[发明专利]一种磷铵吸收分离气体中氨的工艺和磷铵反应器

权利要求书

1.一种磷铵反应器，其特征在于，包括：连通的上部洗涤区和下部溶液槽；

所述洗涤区包括：气体进口、外套筒、内置旋风捕雾器、旋流分离器、前隔板、后隔板、循环溶液喷洒管、环形喷洒箱、喷头、贫液喷洒管和气体出口；所述内置旋风捕雾器嵌设在外套筒内，所述外套筒用于承装磷铵循环溶液，所述内置旋风捕雾器底面低于承装的磷铵循环溶液液面；所述内置旋风捕雾器、外套筒、前隔板和后隔板间的环隙设置有环形喷洒箱；

所述内置旋风捕雾器外壁、外套筒内壁、环形喷洒箱底面和磷铵循环溶液液面之间构成前室；所述气体进口设置在环形喷洒箱顶面上的外套筒侧壁上，所述气体进口与前室连通，所述循环溶液喷洒管设置在气体进口处的外套筒、内置旋风捕雾器和前隔板之间；所述气体出口设置在内置旋风捕雾器顶部；所述外套筒内壁、内置旋风捕雾器外壁与后隔板之间构成后室，所述前室与后室连通；所述后室内设置有贫液喷洒管；

所述旋流分离器位于内置旋风捕雾器的排气口内或磷铵反应器外与气体出口连通的管道上；

所述内置旋风捕雾器的排气口与磷铵反应器气体出口为同一个出口。

2.根据权利要求1所述磷铵反应器，其特征在于，所述气体进口通过外套筒内壁、内置旋风捕雾器外壁及前隔板之间围成的前通道与前室连通；所述前室通过外套筒内壁、内置旋风捕雾器外壁及后隔板处的环形喷洒箱围成的后通道与后室连通。

3.根据权利要求1所述磷铵反应器，其特征在于，前室动力波洗涤吸收区内，所述环形喷洒箱喷头方向与气体流动方向夹角为165-195°。

4.根据权利要求1所述磷铵反应器，其特征在于，所述旋风分离器包括多个微旋流子，所述微旋流子固定在管板上，安装在磷铵反应器气体出口法兰和管道法兰之间。

5.根据权利要求1所述磷铵反应器，其特征在于，所述外套筒和溶液槽通过一段设置在外套筒底端、另一端设置于溶液槽中的降液管连通。

6.根据权利要求1所述磷铵反应器，其特征在于，所述外套筒侧壁设置有满流管，所述满流管下沿高于内置旋风捕雾器底面。

7.一种磷铵吸收分离气体中氨的工艺，采用权利要求1-6任意一项所述磷铵反应器，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、气体自气体进口进入磷铵反应器，气体自外套筒内壁、内置旋风捕雾器外壁、及前隔板之间围成的前通道进入前室，先在前室经磷铵循环溶液动力波强化洗涤，吸收一部分氨；

步骤二、气体再自外套筒内壁、内置旋风捕雾器外壁及后隔板处的环形喷洒箱围成的后通道进入后室，经磷铵贫液洗涤，进一步降低气体中氨含量；

步骤三、气体在旋流分离器的离心超重力场作用下，雾滴继续强化吸收气体中剩余氨，使出口气体中氨及雾滴含量均降低，逐步聚集成为连续液相流入洗涤区，并与气体分离。

8.根据权利要求7所述磷铵吸收分离气体中氨的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、20～150℃含氨1～600g/m³气体自气体进口进入磷铵反应器，先在前室经20～110℃磷铵循环溶液动力波强化洗涤，以吸收85～95％氨；

步骤二、气体再在后室经20～90℃磷铵贫液洗涤，进一步降低气体中氨含量，降低至100mg/m³；

步骤三、气体在旋流分离器的离心超重力场作用下，雾滴继续强化吸收气体中剩余氨，使出口气体中氨及雾滴含量均降低至30mg/m³以下同时，逐步聚集成为连续液相流入洗涤区，并与25～110℃气体分离。

9.根据权利要求7所述磷铵吸收分离气体中氨的工艺，其特征在于，所述磷铵反应器中的磷铵溶液经降液管，进入溶液槽中，90～98％wt磷铵循环溶液由循环泵抽送至上部洗涤区前室喷洒，2～10％wt磷铵循环溶液由富液泵送至后续系统。

10.根据权利要求7所述磷铵吸收分离气体中氨的工艺，其特征在于，磷铵循环溶液中的氨质量浓度为8～10％，磷酸质量浓度为15～35％；磷铵贫液中的氨质量浓度为5～7.5％，磷酸质量浓度为15～35％。