[发明专利]一种合成氨废气分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成氨废气分离装置。

背景技术

在合成氨的生产过程中，会向外界排放废气，其中最主要的废气是合成塔中的放空气与氨罐驰放气，目前传统的处理方法主要有三种：一是将该废气分成两股，单独水洗，得到品质较低的氨水，然后将剩余废气烧掉；二是将氨罐弛放气中的压力能全部利用掉，产生一部分氨气，然后将剩余气体烧掉，同时将合成塔的放空气水洗得到品质较低的氨水，然后将剩余废气烧掉；三是将全部废气水洗，然后通过上一套变压吸附或膜分离，并将剩余的气体进行低温分离得到一部分的液化天然气。以上三种工艺的特点是设备复杂，不同的设备又来自于不同的厂家，缺乏统一设计的理念，做不到设备与设备之间的无缝对接，一旦一个设备出现故障，其下游设备全部无法运行；同时，合成氨废气中不仅含有氨、氢、甲烷，还含有高附加值的氩、氮等，以上传统工艺中，氢的提取率只有90%，不能提取氩，而氨的提取只能以氨水或氨气的形式产生，回收利用率很低。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种合成氨废气分离装置，包括依次连接并连通的脱碳吸附器、第一换热器、第二换热器、第三换热器、液氨精馏塔、液氨精馏塔冷凝器、甲烷精馏塔、甲烷精馏塔冷凝器、氩气精馏塔、氩气塔精馏塔冷凝器，所述脱碳吸附器上设有进气口、再生气进气口，所述液氨精馏塔上设有液氨出口，所述甲烷精馏塔上设有液态甲烷出口，所述氩气精馏塔上设有液氩出口、废气排出口，其特征在于：所述合成氨废气分离装置还包括一端连接所述氩气精馏塔的氢气管道，氮气循环压缩机，氮气膨胀机，与氮气压缩机进口连接的氮气补气口。

优选地，所述废液氨精馏塔、液氨精馏塔冷凝器、甲烷精馏塔、甲烷精馏塔冷凝器、氩气精馏塔、氩气塔精馏塔冷凝器、氮气膨胀机和各个换热器置于同一个分馏塔中。

相较于现有技术，本发明能够一次性从合成氨废气内回收纯度较高的液氨、液态甲烷、液氩、高纯氢气，大大减少了浪费，使废气内尽可能多的气体成分得到二次利用，能够显著提高气体利用率，也具有很高的经济价值。

附图说明

附图1为本发明合成氨废气分离装置的示意图。

附图中：

1-进气口，2-脱碳吸附器，3-第一换热器，4-第二换热器，5-第三换热器，6-液氨精馏塔，7-液氨出口，8-甲烷精馏塔，9-液态甲烷出口，10-甲烷精馏塔冷凝器，11-氩气精馏塔，12-液氩出口，13-氩气精馏塔冷凝器，14-氢气管道，15-氮气膨胀机组，16-液氨精馏塔冷凝器，17-废气排出口，18-氮气补气口，19-氮气循环压缩机、20-再生气进气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明合成氨废气分离装置的优选实施方式进行详细说明。

附图1绘示了本发明合成氨废气分离装置的结构示意图。合成氨废气从进气口1进入装置，依次通过脱碳吸附器2、第一换热器3、液氨精馏塔6、液氨精馏塔冷凝器16、第二换热器4、第三换热器5、甲烷精馏塔8、甲烷精馏塔冷凝器10、氩气精馏塔11、氩气精馏塔冷凝器13，此时剩余的气体为氢气与其他气体的混合物，其中氢气通往氢气管道14进行提纯，其余无毒无害的微量气体通过废气排出口17排放掉；氮气通过氮气循环压缩机19压缩后，再进入氮气膨胀机组15增压端增压后依次通过第一换热器3、第二换热器4、氮气膨胀机组15膨胀端、第三换热器5、第二换热器4、第一换热器3后和氮气补气口18汇合后进入氮气循环压缩机19的进口。氮气进氮气膨胀机组15膨胀端前抽出一部分进入第三换热器5后送入甲烷精馏塔冷凝器10、氩气精馏塔冷凝器13、液氨精馏塔冷凝器16提供冷量。再生气进气口20为脱碳吸附器2提供再生所需的气源。

下面对上述各装置进行具体描述。

合成氨废气通过脱碳吸附器2的进口进入脱碳吸附筒，经过吸附剂吸附脱去二氧化碳等杂质后进入第一换热器。吸附剂经一段时间的吸附就要饱和后，合成氨废气通过一系列切换阀门切换到另一个吸附继续吸附，吸附饱和的吸附筒内的吸附剂需将吸附的物质解析出去，通过再生气进气口20的再生氮气加热吸附剂以获得再生。