工序消耗动力。可见，目前的等压氨回收在软水或除盐水的制备和输送、加压，在吸收氨的冷却过程，在回收的氨水和净氨排出的稀氨水的输送、蒸馏、提浓、回收、利用过程，全部的氨回收过程都要消耗动力，尤其在氨水、稀氨水的蒸馏、提浓过程能耗更高。目前的等压氨回收入口弛放气氨含量在50% (体积)左右，弛放气从液氨储槽带入的氨很多，生成的氨水也就很多，对生产很不利。如果用本人另外的新技术在等压氨回收系统之前将弛放气氨含量降到20% (体积)左右，弛放气带入的氨量将减少到四分之一，这对生产很有利，但在常温或略高于常温下，45% (重量)氨水氨的蒸汽压达到、甚至超过含氨20% (体积)弛放气在2. 2PMa总压下氨的分压，在此工艺条件下又不可能将氨水浓度提高到45% (重量)左右，在常温下吸收氨，影响了回收、利用氨水方式的改进。目前的等压氨回收都用冷却水冷却氨水，在常温或略高于常温下吸收氨，由于制备的氨水浓度低，在常温或略高于常温下，低浓度氨水氨的蒸汽压低，氨水温度对吸收氨的影响小；但在制备45% (重量)左右的高浓度氨水时，氨水温度对吸收氨的影响却很大，在低温下吸收氨，氨水中氨的蒸汽压低，吸收氨的推动力大，在低温下吸收氨，可以制备比在常温或略高于常温下吸收氨浓度更高的氨水，尾气中的氨含量也更低。目前由弛放气带入等压氨回收的氨多，而氨水浓度又很低，由此导致制备的氨水量大，总的水量也多，这些氨水的浓度又远低于一甲液的氨含量，无法将带有很多水的浓度不高的氨水加入到尿素的一吸塔，只能去尿素的解吸系统和深度水解系统蒸馏、提浓后再回收、利用，要消耗大量的蒸汽和动力。目前的等压氨回收装置塔板数少，吸收氨的级数少，净化度和氨回收率都不高，回收的氨水浓度不高。氨回收效果较好的塔，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。由于单位高度筒体内的塔板层数少，受筒体高度的限制，无冷却器的塔板数少，净氨不彻底。采用无冷却器塔板净氨的方式，影响和限制了净氨效果；回收出口尾气的氢气时，出口的尾气还要再次去净氨塔净氨，要再次加软水或除盐水，再次排出(稀)氨水。二次净氨、二次加水、二次排出(稀)氨水的工艺不合理，不但多消耗了除盐水，又要排出稀氨水；各层塔板上冷却器的面积不是按其各层塔板上吸收氨量的多少、放出氨的溶解热的多少、冷却负荷的高度分配的，冷却面积分配的很不合理，影响各塔板吸收能力的发挥， 也影响氨回收效果。在已有技术中，等压氨回收的工艺技术存在以下不足1、目前的等压氨回收塔要用冷却水冷却塔内或塔外的氨水，要消耗动力；2、等压氨回收塔用冷却水冷却塔内或塔外的氨水，由于冷却水的温度相对较高， 等压氨回收塔内的氨水温度将更高些。在较高的温度下吸收氨，对进一步提高氨水浓度，降低尾气中氨含量不利；3、吸收氨要用软水或除盐水，要消耗动力制备、输送，并将其加入塔内；4、吸收氨用的软水或除盐水的温度也相对较高，影响洗涤氨、净氨的效果，尾气中
氨含量较高；5、等压氨回收塔所回收的氨水浓度低，氨水量大，总的水量大，氨水只能去尿素的解吸系统和深度水解系统蒸馏、提浓后回收、利用，要消耗大量的蒸汽和电，这些都要消耗动力；6、无动力氨回收增加了冷冻工序氨压缩机的电耗，无动力氨回收其实也要消耗大量的动力。7、无动力氨回收和绝大部分的等压氨回收塔出口尾气中氨含量较高，尾气去氢气回收之前还要去净氨，还要消耗蒸汽和电，也要消耗动力；8、等压氨回收塔的塔板数少，吸收能力低，氨回收效果差，制备的氨水浓度低，出
口氨含量较高；9、在上部筒体内的上部安装的是无冷却器的塔板，采用无冷却器塔板净氨的方式，影响和限制了净氨效果；10、二次净氨、二次加水、二次排出(稀)氨水的工艺不合理；11、各层塔板上冷却器的面积不是按其各层塔板上吸收氨量的多少、放出氨的溶解热的多少、冷却负荷的高度分配的，冷却面积分配的很不合理，影响各塔板吸收能力的发挥；12、目前吸收氨的工艺条件、塔板数、各层塔板上冷却器的面积分配、吸收氨的形式、氨回收塔的性能等，都不适合用本人另外的新技术将入口弛放气氨含量降到20% (体积)左右后，将回收的氨水浓度由15% (重量)左右提高到45% (重量)左右，在吸收氨用的水量减少到是原来的十七分之一，对吸收氨非常不利的条件下，再将出口尾气的氨含量由0.5% (体积)左右降到0.0020% (体积)以下的跨越，无法实现无动力低温等压氨回收的突破。在已有技术中，在等压氨回收的设备结构方面，等压氨回收塔有多种形式一段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。效果好些的等压氨回收塔制备的氨水浓度一般在18% (重量)左右，远低于高浓度氨水的浓度，塔出口弛放气尾气氨含量相对较低，一般在0.2% (体积)左右，尾气要经过再次用水吸收氨才能去回收氢气。效果好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；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；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
