專利名稱：一種弛放氣氨回收方法及氨回收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成氨化工工藝及配套設(shè)備。即回收氨合成工序液氨弛放氣中的一部分氨，并可以回收液氨冷量的一種弛放氣氨回收方法及氨回收器。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，我國的大、中、小型合成氨廠氨合成工序都設(shè)有二級氨分離或三級氨分離，不論是二級還是三級氨分離工藝，都有氨冷后氨分離器，二級氨分離除了設(shè)有氨冷后氨分離器以外，還設(shè)有冷交后氨分離器或水冷器后氨分離器，三級氨分離則三種氨分離器都有?，F(xiàn)在大部分的合成氨廠都是冷交后氨分離器和氨冷后氨分離器的二級氨分離。氨冷后氨分離器分離出來的低溫液氨溫度一般在-10°C 0°C，約占氨合成工序產(chǎn)氨總量的50%左右，目前，這些低溫液氨與冷交后氨分離器分離出來的冷液氨，水冷器后氨分離器分離出來的常溫液氨相匯合后一同去液氨儲槽。由氨合成工序排到液氨儲槽的液氨中溶解有氫氣、甲烷、氬氣、氮氣等氣體，液氨去液氨儲槽后，液氨的壓力下降，氣體在液氨中的溶解度下降，液氨中溶解的氣體在液氨儲槽內(nèi)被閃蒸、解吸出來，這些氣體稱為弛放氣。弛放氣中含有50% (體積)左右的氣氨，含有大量氣氨的弛放氣如果去等壓氨回收塔， 弛放氣中的氣氨被水吸收，制備出含氨15% (重量)左右的氨水。這些氨水送到尿素車間的解吸系統(tǒng)和深度水解系統(tǒng)，加重或超過了兩個系統(tǒng)的負(fù)荷，導(dǎo)致這兩個系統(tǒng)的不正常，并要多消耗電和多消耗低壓蒸汽和高壓蒸汽，增加了尿素的消耗和生產(chǎn)成本；氨水中的氨在解吸系統(tǒng)被解吸，氨水被分離成含有微量氨的水和含有大量水蒸氣的氣氨，含有大量水蒸氣的氣氨再去尿素的低壓吸收系統(tǒng)，加重或超過了尿素低壓系統(tǒng)的吸氨負(fù)荷，將會導(dǎo)致尿素生產(chǎn)的不穩(wěn)定；含有大量氣氨的弛放氣如果去無動力氨回收回收氨，將會增加冷凍工序氨壓縮機(jī)的負(fù)荷，增加氨壓縮機(jī)的電耗。絕大部分合成氨廠液氨儲槽出口含有大量氣氨的弛放氣都直接去等壓氨回收塔或去無動力氨回收，只有很少數(shù)的廠先用氨冷法將弛放氣中的一部分氣氨冷凝成液氨，再將氨含量降低的弛放氣去等壓氨回收塔，減少等壓氨回收塔回收的氨水量。采用氨冷法回收弛放氣中的一部分氨，是將冷凍工序來的液氨加到氨冷器，液氨在氨冷器內(nèi)低壓低溫下吸熱蒸發(fā)成氣氨，將氨冷器管內(nèi)的弛放氣冷卻，弛放氣中的氣氨冷凝成液氨，使弛放氣中的氨含量下降。蒸發(fā)的氣氨回冷凍工序的氨壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮后再冷卻成液氨，液氨再去氨冷器。此法要增加氨冷器、冷交換器、氨分離器等設(shè)備，并要增加冷凍工序氨壓縮機(jī)的負(fù)荷，增加氨壓縮機(jī)的電耗。在實際生產(chǎn)中，液氨儲槽的容積很大，外表面積很大，液氨在氨槽內(nèi)停留時間長， 溫度較低的液氨進(jìn)入氨槽后，溫度往往會有所上升。尤其是在夏天的白天，氣溫高，陽光照射強(qiáng)烈的環(huán)境下，當(dāng)使用無保冷、無遮陽棚的球形液氨儲罐，液氨排入球形液氨儲罐后，液氨溫度會有較大幅度的升高，去氨回收的弛放氣中氨含量也隨之大幅度提高，弛放氣中氨含量會高達(dá)(體積)以上，加重了弛放氣氨回收的負(fù)荷，并由此帶來一系列問題。在已有技術(shù)中，存在以下不足
1、氨合成工序氨冷后氨分離器分離出來的低溫液氨溫度一般在-10°C 0°C，約占氨合成工序產(chǎn)氨總量的50%左右，目前，這些低溫液氨與冷交后氨分離器分離出來的冷液氨、水冷器后氨分離器分離出來的常溫液氨匯合后一同去液氨儲槽，匯合后的液氨溫度高于低溫液氨溫度，難以再按溫度的不同回收、利用這些液氨的冷量；2、在液氨儲槽之前無閃蒸、解吸設(shè)備，沒有在液氨進(jìn)入液氨儲槽之前，在比較低的溫度下將液氨閃蒸、解吸，先預(yù)分離出液氨中的絕大部分氨含量低的弛放氣，而是將液氨中的一些已經(jīng)閃蒸、解吸出來的弛放氣與液氨全部經(jīng)由液氨儲槽，弛放氣在“熱”液氨中鼓泡出來，不但使弛放氣中氨濃度大大增加，經(jīng)過液氨儲槽的弛放氣氣量也多，使去等壓氨回收塔的弛放氣中的氨總量增加；3、沒有利用低溫液氨、冷液氨的冷量分級地洗滌、回收從液氨儲槽、常溫液氨、冷液氨中閃蒸、解吸出來的氨含量較高的弛放氣中的氨；4、低溫液氨、冷液氨中溶解的氣體被閃蒸、解吸、分離出來后，低溫液氨、冷液氨的冷量還很多，目前沒有挖掘、回收、利用這些冷量；5、采用氨冷法回收、降低弛放氣中的氨，要消耗動力，增加了氨壓縮機(jī)的負(fù)荷，電耗增加，增加的設(shè)備也多；6、弛放氣中的氨含量高低受季節(jié)、氣溫、光照等外界條件的影響很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述不足而提供的不消耗動力回收氨合成工序排出液氨弛放氣中的一部分氨，并可以回收液氨冷量的一種弛放氣氨回收方法。本發(fā)明的另一目的是提供的一種用在氨合成工序至液氨儲槽之間的氨回收設(shè)備， 用于回收氨合成工序排出液氨弛放氣中的一部分氨、液氨可以去回收冷量的一種氨回收
