一種利用三聚氰胺尾氣生產(chǎn)硝酸銨溶液的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種生產(chǎn)硝酸銨溶液的裝置，具體涉及一種利用三聚氰胺尾氣生產(chǎn)硝酸銨溶液的裝置，屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有三聚氰胺生產(chǎn)企業(yè)100余家，年生產(chǎn)能力近180萬噸，75%的產(chǎn)能采用氣相淬冷法生產(chǎn)工藝。大多數(shù)氣相淬冷法三聚氰胺生產(chǎn)廠家的尾氣處理裝置工藝落后、設(shè)備簡陋、污染大、能耗高、產(chǎn)品附加值低。
[0003]目前三聚氰胺尾氣綜合利用的各種工藝路線中以聯(lián)產(chǎn)尿素方式可增產(chǎn)尿素，但可消化的二銨液有限(14萬噸尿素裝置只能消化6000噸三聚氰胺尾氣二銨液)且每套三聚氰胺裝置均需設(shè)置尾氣吸收裝置(每套尾氣吸收裝置投資約需200萬元)，投資及水解消耗較大；配套尿素、硫銨和碳銨裝置投資較大、能耗高且還需大量提供硫酸及二氧化碳原料；碳化氨水、甲胺、低氮復(fù)合肥盡管投資小但產(chǎn)品質(zhì)量低，污染大，市場有限且季節(jié)影響大；聯(lián)產(chǎn)純堿和氯化銨氨碳可同時利用，但需有資源條件且投資也較大；以氨碳分離生產(chǎn)液氨及液體二氧化碳技術(shù)引領(lǐng)了先進的尾氣處理方式，大規(guī)模尾氣還原氨碳分離工藝先進、操作簡單，技術(shù)成熟、可靠，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、處理靈活，無廢液排放、屬于環(huán)保綠色高新工藝，但蒸汽、電能消耗大，能耗高和噸氨分離成本高達上千元；采用高壓下氨碳分離平衡吸收的專利技術(shù)對三聚氰胺尾氣回收工藝僅3.3Mpa蒸汽消耗(噸液氨計)就高達6424kg，同時還需7lkw.h電及430m3的冷卻水；年產(chǎn)5萬噸三聚氰胺及配套的氨碳分離裝置完全利用三聚氰胺裝置尾氣和副產(chǎn)低品位蒸汽生產(chǎn)液氨和二氧化碳的氨碳分離新技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化，該氨碳分離新技術(shù)具有投資省、能耗低、品質(zhì)高、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，其尾氣處理在全球率先采用了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的節(jié)能型氨碳分離專利新工藝，氨碳分離所需蒸汽全部取自于三聚氰胺生產(chǎn)過程中的工藝廢熱，噸液氨綜合能耗為現(xiàn)有其他尾氣氨碳分離工藝的35%-40%，所產(chǎn)液氨不僅無油而且鐵離子含量低于lppm，可直接滿足各種高端需求，同樣存在著能耗較高的問題。
[0004]目前又進入了新一輪擴張高潮，一批新建在建裝置將陸續(xù)投產(chǎn)。三聚氰胺生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量尾氣，采用聯(lián)產(chǎn)方式對三聚氰胺尾氣有效的回收利用，是三聚氰胺產(chǎn)業(yè)近年來提高效益和環(huán)保水平的新趨勢。