6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，筒体的高度会更高， 设备会更重，造价也将更高。在已有技术中，等压氨回收塔在设备结构方面存在以下不足1、伸出筒体的冷却水箱是冷却死角，冷却面积的利用率低；2、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。3、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；4、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；5、在上部筒体内的上部安装的是无冷却器的塔板，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；6、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部筒体底部塔板的冷却面积相差10左右，相邻段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，有些塔板的冷却面积不足，不利于发挥这些塔板的作用；7、效果差的仅一段吸收氨，效果好些的八层至十八层塔板，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；8、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；9、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。
发明内容
本发明的目的之一是针对上述不足而提供的一种用低温液氨和冷液氨冷却氨水、 在低温下吸收氨、氨回收效果更好的无动力低温等压氨回收方法。本发明的目的之二是针对上述不足而提供的一种氨水浓度非常高，尾气中氨含量极低、氨回收效果更好的等压氨回收装置。本发明的技术解决方案是一种无动力低温等压氨回收方法，其特征在于等压氨回收装置的几个或全部的冷却器用温度低于冷却水的液氨冷却氨水及吸收氨用的水；所述的冷却器包括鼓泡吸收器内的双程内冷却器、盘管式冷却器、塔外氨水冷却器、除盐水冷却器、第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器。等压氨回收装置不再采用冷却水冷却，改用低温液氨和冷液氨冷却。用液氨将等压氨回收的高浓度氨水、浓氨水、稀氨水、等压氨回收装置吸收氨用的水等几种液体中的一种或一种以上冷却到温度低于冷却水的温度，在低于冷却水温度下吸收氨。
鼓泡吸收器内共有二层至十二层带有冷却器、气体分布器的塔隔板和鼓泡塔板； 上部的填料洗涤器内一段或一段以上的填料层的规整填料总高度三米至十二米。填料洗涤器下部的二段规整填料之间的段间稀氨水去外部的冷却器，冷却后返回下一段填料层。在鼓泡吸收器弛放气入口之前设有循环吸收分离器，弛放气先进入循环吸收分离器，先在塔外吸收氨，被氨水以并流、逆流方式吸收氨，高浓度氨水在循环吸收分离器和新增加的塔外氨水冷却器之间不需要外来动力自动进行吸收、冷却、吸收的循环，外部冷却加内部冷却吸收氨。从塔外氨水冷却器到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按逐渐减少分配的。除盐水泵之前或之后增加了除盐水冷却器，用低温液氨冷却吸收氨用水；改用尿素的解吸废水吸收氨。一种等压氨回收装置，包括等压氨回收塔，等压氨回收塔由下部的鼓泡吸收器、上部的填料洗涤器两部分组成。填料洗涤器包括带气体出口和进水口的筒体，筒体底部有法兰与鼓泡吸收器顶部的法兰连接，筒体内上部是丝网除沫器，下面有液体分布器，液体分布器下面是装有规整填料的一段或一段以上的填料层；在第一段填料层和第二段填料层的两段填料层之间设有液体再分布器；或在第二段填料层的下面设有带稀氨水一次出口的第一收集槽、带有氨稀水一次进口的第二液体分布器和第三段填料层，在筒体外增加第一塔外小氨水冷却器，并与稀氨水一次出口和氨稀水一次进口连接；或在第三段填料层下面设有带稀氨水二次出口的第二收集槽、带有稀氨水二次进口的第三液体分布器和第四段填料层，在筒体外增加第二塔外小氨水冷却器，并与稀氨水二次出口和氨稀水一次进口连接；鼓泡吸收器包括筒体，筒体内的上部设有一层或一层以上带有盘管式冷却器的鼓泡塔板，在盘管式冷却器与鼓泡塔板之间设有管式气体分布器；筒体内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，双程内冷却器下面设有多管式气体分布器；底部的双程内冷却器下面无塔隔板；每组盘管式冷却器由一根或一根以上渐开线形盘管、进口总管、出口总管、进口管、出口管和支撑固定件等组成，在其下面有管式气体分布器、鼓泡塔板，在鼓泡塔板与筒体之间安有降液板，在鼓泡塔板的中间安装有升气管、外套管，在其底部安装有折流除沫器，排液液封管。