ο本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種弛放氣氨回收方法是在氨合成工序至液氨儲槽之間增設(shè)氨回收器；根據(jù)工藝條件和需要，氨回收器分成三段或二段、一段，各段設(shè)有液氨入口管，氨合成工序來溫度最低的液氨去氨回收器的上段的液氨入口管，溫度相對高的液氨去下段的液氨入口管；氨冷后氨分離器排出的低溫液氨單獨送到氨回收器上段的的液氨入口管；冷交器后氨分離器排出的冷液氨、水冷器后氨分離器排出的常溫液氨、或冷液氨與常溫液氨相匯合的混合液氨，按其液氨溫度的高低，分別去下面各段的液氨入口管，或仍去液氨儲槽；或?qū)焙铣晒ば蛉园磦鹘y(tǒng)工藝送出的二種或三種液氨相匯合的匯合液氨送到只有一段的氨回收器液氨入口管；液氨儲槽出口的弛放氣從下部的弛放氣進(jìn)口進(jìn)入氨回收器內(nèi)，弛放氣向上依次經(jīng)過各段，與在各段閃蒸、解吸出來的弛放氣接觸、匯合，匯合的弛放氣經(jīng)絲網(wǎng)除沫器、弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；在各段閃蒸、解吸出弛放氣后的液氨，分別由各液氨出口或下部的液氨出口分別出氨回收器，根據(jù)各段液氨溫度的高低和需要，或分別去低溫冷交換器、冷交換器回收冷量，或不去回收冷量直接去液氨儲槽； 如果低溫液氨或冷液氨不去回收冷量，也可以落到氨回收器的底部，由下部的液氨出口出氨回收器去液氨儲槽；經(jīng)過低溫冷交換器、冷交換器回收冷量后的液氨去液氨儲槽。不同段數(shù)氨回收器的具體工藝是氨回收器為一段，氨合成工序氨冷后氨分離器排出的低溫液氨單獨送到氨回收器的中上部液氨入口管，低溫液氨在氨回收器內(nèi)閃蒸、解吸出的弛放氣，與由下向上流動來自液氨儲槽的弛放氣匯合，弛放氣經(jīng)由氨回收器上部的絲網(wǎng)除沫器、弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；閃蒸、解吸出弛放氣后的低溫液氨經(jīng)氨回收器下部的低溫液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器、液氨儲槽，或直接去液氨儲槽；氨回收器下部的弛放氣進(jìn)口與液氨儲槽弛放氣出口連接。氨回收器為一段，將氨冷后氨分離器排出的低溫液氨與冷交后氨分離器排出的冷液氨二種液氨相匯合，匯合后的混合液氨送到氨回收器中上部的液氨入口管；或?qū)崩浜蟀狈蛛x器排出的低溫液氨與水冷器后氨分離器排出的常溫液氨二種液氨相匯合，匯合后的混合液氨送到氨回收器中上部的液氨入口管；或?qū)崩浜蟀狈蛛x器排出的低溫液氨與冷交后氨分離器排出的冷液氨、水冷器后氨分離器排出的常溫液氨三種液氨相匯合，匯合后的匯合液氨送到氨回收器中上部的液氨入口管；混合液氨或匯合液氨在氨回收器內(nèi)閃蒸、解吸出的弛放氣，與由下向上流動來自液氨儲槽的弛放氣匯合，弛放氣經(jīng)由氨回收器上部的絲網(wǎng)除沫器、弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；閃蒸、解吸出弛放氣后的混合液氨或匯合液氨經(jīng)氨回收器下部的液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥去冷交換器、液氨儲槽， 或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽。氨回收器為二段，氨合成工序氨冷后氨分離器排出的低溫液氨單獨送到氨回收器上段的的液氨入口管；冷交器后氨分離器排出的冷液氨單獨送到氨回收器下段的液氨入口管；或水冷器后氨分離器排出的常溫液氨單獨送到氨回收器下段的液氨入口管；或冷交器后氨分離器排出的冷液氨與水冷器后氨分離器排出的常溫液氨二種液氨相匯合的混合液氨送到氨回收器下段的液氨入口管；冷液氨或常溫液氨或混合液氨在氨回收器下段閃蒸、 解吸出的弛放氣與由下向上流動來自液氨儲槽的弛放氣匯合，弛放氣上升經(jīng)過上段，與上段的低溫液氨逆流接觸并傳熱傳質(zhì)，并與低溫液氨閃蒸、解吸出的弛放氣匯合，弛放氣經(jīng)由氨回收器上部的絲網(wǎng)除沫器、弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；閃蒸、解吸出弛放氣后的低溫液氨由液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器、液氨儲槽，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；閃蒸、解吸出弛放氣后的冷液氨或常溫液氨或混合液氨由下部的液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥去冷交換器、液氨儲槽，或直接去液氨儲槽；如果上段的低溫液氨不去低溫冷交換器回收冷量，可以取消隔板、升氣管、液氨出口，上段的低溫液氨直接落到下段，與下段的液氨一同出氨回收器。