一种氨气净化系统的制作方法

本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种酸性水汽提装置或酸性水酚氨回收装置的氨气净化系统。

背景技术：
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酸性水来源于煤化工、石油化工装置，具体来源包括煤化工的变换、半水煤气脱硫、煤低温干馏、气化、煤焦油深加工装置，石油化工的加氢裂化、加氢精制、常减压等装置。主要污染物包括硫化氢、氨氮、酚类等，对人及环境都有很大危害，需要对其进行处理，以回收氨、酸性气，节约水资源，保护环境，促进经济的可持续发展。

现有酸性水处理工艺回收的合格氨水或液氨存在很多缺点，例如硫化物、酚杂质含量高，难以综合利用，能耗高，投资大。如将回收氨水用于锅炉烟气氨法脱硫时，会产生氧化率下降、电耗增加、离心机故障率提高等问题。主要原因在于三级分凝后的粗氨气杂质含量高，使用常规洗涤塔因循环洗涤液杂质吸收能力有限、单级吸收、未采取进一步的净化手段精制洗涤后精氨气等原因，难以有效净化，难以满足下游生产需要。

申请号CN201220738861.6的中国专利公开了一种氨气净化系统，包括：氨气净化塔(1)，其具有位于下部的待净化氨气入口(11)，位于上部的氨水入口(14)，位于顶部的已净化氨气出口(13)，位于底部的塔釜液出口(12)以及位于该待净化氨气入口(11)和该氨水入口(14)之间的填料段(15)；氨气吸收冷却器(2)，其与已净化氨气出口(13)流体连通，用于将来自该氨气净化塔(1)的已净化氨气稀释成氨水，但受制于氨水吸收硫化物、酚的化学平衡，氨水产品难以满足下游生产需要。

申请号CN201520205457.6的中国专利公开了一种用于碎煤加压气化污水处理工艺的氨气净化系统及其酚氨回收装置。所述氨气净化系统包括：脱氨塔、三级冷凝分液装置、氨气净化塔、碱液槽和中间循环管线；其中，所述脱氨塔经所述三级冷凝分液装置和中间循环管线与所述氨气净化塔底部相连，所述氨气净化塔又在塔顶与所述碱液槽连通；所述氨气净化塔经除氨后的塔釜液一部分并入中部循环管线返回氨气净化塔继续做吸收剂，另一部分返回碱液槽循环使用。利用碱液吸收氨气净化塔中氨气，使氨水中酚含量达到送往烟气脱硫装置酚含量指标，该工艺未分级吸收，碱液消耗量大，废水处理成本高，且未对工艺过程进行有效控制。

申请人提出一种一体化氨气净化系统，通过碱液、新鲜氨水、循环洗涤液分段洗涤净化粗氨气，段与段之间根据需要设置只允许气体通过的隔板，并使用精制系统进一步处理洗涤后的精氨气，有效去除粗氨气中的杂质，其中硫化氢、酚去除效率不低于95％，使洗涤、精制后的精氨气满足下游吸收系统或压缩冷凝系统需要，生产出合格的氨水/液氨，满足工业生产应用要求，如用于氨法脱硫，占地小，投资和运行费用低。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于，提供一种设备投资省，分段洗涤精制，有害杂质脱除效率高，满足下游生产需要的氨气净化系统。

本实用新型的技术方案是，一种氨气净化系统，包括氨气净化塔3、循环洗涤冷却器4、精制设备11，氨气净化塔包括从下至上的加热段20、循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22和碱液洗涤段23，其中循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22各设置若干层(如1-3层)喷淋层，在循环洗涤段21设有粗氨气入口1、循环洗涤液入口7，新鲜氨水洗涤段22设有新鲜氨水入口8，加热段下端设有循环洗涤液出口5，循环洗涤冷却器4通过管道和循环洗涤液出口5、循环洗涤液入口7连接；碱液洗涤段上部设有精氨气出口2，精氨气出口通过管道连接精制设备11。

进一步地，氨气净化塔还设有碱液洗涤段23，碱液洗涤段上部设有精氨气出口2、碱液入口9，碱液洗涤段设有若干除雾器，除雾器选用屋脊、折流板、填料或丝网型式，或其组合形式。

进一步地，氨气净化塔循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22之间设有只允许气体通过的隔板15。隔板开孔率不低于20％。

进一步地，氨气净化塔碱液洗涤段23、新鲜氨水洗涤段22之间设有只允许气体通过的隔板15。隔板开孔率不低于20％。

进一步地，氨气净化塔加热段设有循环洗涤液出口5，塔釜液出口6，并设有加热装置。加热装置通过管道分别与热源16、冷媒17连接，热源16可选用蒸汽/热水/热油，选用蒸汽时，冷媒17为蒸汽冷凝液。