进口总管、出口总管、进口管、出口管都在筒体的同一侧；每组双程内冷却器包括上集液盒、下集液盒、数量很多的换热管、圆形、环形的支撑板、分别伸出筒体两侧的进液管和出液管，在上集液盒、下集液盒的中心都留有气液通道，与筒体之间也留有较大的气液通道；上集液盒内在进液管和出液管之间有隔板；各盘管式冷却器、各双程内冷却器的冷却面积都互不相同，都是由上而下逐渐增加的。在鼓泡吸收器之前设有循环吸收分离器，循环吸收分离器包括筒体，循环吸收分离器上部设有气体出口、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，其它有两个液位计接口 ；浓度氨水进口、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进口接，高浓度氨水出口、高浓度氨水进口分别与塔外氨水冷却器的高浓度氨水进出口连接。填料洗涤器气体出口与水分离器连接，进水口与除盐水泵连接；鼓泡吸收器的塔板层数和上部新增加的填料洗涤器的理论塔板数之和，由目前氨回收效果较好塔的八块至十八块增加到六十六块左右，大幅度提高了等压氨回收装置的吸收能力和净氨能力，为无动力低温等压氨回收创造了所需的条件。无动力低温等压氨回收方法将不再用目前普遍采用的用循环冷却水冷却氨水的方法，采用本人另外的新技术，用来自氨回收器的-6 0°C低温液氨和 15°C左右冷液氨的生产余冷去冷却氨水和除盐水；来自氨回收器的-6 0°C低温液氨先进入塔外氨水冷却器冷却高浓度氨水，之后大部分低温液氨去鼓泡吸收器内的各双程内冷却器冷却浓氨水，再去各盘管式冷却器冷却氨水，之后由低温液氨出口出系统，去其它的低温冷交换器，或去液氨储槽；另一少部分低温液氨，去除盐水冷却器冷却除盐水后去低温液氨出口 ；双程内冷却器出口的低温液氨也可以去第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器冷却稀氨水；来自氨回收器15°C左右的冷液氨，经冷液氨进口去第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器冷却稀氨水，也可以去盘管式冷却器冷却氨水，之后经冷液氨出口去冷交换器，或去液氨储槽；如果低温液氨够用，则不用冷液氨；用低温液氨、冷液氨取代循环冷却水，不但移走了氨的溶解热，冷却氨水不再消耗动力，也降低了各处氨水和除盐水的温度，在低于冷却水温度的低温下吸收氨，改变了传统的吸收氨的条件，后者是主要目的。将塔外氨水冷却器内的高浓度氨水温度降到5°C左右，将除盐水冷却器内的除盐水也降到5°C左右，由在冬季的20°C左右、在夏季的40°C左右吸收氨，改为常年在低温下吸收氨，从而大大优化了吸收条件，明显地提高了吸收效果，可以达到在常温或略高于常温下吸收氨所无法达到的技术指标和吸收效果。各冷却器的面积，是按从塔外氨水冷却器到各塔隔板、各鼓泡塔板吸收氨的量在逐渐减少，所放出的溶解热也在逐渐减少，各冷却器的冷却负荷也逐渐减少而分配的，符合吸收氨的实际工况，可以充分发挥各吸收塔板的作用。等压氨回收装置增加了带有冷却器的吸收段数和吸收塔板层数，冷却面积分配合理，大幅度地提高了中、高浓度区域的吸收能力。用本人另外的新技术，在氨回收器已经将弛放气中氨含量由50% (体积)左右降到20% (体积)左右，等压氨回收入口弛放气气氨量减少到原来的四分之一，吸收氨的反应热也减少到原来的四分之一，冷却负荷大幅度降低，加入的水量和制备的氨水量都将大幅度减少；而在氨回收器又将弛放气的温度也由传统的常温或略低于常温降低到-6 0°C， 降低了进入等压氨回收弛放气的温度，又减轻了等压氨回收的冷却负荷，这些，不但为上面利用很有限的生产余冷冷却氨水创造了条件，由于加入的水量和制备的氨水量都大幅度减少，也为将等压氨回收的氨水直接去尿素的一吸塔创造了条件；在入口弛放气氨含量降到20% (体积)左右时，在常温下是难以制备45% (重量)左右高浓度氨水的，由于在低温下吸收氨，且又采取了以上措施，仍可以将氨水浓度提高到45% (重量)左右，又为制备的高浓度氨水直接去一吸塔创造了条件。45% (重量)高浓度氨水的氨浓度已经超过尿素二甲液氨的浓度，也超过一甲液的氨浓度。用本人另外的新技术，将入口的弛放气氨含量由50% (体积)左右降到20% (体积)左右后，加入的水量减少到原来的四分之一，氨水量也大大减少；而氨水的浓度由 15% (重量)左右提高到45% (重量)左右后，加入的水量又减少到原来的四分之一以下， 这样，加入的水量已经减少到原来的十七分之一，由氨水带入一吸塔的水已经非常少，仅占一甲液量的0. 32%左右，对尿素合成的水碳比影响已经极小。等压氨回收塔的压力高于一吸塔的压力，浓度为45% (重量)左右的高浓度氨水不用泵可以直接去一吸塔，经一甲泵加压后去尿素合成塔生产尿素，氨水不再去尿素的解吸系统和深度水解系统蒸馏、提浓，回收、利用等压氨回收所产的氨水不再消耗大量的蒸汽和动力。在除盐水泵之前(或之后)增加了除盐水冷却器，通过降低除盐水的温度，达到降低填料洗涤器上部和中部吸收温度的目的，使填料洗涤器也在低温或比较低的温度下吸收氨。