氨回收器為三段，氨合成工序氨冷后氨分離器排出的低溫液氨單獨送到氨回收器上段的的液氨入口管；冷交器后氨分離器排出的冷液氨單獨送到氨回收器中段的液氨入口管；水冷器后氨分離器排出的常溫液氨單獨送到氨回收器下段的液氨入口管；常溫液氨在氨回收器下段閃蒸、解吸出的弛放氣與由下向上流動來自液氨儲槽的弛放氣匯合，弛放氣上升經(jīng)過中段，與中段的冷液氨逆流接觸并傳熱傳質(zhì)，并與冷液氨閃蒸、解吸出的弛放氣匯合，弛放氣上升經(jīng)過上段，與上段的低溫液氨逆流接觸并傳熱傳質(zhì)，并與低溫液氨閃蒸、解吸出的弛放氣匯合，弛放氣經(jīng)由氨回收器上部的絲網(wǎng)除沫器、弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；閃蒸、解吸出弛放氣后的低溫液氨由液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器、液氨儲槽，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；閃蒸、解吸出弛放氣后的冷液氨由液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥去冷交換器、液氨儲槽，或直接去液氨儲槽；閃蒸、解吸出弛放氣后的常溫液氨由下部的液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；如果上段的低溫液氨不去低溫冷交換器回收冷量，可以取消上段下面的隔板、升氣管、液氨出口，上段的低溫液氨直接落到中段，與中段的液氨一同出氨回收器；如果中段的冷液氨不去冷交換器回收冷量，可以取消中段下面的隔板、升氣管、液氨出口，中段的冷液氨直接落到氨回收器的底部，與底部的液氨一同出氨回收器。氨回收器包括筒體，筒體內(nèi)設(shè)有三段或二段、一段；筒體頂部設(shè)有絲網(wǎng)除沫器、頂部的弛放氣出口與等壓氨回收塔或無動力氨回收連接；筒體側(cè)面設(shè)有或各段的液氨入口管，分別與氨合成工序來的各液氨管連接；下部側(cè)面的弛放氣進(jìn)口與液氨儲槽弛放氣出口連接；底部有液氨出口。每段設(shè)有液體分布裝置，液體分布裝置與液氨入口管連接；液體分布裝置可以是常用的形式，也可以是由一只或一只以上噴嘴、噴頭組成的液體分布裝置；每段的液體分布裝置采用液氨閃蒸分布器，液氨的閃蒸和液氨分布的效果都好； 液氨閃蒸分布器由通筒體外部的帶有多孔的液氨入口管、分布槽、上擋板、若干個分布管組成；液氨入口管伸到筒體內(nèi)，管大部分在分布槽內(nèi)，管上的孔全部在分布槽內(nèi)；在分布槽、 分布管的下面有很多按一定中心距排列的液氨分布孔，分布槽與上擋板之間留有一定間隙，各分布管接在分布槽的兩側(cè)。各液體分部裝置或液氨的液氨閃蒸分布器下部設(shè)有填料壓篦、規(guī)整填料和柵板。筒體內(nèi)的上一段與下一段之間有隔板、升氣管和液氨出口 ；隔板、升氣管和液氨出口將氨回收器內(nèi)各段溫度不同的液氨隔開，可以按各段液氨溫度的高低，分別去回收液氨的冷量，從而提高了回收液氨冷量的效果。對于某一段的液氨不去回收冷量，可以取消、也可以保留這一段規(guī)整填料下面的隔板、升氣管和該段的液氨出口。氨合成來的幾股溫度不同的液氨，溫度最低的低溫液氨去氨回收器上段的液氨閃蒸分布器的液氨入口管，溫度相對高的液氨去氨回收器下段的液氨閃蒸分布器的液氨入口管，溫度居中的液氨去氨回收器中段的液氨閃蒸分布器的液氨入口管。也可以將低溫液氨、 冷液氨分別去氨回收器的上段和下段的液氨閃蒸分布器的液氨入口管，常溫液氨仍直接送液氨儲槽，但效果會差些；或?qū)⒌蜏匾喊比H為一段的氨回收器的液氨閃蒸分布器的液氨入口管，其余的液氨仍直接送液氨儲槽，但效果差；也可以將氨合成工序的各氨分離器排的氨相匯合，仍采用傳統(tǒng)的排氨工藝不變，匯合液氨去僅為一段的氨回收器的液氨閃蒸分布器的液氨入口管，但效果更差。氨回收器將低溫液氨、冷液氨、常溫液氨等液氨中溶解的弛放氣的絕大部分在液氨進(jìn)液氨儲槽之前預(yù)分離出來，弛放氣由氨回收器頂部的弛放氣出口去等壓氨回收塔或無動力氨回收，在低溫下閃蒸、解吸液氨中溶解的氣體，弛放氣中的氨含量低，從而從源頭減少了去等壓氨回收塔或無動力氨回收弛放氣中氨含量。氨回收器各液氨出口的低溫液氨、冷液氨不去回收液氨冷量的，經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽，也可以取消其下面的隔板，低溫液氨、冷液氨由上一段規(guī)整填料直接落到下一段的規(guī)整填料或落到氨回收器的底部，之后去液氨儲槽。液氨儲槽出口氨含量在50% (體積)左右的弛放氣從下部的側(cè)面進(jìn)氨回收器，在氨回收器的規(guī)整填料層，用常溫液氨、冷液氨、低溫液氨分別冷凝、回收從液氨儲槽來的弛放氣中的氨和從常溫液氨、冷液氨中閃蒸、解吸出來的弛放氣中的氨，降低了這些弛放氣中的氨含量，將弛放氣氨含量降到20% (體積)左右，使從氨回收器弛放氣出口出來的混合弛放氣的氨含量，與從低溫液氨中閃蒸、解吸出來的弛放氣氨含量相近，去等壓氨回收塔或無動力氨回收弛放氣中氨含量由50% (體積)左右降到20% (體積)左右，由弛放氣帶入等壓氨回收塔或無動力氨回收的氨減少到原來的四分之一，進(jìn)一步減少了去等壓氨回收塔或無動力氨回收弛放氣中氨含量?