[0005]近年來國內(nèi)化工企業(yè)三聚氰胺生產(chǎn)裝置尾氣系統(tǒng)與硝銨聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)工藝發(fā)展速度較快。在三聚氰胺生產(chǎn)裝置尾氣系統(tǒng)與硝銨聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)工藝過程中，由于三聚氰胺尾氣中含有二氧化碳和氮氣等惰性氣，會導(dǎo)致中和反應(yīng)吸收效率降低，但三聚氰胺尾氣生產(chǎn)硝酸銨工藝的原料利用率高，不僅不需要消耗大量熱能，還可以利用中和反應(yīng)熱及尾氣顯熱來蒸發(fā)濃縮硝銨溶液，因此通過該聯(lián)產(chǎn)方式對三聚氰胺尾氣進行有效回收利用已成為企業(yè)提高經(jīng)濟效益和穩(wěn)定發(fā)展的趨勢。國內(nèi)企業(yè)根據(jù)三聚氰胺尾氣特點(含有約30%的0)2和氮氣，會導(dǎo)致中和反應(yīng)吸收效率降低和氨損失)，為適應(yīng)三胺尾氣的中和反應(yīng)，對傳統(tǒng)常壓中和生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化，適當(dāng)加大了中和器設(shè)計容積，調(diào)整中和室液位高度，在內(nèi)筒增設(shè)一定數(shù)量的破泡板，并對蒸發(fā)器設(shè)備等進行了改進，成功利用三聚氰胺尾氣生產(chǎn)硝酸銨或硝基復(fù)合肥，但是其二次蒸汽溫度低，壓力低，品位低無法再次使用，熱能利用率降低；并且需要大量冷卻水把二次蒸汽冷凝，后續(xù)廢水處理電能消耗增大。同樣采用循環(huán)釜式中和工藝雖然反應(yīng)效率有所提高，但由于工藝原因仍采用常壓中和，投資及能耗較高，熱能利用率不尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述不足，本實用新型提供一種利用三聚氰胺尾氣生產(chǎn)硝酸銨溶液的裝置，采用加壓管式反應(yīng)器處理三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)方式生產(chǎn)硝酸銨溶液對三聚氰胺尾氣有效地回收利用，無論是能耗和產(chǎn)品的升值都優(yōu)于其他國內(nèi)外三胺尾氣利用過程。
[0007]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種利用三聚氰胺尾氣生產(chǎn)硝酸銨溶液的裝置，包括三胺尾氣處理段、溶液制備段、溶液濃縮段、工藝蒸汽冷凝段和廢水處理段，其特征在于:
[0009]所述三胺尾氣處理段包括尾氣過濾器，壓力調(diào)節(jié)器，尾氣過濾器頂部連接溶液制備段;
[0010]所述溶液制備段包括加壓管式反應(yīng)器、閃蒸槽、洗滌塔；加壓管式反應(yīng)器連接閃蒸槽，閃蒸槽頂部與洗滌塔連接，閃蒸槽與洗滌塔連接管道上設(shè)有氣相在線分析裝置，閃蒸槽底部連接溶液濃縮段；洗滌塔由文丘里洗滌器、中和洗滌塔組成，文丘里洗滌器與閃蒸槽連接，文丘里洗滌器與中和洗滌塔底部形成循環(huán)回路；所述中和洗滌塔包括填料段循環(huán)洗滌器、塔板洗滌器，塔板洗滌器與未洗滌冷凝液槽連接；中和洗滌塔出口連接工藝洗滌冷卻器;
[0011]所述溶液濃縮段包括初蒸發(fā)器，初蒸發(fā)器包括三部分，上部閃蒸段、下部飽和蒸汽蒸發(fā)段以及初蒸發(fā)分離器，初蒸發(fā)器頂部連接初蒸發(fā)受槽，初蒸發(fā)受槽一端連接閃蒸槽，另一端通往未洗滌冷凝器；初蒸發(fā)器及其分離器底部出口連接硝銨溶液槽，初蒸發(fā)器頂部出口通往惰氣排放除霧器；
[0012]所述工藝蒸汽冷凝段包括未洗滌冷凝器、未洗滌冷凝液槽、工藝洗滌冷卻器、工藝?yán)淠翰郏晃聪礈炖淠魅肟谶B接初蒸發(fā)受槽，出口連接未洗滌冷凝液槽；未洗滌冷凝液槽出口分別連接中和洗滌塔和惰氣排放除霧器；工藝洗滌冷卻器入口連接中和洗滌器頂部，出口分別連接工藝?yán)淠翰酆投铓馀欧懦F器；工藝?yán)淠翰圻B接廢水處理段；
[0013]所述廢水處理段包括電滲析裝置和電去離子裝置。
[0014]上述裝置中，所述尾氣過濾器包括一級精濾器、二級精濾器和排塵罐。
[0015]上述裝置中，所述加壓管式反應(yīng)器中，補充反應(yīng)分步加酸器和擴張器直接安裝于管式反應(yīng)器中，與其形成一體化設(shè)備。