填料洗涤器的理论塔板数在六十块左右，又将吸收氨用的水冷却到5°C左右，又提高了填料洗涤器中、上部的吸收能力，还可以将填料洗涤器第二段填料层和第三段填料层落下的稀氨水分别去两台塔外小氨水冷却器冷却，之后分别返回下一段填料层，又提高了填料洗涤器下部吸收氨的能力。通过以上改进，可以将出口尾气的氨含量由目前的0. 5% (体积)左右，降到0.0020% (体积)以下，尾气的氨含量降低250倍以上，尾气经过水分离器可以直接去氢气回收系统，不用再消耗动力去净氨，也不再产生稀氨水，不用消耗蒸汽和电去蒸馏、提浓稀氨水。用尿素解吸废水吸收氨是废物利用，不需要特意制备，解吸废水有余压可以利用， 使加入到系统的水也不消耗动力。由于高浓度氨水直接去一吸塔，除盐水泵电耗实际是用在了加入一吸塔的氨水上，相当于除盐水泵替尿素的二表泵和二甲泵做了功。这样，通过以上改进，可以实现等压氨回收包括氨水的利用在内的全部过程不消耗动力，实现无动力低温等压氨回收，大大提高了等压氨回收的经济效益和环保效益。对于不生产尿素的合成氨厂，可以将高浓度氨水与提氢高压氨洗塔的稀氨水和铜洗再生气氨回收的稀氨水勾兑成20% (重量)的工业氨水出售，又多处理、消耗了一些稀氨水。等压氨回收装置相当于将等压氨回收工艺与净氨工艺组合在一起，由二次净氨、 二次加水、二次排出(稀)氨水的工艺，改为一次净氨、一次加水、一次排出高浓度氨水的工艺，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。为了达到净氨效果，净氨塔加入的除盐水量较大，即液气比较高，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，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。本发明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，解决中下部填料层内稀氨水的温升高问题；又通过将填料层下部的稀氨水收集，送到外面的冷却器去冷却，降温后的稀氨水再返回分布、继续吸收，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，这样，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。等压氨回收装置由循环吸收分离器、塔外氨水冷却器、等压氨回收塔、水分离器、 除盐水冷却器、除盐水泵、第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器等设备组成；等压氨回收塔由下部的鼓泡吸收器和上部新增加的填料洗涤器二部分组成，为了便于运输， 之间用法兰连接；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。在鼓泡吸收器弛放气进口处增加了循环吸收分离器，塔外氨水冷却器的氨水管路与循环吸收分离器连接，形成了高浓度氨水的吸收、冷却循环回路；除盐水泵的出水口与填料洗涤器上部的进水口连接，新增加的除盐水冷却器安装在除盐水泵之前或之后；填料洗涤器的尾气出口与水分离器连接；第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器分别与填料洗涤器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再分别与填料洗涤器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。每组盘管式冷却器的外套管底部与管式气体分布器连接，上层的盘管与升气管的上管口和降液板顶边基本一平。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。每组双程内冷却器在下集液盒的中心处也留有较大的六边形气液通道，与筒体之间也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，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；可以通过改变换热管的长度或根数，灵活地增加或减少双程内冷却器的冷却面积。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。填料洗涤器的规整填料总高度一般为三米至十二米，一般内设一段至四段填料层。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，增加两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，以便于冷却的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，如果六十多块理论塔板数的填料洗涤器采用塔板结构，要八十层左右的鼓泡塔板和无冷却器的塔板，不但直径粗，高度也会非常高，设备会很重，造价也会很高。