；厥粘诜艢獾陌焙突厥找喊钡睦淞靠梢杂卸喾N方式和流程，可以有以下幾種工藝筒體內(nèi)分成三段的工藝是來自氨冷后氨分離器的低溫液氨管與氨回收器上段的液氨入口管連接；來自冷交后氨分離器的冷液氨與氨回收器中段的液氨入口管連接；來自水冷器后氨分離器的常溫液氨與氨回收器下段的液氨入口管連接；氨回收器上段的低溫液氨經(jīng)液氨出口及調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器，回收冷量之后去液氨儲槽，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；氨回收器中段的冷液氨經(jīng)液氨出口及調(diào)節(jié)閥去冷交換器，回收冷量之后去液氨儲槽，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；氨回收器下段的常溫液氨經(jīng)氨回收器底部液氨出口及調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；液氨儲槽弛放氣出口與氨回收器的弛放氣進(jìn)口連接，液氨儲槽內(nèi)的弛放氣進(jìn)入氨回收器內(nèi)的下部，經(jīng)過氨回收器內(nèi)的各層規(guī)整填料、二段之間的升氣管，上升到氨回收器的上部，經(jīng)過頂部的絲網(wǎng)除沫器，由頂部的弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；當(dāng)上段的低溫液氨不去回收冷量時，也可以取消其下面的隔板和升氣管，低溫液氨直接落到中段；或當(dāng)中段的冷液氨不去回收冷量時，也可以取消其下面的隔板和升氣管，冷液氨直接落到下段；筒體內(nèi)分成二段的工藝是來自氨冷后氨分離器的低溫液氨與氨回收器上段的液氨入口管連接；來自冷交后氨分離器的冷液氨、水冷器后氨分離器的常溫液氨的其中的一種液氨或由這二種液氨相混合的混合液氨與氨回收器下段的液氨入口管連接；氨回收器上段的低溫液氨經(jīng)液氨出口及調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器，回收冷量之后去液氨儲槽，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；氨回收器下段的冷液氨或常溫液氨或混合液氨，經(jīng)氨回收器底部的液氨出口及調(diào)節(jié)閥或去冷交換器，回收冷量之后去液氨儲槽，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；液氨儲槽弛放氣出口與氨回收器的弛放氣進(jìn)口連接，液氨儲槽內(nèi)的弛放氣進(jìn)入氨回收器內(nèi)的下部，經(jīng)過氨回收器內(nèi)的各層規(guī)整填料、二段之間的升氣管，上升到氨回收器的上部，經(jīng)過頂部的絲網(wǎng)除沫器，由頂部的弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；當(dāng)上段的低溫液氨不去回收冷量時，也可以取消隔板和升氣管，低溫液氨直接落到下段；筒體內(nèi)只有一段時的工藝是來自氨冷后氨分離器的低溫液氨管與氨回收器的液氨入口管連接；或由氨冷后氨分離器的低溫液氨同冷交后氨分離器的冷液氨或同水冷器后氨分離器的常溫液氨由二種液氨相混合的混合液氨管與氨回收器的液氨入口管連接；或由氨冷后氨分離器的低溫液氨、冷交后氨分離器的冷液氨、水冷器后氨分離器的常溫液氨三種液氨相匯合的匯合液氨管與氨回收器的液氨入口管連接；氨回收器底部的低溫液氨或混合液氨或匯合液氨，經(jīng)底部的液氨出口及調(diào)節(jié)閥或去低溫冷交換器或去冷交換器，回收冷量之后去液氨儲槽，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽；液氨儲槽弛放氣出口與氨回收器的弛放氣進(jìn)口連接，液氨儲槽內(nèi)的弛放氣進(jìn)入氨回收器內(nèi)的下部，經(jīng)過氨回收器內(nèi)的規(guī)整填料，上升到氨回收器的上部，經(jīng)過頂部的絲網(wǎng)除沫器，由頂部的弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；筒體內(nèi)只有一段時的工藝氨回收效果差，冷量回收效果也差。
低溫冷交換器和冷交換器為中壓換熱器，可以采用常用的立式列管式結(jié)構(gòu)，也可以采用其它的結(jié)構(gòu)形式；可以各是一臺設(shè)備，也可以各是二臺以上的設(shè)備串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)。氨回收器即與氨合成工序來的液氨連接，又與液氨儲槽的弛放氣管連接，同時弛放氣出口管又與等壓氨回收或無動力氨回收連接，即緩沖了氨合成工序來的液氨、及弛放氣的壓力，避免了氨回收器超壓，又穩(wěn)定了充氨時液氨儲槽的壓力。本發(fā)明的優(yōu)點是1、將氨合成工序溫度低的低溫液氨、冷液氨改為分別單獨送出，挖掘、利用了以前從未回收、利用的低溫液氨、冷液氨的冷量回收弛放氣中的氨，大幅度地減少了弛放氣中氨含量。2、在氨合成工序與液氨儲槽之間增加了氨回收器，將氨合成工序分別送來的幾股液氨中溶解氣體的絕大部分在液氨進(jìn)入液氨儲槽之前，在低溫或較低溫度的條件下在氨回收器預(yù)分離出來，弛放氣中的氨含量低，從源頭解決了弛放氣中氨含量高的問題。3、在低溫下，弛放氣在液氨中的溶解度低，在低溫下閃蒸、解吸液氨中溶解的弛放氣，效果會更好，液氨中的弛放氣閃蒸、解吸的會更徹底，由液氨儲槽出來的弛放氣量會降低到很少，從根本上解決了從溫度升高的液氨儲槽帶走的氨量很多的問題。