硝酸磷肥尾氣脫氨裝置及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硝酸磷肥尾氣脫氨裝置及其工藝。本裝置主要包括：噴淋塔、吸收液循環(huán)泵、硝（磷）酸溶液儲(chǔ)罐、硝（磷）酸溶液加料泵、靜態(tài)混合器、吸收液冷卻器、復(fù)檔除霧器及引風(fēng)機(jī)。噴淋塔底部為吸收液池，上部設(shè)置噴淋層，吸收液池通過循環(huán)泵、混合器和冷卻器與噴淋層相連，混合器又和硝（磷）酸儲(chǔ)罐連接，塔出口設(shè)置除霧器和引風(fēng)機(jī)，吸收液池和硝酸磷肥主生產(chǎn)線相連。本發(fā)明的工藝如下：尾氣從塔下部進(jìn)入，自下而上流經(jīng)噴淋段進(jìn)行吸收，離開塔頂?shù)臍怏w由除霧器除霧，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排空。吸收液由循環(huán)泵輸送，經(jīng)冷卻器后送入噴淋層。新鮮硝（磷）酸溶液用泵從儲(chǔ)槽打入混合器，混入吸收液中。吸收生成的硝（磷）酸銨，送至主生產(chǎn)線生產(chǎn)硝酸磷肥。
【專利說明】硝酸磷肥尾氣脫氨裝置及其エ藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地說，是關(guān)于ー種硝(磷)酸磷肥尾氣脫氨裝置和エ藝?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]硝酸磷肥是富含氮和磷的高效復(fù)合肥。硝酸磷肥生產(chǎn)過程中，在中和エ段產(chǎn)生含氨中和尾氣，在轉(zhuǎn)化工段產(chǎn)生含氨轉(zhuǎn)化尾氣，這兩股含氨尾氣經(jīng)氨吸收塔處理后進(jìn)入尾氣總管排入大氣。目前，エ廠使用的氨吸收塔為填料塔，以エ藝廢液為吸收劑，對(duì)含氨尾氣進(jìn)行洗滌。由于尾氣中的氟化氫氣體溶入吸收液后形成硅膠，經(jīng)常堵塞填料塔，降低了填料塔的吸收效率，致使尾氣中氨含量超標(biāo)，不僅造成氨的損失，而且污染環(huán)境。此外，吸收液進(jìn)入エ廠廢水處理和循環(huán)系統(tǒng)，回收的氨未能加以利用，造成資源浪費(fèi)。硝酸磷肥尾氣具有“兩高一低”的特點(diǎn)，即:溫度高，尾氣溫度71-75°C;含水率高，露點(diǎn)溫度為62°C，尾氣含水率高達(dá)25%，接近飽和狀態(tài)；濃度低，尾氣氨含量小于1%。硝酸磷肥尾氣的這些性質(zhì)使脫氨具有很大的難度。必須開辟新的脫氨エ藝和設(shè)備，以期提高氨的吸收效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種新的脫氨裝置。本發(fā)明的另ー個(gè)目的，在于提供ー種新的脫氨エ藝。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:以エ廠硝(磷)酸溶液為吸收劑，采用噴淋塔對(duì)含氨尾氣進(jìn)行噴淋洗滌，液相中，氨和硝(磷)酸溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硝(磷)酸銨溶液，返回主生產(chǎn)流程，用于生產(chǎn)硝酸磷肥產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。
[0005]本發(fā)明所述的脫氨裝置主要包括:噴淋塔，吸收液循環(huán)泵，硝(磷)酸溶液加料泵，硝(磷)酸儲(chǔ)罐，靜態(tài)混合器，吸收液冷卻器，復(fù)檔除霧器，引風(fēng)機(jī)。噴淋塔按逆流接觸進(jìn)行設(shè)計(jì)，塔釜為吸收液池，噴淋塔上部裝有兩層噴淋層，塔釜通過循環(huán)泵和吸收液冷卻器與噴淋層相連，靜態(tài)混合器安裝在吸收液循環(huán)管路上，分別與塔釜和硝(磷)酸儲(chǔ)槽相連。其特征還在干，將吸收塔塔釜通過管道和硝酸磷肥主生產(chǎn)線相連，用于回收生成的硝酸銨，生產(chǎn)硝酸磷肥。