本发明方法的优点是1、等压氨回收装置的各冷却器改用本人另外的新技术氨回收器来的低温液氨、冷液氨冷却氨水，实现不用冷却水冷却氨水，节省了动力；2、等压氨回收采用低温液氨、冷液氨的生产余冷和余压冷却氨水，由传统的在常温下吸收氨改为在低温下吸收氨，大大优化了吸收氨的工艺条件，在入口弛放气氨含量降到20% (体积)时，也可以制备45% (重量)左右的高浓度氨水，实现了在常温下或略高于常温吸收氨所无法实现的技术指标和效果；3、用于吸收氨的水量减少到原来的十七分之一，并可以改用尿素解吸的废水吸收氨，可以不用除盐水，不但节省了制备成本高的除盐水，也节省了使用除盐水的动力消耗；4、在除盐水泵之前增加了除盐水冷却器，用低温液氨将除盐水或解吸废水冷却到 5°C左右，实现了在低温下洗涤氨，降低了填料洗涤器内上部和中部的吸收温度，有利于提高填料洗涤器内上部和中部吸收氨的能力；5、出第二、第三段填料层的稀氨水分别去两台塔外的小氨水冷却器，冷却段间的稀氨水，降低了填料洗涤器下部的稀氨水温度。6、塔外氨水冷却器和鼓泡吸收器内的各冷却器面积都是由下而上逐渐减少的，冷却面积分配的合理，符合吸收氨的实际工况，提高了吸收氨的效果；7、回收的45% (重量)左右的高浓度氨水所带的水量很少，氨水直接去一吸塔，节省了解吸和深度水解的大量蒸汽和电，利用氨水不再消耗动力；8、在鼓泡显示器的上部增加了填料洗涤器，极大地提高了填料洗涤器的净氨能力，可以大幅度地降低出口尾气的氨含量；9、出口尾气降到0.002% (体积)以下，尾气去氢气回收不用去净氨，不再消耗动力和除盐水，不再产生稀氨水和节省由此增加的蒸汽和动力消耗；10、生产尿素的合成氨厂可以实现真正的无动力低温等压氨回收；11、增加了循环吸收分离器和塔外氨水冷却器，弛放气与氨水在循环吸收分离器内的以错流、并流、逆流三种方式吸收，提高了高浓度区域段间的氨水浓度差，取得比在鼓泡吸收器内一层塔板还要好的效果；12、不需要外来动力，高浓度氨水在循环吸收分离器和塔外氨水冷却器之间自动进行吸收、冷却的循环。本发明设备的优点是1、等压氨回收塔上部的填料洗涤器的理论塔板数可以在六十块以上，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、如果六十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，即保证了所需的冷却面积，又不浪费冷却面积，并充分发挥了各塔板吸收氨的能力；4、增加了循环吸收分离器和塔外氨水冷却器，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、鼓泡吸收器筒体直径减小到Φ600 Φ 1400，比目前的等压氨回收塔下部直径 Φ 1600 Φ 1800小的多，降低了设备重量和造价；7、填料洗涤器筒体直径很细，一般在Φ200 Φ600之间，比目前的等压氨回收塔上部直径Φ 1000 Φ 1400小的多，又降低了设备重量和造价；8、鼓泡塔板下设有折流除沫器和排液液封管，降低了雾沫夹带；9、在除盐水泵之前或之后增加了除盐水冷却器。10、在第二、第三段填料层下面，设有第一收集槽和第二收集槽，收集第二、第三段填料层的稀氨水去塔外冷却，冷却后返回到第三、第四段填料层。11、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发明作进一步详细描述。
图1是本发明的工艺流程图。图2是本发明的鼓泡吸收器结构简图。图3是本发明的填料洗涤器结构简图。图4是本发明的循环吸收分离器结构简图。
具体实施例方式无动力低温等压氨回收方法
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参见图1，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的弛放气入口 23之前增加了循环吸收分离器1，循环吸收分离器1的高浓度氨水出口和进口与新增加的塔外氨水冷却器2 的高浓度氨水的进出口连接，形成高浓度氨水的吸收、冷却循环回路；填料洗涤器9气体出口与水分离器3连接，进水口与除盐水泵5连接，在除盐水泵5的进口或出口增加了除盐水冷却器4 ；在填料洗涤器9下部的外面增加了第一塔外小氨水冷却器6和第二塔外小氨水冷却器7，分别冷却第二段填料层出口和第三段填料层出口的稀氨水，冷却后的稀氨水分别返回第三段填料层入口和第四段填料层入口。通过以上改进，大幅度提高了等压氨回收装置的吸收能力，为无动力低温等压氨回收创造了所需的条件。