4、用溫度低的冷液氨、低溫液氨分級地洗滌、冷卻、冷凝從液氨儲槽出來的氨含量很高的弛放氣中的氨和從常溫液氨、冷液氨中閃蒸、解吸出來的弛放氣中的氨，由弛放氣帶入等壓氨回收塔或無動力氨回收的氨減少到原來的四分之一，利用了僅占液氨總量50%左右的低溫液氨的冷量，卻幾乎達(dá)到了全部是低溫液氨的效果，又進(jìn)一步降低了弛放氣中的氨含量。5、弛放氣溫度的高低和氨含量的高低，不再受季節(jié)、氣溫、光照的影響，去等壓氨回收塔或無動力氨回收弛放氣溫度低、氨含量也低，而且穩(wěn)定。6、氨回收器出口液氨中溶解的氣體量已經(jīng)很少，經(jīng)過低溫冷交換器、冷交換器回收冷量后的液氨溫度雖然有所升高，但液氨中溶解的氣體量將不會隨著液氨溫度的升高而提尚。7、低溫液氨、冷液氨在各自的低溫下分別閃蒸、解吸出各自的弛放氣后，又利用低溫液氨、冷液氨的冷量回收混合弛放氣中的氨，又將低溫液氨、冷液氨送去回收冷量，再將低溫、低氨含量的弛放氣去等壓氨回收塔，先后分四級很合理、很充分地回收、利用了低溫液氨、冷液氨的冷量，同時又大大減少了等壓氨回收塔吸收氨的溶解熱，減輕了等壓氨回收塔的熱負(fù)荷，一舉五得，節(jié)能降耗效果明顯；8、利用氨合成排出的壓力高、溫度低的液氨回收弛放氣中的氨，達(dá)到了氨冷法的氨回收效果，同時又充分地回收了液氨的冷量，整個氨回收和回收冷量的過程，即不增加氨壓縮機(jī)負(fù)荷，又不消耗任何動力，真正無動力回收了弛放氣中的氨，回收氨的設(shè)備僅一臺；9、回收、利用低溫液氨、冷液氨的冷量不消耗動力。10、本發(fā)明要比沒有被本人采用的用低溫液氨、冷液氨與液氨儲槽出來的弛放氣在換熱器內(nèi)換熱，冷凝、分離弛放氣中的氨的方法更加合理，氨回收效果好，設(shè)備少，造價低；11、為將來的產(chǎn)高濃度氨水、極高的氨回收率、不消耗蒸汽、不消耗電能、無污染的真正無動力等壓氨回收的實施創(chuàng)造了條件，將是一舉六得。12、氨回收器內(nèi)各段設(shè)有由分布槽和分布管等組成的液氨閃蒸分布器，在分布液氨的同時又閃蒸了液氨，而且閃蒸分布的效果都好；13、在液氨閃蒸分布器的下面設(shè)有規(guī)整填料，增加了液氨的解吸面積，也延長了液氨的停留時間；即用下面上來的弛放氣氣提了液氨，提高了液氨的解吸速度和解吸效果，又用上面溫度低的液氨冷凝、回收了下面上來的氨含量高的弛放氣中的氨，又降低了弛放氣中的氨含量。14、在氨回收器內(nèi)的各段之間設(shè)有隔板、升氣管和液氨出口，即可以將上一段溫度低的液氨收集，送去回收冷量，冷量回收效果好，又可以將下一段氨含量高的弛放氣升到上一段，用上一段溫度低的液氨冷凝弛放氣中的氨，降低弛放氣中的氨含量。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是氨回收器結(jié)構(gòu)簡圖。圖2是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實施方法A、弛放氣氨回收方法參見圖2，氨合成工序氨冷后氨分離器16排出的低溫液氨單獨送出，冷交后氨分離器17排出的冷液氨、水冷器后氨分離器18排出的常溫液氨也都單獨送出，或?qū)⒗湟喊迸c常溫液氨相混合后的混合液氨送出，或氨合成工序仍按傳統(tǒng)的排氨工藝，即氨合成工序各氨分離器排出的液氨匯合后送出，但弛放氣氨回收效果和冷量回收效果都差。參見圖1，在氨合成工序與液氨儲槽21之間增加一臺氨回收器23 ；根據(jù)工藝條件和需要，氨回收器23分成三段或二段、一段；氨回收器23內(nèi)的上部設(shè)有除沫器1，頂部的弛放氣出口 22去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；各段設(shè)有液氨閃蒸分布器2、規(guī)整填料3 ； 上一段與下一段之間設(shè)有隔板5、升氣管4，、液氨出口 13;下部側(cè)面的弛放氣進(jìn)口 14與液氨儲槽21的弛放氣出口連接，底部有液氨出口 15。液氨閃蒸分布器2由帶有多孔的液氨入口管11、分布槽9、上擋板12、若干個分布管10等組成；可以用其它形式的如蓮蓬頭式液體分布器、管式液體分布器、槽式液體分布器、槽盤式液體分布器分布液氨，或用若干個噴嘴或噴頭代替液氨閃蒸分布器分布液氨2，但由于液氨中溶解有大量的弛放氣，影響液氨的分布，分布效果差；如果無液體分布器或噴嘴分布液氨，不但閃蒸效果差，液氨也不能在填料上均勻分布，液氨的解吸效果差、弛放氣與液氨的接觸和傳熱傳質(zhì)更差，總的效果更差。也可以不用規(guī)整填料3或無填料，但液氨的解吸面積小，液氨的停留時間短，液氨的解吸效果差，而溫度低的液氨與氨含量高的弛放氣之間的接觸和傳熱傳質(zhì)的效果更差， 影響弛放氣氨回收效果。上一段與下一段之間設(shè)有隔板5、升氣管4、液氨出口 13，不但可以將不同溫度的液氨在氨回收器23內(nèi)分隔開閃蒸、解吸，互不影響解吸效果，并可以將閃蒸、解吸后的液氨，按其液氨溫度的高低分別去回收冷量，更充分地利用溫度低液氨的余冷。
