驰放气

表-1 驰放气的组成（相关参数为1.0Mpa、210K-300K取平均）

气体组成Cp （J/mol.K）Cv （J/mol.K）备注

氢0.42 31 22.9

氮0.14 30 20.8

甲烷0.04 36.7 26.7

氩0.08 21.6 12.6

氨0.32 37.43 29.2

混合气体1 32.3936 23.95 r = Cp/ Cv=1.353

驰放气中氨含量和温度的有直接的关系，但基本上是当时温度下氨的饱和蒸汽压，具体数据见表-2。每生产一吨氨，平均要排出150m3（标）左右的驰放气（根

据各工厂的工艺和技术水平不同而不同）。根据有关资料和我们国家中、小化肥的技术水平，平均每生产一吨液氨，排放的驰放气中大约含有40-50kg的气态氨。

表-2驰放气中氨含量和温度的关系（2.2Mpa，1m3）

温度（OC）

氨饱和蒸气压（Mpa）

氨比例

物质总量mol

氨（mol）

氨（Kg）

相当于标准状态气体（m3）

氨含量Kg/100m3（标）驰放气

-10

0.3005

0.13660

1000.60

136.69

2.33

21.71

10.72

0.4437

0.20168

968.75

195.38

3.33

22.54

14.76

10

0.6354 0.28882 934.54 269.92 4.60

20.95

21.94 15

0.7529 0.34225 918.32 314.29 5.35 20.58 26.01 20

0.8857 0.40258 902.66 363.40 6.19 20.23 30.59 25

1.0360 0.47093 887.52 417.96 7.12 19.89 35.79 30

1.2053 0.54785 87

2.88 478.20 8.14 19.56

氨不允许直接排放，以前通常采用水洗的方法除氨，剩余的气体再回收氢或者烧掉。水洗的方法除氨后，会得到大量的稀氨水（18%），有的工厂直接出售，还有的工厂再加工成碳铵。稀氨水和碳铵的附加值比较低，生产过程中还要消耗大量珍贵的水和能源，很多工厂已经淘汰了这两种产品。

三、效益分析

表-3效益分析表

项目和产品

液氨

氨水（18%）

碳铵

尿素

价格（元/吨）

2200-2400

200

450

1900

产量/吨液氨

1

5.5

5.8

1.7

销售收入（元）

2200-2400

1100

2320

3230

生产消耗（吨×元/吨）

5.5×20=110

5.8×50=290

1.7×180=306

利润（元）

2200-2400

2320

2924

我们来对一吨氨，生产稀氨水、碳铵和尿素，甚至是直接出售液氨进行一下效益分析。本效益分析只针对尿素生产厂家，其他产品生产厂家可以参考本表进行计算。

通过以上计算可以发现，一个企业生产和销售稀氨水和碳铵，是迫不得已的选择，其经济效益远比不上生产尿素，甚至是直接销售液氨。对一个合成氨产量达到10万吨/年的氮肥厂，平均每天排出的驰放气中大约含有13-14吨的气态氨。如果对驰放气进行处理，回收其中的氨，使其转变为液氨，将会为该厂节约大量的能源，并带来巨大的经济效益。假设能回收90%，和生产和销售氨水相比，每天产生的经济效益为：

13.5×90%×（2300-990）=1.5万元

每天相当于节约标准煤

13.5×90%×0.8=9.72吨

四、经过中国科学院大连化学物理研究所科研人员数年的研究，开发出了一套新的技术，并由本公司进行技术推广。利用该技术建立的氨回收装置，可应用于氮肥厂驰放气氨的回收，并可根据需要，最后得到气态氨或者液氨，经工程计算，氨的回收率可达90%。此工艺流程除电控和仪表用电外，不需要外加制冷装置，即不需要消耗额外能量；就能实现驰放气中气态氨回收，具有节能、环保，经济效益高等特点，同时投资相对较少。对一个合成氨产量达到10万吨/年的氮肥厂，3-5个月就能收回投资。

五、工作原理

1、利用高压气体节流膨胀对外做功，内能减少，从而降低气体本身的温度；

2、温度降低后的驰放气参与前操作单元的换热，降低原驰放气的的温度；

3、利用弛放气温度降低，氨分压降低，从而氨冷凝分离；

4、利用冷凝分离出来的液氨，经换热器蒸发，冷却原驰放气。