无动力低温等压氨回收方法将不再用目前普遍采用的用循环冷却水冷却氨水的方法，采用本人另外的新技术，用来自氨回收器的-6 0°C低温液氨和 15°C左右冷液氨的生产余冷去冷却氨水和除盐水；参见图1、图2，来自氨回收器的-6 0°C低温液氨，经低温液氨进口 64先进入塔外氨水冷却器2冷却高浓度氨水，之后大部分低温液氨去鼓泡吸收器8内的各双程内冷却器40冷却浓氨水，再去各盘管式冷却器39冷却氨水，之后由低温液氨出口 66出系统，去其它的低温冷交换器，或去液氨储槽；另一少部分低温液氨去除盐水冷却器4，冷却除盐水后去低温液氨出口 66 ；双程内冷却器40出口的低温液氨也可以去第一塔外小氨水冷却器6 和第二塔外小氨水冷却器7冷却稀氨水；来自氨回收器15°C左右的冷液氨，经冷液氨进口 65去第一塔外小氨水冷却器6和第二塔外小氨水冷却器7冷却稀氨水，也可以去盘管式冷却器39冷却氨水，之后经冷液氨出口 67去冷交换器，或去液氨储槽，如果低温液氨够用，则不用冷液氨；用低温液氨、冷液氨取代循环冷却水，不但移走了氨的溶解热，冷却氨水不再消耗动力，也降低了各处氨水和除盐水的温度，在低于冷却水温度的低温下吸收氨，改变了传统的吸收氨的条件，后者是主要目的。将塔外氨水冷却器2内的高浓度氨水温度降到5°C左右，将除盐水冷却器4内的除盐水也降到5°C左右，由在冬季的20°C左右、在夏季的40°C左右吸收氨，改为常年在低温下吸收氨，从而大大优化了吸收条件，明显地提高了吸收效果，可以达到在常温或略高于常温下吸收氨所无法达到的技术指标和吸收效果。从塔外氨水冷却器2到鼓泡吸收器8内各双程内冷却器40、各盘管式冷却器39， 冷却面积是按由下而上逐渐减少分配的。以上各冷却器的面积，是按从塔外氨水冷却器2 到各塔隔板30、各鼓泡塔板10吸收氨的量在逐渐减少，所放出的溶解热也在逐渐减少，各冷却器的冷却负荷也逐渐减少而分配的，符合吸收氨的实际工况，可以充分发挥各吸收塔板的作用。等压氨回收装置增加了带有冷却器的吸收段数和吸收塔板层数，冷却面积分配的合理，大幅度地提高了中、高浓度区域的吸收能力。用本人另外的新技术，在氨回收器已经将弛放气中氨含量由50% (体积)左右降到20% (体积)左右，等压氨回收入口弛放气气氨量减少到原来的四分之一，吸收氨的反应热也减少到原来的四分之一，冷却负荷大幅度降低，加入的水量和制备的氨水量都将大幅度减少；而在氨回收器又将弛放气的温度也由传统的常温或略低于常温降低到-6 0°C，降低了进入等压氨回收弛放气的温度，又减轻了等压氨回收的冷却负荷，这些，不但为上面利用很有限的生产余冷冷却氨水创造了条件，由于加入的水量和制备的氨水量都大幅度减少，也为将等压氨回收的氨水直接去尿素的一吸塔创造了条件；在入口弛放气氨含量降到20% (体积)左右时，在常温下是难以制备45% (重量) 左右高浓度氨水的，由于在低温下吸收氨，仍然可以将氨水浓度提高到45% (重量)左右， 又为制备的高浓度氨水直接去一吸塔创造了条件。45% (重量)左右的高浓度氨水的氨浓度已经超过尿素二甲液氨的浓度，也超过一甲液的氨浓度。用本人另外的新技术，将入口的弛放气氨含量由50% (体积)左右降到 20% (体积)左右后，加入的水量减少到原来的四分之一，氨水量也大大减少；而氨水的浓度由15% (重量)左右提高到45% (重量)左右后，加入的水量又减少到原来的四分之一以下，这样，加入的水量已经减少到原来的十七分之一，由氨水带入一吸塔的水已经非常少，仅占一甲液量的0. 32%左右，对尿素合成的水碳比影响已经极小。等压氨回收塔的压力高于一吸塔的压力，浓度为45% (重量)左右的高浓度氨水不用泵可以直接去一吸塔，经一甲泵加压后去尿素合成塔生产尿素，氨水不再去尿素的解吸系统和深度水解系统蒸馏、提浓，回收、利用等压氨回收所产的氨水不再消耗大量的蒸汽和动力。在除盐水泵5之前(或之后)增加了除盐水冷却器4，通过降低除盐水的温度，达到降低填料洗涤器9上部和中部吸收温度的目的。填料洗涤器9的理论塔板数在六十块左右，又将吸收氨用的水冷却到5°C左右，填料洗涤器9上部在低温下吸收氨，还可以将填料洗涤器9第二段填料层和第三段填料层落下的稀氨水分别去第一塔外小氨水冷却器6冷却和去第二塔外小氨水冷却器7冷却，之后分别返回下一段填料层，又提高了填料洗涤器9下部吸收、洗涤氨的能力。通过以上各措施，可以将出口尾气的氨含量由目前的0.5% (体积)左右，降到0.0020% (体积)以下， 尾气的氨含量降低250倍以上，尾气经过水分离器3可以直接去氢气回收系统，不用再消耗动力去净氨，也不再产生稀氨水，不用消耗蒸汽和电去蒸馏、提浓稀氨水。将用除盐水改为用尿素的解吸废水，解吸废水是废物利用，不需要特意制备，解吸废水有余压可以利用，使加入到系统的水也不消耗动力。由于高浓度氨水直接去一吸塔，除盐水泵5电耗实际是用在了加入一吸塔的氨水上，相当于除盐水泵5替尿素的二表泵和二甲泵做了功。这样，通过以上措施，可以实现等压氨回收包括氨水的利用在内的全部过程不消耗动力，实现无动力低温等压氨回收，大大提高了等压氨回收的经济效益和环保效益。等压氨回收装置的结构、形式参见图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；循环吸收分离器1、塔外氨水冷却器2、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是新增加的设备；塔外氨水冷却器2、第一塔外小氨水冷却器6和第二塔外小氨水冷却器7、除盐水泵5、除盐水冷却器4是化工常用的结构形式。
