[發明專利]一種合成氨廢氣回收綜合利用裝置

有效

• 申請號: 201410403070.1
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104132505A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 馬昆;孫寧;奚永龍;顏愛國;苗瓏耀;葉秋芳;黃巖巖;趙翠玲;王凱
• 申請（專利權）人: 蘇州市興魯空分設備科技發展有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

技術領域

本發明涉及一種整合性的能夠將合成氨的廢氣回收利用的裝置。

背景技術

在合成氨的生產過程中，會向外界排放廢氣，其中最主要的廢氣是合成塔中的放空氣與氨罐馳放氣，目前傳統的處理方法主要有三種：一是將該廢氣分成兩股，單獨水洗，得到品質較低的氨水，然后將剩余廢氣燒掉；二是將氨罐弛放氣中的壓力能全部利用掉，產生一部分氨氣，然后將剩余氣體燒掉，同時將合成塔的放空氣水洗得到品質較低的氨水，然后將剩余廢氣燒掉；三是將全部廢氣水洗，然后通過上一套變壓吸附或膜分離，并將剩余的氣體進行低溫分離得到一部分的液化天然氣。以上三種工藝的特點是設備復雜，不同的設備又來自于不同的廠家，缺乏統一設計的理念，做不到設備與設備之間的無縫對接，一旦一個設備出現故障，其下游設備全部無法運行；同時，合成氨廢氣中不僅含有氨、氫、甲烷，還含有高附加值的氬、氮等，以上傳統工藝中，氫的提取率只有90%，不能提取氬，而氨的提取只能以氨水或氨氣的形式產生，回收利用率很低。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種合成氨廢氣回收綜合利用裝置，包括依次連接并連通的脫碳吸附器、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、液氨精餾塔、液氨精餾塔冷凝器、甲烷精餾塔、甲烷精餾塔冷凝器、氬氣精餾塔、氬氣塔精餾塔冷凝器，所述脫碳吸附器上設有進氣口、再生氣進氣口，所述液氨精餾塔上設有液氨出口，所述甲烷精餾塔上設有液態甲烷出口，所述氬氣精餾塔上設有液氬出口、廢氣排出口，其特征在于：所述合成氨廢氣分離裝置還包括一端連接所述氬氣精餾塔的氫氣管道、與所述氫氣管道連接的氮氣緩沖罐、氮氫配比罐、氮氣循環壓縮機、氮氣膨脹機組、與氮氣循環壓縮機的進口連接的氮氣補氣口，所述氮氫配比罐上還設有氮氫混合氣出口。

優選地，所述廢液氨精餾塔、甲烷精餾塔、甲烷精餾塔冷凝器、氬氣精餾塔、氬氣塔精餾塔冷凝器、氮氣膨脹機組和各個換熱器置于同一個分餾塔中。

相較于現有技術，本發明能夠一次性從合成氨廢氣內回收純度較高的液氨、液態甲烷、液氬、同時還能直接將其中的氫氣分離并配比氮氣再次合成氨，大大減少了浪費，使廢氣內盡可能多的氣體成分得到二次利用，能夠顯著提高氣體利用率，也具有很高的經濟價值。

附圖說明

附圖1為本發明合成氨廢氣回收綜合利用裝置的示意圖。

附圖中：

1-進氣口，2-脫碳吸附器，3-第一換熱器，4-第二換熱器，5-第三換熱器，6-液氨精餾塔，7-液氨出口，8-甲烷精餾塔，9-液態甲烷出口，10-甲烷精餾塔冷凝器，11-氬氣精餾塔，12-液氬出口，13-氬氣精餾塔冷凝器，14-氫氣管道，15-氮氣緩沖罐，16-氮氫配比罐，17-廢氣排出口，18-氮氣補氣口，19-氮氣循環壓縮機，20-氮氣膨脹機組，21-液氨精餾塔冷凝器，22-氮氫混合氣出口，23-脫碳吸附器再生氣進氣口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明合成氨廢氣回收綜合利用裝置的優選實施方式進行詳細說明。

附圖1繪示了本發明合成氨廢氣回收綜合利用裝置的結構示意圖。合成氨廢氣從進氣口1進入裝置，依次通過脫碳吸附器2、第一換熱器3、液氨精餾塔6、液氨精餾塔冷凝器21、第二換熱器4、第三換熱器5、甲烷精餾塔8、甲烷精餾塔冷凝器10、氬氣精餾塔11、氬氣精餾塔冷凝器13，此時剩余的氣體為氫氣與其他氣體的混合物，其中氫氣通往氫氣管道14進行提純，其余無毒無害的微量氣體通過廢氣排出口17排放掉；氫氣管道14連接氮氣緩沖罐15、氮氫配比罐16連通，其中氮氣緩沖罐15用于提供氮氣，在氮氫配比罐16內，氫氣與氮氣按3:1配比，再通過氮氫混合氣出口22輸出至合成塔中重新進行氨的合成。氮氣通過氮氣循環壓縮機19壓縮后，進入氮氣膨脹機組20增壓端增壓后進入第一換熱器3、第二換熱器4、氮氣膨脹機組20膨脹端、第三換熱器5、第二換熱器4、第一換熱器3后和氮氣補氣口18匯合后進入氮氣循環壓縮機19進口。氮氣進氮氣膨脹機組20膨脹端前抽出一部分進入第三換熱器5后送入甲烷精餾塔冷凝器10、氬氣精餾塔冷凝器13、液氨精餾塔冷凝器21提供冷量。脫碳吸附器的再生氣進氣口23為脫碳吸附器2提供再生所需的氣源。

下面對上述各裝置進行具體描述。