對于某一段的液氨不去回收冷量，可以取消、也可以保留這一段下面的隔板5。氨合成工序來的幾股溫度不同的液氨，溫度最低的低溫液氨去氨回收器23上段的液氨閃蒸分布器2的液氨入口管11，溫度相對高的液氨去氨回收器23下段的液氨閃蒸分布器2的液氨入口管11，溫度居中的液氨去氨回收器23中段的液氨閃蒸分布器2的液氨入口管11。也可以將低溫液氨、冷液氨分別去為二段的氨回收器23的上段和下段的液氨閃蒸分布器2的液氨入口管11，常溫液氨仍直接送液氨儲槽21，但效果會差些；或?qū)⒌蜏匾喊比H為一段的氨回收器23的液氨閃蒸分布器2的液氨入口管11，其余的液氨仍直接送液氨儲槽21，但效果差；也可以將氨合成工序的各氨分離器排的氨相匯合，仍采用傳統(tǒng)的排氨工藝不變，匯合液氨去僅為一段的氨回收器23的液氨閃蒸分布器2的液氨入口管11，但效果更差。氨回收器23將低溫液氨、冷液氨、常溫液氨等液氨中溶解的弛放氣的絕大部分在液氨進(jìn)液氨儲槽21之前預(yù)分離出來，弛放氣由氨回收器23頂部的弛放氣出口 22去等壓氨回收塔或無動力氨回收，在低溫下閃蒸、解吸液氨中溶解的氣體，弛放氣中的氨含量低，從而從源頭減少了去等壓氨回收塔或無動力氨回收弛放氣中氨含量。低溫液氨、冷液氨去低溫冷交換器19、冷交換器20回收冷量的，低溫液氨、冷液氨由各自的液氨出口 13出來，經(jīng)各自的調(diào)節(jié)閥分別去低溫冷交換器19、冷交換器20，回收液氨的冷量之后去液氨儲槽21。氨回收器23各液氨出口 13的低溫液氨、冷液氨不去回收液氨冷量的，經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽21，也可以取消其下面的隔板5，低溫液氨、冷液氨由上一段規(guī)整填料3直接落到下一段的規(guī)整填料3或落到氨回收器23的底部，之后去液氨儲槽21。液氨儲槽21的弛放氣從下部的側(cè)面弛放氣進(jìn)口 14進(jìn)入氨回收器23，在氨回收器 23的規(guī)整填料3內(nèi)，用常溫液氨、冷液氨、低溫液氨分別冷凝、回收從液氨儲槽21來的弛放氣中的氨和從常溫液氨、冷液氨中閃蒸、解吸出來的弛放氣中的氨，降低了這些弛放氣中的氨含量，將弛放氣氨含量由50% (體積)左右降到20% (體積)左右，使從氨回收器23弛放氣出口 22出來的混合弛放氣的氨含量，與從低溫液氨中閃蒸、解吸出來的弛放氣氨含量相近，由弛放氣帶入等壓氨回收塔或無動力氨回收的氨減少到原來的四分之一，進(jìn)一步減少去等壓氨回收塔弛放氣中氨含量。筒體6內(nèi)分成三段的工藝是來自氨冷后氨分離器16的低溫液氨管與氨回收器 23上段的液氨入口管11連接；來自冷交后氨分離器17的冷液氨與氨回收器23中段的液氨入口管11連接；來自水冷器后氨分離器18的常溫液氨與氨回收器23下段的液氨入口管11 連接；氨回收器23上段的低溫液氨經(jīng)液氨出口 13及調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器19，回收冷量之后去液氨儲槽21，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽21 ；氨回收器23中段的冷液氨經(jīng)液氨出口 13及調(diào)節(jié)閥去冷交換器20，回收冷量之后去液氨儲槽21，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽21 ； 氨回收器23下段的常溫液氨經(jīng)氨回收器23底部的液氨出口 15及調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽 21 ；液氨儲槽21弛放氣出口與氨回收器23的弛放氣進(jìn)口 14連接，液氨儲槽21內(nèi)的弛放氣進(jìn)入氨回收器23內(nèi)的下部，經(jīng)過氨回收器23內(nèi)的各層規(guī)整填料3、二段之間的升氣管4，上升到氨回收器23的上部，經(jīng)過頂部的絲網(wǎng)除沫器1，由頂部的弛放氣出口 22去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；當(dāng)上段的低溫液氨不去回收冷量時，也可以取消其下面的隔板5和升氣管4，低溫液氨直接落到中段；或當(dāng)中段的冷液氨不去回收冷量時，也可以取消其下面的隔板5和升氣管4，冷液氨直接落到下段；
筒體6內(nèi)分成二段的工藝是來自氨冷后氨分離器16的低溫液氨與氨回收器23 上段的液氨入口管11連接；來自冷交后氨分離器17的冷液氨、水冷器后氨分離器18的常溫液氨的其中的一種液氨或由這二種液氨相混合的混合液氨與氨回收器23下段的液氨入口管11連接；氨回收器23上段的低溫液氨經(jīng)液氨出口 13及調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器19，回收冷量之后去液氨儲槽21，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽21 ；氨回收器23下段的冷液氨或常溫液氨或混合液氨，經(jīng)氨回收器23底部的液氨出口 15及調(diào)節(jié)閥或去冷交換器20，回收冷量之后去液氨儲槽21，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽21 ；液氨儲槽21弛放氣出口與氨回收器 23的弛放氣進(jìn)口 14連接，液氨儲槽21內(nèi)的弛放氣進(jìn)入氨回收器23內(nèi)的下部，經(jīng)過氨回收器23內(nèi)的各層規(guī)整填料3、二段之間的升氣管4，上升到氨回收器23的上部，經(jīng)過頂部的絲網(wǎng)除沫器1，由頂部的弛放氣出口 