合成氨工业废气治理及氨和氢回收-亨孚科技
发布时间:2019-11-29 13:57
合成氨工业废气治理及氨和氢回收
合成氨工业废气主要包括三个来源:合成放空气、氨罐弛放气和同洗再生气。这些废气中都含有氨,放空气和弛放弃含有H2、CH4、Ar等物质。

1、变压吸附法回收合成放空气中的氢(PSA)
变压吸附法是利用吸附剂对气体的吸附容量随压力的不同而有差异的特性的方法。该工艺由变压吸附提氢系统(APS装置)和净氨系统组成。放空气减压至10MPa进入氨液分离器,分离掉液氨后,高速通过喷嘴,在负压区与净氨塔底来的稀氨水充分混合,其中80%以上的气氨被稀氨水吸收。气体冷却后进入净氨塔,氨被喷淋下的软水进一步吸收,使之达到200mL/m³一下。净氨后的气体(水洗气)再减压至5MPa进入PSA干燥系统,脱除微量的水合氨。最后减压至1.6MPa后进入PSA的吸附系统。常用的吸附剂有分子筛和活性炭。利用吸附剂对气体的吸附容量随压力的不同而有差异的特性,加压除去CH4、Ar、N2等组分,吸附剂经减压再生。该法回收的H2纯度一般为98.5%-99.99%,回收率为55%-70%,回收的H2返回合成氨系统。软水净氨产生的氨水(浓度为90滴度,1滴度=0.85gNH3/L)返回合成氨碳化氨水系统利用。
2、膜分离法
膜分离法是将废气通过膜分离装置,如内置中空纤维管束的普里森分离装置,利用膜对气体的选择性渗透达到分离的目的。该法可回收弛放气中的氢。先将弛放气在预处理器中用软水洗涤,使其中的氨降到200mL/m³以下,然后进入分离器进行分离,以得到较高纯度的氢气。普里森分离器由预处理器和分离装置组成。首先,一级分离的管程气(H2)被送进二级分离器,将氢气提纯到98%以上,用于双氧水生产,其他氢气返回合成系统。最后的壳程气返回燃料系统作为燃料。该法技术先进,自动化程度高,生产过程简单,操作方便,占地面积小,可同时回收氢气和氮气。氢气回收率大于90%,纯度约90%。

3、深冷分离法
深冷分离法是利用组分沸点和溶解度的不同而加以分离的方法。该法可用于空气中氢的回收。放空气中主要包括H2、N2、Ar、CH4和NH3等气体,弛放气体经冷凝器将大部分氨冷凝为液氨后和放空气合流,进入水洗塔,用无氧软水吸收剩余的氨。然后。再用深冷精馏法逐一把氢、甲烷、氩和氮分离开,经分离后可得90%的氢。该法可同时回收氢气和氮气,氢气和纯度高。该法采用二级深冷部分冷凝分离技术,解决了甲烷在设备中可能冻结的问题,并且它与合成氨系统相互独立互不影响操作。
4、等压回收法
等压回收法师通过提高吸收装置的操作压力(1.5MPa),以提高吸收率。它可用于弛放气中氨的回收。该法工艺简单,操作方便,氨回收率高,约为95%;回收的氨水浓度为130-180滴度,可直接回碳化系统。
5、铜洗再生其中氨的回收
由于铜洗再生气中除含有NH3外,还含有CO2,因此,在回收铜洗再生气中的氨的过程中,容易产生铵盐的结晶,引起管道堵塞。解决管道的堵塞问题是铜洗再生气中氨回收的技术关键。可以通过降低铜洗再生气中NH3的含量来防止结晶的产生,因此,按照平衡原理进行分段吸收,增大氨水的浓度梯度,形成了“软水洗涤、稀氨水部分循环、两次吸收”铜洗再生气回收技术。该技术氨回收率为95%左右,回收氨水浓度为60滴度,再生回收气含Ar0.02%-0.5%。该法工艺简单,操作方便,生产稳定,设备占地面积小。