專(zhuān)利名稱(chēng)：：碳酸氫銨生產(chǎn)中氨的回收處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是對(duì)碳酸氫銨生產(chǎn)過(guò)程中含氨氣體中氨的回收處理方法。在碳酸氫銨生產(chǎn)過(guò)程中，有多處的尾氣或排放氣中都含有氨，為減少浪費(fèi)和對(duì)空氣的污染，通常用水作為吸收劑洗滌回收氣體中的這些氨。因此在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中因氣體洗滌會(huì)產(chǎn)生出大量的稀氨水。為解決再次產(chǎn)生的污染及氨的回收，中國(guó)專(zhuān)利85102791A和86104483A介紹了利用蒸餾或分餾回收稀氨水中氨的方法。其不足之處在于需要蒸餾設(shè)備及消耗熱能?！痘きh(huán)保》1986年第6卷和《化工環(huán)保管理與信息》1990年第2期上分別介紹了另一種方法，采用了一點(diǎn)加入軟水，用不同濃度稀氨水分段吸收不同含氨氣體及增設(shè)用石灰窯窯氣碳化以充分利用稀氨水的措施。在這個(gè)方法中，由于整個(gè)處理系統(tǒng)所需的軟水都是從對(duì)氨洗凈度要求很高的碳化尾氣洗滌處加入，對(duì)其它各處的含氮?dú)怏w則只用不同濃度的稀氨水進(jìn)行洗滌，因此這些氣體中的氨不可能吸收完全，最終仍要隨排放氣進(jìn)入大氣。雖然這樣可實(shí)現(xiàn)“水平衡”，但氣體中的氨并未被充分回收，因而仍存在有氨對(duì)空氣的污染。另一方面，在這一方法中，由于對(duì)碳化尾氣洗滌所用的水量決定了整個(gè)氣體洗滌系統(tǒng)中的稀氨水總量，石灰窯窯氣碳化在使這些稀氨水得以“消化”而實(shí)現(xiàn)“水平衡”中則是不可缺少的重要一環(huán)。但是能否具有可以利用的石灰窯窯氣要受客觀條件限制。當(dāng)無(wú)可以利用的石灰窯窯氣時(shí)，稀氨水必然過(guò)剩，環(huán)境污染問(wèn)題也將隨之產(chǎn)生。仔細(xì)分析稀氨水的產(chǎn)生過(guò)程不難發(fā)現(xiàn)，作為易揮發(fā)組分存在于氣體中的氨被洗滌時(shí)在氣液兩相間進(jìn)行的傳質(zhì)過(guò)程除傳質(zhì)方向相反外，其本質(zhì)與蒸餾或分餾相同。在蒸餾，尤其是在分餾和精餾過(guò)程中，提高和保證傳質(zhì)效率的重要措施是控制回流比，通過(guò)適當(dāng)回流液的循環(huán)，使易揮發(fā)組分在每一傳質(zhì)局部的氣液兩相間都處于或接近平衡狀態(tài)。而目前氣體中氨的洗滌吸收過(guò)程卻不具備這個(gè)條件，氣液間實(shí)際上只經(jīng)過(guò)一次接觸，每一傳質(zhì)局部的氨均未能達(dá)到平衡狀態(tài)，傳質(zhì)效率低，因而產(chǎn)生出大量“稀薄”的稀氨水。目前的各種氨回收方法由于都是在這種稀氨水已大量產(chǎn)生后才作處理，因而難以根本解決問(wèn)題。根據(jù)上述分析，本發(fā)明首先的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)提高傳質(zhì)效率使碳酸氫銨生產(chǎn)過(guò)程中的氨充分回收的方法。本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種使碳酸氫銨生產(chǎn)中的氨充分回收而解決環(huán)境污染的方法。本發(fā)明的方法采用了對(duì)含氨氣體先用稀氨水洗滌，然后再用定量軟水洗滌的處理方式。在用稀氨水洗滌時(shí)，使部分稀氨水不斷進(jìn)行循環(huán)回流，其余部分取出另作它用，同時(shí)不斷用更低濃度的稀氨水(例如來(lái)自軟水洗滌過(guò)程的稀氨水)進(jìn)行補(bǔ)充，以維持穩(wěn)定的循環(huán)回流量。被取出的稀氨水可用于洗滌處理具有更高含氨量的氣體，或送去制備生產(chǎn)所需的濃氨水。稀氨水的循環(huán)回流可借助循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)。