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，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1、图2，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、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71的中部设有液位计接口 74、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 22和下部的弛放气入口 23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，上部有连通口 37，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1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8筒体35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上安装有双程内冷却器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；筒体35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M、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21，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；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19内有隔板。可以通过改变换热管沈的长度和根数，灵活地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与下面的氨水进口 20在筒体35外连接，下面的弛放气出口观在筒体 35外接塔隔板30上面多管式气体分布器四的入口。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包括筒体44，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底部有连接法兰53与鼓泡吸收器8上部的法兰38连接；筒体44内上部是丝网除沫器41，下面有液体分布器42，液体分布器42下面是装有规整填料的一段或一段以上的填料层。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的作用是对上一段填料层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之前设有除盐水冷却器4，用于降低加入到填料洗涤器9的除盐水或解吸废水的温度。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，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。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，以便于低温液氨或冷却水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，也增加了设备的重量和造价。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。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35263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。
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权利要求
1.一种无动力低温等压氨回收方法，其特征在于等压氨回收装置的几个或全部的冷却器用温度低于冷却水的液氨冷却氨水及吸收氨用的水；所述的冷却器包括鼓泡吸收器(8) 内的双程内冷却器GO)、盘管式冷却器(39)、塔外氨水冷却器O)、除盐水冷却器(4)、第一塔外小氨水冷却器(6)和第二塔外小氨水冷却器(7)。
2.按照权利要求1所述无动力低温等压氨回收方法，其特征在于用液氨将等压氨回收的高浓度氨水、浓氨水、稀氨水、等压氨回收装置吸收氨用的水等几种液体中的一种或一种以上冷却到温度低于冷却水的温度，在低于冷却水温度下吸收氨。
3.按照权利要求1所述无动力低温等压氨回收方法，其特征在于鼓泡吸收器(8)内共有二层至十二层带有冷却器、气体分布器的塔隔板(30)和鼓泡塔板(10)；上部的填料洗涤器(9)内一段或一段以上的填料层的规整填料总高度三米至十二米；填料洗涤器(9)下部的二段规整填料之间的段间稀氨水去外部的冷却器，冷却后返回下一段填料层。