[0006]根據(jù)以上裝置，本發(fā)明的噴淋塔脫氨エ藝如下:含氨尾氣從塔下部進(jìn)入塔內(nèi)，自下而上流經(jīng)噴淋段，經(jīng)吸收液的洗滌脫氨后從塔頂排出，進(jìn)入復(fù)檔除霧器分離出夾帶的液滴，并由引風(fēng)機(jī)抽出放空。塔釜吸收液由循環(huán)泵輸送，經(jīng)吸收液冷卻器冷卻降溫后送入噴淋層，對(duì)含氨尾氣進(jìn)行噴淋吸收。為了調(diào)節(jié)吸收液的pH值，硝(磷)酸溶液用離心泵從硝(磷)酸溶液儲(chǔ)槽打入靜態(tài)混合器，均勻混合到循環(huán)吸收液中去。吸收過程中生成的硝(磷)酸銨，從塔釜引出送至主生產(chǎn)線生產(chǎn)硝酸磷肥，實(shí)現(xiàn)氨的回收利用。其特征還在于，在吸收液循環(huán)管路上設(shè)置冷卻器，通過對(duì)吸收液溫度的控制，在不便水汽凝結(jié)的情況下，盡量降低吸收過程的溫度，以提高氨的吸收率，同時(shí)利用氣液兩相的溫度差，將吸收液中的水分蒸發(fā)一部分，得到較濃的硝(磷)銨溶液，以減輕主流程溶液蒸發(fā)環(huán)節(jié)的熱負(fù)荷。
[0007]本發(fā)明具有以下有益效果:(1)填料塔存在死區(qū)，容易堵塞，操作不當(dāng)還會(huì)液泛，降低吸收效率；噴淋塔為空塔，無死區(qū)存在，永不堵塞，不會(huì)液泛，操作穩(wěn)定可靠，氣體流動(dòng)阻カ小，風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗低。(2)本發(fā)明采用硝(磷)酸溶液為吸收劑，吸收尾氣中的氨后生成硝(磷)酸銨，通過化學(xué)反應(yīng)過程將氨固定在液相中，減少高溫下液相中氨的揮發(fā)損失，克服了高溫條件對(duì)吸收過程的不利影響，可獲得較高的吸收效率。(3)通過冷卻器調(diào)節(jié)吸收液的溫度在氣體的露點(diǎn)溫度附近，使吸收過程控制在較低的溫度下進(jìn)行，以利于氨的吸收，同時(shí)，通過控制吸收溫度將水分固定在氣相中，避免水汽凝結(jié)降低吸收液的濃度，還可利用氣體的顯熱蒸發(fā)一部分水分，獲得較濃的硝(磷)酸銨溶液返回主流程，減輕主流程上蒸發(fā)器的負(fù)荷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明所述脫氨裝置及エ藝的系統(tǒng)流程圖。圖中，1 ー吸收塔，2 —吸收液池，3 —循環(huán)噴淋層，4 ー復(fù)檔除霧器，5 —引風(fēng)機(jī)，6 —吸收液循環(huán)泵、7—硝(磷)酸溶液儲(chǔ)罐，8 —加料泵，9 ー靜態(tài)混合器，10—吸收液冷卻器。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明所述噴淋脫氨的流程、方法和技術(shù)手段作進(jìn)ー步說明。
[0010]如圖1所不 ,本發(fā)明的尾氣氨回收裝置主要包括一噴淋塔1、一吸收液循環(huán)泵6、一硝(磷)酸溶液儲(chǔ)罐7、ー硝(磷)酸溶液加料泵8、ー靜態(tài)混合器9、一吸收液冷卻器10、ー復(fù)檔除霧器4及一引風(fēng)機(jī)5。噴淋塔1按逆流接觸進(jìn)行設(shè)計(jì)，底部為吸收液池2，上部布置有兩層循環(huán)噴淋層3，吸收液池2通過吸收液循環(huán)泵6和吸收液冷卻器10與循環(huán)噴淋層3相連，靜態(tài)混合器9安裝在吸收液循環(huán)管路上，分別與吸收液池2和硝(磷)酸溶液儲(chǔ)罐7相連，在噴淋塔出口外設(shè)置復(fù)檔除霧器4和引風(fēng)機(jī)5。其特征還在干，將吸收液池2通過管道和硝酸磷肥主生產(chǎn)線相連，用于回收生成的硝(磷)酸銨，生產(chǎn)硝酸磷肥。
[0011]含氨尾氣從噴淋塔1下部進(jìn)入塔內(nèi)，自下而上流經(jīng)噴淋段，氣液兩相接觸，傳熱傳質(zhì)、此過程主要反應(yīng)式為:
nh3+h2o n nh3+h2o n nh:+o『
h++ or n h2o
nh4.+n(V(h2p(V) n nh4no3 (nh4h2po4)
