[发明专利]一种膜法回收废气中氨气的方法及装置

说明书

技术领域

    本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种膜法回收废气中氨气的方法及装置。

背景技术

    在医药合成工业、含氮产品生产企业和合成氨工业等产生的废气中常含有NH₃，这些废气被排放之前，必须进行净化处理，除去其中的NH₃，以满足环保排放标准。废气中NH₃的清除和回收，通常采用水洗法和稀酸中和法。水洗法操作方便，效果尚可，但设备庞大，投资较大，而且还产生大量无法利用的稀氨水，这些稀氨水还需废水处理装置的处理才能排放，不仅造成NH₃资源浪费，而且增加废水处理装置的负荷；稀酸中和法采用塔类设备（如填料塔等），存在设备腐蚀严重，投资和设备维护高，操作成本高等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能有效进行氨气资源化利用的方法和装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种膜法回收废气中氨气的方法，包括以下步骤：采用膜法分离技术，使废气在膜中扩散，利用稀酸溶液与废气中的氨气反应形成铵盐溶液；然后将铵盐溶液浓缩结晶，分离其中的固体铵盐结晶和母液。

将上述铵盐溶液分离得到的母液配制成稀酸溶液，进行循环利用。

其中，废气与稀酸溶液的体积比为1-30:1；废气中氨气的体积百分含量为0.1-40%；稀酸溶液为稀硫酸、稀硝酸或稀盐酸，体积百分浓度为10-30%。稀酸可以采用工业品或废酸液，以降低成本，相应获得的铵盐可以作为工业品或氮复肥出售。

膜法分离技术采用两组串联的膜组件，包括膜组件Ⅰ和膜组件Ⅱ；所述废气依次通过膜组件Ⅰ和膜组件Ⅱ的管程，所述稀酸溶液分别通过膜组件Ⅰ和膜组件Ⅱ的壳程；所述通过膜组件Ⅱ的稀酸溶液直接通入膜组件Ⅰ中进行循环利用。

膜组件的操作温度为5-40℃，操作压力为0.1-0.25MPa。

膜组件Ⅰ和膜组件Ⅱ的传质面积比为3-4.5:1；通过膜组件Ⅰ和膜组件Ⅱ的稀酸溶液的体积比为2.5-5:1。

本发明还提供了上述用于回收废气中氨气的装置，包括膜组件、液泵、储液槽、配液池、稀酸高位槽、结晶器和离心机；稀酸高位槽通过配液池与储液槽相连；储液槽通过液泵与膜组件的壳程入口相连通；膜组件的壳程出口依次与结晶器、离心机相连。

其中，离心机与配液池相连，可将离心分离得到的母液通过配液制备稀酸溶液，从而进行循环利用。

上述装置还包括缓冲罐；废气通过缓冲罐通入膜组件的管程。

膜组件为两个串联，包括膜组件Ⅰ和膜组件Ⅱ；储液槽通过液泵与膜组件Ⅰ的壳程入口相连通；膜组件Ⅰ的壳程出口依次与结晶器、离心机相连；膜组件Ⅱ的壳程出口与储液槽相连。

本发明相比现有技术具有以下优点：利用膜法分离技术回收氨气，效率高、能耗小，处理后的尾气满足排放标准，且能将回收的氨气转化为铵盐产品，有效实现氨气的资源化利用。本发明膜法回收废气中氨气的装置，利用两组膜组件串联，对氨气的回收更加充分，同时稀酸溶液可以重复利用，降低成本。本发明回收氨气的工艺简单，装置操作方便，节能环保。

附图说明

图1为本发明膜法回收废气中氨气的装置的结构示意图。

图中，1-缓冲罐，2-膜组件Ⅰ，3-膜组件Ⅱ，4-液泵，5-储液槽，6-稀酸高位槽，7-配液池，8-结晶器，9-离心机，a-废气，b-尾气，c-铵盐溶液，d-铵盐，e-母液。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明进行详细说明。

装置实施例

    本发明膜法回收废气中氨气的装置由膜分离和氨资源化两部分组成，其中膜分离部分包括两组膜组件：膜组件I 2和膜组件II 3、缓冲罐1、储液槽5和液泵4；氨资源化部分包括多联式高效结晶器8、自卸式离心机9、稀酸高位槽6和配液池7。

废气a通过缓冲罐1依次通入膜组件I 2和膜组件II 3的管程；稀酸溶液分别通过膜组件I 2和膜组件II 3的壳程。稀酸高位槽6通过配液池7与储液槽5相连。储液槽5通过液泵4分别与膜组件I 2和膜组件II 3的壳程入口相连通。膜组件I 2的壳程出口依次与结晶器8、离心机9相连。膜组件II 3的壳程出口与储液槽5相连，通过液泵4泵入膜组件I 2的壳程进行循环利用。离心机9与配液池7相连，可将离心分离得到的母液e通过配液制备稀酸溶液，重新通入储液槽5内进行循环利用。

方法实施例一