由于在稀氨水洗滌過(guò)程中建立了循環(huán)回流體系，使氣液間能夠反復(fù)多次接觸，其中的氨就可逐漸處于或接近平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最佳的傳質(zhì)效果。在條件允許的情況下，增大循環(huán)回流量將有助于實(shí)現(xiàn)平衡，提高氨的吸收效率。洗滌過(guò)程中檢測(cè)吸收效果和控制循環(huán)回流量的重要依據(jù)是實(shí)際操作條件下氨的相平衡數(shù)據(jù)，雖然它要受操作時(shí)溫度，壓力及氨的原始濃度等條件變化的影響，但在一定的操作條件下，通過(guò)計(jì)算和/或?qū)崪y(cè)是不難得到這些數(shù)據(jù)的。使稀氨水循環(huán)回流時(shí)的方式不同，效果也不同。一種是使稀氨水在洗滌過(guò)程中進(jìn)行整體性大循環(huán)的回流方式，另一種是按照氣體處理前后氨含量由高到低的必然變化將洗滌過(guò)程分為若干濃度梯度段，各段中分別建立循環(huán)的局部性回流方式。后者的效果將明顯優(yōu)于前者。采用后者的方式時(shí)，由各段中取出的稀氨水可依次進(jìn)入其相鄰的下一高濃度段作為維持該段中循環(huán)回流量的補(bǔ)充液使用。因此，將濃度梯度段分細(xì)，盡量減小每相鄰兩段間的濃度差，對(duì)洗滌過(guò)程中氨吸收平衡的實(shí)現(xiàn)和保持是有利的。使洗滌吸收用的稀氨水具有適當(dāng)?shù)奶蓟?，尤其?dāng)采用分段循環(huán)回流方式時(shí)使最高濃度段中的稀氨水具有稍高的碳化度，是提高氨吸收效果和減輕其后各步洗滌負(fù)荷的一個(gè)有效措施。但為避免在洗滌后的氣體中帶入過(guò)多二氧化碳，碳化度以不超過(guò)70%為好。使稀氨水具有碳化度的簡(jiǎn)便方法是根據(jù)需要向稀氨水中加入適量濾除碳酸氫銨產(chǎn)品后的碳化母液。降低溫度可增大氨在水中的溶解度，同時(shí)由于其溶解本身也是個(gè)放熱過(guò)程，因此條件允許時(shí)盡可能降低洗滌溫度是有利的?？紤]到生產(chǎn)系統(tǒng)中能源和冷量的綜合利用，至少可以將溫度控制在低于室溫的范圍內(nèi)。本發(fā)明的上述方法除可在生產(chǎn)系統(tǒng)中各處含氨氣體處理時(shí)分別使用外，也可用于將不同類(lèi)型的含氨氣體和/或各處的稀氨水分別匯總后相對(duì)集中處理。無(wú)論何種方式，由于在洗滌處理過(guò)程中氨始終能保持或接近最佳傳質(zhì)狀態(tài)，因此氣體中的氨可以被充分回收，同時(shí)又最大限度地減少了洗滌水量。既使不采用石灰窯窯氣碳化也能實(shí)現(xiàn)無(wú)過(guò)剩稀氨水產(chǎn)生和排放，環(huán)境污染問(wèn)題基本解決。下面以在板式洗滌吸收塔中處理碳化尾氣的過(guò)程為例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的方法。但本發(fā)明方法的范圍并不僅限于下述的實(shí)例。塔的中下部為稀氨水洗滌區(qū)，上部為軟水洗滌區(qū)。氨含量為30.95克/米3的碳化尾氣自塔底進(jìn)入，軟水按生產(chǎn)碳酸氫銨所需的0.25噸/噸碳銨定量自塔頂加入。稀氨水洗滌區(qū)中每2-3塊塔板區(qū)間為一濃度梯度段，各段中的稀氨水在不發(fā)生液泛的前提下分別由循環(huán)泵維持15-20米3/小時(shí)循環(huán)量的循環(huán)回流，除維持循環(huán)回流量的部分外，各段中其余部分的稀氨水依次進(jìn)入相鄰的下一高濃度段使用。塔底部最高濃度段中的稀氨水的氨含量為60-100滴度，其中適當(dāng)加入碳化母液，維持碳化度為60%左右。此濃度段中的稀氨水除維持上述循環(huán)量的部分外，其余部分取出，或進(jìn)入其它氨洗滌系統(tǒng)綜合使用，或送去制備濃氨水。稀氨水洗滌區(qū)的操作溫度應(yīng)不高于25℃。