增加硝(磷)酸濃度，可以促使化學(xué)吸收反應(yīng)正向進(jìn)行，生成的銨鹽在溶液中能穩(wěn)定存在，減少液相氨的揮發(fā)損失。氣相經(jīng)吸收液的洗滌脫氨后從塔頂排出，進(jìn)入復(fù)檔除霧器4分離出夾帶的液滴，并由引風(fēng)機(jī)5抽出放空。塔釜吸收液由循環(huán)泵6輸送，經(jīng)吸收液冷卻器10冷卻降溫后送入噴淋層3，對(duì)含氨尾氣進(jìn)行噴淋吸收。冷卻器10中通入冷卻水，從吸收液中移除部分熱量，以降低吸收過程的溫度，同吋，由于吸收液溫度低于氣體，利用氣體的顯熱蒸發(fā)一部分水分，起到濃縮吸收液的作用，獲得濃的硝酸銨溶液返回硝酸磷肥主流程，減輕主流程上蒸發(fā)器的負(fù)荷。控制冷卻器的溫度，使吸收過程控制在氣體露點(diǎn)溫度以上，避免水汽凝結(jié)降低吸收液的濃度。為了調(diào)節(jié)吸收液的pH值，硝(磷)酸溶液用離心加料泵8從硝(磷)酸溶液儲(chǔ)罐7打入靜態(tài)混合器9，均勻混合到吸收液中去。調(diào)節(jié)加料泵8的流量，控制吸收液的pH=f 5，使吸收率保持在一個(gè)較高的水平。吸收過程中生成的硝(磷)酸銨，從塔釜引出送至主生產(chǎn)線生產(chǎn)硝酸磷肥，實(shí)現(xiàn)氨的回收利用。[0012]綜上所述，本發(fā)明的創(chuàng)新特色有三:一是采用噴淋塔替代填料塔，不僅解決了設(shè)備的堵塞問題，而且降低了氣體的阻力，減少了引風(fēng)機(jī)的功耗。ニ是采用硝(磷)酸溶液作為吸收劑，通過化學(xué)吸收，將氨固定在液相，有效防止氨從液相的揮發(fā)，吸收過程生成硝(磷)酸銨直接回收利用制取硝酸磷肥產(chǎn)品。三是通過恰當(dāng)控制吸收溫度，將尾氣攜帯的水分固定在氣相，防止其凝結(jié)進(jìn)入液相，并利用氣體的顯熱蒸發(fā)一部分吸收液的水分，獲得較濃的硝酸銨溶液，以提高利用價(jià)值。通過本發(fā)明的技術(shù)手段，克服了硝酸磷肥中和與轉(zhuǎn)化尾氣高溫度、高含水率、低氨濃度對(duì)氨回收產(chǎn)生的不利影響，回收エ藝簡(jiǎn)單且成本低，具有推廣價(jià)值。
[0013]按照?qǐng)D1所述的流程和エ藝，在實(shí)驗(yàn)室搭建了模式試驗(yàn)裝置，塔徑100mm，噴淋段塔高1.6m，噴淋裝置為ー多孔分布板，孔徑1.5mm，孔間距7mm，試驗(yàn)所用模擬氣體為空氣和氨的混合氣體，混合氣體可以通過預(yù)熱器加熱至所需溫度，所用吸收液由硝酸和蒸餾水配置而成，尾氣中氨濃度采用環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)(HJ533-2009)介紹的方法進(jìn)行檢測(cè)。模擬試驗(yàn)結(jié)果如下:
實(shí)施例1
常溫條件下，硝酸溶液為吸收劑，調(diào)節(jié)吸收液pH=3，吸收液用泵打循環(huán)，透過塔頂噴淋裝置分散成液滴，測(cè)得液滴直徑約2.8mm,與從塔底進(jìn)入的含氨尾氣進(jìn)行逆流接觸，控制噴淋密度為89m3パm2.h)，空塔氣速為1.95m/s，尾氣中的NH3與吸收液中的硝酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而脫除，浄化的尾氣經(jīng)除霧器除去夾帶的細(xì)小液滴后，由引風(fēng)機(jī)排空，吸收液從塔釜排出。吸收塔入ロ順3含量為3000mg/m3，出ロ含量為419mg/m3，脫氨效率86%。
[0014]實(shí)施例2
常溫下，硝酸溶液為吸收劑，調(diào)節(jié)吸收液PH=3，吸收液用循環(huán)泵打至噴淋裝置，分散成直徑約2.8mm液滴，與從塔底進(jìn)入的含氨尾氣進(jìn)行逆流接觸，控制噴淋密度為140m3/ (m2.h)，空塔氣速為1.95m/s，尾氣中的NH3與硝酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，NH3被脫除。脫氨后的尾氣經(jīng)除霧器除去夾帶液滴，由引風(fēng)機(jī)抽出放空，釜液排出吸收系統(tǒng)。吸收塔入口 NH3含量為3000mg/m3，測(cè)得出ロ氨含量為187 mg/m3,脫氨效率93.8%。
[0015]實(shí)施例3
控制入口含氨尾氣溫度70 V，吸收液溫度45 °C，以硝酸溶液為吸收劑，調(diào)節(jié)吸收液PH=3，循環(huán)泵輸送吸收液至噴淋裝置進(jìn)行分散，液滴直徑約2.8_，與從塔底進(jìn)入的含氨尾氣進(jìn)行逆流接觸，控制噴淋密度為140m3/ (m2.h)，空塔氣速為1.95m/s，尾氣中的NH3與硝酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并被脫除。浄化尾氣經(jīng)除霧器除霧后，由引風(fēng)機(jī)排出，塔釜吸收液引出吸收系統(tǒng)。吸收塔入ロ NH3含量為3000mg/m3，出ロ含量為232 mg/m3,脫氨效率92.3%。