进一步地，循环洗涤冷却器4通过管道分别与循环上水18、循环回水19连接，通过循环冷却控制循环洗涤液温度。

进一步地，精制设备11包括吸附设备、氧化设备、结晶设备的至少1种，优选吸附+氧化设备。

进一步地，氨气净化塔加热段20设有塔釜液出口6，塔釜液出口6通过管道、泵与酸性水储存系统13连接。

进一步地，塔釜液出口6管道上设有调节阀，氨气净化塔设有液位计24，调节阀与液位计通过控制电缆连接。通过调节阀、液位计、控制电缆连锁控制加热段液位不低于0.5m。

循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22设有气液分布器14，气液分布器选用填料、筛板或格栅，选用填料时，填料比表面积不小于200m²/m³。

氨气净化塔设有若干温度检测设备、压力检测设备，氨气净化塔正常操作温度25-55℃，正常操作压力0.1-0.3MPa。

本实用新型的工艺流程为：酸性水汽提装置或酸性水酚氨回收装置三级分凝来的粗氨气从氨气净化塔循环洗涤段进入，依次经循环洗涤液、新鲜氨水、碱液洗涤吸收，粗氨气中的硫化氢、酚被洗涤脱除，除雾后的精氨气经精制设备11进一步精制后去下游吸收或压缩冷凝设备12。

硫化氢去除效率≥98％，酚去除效率≥98.5％，精氨气硫化氢含量≤20ppm，酚含量≤15ppm。

本实用新型与现有技术相比，通过碱液、新鲜氨水、循环洗涤液分段洗涤净化粗氨气，段与段之间根据需要设置只允许气体通过的隔板，并使用精制设备精制精氨气，有效去除粗氨气中的杂质，满足下游生产需要，占地小，投资和运行费用低。

附图说明：

图1为本实用新型示意图

附图标记说明，其中：1、粗氨气入口2、精氨气出口3、氨气净化塔4、循环洗涤冷却器5、循环洗涤液出口6、塔釜液出口7、循环洗涤液入口8、新鲜氨水入口9、碱液入口10、碱液出口11、精制设备12、吸收或压缩冷凝设备13、酸性水储存系统14、气液分布器15、隔板16、热源17、冷媒18、循环上水19、循环回水20、加热段21、循环洗涤段22、新鲜氨水洗涤段23、碱液洗涤段24、液位计。

具体实施方式

本实用新型的氨气净化系统包括氨气净化塔3、循环洗涤冷却器4、精制设备11，氨气净化塔包括加热段20、循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22，循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22各设置若干层喷淋层，循环洗涤段21设有粗氨气入口1、循环洗涤液入口7，新鲜氨水洗涤段22设有新鲜氨水入口8，加热段设有循环洗涤液出口5，循环洗涤冷却器4通过管道和循环洗涤液出口5、循环洗涤液入口7连接。

氨气净化塔还设有碱液洗涤段23，碱液洗涤段上部设有精氨气出口2、碱液入口9，并设有2层屋脊除雾器。

氨气净化塔循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22之间设有只允许气体通过的隔板15。隔板开孔率27％。

氨气净化塔碱液洗涤段23、新鲜氨水洗涤段22之间设有只允许气体通过的隔板15。隔板开孔率29.4％。

氨气净化塔加热段设有循环洗涤液出口5，塔釜液出口6，并设有加热装置。加热装置通过管道分别与热源16、冷媒17连接，热源16选用蒸汽，冷媒17为蒸汽冷凝液。

循环洗涤冷却器4通过管道分别与循环上水18、循环回水19连接，通过循环冷却控制循环洗涤液温度25-32℃。

精制设备11包括吸附设备+氧化设备，氧化设备为氧化铁氧化设备，将氨气中的少量硫化氢氧化为硫磺或转化为硫化亚铁。

氨气净化塔加热段20设有塔釜液出口6，塔釜液出口6通过管道、泵与酸性水储存系统13连接，不合格的塔釜液送酸性水储存系统13后送酸性水汽提单元。

塔釜液出口6管道上设有调节阀，氨气净化塔设有双法兰压差变送液位计24，调节阀与液位计通过控制电缆连接，并使用DCS控制，通过调节阀、液位计、DCS连锁控制加热段液位0.8-1.2m。

循环洗涤段21、新鲜氨水洗涤段22设有气液分布器14，气液分布器选用多孔筛板，筛板孔径5-20mm，厚度1.5-4mm。

氨气净化塔正常操作温度25-55℃，正常操作压力0.1-0.3MPa。

本实用新型工作的工艺流程为：酸性水酚氨回收装置三级分凝来的粗氨气(流量5500Nm³/h，硫化氢0.6％，酚0.4％，水1.5％，温度38℃，压力0.2MPa)从氨气净化塔循环洗涤段进入，依次经循环洗涤液(流量50m³/h)、新鲜氨水(流量2.5m³/h)、碱液洗涤吸收(流量0.3-0.5m³/h)，粗氨气中的硫化氢、酚被洗涤脱除，两级除雾后的精氨气从净化塔顶部去下游吸附除酚除硫设备、氧化铁氧化设备处理后，送氨气吸收装置吸收成20-25％氨水。

氨气净化塔加热段通过蒸汽加热控制操作温度45-50℃。

硫化氢去除效率≥99％，酚去除效率≥99％，精氨气硫化氢含量10-14.8ppm，酚含量15-19.3ppm。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。