[0016]上述裝置中，所述氣相在線分析裝置包括取樣冷卻分離器與工藝蒸汽取樣冷卻器，所述取樣冷卻分離器與工藝蒸汽取樣冷卻器相連。
[0017]上述裝置中，所述塔板洗滌器中，每層塔板帶有泡罩。
[0018]上述裝置中，所述初蒸發(fā)器由垂直管組和惰性氣體排放集氣管組成，管組頂部設(shè)有液體分布器。
[0019]上述裝置中，所述中和洗滌塔底部設(shè)有循環(huán)泵，循環(huán)泵分別連接閃蒸槽和文丘里洗滌器頂部。
[0020]采用本實用新型裝置的工藝簡述:
[0021]本生產(chǎn)裝置工藝流程由三聚氰胺尾氣精濾，加壓管式中和合成，溶液二段三級蒸發(fā)濃縮，廢水、廢氣處理四部分組成。
[0022]1、三聚氰胺尾氣精濾:
[0023]由于本方案利用三聚氰胺尾氣為原料，其固體雜質(zhì)將顯著影響反應(yīng)器的磨損，需采用二級精濾器及排塵罐除去尾氣中的細(xì)粒及其它雜質(zhì)。
[0024]三聚氰胺尾氣首先經(jīng)過二級過濾器除去粉塵夾帶，再通過壓力調(diào)節(jié)穩(wěn)壓后進入管式反應(yīng)器與硝酸進行中和反應(yīng)。
[0025]2、溶液制備部分:加壓管式中和合成
[0026]該部分包括硝銨溶液的合成和洗滌:
[0027](I)硝銨溶液的合成經(jīng)一、二級精濾后的三聚氰胺尾氣和硝酸在加壓管式反應(yīng)器中混合并發(fā)生反應(yīng)，同時放出熱量產(chǎn)生蒸汽。在閃蒸槽中，將工藝蒸汽(包括尾氣中惰性氣體)從硝銨溶液中分離出來，工藝蒸汽從閃蒸槽頂部排出通往洗滌塔，液相的硝銨溶液則留在底部，濃度至少為78%。對工藝蒸汽取樣分析，氣相在線分析裝置是在排放不凝性氣體后冷凝液溫度控制在碳銨結(jié)晶點以上，進行在線取樣分析PH值。
[0028](2)洗滌系統(tǒng)工藝蒸汽在使用前，先在蒸汽處理塔中洗滌，然后經(jīng)三聚氰胺尾氣加熱器過熱，多余部分則在過剩工藝蒸汽冷凝器中冷凝，惰性氣體經(jīng)除霧器除霧后排向大氣。洗滌塔分為三部分，補充反應(yīng)和飽和器系文丘里洗滌器，由循環(huán)泵維持洗滌液循環(huán)，洗滌液中加入補充反應(yīng)所需絕大部分硝酸，氨則在酸性洗滌液中吸收和中和。同時，過熱工藝蒸汽通過洗滌逐步得到冷卻飽和；填料都分由循環(huán)泵維持洗滌液循環(huán)，補充水從塔盤上溢流出，洗滌液中加入少量的硝酸維持溶液為酸性，少量氨則在酸性洗滌液中進一步吸收和中和，多余的洗滌液返回到閃蒸槽(返回管伸入78%的硝銨溶液中);上部塔板給料為蒸發(fā)冷凝液，帶液位控制，逐層溢流，每層塔板帶有泡罩。
[0029]3、溶液濃縮部分:溶液二段三級蒸發(fā)濃縮
[0030]硝銨溶液經(jīng)加壓后送至初蒸發(fā)器中濃縮，不凝性氣體由蒸汽噴射器抽出。蒸發(fā)器分為三部分，溶液首先在上部閃蒸，然后在下部用工藝飽和蒸汽(其中不凝性氣體由排放集氣管收集經(jīng)惰性氣體除霧器除霧后排向大氣)及0.SMPa飽和蒸汽二級加熱蒸發(fā)，最后由初蒸發(fā)器分離器進行分離。
[0031 ] 蒸發(fā)器由垂直管組組成，溶液在管子上部由一個分布器均勻的進入各管。殼程由中壓蒸汽加熱，高濃度溶液在180°C下獲得。
[0032]下降的硝銨液膜由熱空氣逆流吹過，以帶走蒸發(fā)的水份。
[0033]從蒸發(fā)器中抽出的蒸汽在冷凝器中用冷卻水冷凝，然后收集到冷凝液槽，必要時在該槽中加入少量的硝酸調(diào)節(jié)PH值。
[0034]初蒸發(fā)器及分離器底部濃縮的硝銨溶液靠重力流入溶液槽，經(jīng)調(diào)節(jié)pH值后，進入下步工序。
[0035]4、工藝?yán)淠合到y(tǒng):廢水、廢氣處理
[0036]工藝?yán)淠航?jīng)ED (電滲析裝置)和EDI (電去離子裝置)處理后，潔凈液送工廠作為循環(huán)水補水使用；濃縮富液返洗滌塔回收，達到零排放。
[0037]本實用新型提供的利用三聚氰胺尾氣生