一种动态处理含氨和硫化铵废气且回收利用氨的工艺

一、发明的名称

一种动态处理含氨和硫化铵废气且回收利用氨的工艺

二、通过查新，请提供与申请主题内容最相近的一项（只针对一项）已有技术情况

现目前工业含氨废气的处理方法多采用物理吸收法，以软水或稀氨水为吸收剂吸收工业尾气中的氨，得到的低浓度氨水进一步蒸馏得到浓氨水，进而精馏成浓氨气，再经加压、冷凝制成液氨利用。这种工艺的不足之处有①消耗大量的水②吸收过程中产生的大量稀氨水必须通过加热浓缩成20％的氨水才能应用，消耗大量能量③氨回收利用率不高，造成合成氨的损失④水洗不完全需要对逃逸的氨气进行燃烧处理，会产生一定量的NOx，造成二次污染。因此，工业含氨废气处理的物理吸收法需要进行改进优化，单独采用一种方法难以达到高浓度含氨工业废气的高效率处理并综合回收利用。

三、申请主题的技术方案内容

1、申请发明专利的工艺流程如下图

2.工艺流程说明

含有氨、硫化铵的废气经过换热器后进入碱洗塔用NaOH洗出废气中的氨，并在塔顶

增加高效除雾器防止气沫夹带导致硫化钠进入后续系统，产生的硫化钠溶液进入生产系统回用，洗出的氨气进入后面氨吸收塔，采用清水喷淋吸收，通过控制喷淋水量使氨水浓度达到6%以后进入系统回用，作为碳氨的生产原料，小部分逃逸的氨通过UV光解产生的臭氧氧化成N

，使得气体最终达标排放。氨吸收和合成碳氨过程放出大量热，可以作为碱洗

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塔预热热源，提高碱洗效率。

3.工艺各设备特点及具体参数介绍

（1）碱洗塔

工业含氨废气处理工艺有些会采用酸洗塔进行喷淋洗气处理，由于硫酸铵浓度提高造

S剧毒物。因此本成塔内结晶，使得吸收塔底部循环泵和喷嘴经常出现堵塞，且会产生H

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工艺采用先进可靠的单塔双循环的喷淋加部件结构的碱洗塔，单塔双循环技术是指在一座吸收塔内完成了两次碱洗，达到了双塔串联效果。是利用两级喷淋塔串联运行，烟气经过一级塔，先脱掉烟气中NH3的一部分，约50%到80%，再经过二级塔，脱掉烟气中剩余NH3的70%~90%,两次叠加，从而达到总的脱氨效率大于95%的要求。

在每个吸收段，碱洗剂制备系统制成的新鲜浆液通过供浆泵送入碱洗塔浆液循环泵的入口，与循环浆液一起进入喷淋层。从高效喷嘴喷出的浆液在喷淋作用下形成雾状液滴，在塔内部件及喷淋区域气-液进行了高效充分的接触。在液滴的下降过程中，浆液液滴表面由于吸收NH3，表面趋于吸收饱和而停止吸收。

本项目采用耐磨损的低压螺旋喷嘴实现碱洗液的高度雾化，以产生大量气液接触面积，实现良好的气液传质。螺旋喷嘴是众多喷嘴中最具特色的一种。液体通过与连续变小的螺旋线体相切和碰撞后，变成小液滴喷出，并且喷嘴腔体内从进口至出口的畅通的通道设计最大程度的减少了阻塞现象的发生。通过对喷嘴进行优化布置，使碱洗塔断面上几乎完全均匀地进行喷淋。在碱洗塔内圈布置120°喷嘴，靠近碱洗塔外围布置90°喷嘴。如此布置尽可能减少喷淋到塔壁上的液体量，提高有效的碱洗液传质表面积。

本项目碱洗塔经过合理的流场设计，可使得烟气在塔内整个断面上均匀分布，避免形成死角，以获得高的吸收效率。碱洗塔上部安装二层折流式除雾器，用以分离净烟气经过碱洗段时所夹带的雾滴。除雾器系统的设计特别注意了碱洗塔内部盐结晶的影响，为此除雾器必设置沉积物的冲洗和排水系统，运行时根据给定或可变化的程序，进行除雾器自动冲洗。除雾器的自动冲洗必需以周期、分区冲洗的方式实现对整个除雾器的全面冲洗，不能存在任何未冲洗到的表面。冲洗水的频率和分区通过系统进行自动控制，冲洗水母管的布置能使每个喷嘴基本运行在平均水压。

除雾器示意图

碱洗系统中介质腐蚀性强，氢氧化钠吸收液磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。因此，该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题之一。碱洗塔防腐蚀材料的选择必须考虑满足①复杂化学条件环境下的防腐蚀要求，在内衬表面形成的凝结物，对于大多数的建筑材料都具有很强的侵蚀性，所以对内衬材料要求具有抗强酸和强碱腐蚀能力②耐温要求，烟气温差变化大，废气气温度在40℃~80℃之间，在换热器系统检修或不运行而机组运行工况下，烟气温度进一步升高，那么要求内衬具有抗温差变化能力，在温度变化频繁的环境中不开裂并且耐久③耐磨

性能好，废气中可能含有一些固体粉尘颗粒，同时在腐蚀性的介质作用下，磨损的实际情况可能会较为明显，所以要求防腐材料具有良好的耐磨性④具有良好的粘结力，防腐材料必须具有较强的粘结强度，不仅指材料自身的粘结强度较高，而且材料与基材之间的粘结强度要高，同时要求材料不易产生龟裂、分层或剥离，附着力和冲击强度较好，从而保证较好的耐蚀性。通常我们要求底涂材料与钢结构基础的粘接力能够至少达到10MPa以上。由上所述，本工艺推荐使用PP材质的碱洗塔。

（2）氨吸收系统

氨水制备工艺流程图如下图：

本装置思路是将气氨溶于水的方式制备氨水。在工厂里，气氨一般是经过压缩液化成液氨的，本套装置可以将气氨直接做成氨水，达到节约冰机用电的目的。受冷却水温度的限制，氨水温度一般高于冷却水温度~5℃，由于温度、压力和氨水浓度之间存在相平衡的关系，制备的氨水浓度也受到相应的限制（常压下，20℃时 33.95%，25℃时~30%、30℃时~28.55%、35℃时~26%、40℃时 23.3%、45℃时~20%）。因此，冬季氨水浓度可做到30~32%；夏季冷却水温≤30℃时，氨水浓度能做到25%。

氨水制备时，用真空泵将常压气氨吸入制备器填料塔内，气相（氨气+水蒸汽混合物）在塔内上升，被塔顶喷淋而下的工艺水吸收，残余的气体经真空泵进入尾气吸收塔洗涤后排放。生成的氨水经氨水循环泵、循环冷却器移出反应热后，部分送出系统，大部分返回填料塔内作循环吸收液。

本套氨水生产系统主要由氨水制备器本体和与之配套的尾气吸收罐（含吸收塔）、工艺水泵、氨水循环泵以及相应的管路、电气、自控单元等组成，系多功能、智能化、低消耗的氨水生产设备，整个系统为撬装结构。其中：氨水制备器本体主要由填料吸收塔、循环冷却器等两部分组成，材质均为 304 不锈钢，制备器箱体为碳钢。物料输送泵过流部件的材质：工艺水输送泵、氨水循环泵为 304 不锈钢，真空泵为铸铁。尾气吸收罐材