22去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；當(dāng)上段的低溫液氨不去回收冷量時，也可以取消隔板5和升氣管4，低溫液氨直接落到下段；筒體6內(nèi)只有一段時的工藝是來自氨冷后氨分離器16的低溫液氨管與氨回收器 23的液氨入口管11連接；或由氨冷后氨分離器16的低溫液氨同冷交后氨分離器17的冷液氨或同水冷器后氨分離器18的常溫液氨由二種液氨相混合的混合液氨管與氨回收器23 的液氨入口管11連接；或由氨冷后氨分離器16的低溫液氨、冷交后氨分離器17的冷液氨、 水冷器后氨分離器18的常溫液氨三種液氨相匯合的匯合液氨管與氨回收器23的液氨入口管11連接；氨回收器23底部的低溫液氨或混合液氨或匯合液氨，經(jīng)底部的液氨出口 15及調(diào)節(jié)閥或去低溫冷交換器19或去冷交換器20，回收冷量之后去液氨儲槽21，或經(jīng)調(diào)節(jié)閥直接去液氨儲槽21 ；液氨儲槽21弛放氣出口與氨回收器23的弛放氣進(jìn)口 14連接，液氨儲槽 21內(nèi)的弛放氣進(jìn)入氨回收器23內(nèi)的下部，經(jīng)過氨回收器23內(nèi)的規(guī)整填料3，上升到氨回收器23的上部，經(jīng)過頂部的絲網(wǎng)除沫器1，由頂部的弛放氣出口 22去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；筒體6內(nèi)只有一段時的工藝氨回收效果差，冷量回收效果也差。低溫冷交換器19和冷交換器20為中壓換熱器，可以采用常用的立式列管式結(jié)構(gòu)， 也可以采用其它的結(jié)構(gòu)形式；可以各是一臺設(shè)備，也可以各是二臺以上的設(shè)備串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)。氨回收器23即與氨合成工序來的液氨連接，又與液氨儲槽21的弛放氣管連接，同時弛放氣出口 22管又與等壓氨回收或無動力氨回收連接，即緩沖了氨合成工序來的液氨、 弛放氣的壓力，避免了氨回收器23超壓，又穩(wěn)定了充氨時液氨液氨儲槽21的壓力。B、氨回收器的結(jié)構(gòu)形式參見圖1，氨回收器23包括筒體6，筒體6內(nèi)的頂部是絲網(wǎng)除沫器1和去等壓氨回收塔或無動力氨回收的弛放氣出口 22。根據(jù)各合成氨廠氨合成工序工藝條件的不同，要求的不同，筒體6內(nèi)可以分成三段、二段或一段，圖中為三段。每段由液氨閃蒸分布器2、填料壓篦7、規(guī)整填料3、柵板8等組成；上一段與下一段之間有隔板5、升氣管4、液氨出口 13。 筒體6下部的側(cè)面有來自液氨儲槽21的弛放氣進(jìn)口 14，底部有液氨出口 15。液氨閃蒸分布器2由通筒體6外部的帶有多孔的液氨入口管11、分布槽9、上擋板 12、若干個分布管10組成；在分布槽9、分布管10的下面有很多按一定中心距排列的液氨分布孔，分布槽9與上擋板12之間留有一定間隙用于通過弛放氣，各分布管10接在分布槽 9的兩側(cè)；液氨入口管11伸到分布槽9內(nèi)，管大部分在分布槽9內(nèi)，孔也全部在分布槽9內(nèi)。
可以用其它形式的液體分布器如蓮蓬頭式液體分布器、管式液體分布器、槽式液體分布器、盤式液體分布器、槽盤式液體分布器分布液氨，或用若干個噴嘴、噴頭分布液氨， 雖然也都起到閃蒸的作用，也可以分布液氨，但都效果差，這些液體分布器適用于無氣體、 液體相混合的工況，對于液氨中溶解有大量弛放氣的工況不太適合，液體分布效果差；如果無液體分布器或噴嘴或噴頭分布液氨，不但閃蒸效果差，液氨也不能在填料上均勻分布，不但液氨的解吸效果差，也影響弛放氣與液氨的傳熱傳質(zhì)，回收弛放氣中氨的效果更差。也可以不用規(guī)整填料3或填料，但解吸面積小，液氨的停留時間短，解吸效果差， 而溫度低的液氨與氨含量高的弛放氣之間的接觸和傳熱傳質(zhì)的效果變差，影響弛放氣的氨回收效果。在上一段與下一段之間設(shè)有隔板5、升氣管4、和液氨出口 13，將溫度不同的液氨分別收集，分別去回收冷量，冷量回收效果好；如果不回收液氨的冷量，上一段與下一段之間可以不設(shè)隔板5、升氣管4、和液氨出口 13。一個年產(chǎn)20萬噸合成氨廠，每小時產(chǎn)氨25. 26噸，每小時由液氨儲槽排出的無氨基弛放氣量在880標(biāo)米3左右，如果液氨儲槽出口弛放氣的氨含量在50% (體積)左右，每小時從液氨儲槽帶走的氨667. 86公斤左右，增加氨回收器后，氨回收器出口弛放氣的氨含量在18% (體積)左右，每小時帶走的氨減少到146. 60公斤左右，每小時減少帶走的氨521 公斤，全年減少帶走的氨約41 噸。這些液氨可以制備15% (重量)的氨水27520噸，如果這些氨水去解吸、深度水解，要多消耗低壓和高壓蒸汽約8256噸，價值123. 84萬元，多耗電約4U80kwh，電費3. 30萬元，制備氨水要消耗除鹽水23392噸，價值9. 35萬元，以上共可以節(jié)省136. 49萬元。目前，大部分廠都取消了水冷器后氨分離器，氨冷后氨分離器排出的-10°C 0°C 低溫液氨和冷交后氨分離器排出的10°c 20°C冷液氨約各占氨合成工序氨產(chǎn)量的50%左右，一個年產(chǎn)20萬噸合成氨廠，平均每小時產(chǎn)氨25. 