對(duì)洗滌過(guò)程實(shí)際檢測(cè)，稀氨水洗滌區(qū)中部液相中氨為20-40滴度，碳化度10-15%;氣相中氨為11.2克/米3，二氧化碳≤0.3%，接近平衡狀態(tài)。出稀氨水洗滌區(qū)時(shí)的氣體氨含量為4克/米3。此氣體在低于20℃條件下經(jīng)軟水洗滌區(qū)用軟水常規(guī)洗滌處理后，出塔氣體中氨＜0.2克/米3，二氧化碳＜0.2%，可直接作合成氨原料氣使用。上述過(guò)程可以在一個(gè)洗滌塔中完成，也可經(jīng)依次設(shè)置的若干洗滌塔連續(xù)完成。處理過(guò)程中，凡可用作合成氨原料氣的含氨氣體均可并入碳化尾氣一同處理;其它洗滌系統(tǒng)中的稀氨水也可按其濃度的不同分別進(jìn)入此過(guò)程中的不同循環(huán)回流段中被綜合使用。以下兩表可以說(shuō)明水溫及碳化度對(duì)氨吸收的影響。表1水溫與氨溶解度關(guān)系<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">水溫(℃)01020304050100克水中溶解的氨(克)87.567.952.640.330.722.9</table></tables>表2碳化度對(duì)氨平衡分壓的影響(20℃，稀氨水濃度為95-151滴度)</tables>權(quán)利要求1.一種用軟水和稀氨水作為洗滌吸收液回收碳酸氫銨生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含氨氣體中氨的方法，其特征在于對(duì)含氨氣體先用碳化度低于70%的循環(huán)回流稀氨水洗滌吸收至氨在氣液兩相間處于或接近平衡后，一部分稀氨水被取出，其余部分與更低濃度的稀氨水混合后繼續(xù)循環(huán)回流，經(jīng)稀氨水洗滌后的氣體再用定量軟水洗滌。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在稀氨水洗滌過(guò)程中，按照洗滌前后氣體中氨含量由高到低的過(guò)程分為不同的濃度梯度段，各段中的稀氨水分別進(jìn)行循環(huán)回流，每段中被取出的稀氨水均進(jìn)入其相鄰的下一高濃度段的循環(huán)回流，其余部分與來(lái)自其相鄰的上一低濃度段的稀氨水混合后繼續(xù)在該段循環(huán)回流，含氨氣體依次經(jīng)過(guò)由高到低的各濃度段進(jìn)行洗滌。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在氨含量由高到低的各濃度梯度段中，稀氨水中的碳化度也依次遞減。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所說(shuō)的最高濃度梯度段稀氨水中的碳化度由加入濾除碳酸氫銨后的碳化母液而實(shí)現(xiàn)。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于整個(gè)洗滌過(guò)程在低于室溫的條件下進(jìn)行。6.如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于所說(shuō)的含氨氣體為碳化過(guò)程后的尾氣。全文摘要本發(fā)明是一種碳酸氫銨生產(chǎn)過(guò)程中氨的回收處理方法。對(duì)含氨氣體先用稀氨水洗滌后再用定量軟水洗滌。在用稀氨水洗滌時(shí)，通過(guò)采取維持部分稀氨水循環(huán)回流的措施，既可使氣體中的氨被充分回收，又大大減少了總的洗滌用水量，解決了目前碳酸氫銨生產(chǎn)中因各種形式氨的排放所造成的環(huán)境污染問(wèn)題。文檔編號(hào)C01C1/26GK1061389SQ9010617公開(kāi)日1992年5月27日申請(qǐng)日期1990年11月12日優(yōu)先權(quán)日1990年11月12日發(fā)明者李達(dá)丁,謝永新,張安平,劉世勝,王超,王憲利,江韋清,文仕純,蒙應(yīng)松,秦澤榮,劉杰,陳章林,劉淑群申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第七○一八工廠