4.按照权利要求1或3所述无动力低温等压氨回收方法，其特征在于在鼓泡吸收器 (8)弛放气入口之前设有循环吸收分离器(1)，弛放气先进入循环吸收分离器(1)，先在塔外吸收氨，被氨水以并流、逆流方式吸收氨，高浓度氨水在循环吸收分离器(1)和新增加的塔外氨水冷却器(2)之间不需要外来动力自动进行吸收、冷却、吸收的循环，外部冷却加内部冷却吸收氨。
5.按照权利要求1所述无动力低温等压氨回收方法，其特征在于从塔外氨水冷却器 ⑵到鼓泡吸收器⑶内的各双程内冷却器(40)、各盘管式冷却器(39)的冷却面积是按逐渐减少分配的。
6.按照权利要求2所述无动力低温等压氨回收方法，其特征在于在除盐水泵( 之前或之后增加了除盐水冷却器G)，用低温液氨冷却吸收氨用水；改用尿素的解吸废水吸收氨。
7.一种等压氨回收装置，其特征在于包括等压氨回收塔，等压氨回收塔由下部的鼓泡吸收器(8)、上部的填料洗涤器(9)两部分组成。
8.按照权利要求7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)底部有法兰(53)与鼓泡吸收器(8)顶部的法兰(38)连接，筒体G4)内上部是丝网除沫器(41)，下面有液体分布器(42)，液体分布器 (42)下面是装有规整填料的一段或一段以上的填料层；在第一段填料层和第二段填料层G6)的两段填料层之间设有液体再分布器G5)；或在第二段填料层G6)的下面设有带稀氨水一次出口(57)的第一收集槽(47)、带有氨稀水一次进口(56)的第二液体分布器G8)和第三段填料层(49)，在筒体04)外增加第一塔外小氨水冷却器(6)，并与稀氨水一次出口(57)和氨稀水一次进口(56)连接；或在第三段填料层G9)下面设有带稀氨水二次出口(5 的第二收集槽(50)、带有稀氨水二次进口(54)的第三液体分布器(51)和第四段填料层(52)，在筒体04)外增加第二塔外小氨水冷却器(7)，并与稀氨水二次出口(5 和氨稀水一次进口(56)连接。
9.按照权利要求7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 内的上部设有一层或一层以上带有盘管式冷却器(39)的鼓泡塔板(10)，在盘管式冷却器(39)与鼓泡塔板(10)之间设有管式气体分布器(1 ；筒体(3 内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(40)，双程内冷却器00)下面设有多管式气体分布器09)；底部的双程内冷却器GO)下面无塔隔板(30)；每组盘管式冷却器(39)由一根或一根以上渐开线形盘管(11)、进口总管(32)、出口总管(33)、进口管(31)、出口管(34)和支撑固定件等组成，在其下面有管式气体分布器(12)、 鼓泡塔板(10)，在鼓泡塔板(10)与筒体(3 之间安有降液板(36)，在鼓泡塔板(10)的中间安装有升气管(14)、外套管(1 、在其底部安装有折流除沫器(15)，排液液封管(16)；进口总管(32)、出口总管(33)、进口管(31)、出口管(34)都在筒体的同一侧；每组双程内冷却器GO)包括上集液盒(19)、下集液盒(M)、数量很多的换热管06)、 圆形、环形的支撑板(25)、分别伸出筒体(3 两侧的进液管(18)和出液管(27)，在上集液盒(19)、下集液盒04)的中心都留有气液通道(21)，与筒体(35)之间也留有较大的气液通道；上集液盒(19)内在进液管(18)和出液管(XT)之间有隔板；各盘管式冷却器(39)、各双程内冷却器00)的冷却面积都互不相同，都是由上而下逐渐增加的。
10.按照权利要求7所述的等压氨回收装置，其特征在于在鼓泡吸收器(8)之前设有循环吸收分离器(1)，循环吸收分离器(1)包括筒体(71)，循环吸收分离器(1)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)，其它有两个液位计接口(74)、 (75)；浓度氨水进口(85)、气体出口(70)分别与鼓泡吸收器(8)底部的浓氨水出口 02)和下部的弛放气进口接，高浓度氨水出口(80)、高浓度氨水进口(76)分别与塔外氨水冷却器O)的高浓度氨水进出口连接。
全文摘要
本发明涉及一种氨回收工艺和设备，即合成氨厂弛放气无动力低温等压氨回收方法及等压氨回收装置。等压氨回收装置的几个或全部的冷却器用温度低于冷却水的液氨冷却氨水及吸收氨用的水。冷却器包括鼓泡吸收器内的双程内冷却器、盘管式冷却器、塔外氨水冷却器、除盐水冷却器、第一塔外小氨水冷却器和第二塔外小氨水冷却器。实现不用冷却水冷却氨水，节省了动力；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，既保证了所需的冷却面积，又不浪费冷却面积，充分发挥了各塔板吸收氨的能力。
文档编号C01C1/12GK102389689SQ201110302728
公开日2012年3月28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