[0016]實(shí)施例4
常溫條件下，以磷酸溶液為吸收劑，調(diào)節(jié)吸收液pH=l.3，吸收液用泵打循環(huán)，透過塔頂噴淋裝置分散成液滴，測(cè)得液滴直徑約2.8mm,與從塔底進(jìn)入的含氨尾氣進(jìn)行逆流接觸，控制噴淋密度為140m3パm2.h)，空塔氣速為2.32m/s，尾氣中的NH3與吸收液中的磷酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而脫除，浄化的尾氣經(jīng)除霧器除去夾帶的細(xì)小液滴后，由引風(fēng)機(jī)排空，吸收液從塔釜排出。吸收塔入ロ NH3含量為3000mg/m3，出ロ含量為373mg/m3，脫氨效率87.6%。
【權(quán)利要求】
1.ー種硝酸磷肥中和與轉(zhuǎn)化尾氣氨回收的裝置，包括ー噴淋塔、一吸收液循環(huán)泵、ー硝(磷)酸溶液加料泵、ー硝(磷)酸溶液儲(chǔ)槽、一靜態(tài)混合器、一吸收液冷卻器、ー復(fù)檔除霧器及ー引風(fēng)機(jī)，噴淋塔按逆流接觸進(jìn)行設(shè)計(jì)，底部為吸收液池，上部布置有兩層循環(huán)噴淋層，吸收液池通過吸收液循環(huán)泵和吸收液冷卻器與循環(huán)噴淋層相連，靜態(tài)混合器安裝在吸收液循環(huán)管路上，分別與吸收液池和硝(磷)酸溶液儲(chǔ)罐相連，在噴淋塔出口外設(shè)置復(fù)檔除霧器和引風(fēng)機(jī)，其特征還在干，將吸收液池和硝酸磷肥主生產(chǎn)線相連，用于回收生成的硝(磷)酸銨，生產(chǎn)硝酸磷肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氨回收裝置，其特征在于，所述噴淋層有兩級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氨回收裝置，其特征在于，所述吸收劑為硝(磷)酸溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨回收裝置，其特征在于，所述冷卻器對(duì)吸收液對(duì)吸收液進(jìn)行冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨回收裝置，其特征在于，所述靜態(tài)混合器將硝(磷)酸溶液均勻混合到循環(huán)吸收液中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨回收裝置，其特征在于，所述復(fù)檔除霧器對(duì)尾氣夾帶的液滴進(jìn)行分離回收后由引風(fēng)機(jī)抽出放空。
7.ー種硝酸磷肥中和與轉(zhuǎn)化尾氣氨回收エ藝，包括以下步驟:硝酸磷肥含氨尾氣從塔下部進(jìn)入，自下而上流過循環(huán)噴淋層，經(jīng)吸收液的洗滌脫氨后從塔頂排出，進(jìn)入復(fù)檔除霧器分離出夾帶的液滴，并由引風(fēng)機(jī)抽出放空，吸收液由循環(huán)泵輸送，經(jīng)冷卻器冷卻降溫后送入噴淋層，通過靜態(tài)混合器將硝(磷)酸溶液均勻混合到循環(huán)吸收液中去，以調(diào)節(jié)吸收液的酸堿度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氨回收エ藝，其特征在于，還包括循環(huán)吸收液和硝(磷)酸溶液的混合步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氨回收エ藝，其特征在于，還包括吸收液的冷卻步驟，吸收液在冷卻器中冷卻降溫，改善吸收條件，通過控制吸收溫度，使尾氣中水汽不凝結(jié)、同時(shí)利用尾氣顯熱使吸收液濃縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氨回收エ藝，其特征在于，還包括硝(磷)酸銨的回收步驟，噴淋塔塔釜的濃硝(磷)酸銨溶液由液泵輸送至硝酸磷肥生產(chǎn)線的中和エ段，用于硝酸磷肥生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)氨的回收利用。
【文檔編號(hào)】B01D53/58GK103446865SQ201310274962
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】葉世超, 祝杰, 吳振元 申請(qǐng)人:四川大學(xué)