一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法及设备。本发明专利技术的方法包括：将二氧化碳制备系统、氨提浓精制系统和碳酸氢铵生成系统组合起来；二氧化碳制备系统对烟道废气进行净化、除尘、降温进而提浓，气液分离、压缩和过滤干燥，将含有CO2的烟道废气储存；氨提浓精制系统对焦炉煤气中的氨气进行吸收、除杂、解析、降温、精馏提浓，氨气被真空水流吸收制成浓氨水母液；碳酸氢铵生成系统包括碳化主塔，碳化主塔内装有浓氨水母液，与二氧化碳反应，生成碳酸氢铵。本发明专利技术能够降低成本，简化工艺，同时避免工业烟气排放造成气候变暖，保护环境，对焦化厂焦炉煤气中的氨气充分利用，创造效益，生产出附加值更高的碳酸氢铵。生产出附加值更高的碳酸氢铵。生产出附加值更高的碳酸氢铵。

【技术实现步骤摘要】
一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法及设备


[0001]本专利技术涉及碳酸氢铵的生产技术，具体涉及一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法及设备。

技术介绍

[0002]目前，国内农用碳酸氢铵的生产工艺是利用无烟煤经煤气发生炉汽化制成半水煤气，煤气经过脱硫净化后进入变换车间，煤气中一氧化碳在变换触媒的作用下变成二氧化碳，再进入碳化工段，碳化工段采用合成氨生产的氨气与碳铵离心后得母液制成浓氨水，吸收煤气中的二氧化碳，生成碳酸氢铵。脱除二氧化碳后的气体经压缩在氨合成塔内，在高温高压下氮气与氢气在触媒作用下合成氨。合成的氨气经压缩制冷后生成液氨，液氨经汽化用于脱除煤气中的二氧化碳，进而生产碳酸氢铵，但是该工艺生产的碳酸氢铵成本较高，工艺复杂。
[0003]焦化、冶金、发电厂、石灰窑等工业炉窑烟道气中有大量的二氧化碳随烟气排出，二氧化碳如果直接排到大气中，会增加大气中的二氧化碳含量，从而加快全球变暖，全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，不仅危害自然生态系统的平衡，还威胁人类的生存；其实二氧化碳是有很大用途的，二氧化碳可以用于碳化软饮料、化学加工、食品保存等用途，如果能够将烟道废气中的二氧化碳用于工业生产，这样既能保护环境，又能创造效益。
[0004]为了解决以上技术问题，本专利技术提出了一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法及设备。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提出一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法及设备，能够降低成本，简化工艺，同时避免工业烟气排放造成气候变暖，保护环境，对焦化厂焦炉煤气中的氨气充分利用，创造效益，生产出附加值更高的碳酸氢铵。
[0006]为实现以上目的，本专利技术提出以下技术方案：一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法，是将二氧化碳制备系统、氨提浓精制系统和碳酸氢铵生成系统组合起来；二氧化碳制备系统对烟道废气进行净化、除尘、降温进而提浓，气液分离、压缩和过滤干燥，将含有CO
2 的烟道废气储存；氨提浓精制系统对焦炉煤气中的氨气进行吸收、除杂、解析、降温、精馏提浓，氨气被真空水流吸收制成浓氨水母液；碳酸氢铵生成系统包括碳化主塔，碳化主塔内装有浓氨水母液，与二氧化碳反应，生成碳酸氢铵。
[0007]优选地，所述制备碳酸氢铵的方法中，提浓后的二氧化碳气体压缩至0.8MPa，经干燥后储存。
[0008]优选地，所述制备碳酸氢铵的方法中，焦炉煤气中的氨气通过与磷酸一铵反应形成磷酸二铵，通过气浮除杂后直接蒸汽加热，解析出氨气，从而实现提浓。
[0009]优选地，所述制备碳酸氢铵的方法中，解析后的氨气浓度为25%，经冷却降温后精馏，精馏提浓至80%左右。
[0010]优选地，所述制备碳酸氢铵的方法中，解析氨气后的溶液成磷酸一铵溶液，磷酸一铵溶液经降温冷却至30
°
以下，再吸收氨气。
[0011]优选地，所述制备碳酸氢铵的方法中，碳酸氢铵生成系统还包括碳化副塔，碳化副塔内有浓氨水母液，碳化主塔内未被吸收的二氧化碳进入碳化副塔继续被吸收，剩余的气体经水洗后排入原烟囱；碳化副塔内溶液通过压差通入碳化主塔内继续生成碳酸氢铵。
[0012]优选地，所述制备碳酸氢铵的方法中，碳酸氢铵生成系统还包括稠厚器，碳化主塔通过自身塔内0.6MPa的压力，将含有碳铵晶体的母液送入稠厚器，使得碳铵晶体进一步长大，最后将含有碳铵固体的母液离心分离，最后得到碳酸氢铵固体，母液储存。
[0013]一种利用上述方法制备碳酸氢铵的设备，其特征在于：包括：二氧化碳制备系统，所述二氧化碳制备系统包括烟气净化塔、净化塔循环泵、引风机、气液分离器、CO2压缩机、过滤器和CO2储罐，依次通过管道相连；氨提浓精制系统，所述氨提浓精制系统包括吸收塔、吸收塔循环泵、气浮除油机、冷却器、制冷机、换热器、解析塔、精馏塔、浓氨水吸收罐和浓氨水母液输送泵，依次通过管道相连，所述解析塔设有出液口与换热器连接，再经过冷却器与吸收塔连接，形成循环通路；碳酸氢铵生成系统，所述碳酸氢铵生成系统包括碳化主塔、碳化副塔、水洗塔、稠厚器、离心机、碳铵母液储罐、碳铵母液输送泵，依次通过管道相连，所述碳化主塔设有与CO2储罐连接的进气口，以及和碳化副塔相连的进液口，碳化主塔设有与碳化副塔进气口连接的出气口，以及与稠厚器连接的出液口；所述碳化副塔设有进液口，与浓氨水母液输送泵连接，所述碳铵母液输送泵与浓氨水吸收罐连接。
