[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

说明书

技术领域

本发明涉及磷铵生产技术，尤其涉及一种磷铵吸收分离气体中氨的工艺和磷铵反应器。

背景技术

现有磷铵吸收分离气体中氨的工艺，采用常规塔式多段循环洗涤方式，出口气体中氨含量100～50mg/m³，雾滴含量约100mg/m³。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种磷铵反应器，该反应器收率高、工艺简单，投资和运行成本低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磷铵反应器，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(也称前室动力波洗涤吸收区)；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。

进一步地，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。

进一步地，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°，以使由环形喷洒箱喷头喷出的磷铵循环溶液与气体逆流剧烈接触产生湍流区，气液在此能够实现连续强化高效传质。

进一步地，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。

进一步地，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。所述溶液槽与环形喷洒箱的循环溶液进口连通，所述溶液槽与环形喷洒箱的循环溶液进口间的管路上设置有循环泵。

进一步地，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。上部吸收区内的下部液面高度由满流管来控制，当溶液多了，液面升高时，过量的溶液从满流管排出；当溶液少时，液面降低，从满流管排出的溶液减少。满流管的最低点也能保证液面高于内置旋风捕雾器底部，形成一个液封，使得前室的气体不会串漏进入内置旋风捕雾器。

进一步地，所述气体进口包括含氨气体进口和其他含氨气体进口，所述含氨气体进口和其他含氨气体进口分别设置在外套筒侧壁上，或所述含氨气体进口和其他含氨气体进口连通后设置在外套筒侧壁上。

本发明中所述磷铵反应器包括上部洗涤区和下部溶液槽，所述上部洗涤区包括前室的动力波洗涤吸收区、后室喷洒洗涤吸收区和旋流分离区，所述旋流分离区为旋流分离器。

本发明的另一个目的，还提供了一种磷铵吸收分离气体中氨的工艺，包括以下步骤：

步骤一、气体自气体进口进入磷铵反应器(上部洗涤区)，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(区)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。

进一步地，磷铵吸收分离气体中氨的工艺，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(上部洗涤区)，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20～110℃磷铵循环溶液动力波强化洗涤，以吸收85～95％氨；