26噸。合成氨廠夏季循環(huán)冷卻水的上水溫度在30°C左右，平均每小時從氨冷后氨分離器排出的-10°C 0°C低溫液氨約12. 63 噸，平均每小時從冷交后氨分離器排出的10°C 20°C冷液氨也在12. 63噸左右，低溫液氨與30°C的循環(huán)冷卻水上水之間的冷量為489千瓦 652千瓦，冷液氨與30°C的循環(huán)冷卻水上水之間的冷量為167千瓦 333千瓦，以上二項合計為656千瓦 985千瓦?；厥找陨洗蟛糠值睦淞靠梢怨?jié)省動力200千瓦 300千瓦，全年可以節(jié)省電費126. 7 190. 1萬元。 回收、利用這些冷量，不消耗蒸汽和電能，不消耗循環(huán)水，不污染環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益顯著。以上的經(jīng)濟(jì)效益合計為洸3. 19 326. 59萬元。
權(quán)利要求
1.一種弛放氣氨回收方法，其特征在于在氨合成工序至液氨儲槽之間增設(shè)氨回收器；氨回收器分成三段或二段、一段，各段設(shè)有液氨入口管(11)，氨合成工序來溫度最低的液氨去氨回收器上段的液氨入口管(11)，溫度相對高的液氨去下段的液氨入口管(11)；氨冷后氨分離器(16)排出的低溫液氨單獨送到氨回收器03)上段的的液氨入口管(11)；冷交器后氨分離器(17)排出的冷液氨、水冷器后氨分離器(18)排出的常溫液氨、 或冷液氨與常溫液氨相匯合的混合液氨，按其液氨溫度的高低，分別去下面各段的液氨入口管(11)，或仍去液氨儲槽；或?qū)焙铣晒ば蛉园磦鹘y(tǒng)工藝送出的二種或三種液氨相匯合的匯合液氨送到只有一段的氨回收器液氨入口管(11)；液氨儲槽出口的弛放氣從下部的弛放氣進(jìn)口(14)進(jìn)入氨回收器內(nèi)，弛放氣向上依次經(jīng)過各段，與在各段閃蒸、解吸出來的弛放氣接觸、匯合，匯合的弛放氣經(jīng)絲網(wǎng)除沫器(1)、弛放氣出口 02)去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；在各段閃蒸、解吸出弛放氣后的液氨，分別由各液氨出口 (13)或下部的液氨出口(15)分別出氨回收器(23)，根據(jù)各段液氨溫度的高低和需要，或分別去低溫冷交換器(19)、冷交換器00)回收冷量，或不去回收冷量直接去液氨儲槽； 如果低溫液氨或冷液氨不去回收冷量，也可以落到氨回收器的底部，由下部的液氨出口(15)出氨回收器03)去液氨儲槽；經(jīng)過低溫冷交換器(19)、冷交換器00)回收冷量后的液氨去液氨儲槽01)。
2.一種應(yīng)用弛放氣氨回收方法的氨回收器，其特征在于包括筒體(6)，筒體(6)內(nèi)設(shè)有三段、二段或一段；筒體(6)頂部設(shè)有絲網(wǎng)除沫器(1)，頂部的弛放氣出口 0 與等壓氨回收塔或無動力氨回收連接；筒體(6)側(cè)面設(shè)有各段的液氨入口管(11)，分別與氨合成工序來的各液氨管連接；下部側(cè)面的弛放氣進(jìn)口(14)與液氨儲槽弛放氣出口連接，底部有液氨出口(15)。
3.按照權(quán)利要求2所述的氨回收器，其特征在于每段設(shè)有液體分布裝置，液體分布裝置與液氨入口管(11)連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的氨回收器，其特征在于每段的液體分布裝置采用液氨閃蒸分布器0)，液氨閃蒸分布器由通筒體(6)外部的帶有多孔的液氨入口管(11)、分布 >槽(9)、上擋板(12)、若干個分布管(10)組成；液氨入口管(11)伸到筒體(6)內(nèi)，管大部分在分布槽(9)內(nèi)，管上的孔全部在分布槽(9)內(nèi)；在分布槽(9)、分布管(10)的下面有很多按一定中心距排列的液氨分布孔，分布槽(9)與上擋板(1 之間留有一定間隙，各分布管(10)接在分布槽(9)的兩側(cè)。
5.按照權(quán)利要求3所述的氨回收器，其特征在于每段的液體分布裝置下部設(shè)有填料壓篦(7)、規(guī)整填料(3)和柵板⑶。
6.按照權(quán)利要求2所述的氨回收器，其特征在于筒體(6)內(nèi)的上一段與下一段之間有隔板(5)、升氣管(4)和液氨出口(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種弛放氣氨回收方法及氨回收器。該方法和氨回收器是在氨合成工序至液氨儲槽之間增設(shè)氨回收器；氨回收器為多段；氨合成工序氨冷后氨分離器排出的低溫液氨單獨送到氨回收器的上部液氨入口管，低溫液氨在氨回收器內(nèi)閃蒸、解吸出的弛放氣，與由下向上流動來自液氨儲槽的弛放氣匯合，氨含量下降后的弛放氣經(jīng)由氨回收器上部的絲網(wǎng)除沫器、弛放氣出口去等壓氨回收塔或去無動力氨回收；閃蒸、解吸出弛放氣后的低溫液氨經(jīng)氨回收器的低溫液氨出口出氨回收器，經(jīng)調(diào)節(jié)閥去低溫冷交換器、液氨儲槽，或直接去液氨儲槽；氨回收器下部的弛放氣進(jìn)口與液氨儲槽弛放氣出口連接。具有不消耗動力，可以回收液氨冷量的特點。
文檔編號C01C1/02GK102502698SQ20111030047
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者劉軍 申請人:劉軍