[0014]优选地，所述氨提浓精制系统中包含三个冷却器，分别为1号冷却器，2号冷却器，3号冷却器，其中1号冷却器置于精馏塔和解析塔之间，用于解析后的氨气的冷却降温；2号冷却器置于精馏塔和射流器之间，用于精馏后的氨气的冷却降温；3号冷却器置于换热器和吸收塔之间，用于磷酸一铵溶液的冷却降温。
[0015]具体地，焦化、冶金、发电厂、石灰窑等工业的烟道废气进入烟气净化塔，通过净化塔循环泵对烟道废气进行除尘和降温，达到二氧化碳提浓要求，烟道废气经引风机送入气液分离器，将气体中水分降低，在CO2压缩机的作用下将烟道废气压缩至0.8MPa，通过过滤器进一步除去烟道废气中的水分，最后将净化后含二氧化碳的烟道废气储存于CO2储罐中；焦化厂焦炉煤气中的氨气通入吸收塔内，在吸收塔循环泵的作用下，利用吸收塔内磷酸一铵溶液吸收煤气中氨气，形成磷酸二铵，化学方程式如（1）所示；吸收塔循环泵将磷酸二铵溶液送至气浮除油机，去除溶液中油类等杂质，再通过进料泵将磷酸二铵溶液通入换热器，进行加热升温，后进入解析塔，磷酸二铵溶液在解析塔内通过直接蒸汽加热的方式进行解析，磷酸二铵经高温高压解析后变成磷酸一铵，经换热器降温后返回吸收塔继续吸收焦炉煤气中氨，依次往复循环，化学方程式如（2）所示；解析塔解析出的气体从解析塔塔顶排出，此时气体中氨的浓度在25%左右，经1号冷却器降温后进入精馏塔，氨气在精馏塔
内进一步提浓至80%左右，氨气从精馏塔顶端排出，经2号冷却器降温，氨气被与浓氨水吸收罐配套的射流器产生的真空水流吸收，溶液储存于浓氨水吸收罐内；解析塔解析氨气后的溶液变成磷酸一铵溶液，此时磷酸一铵溶液的温度较高，经换热器降温后，进入3号冷却器，3号冷却器采用制冷机产生的制冷水进行降温，将磷酸一铵溶液的温度降至30℃以下，进入吸收塔继续吸收煤气中氨；碳化主塔内含有吸收氨气后的浓氨水母液，CO2储罐中的二氧化碳气体缓慢通入碳化主塔中，碳化主塔内浓氨水与二氧化碳反应生成碳酸氢铵，未被吸收的二氧化碳气体进入碳化副塔，与碳化副塔中的浓氨水母液反应，二氧化碳被完全吸收，化学方程式如（3）所示，剩余气体通入水洗塔内，对气体中从碳化副塔中带出来的氨气进行吸收，最后气体从水洗塔塔顶排入原烟囱进行排放；当碳化主塔内反应结束后，碳化主塔通过自身塔内0.6MPa的压力将碳化主塔内含有碳铵晶体的母液送入稠厚器内，在稠厚器内使碳铵晶体进一步长大；最终通过离心机将稠厚器内含碳铵固体的母液离心分离，得到碳酸氢铵固体，可进行外售；离心后得碳铵母液进入碳铵母液储罐内，在通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用烟道废气和焦炉煤气制备碳酸氢铵的方法，其特征在于：将二氧化碳制备系统、氨提浓精制系统和碳酸氢铵生成系统组合起来；二氧化碳制备系统对烟道废气进行净化、除尘、降温进而提浓，气液分离、压缩和过滤干燥，将含有CO
2 的烟道废气储存；氨提浓精制系统对焦炉煤气中的氨气进行吸收、除杂、解析、降温、精馏提浓，氨气被真空水流吸收制成浓氨水母液；碳酸氢铵生成系统包括碳化主塔，碳化主塔内装有浓氨水母液，与二氧化碳反应，生成碳酸氢铵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：提浓后的二氧化碳气体压缩至0.8MPa，经干燥后储存。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：焦炉煤气中的氨气通过与磷酸一铵反应形成磷酸二铵，通过气浮除杂后直接蒸汽加热，解析出氨气，从而实现提浓。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：解析后的氨气浓度为25%，经冷却降温后精馏，精馏提浓至80%左右。5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：解析氨气后的溶液成磷酸一铵溶液，磷酸一铵溶液经降温冷却至30
°
以下，再吸收氨气。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：碳酸氢铵生成系统还包括碳化副塔，碳化副塔内有浓氨水母液，碳化主塔内未被吸收的二氧化碳进入碳化副塔继续被吸收，剩余的气体经水洗后排入原烟囱；碳化副塔内溶液通过压差通入碳化主塔内继续生成碳酸氢铵。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：碳酸氢铵生成系统还包括稠厚器，碳化主塔通过自身塔内0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李彩慧，王建荣，
申请(专利权)人：山西长林能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：