[發明專利]一種膜法回收廢氣中氨氣的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210399378.4
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102872685A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 陸建剛;花愛春;許正文;承玲;林鳳英;樊璠
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;B01D53/78;B01D53/58;B01D53/96
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

技術領域

????本發明涉及膜分離技術領域，具體涉及一種膜法回收廢氣中氨氣的方法及裝置。

背景技術

????在醫藥合成工業、含氮產品生產企業和合成氨工業等產生的廢氣中常含有NH₃，這些廢氣被排放之前，必須進行凈化處理，除去其中的NH₃，以滿足環保排放標準。廢氣中NH₃的清除和回收，通常采用水洗法和稀酸中和法。水洗法操作方便，效果尚可，但設備龐大，投資較大，而且還產生大量無法利用的稀氨水，這些稀氨水還需廢水處理裝置的處理才能排放，不僅造成NH₃資源浪費，而且增加廢水處理裝置的負荷；稀酸中和法采用塔類設備（如填料塔等），存在設備腐蝕嚴重，投資和設備維護高，操作成本高等一系列問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種能有效進行氨氣資源化利用的方法和裝置。

為了達到上述目的，本發明提供了一種膜法回收廢氣中氨氣的方法，包括以下步驟：采用膜法分離技術，使廢氣在膜中擴散，利用稀酸溶液與廢氣中的氨氣反應形成銨鹽溶液；然后將銨鹽溶液濃縮結晶，分離其中的固體銨鹽結晶和母液。

將上述銨鹽溶液分離得到的母液配制成稀酸溶液，進行循環利用。

其中，廢氣與稀酸溶液的體積比為1-30:1；廢氣中氨氣的體積百分含量為0.1-40%；稀酸溶液為稀硫酸、稀硝酸或稀鹽酸，體積百分濃度為10-30%。稀酸可以采用工業品或廢酸液，以降低成本，相應獲得的銨鹽可以作為工業品或氮復肥出售。

膜法分離技術采用兩組串聯的膜組件，包括膜組件Ⅰ和膜組件Ⅱ；所述廢氣依次通過膜組件Ⅰ和膜組件Ⅱ的管程，所述稀酸溶液分別通過膜組件Ⅰ和膜組件Ⅱ的殼程；所述通過膜組件Ⅱ的稀酸溶液直接通入膜組件Ⅰ中進行循環利用。

膜組件的操作溫度為5-40℃，操作壓力為0.1-0.25MPa。

膜組件Ⅰ和膜組件Ⅱ的傳質面積比為3-4.5:1；通過膜組件Ⅰ和膜組件Ⅱ的稀酸溶液的體積比為2.5-5:1。

本發明還提供了上述用于回收廢氣中氨氣的裝置，包括膜組件、液泵、儲液槽、配液池、稀酸高位槽、結晶器和離心機；稀酸高位槽通過配液池與儲液槽相連；儲液槽通過液泵與膜組件的殼程入口相連通；膜組件的殼程出口依次與結晶器、離心機相連。

其中，離心機與配液池相連，可將離心分離得到的母液通過配液制備稀酸溶液，從而進行循環利用。

上述裝置還包括緩沖罐；廢氣通過緩沖罐通入膜組件的管程。

膜組件為兩個串聯，包括膜組件Ⅰ和膜組件Ⅱ；儲液槽通過液泵與膜組件Ⅰ的殼程入口相連通；膜組件Ⅰ的殼程出口依次與結晶器、離心機相連；膜組件Ⅱ的殼程出口與儲液槽相連。

本發明相比現有技術具有以下優點：利用膜法分離技術回收氨氣，效率高、能耗小，處理后的尾氣滿足排放標準，且能將回收的氨氣轉化為銨鹽產品，有效實現氨氣的資源化利用。本發明膜法回收廢氣中氨氣的裝置，利用兩組膜組件串聯，對氨氣的回收更加充分，同時稀酸溶液可以重復利用，降低成本。本發明回收氨氣的工藝簡單，裝置操作方便，節能環保。

附圖說明

圖1為本發明膜法回收廢氣中氨氣的裝置的結構示意圖。

圖中，1-緩沖罐，2-膜組件Ⅰ，3-膜組件Ⅱ，4-液泵，5-儲液槽，6-稀酸高位槽，7-配液池，8-結晶器，9-離心機，a-廢氣，b-尾氣，c-銨鹽溶液，d-銨鹽，e-母液。

具體實施方式

????下面結合附圖對本發明進行詳細說明。

裝置實施例

????本發明膜法回收廢氣中氨氣的裝置由膜分離和氨資源化兩部分組成，其中膜分離部分包括兩組膜組件：膜組件I?2和膜組件II?3、緩沖罐1、儲液槽5和液泵4；氨資源化部分包括多聯式高效結晶器8、自卸式離心機9、稀酸高位槽6和配液池7。

廢氣a通過緩沖罐1依次通入膜組件I?2和膜組件II?3的管程；稀酸溶液分別通過膜組件I?2和膜組件II?3的殼程。稀酸高位槽6通過配液池7與儲液槽5相連。儲液槽5通過液泵4分別與膜組件I?2和膜組件II?3的殼程入口相連通。膜組件I?2的殼程出口依次與結晶器8、離心機9相連。膜組件II?3的殼程出口與儲液槽5相連，通過液泵4泵入膜組件I?2的殼程進行循環利用。離心機9與配液池7相連，可將離心分離得到的母液e通過配液制備稀酸溶液，重新通入儲液槽5內進行循環利用。

方法實施例一