一种用于合成氨生产的氢气回收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种用于合成氨生产的氢气回收装置，属于氢气回收装置技术领域。具体包括进气管线、洗氨塔、干燥装置、加热装置、膜分离器组和氢气管线；所述进气管线、洗氨塔、干燥装置、加热装置、膜分离器组)氢气管线通过管道依次连通；膜分离器组至少包括2个分子筛膜分离器，即：第一分子筛膜和第二分子筛膜；第一分子筛膜和第二分子筛膜的驰放气入口并联连通加热装置的出口管线，第一分子筛膜的驰放气出口通过管道连通第二分子筛膜的驰放气入口，且在连通管道上设置有切断阀；第一分子筛膜和第二分子筛膜的氢气出口并联连通氢气管线。本实用新型专利技术能把驰放气中的氨气进行回收，使之返回前系统再利用，节省能量，降低能耗。降低能耗。降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于合成氨生产的氢气回收装置


[0001]本技术属于氢气回收
，具体涉及一种用于合成氨生产的氢气回收装置。

技术介绍

[0002]工业合成氨中，氨气生成的化学反应式为：N2+3H2＝2NH3。前系统送来的原料工艺气中除含有H2和N2外，还含有CH4、Ar等气体，由于合成反应中并非所有的H2、N2都能转化为NH3，因此，从氨气合成塔中排出的尾气，即弛放气，含有H2、N2、NH3、CH4、Ar等，该驰放气可返回系统继续用于合成氨的反应，但是由于CH4和Ar对于合成反应来说是惰性气体，循环反应过程中会占据氨气合成塔的有效空间，降低NH3的反应效率，因此，目前多是将这些驰放气排出以保证NH3可以继续有效地生成。
[0003]现有技术中，处理排出的驰放气时，多是将驰放气经水洗和干燥后，送入下一工段当做燃料进行燃烧掉。经水洗除氨净化后的驰放气，NH3的含量应低于200ppm，再经干燥去除水汽后的驰放气流量约为13000Nm3/h(标准立方米)，其主要气体成分为：54.7％的H2、21.35％的N2、5.09％的CH4、16.12％的NH3和2.74％的Ar，与前系统送来的工艺气成分相同，只是气体含量有所变化，尤其是占主要含量的H2是前系统制取又作为燃料烧掉实属可惜，如何将驰放气中的H2进行回收利用是一个行业难题。

技术实现思路

[0004]本技术旨在针对现有技术的问题，提供一种用于合成氨生产的氢气回收装置，把驰放气中的氨气进行回收，使之返回前系统再利用，节省能量，降低能源消耗。
[0005]为实现以上技术目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种用于合成氨生产的氢气回收装置，包括进气管线和洗氨塔，还包括干燥装置、加热装置、膜分离器组和氢气管线；所述进气管线、洗氨塔、干燥装置、加热装置、膜分离器组和氢气管线通过管道依次连通；所述膜分离器组至少包括2个分子筛膜分离器，即：第一分子筛膜和第二分子筛膜；所述第一分子筛膜和第二分子筛膜的驰放气入口并联连通加热装置的出口管线，第一分子筛膜的驰放气出口通过管道连通第二分子筛膜的驰放气入口，且在连通管道上设置有切断阀；所述第一分子筛膜和第二分子筛膜的氢气出口并联连通氢气管线。
[0007]进一步地，所述膜分离器组还包括第三分子筛膜和第四分子筛膜；所述第二分子筛膜、第三分子筛膜、第四分子筛膜的驰放气出入口依次串联，且在每个串联管线上均设置有切断阀；所述第四分子筛膜的驰放气出口连通废气管线，且在第四分子筛膜的出口管线上设置有第一调节阀；所述废气管线的出口管线上设置有第二调节阀。
[0008]进一步地，所述第一分子筛膜的氢气出口还单独连通高纯度氢气管线，所述第一分子筛膜与高纯度氢气管线、氢气管线连通的管线上分别设置有切断阀；
[0009]进一步地，所述第一分子筛膜的驰放气出口还单独连通废气管线，且在连通管线
上设置有第三调节阀。
[0010]进一步地，所述加热装置的出口与第一分子筛膜连通的管线上设置有第四调节阀，与第二分子筛膜连通的管线上设置有第五调节阀。
[0011]进一步地，所述加热装置的出口还连通放空管线，所述放空管线上设置有第六调节阀。
[0012]进一步地，还包括脱盐水箱和水泵，所述水泵通过管道分别连通脱盐水箱的出水口和洗氨塔的进水口，所述水泵连通脱盐水箱的管道上设置有切断阀，所述水泵连通洗氨塔的管道上设置有调压阀。
[0013]进一步地，所述进气管道上设置有减压阀，所述洗氨塔和干燥装置的出水口均连通稀氨水管线，所述洗氨塔和干燥装置的出水管道上均设置有切断阀。
[0014]进一步地，所述干燥装置为变压吸附干燥机，所述加热装置为电加热装置。
[0015]进一步地，还包括联锁保护装置，联锁保护装置包括联锁动作阀门，联锁动作阀门为第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀第四调节阀和第五调节阀。
[0016]与现有技术相比，本技术所产生的有益效果是：
[0017](1)驰放气经过氢气回收装置中的膜分离器组的分离作用后，可将大部分H2进行回收，并将回收的H2重新送回合成系统继续参与反应，避免了将耗费能量制取的H2当做燃料燃烧而造成的能源浪费，可以节省能量，降低能耗；
[0018](2)驰放气依次经过多个分子筛膜分离器处理后，其中的H2的含量会逐级递减，纯度降低。本技术的第二分子筛膜、第三分子筛膜、第四分子筛膜的底部驰放气出入口依次串联，第一分子筛膜和第二分子筛膜的底部通过管道连通，通过控制连通管道上设置的切断阀和第五调节阀、第三调节阀的通断，可以实现第一分子筛膜和第二分子筛膜并联和串联模式的切换，从而根据生产需要改变H2的回收纯度；
[0019](3)第一分子筛膜回收的氢气纯度最高，第一分子筛膜的氢气出口单独连通高纯度氢气管线，可以将高纯度H2单独输送到前系统中，以满足前加氢系统中天然气加氢脱硫这一转化工段对高纯度H2的需求；
[0020](4)当满足以下4个条件中的任一个时，即：回收的氢气与驰放气(废气)的压差高于9.5Mpa时、前系统停车、用于洗氨的高压水泵出口流量≤1000kg/h、洗氨塔的液位≤30％，都会触发联锁保护装置，联锁动作阀门第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀和第五调节阀关闭，切断膜分离器组的驰放气进出口，有效保护分子筛膜的安全，同时，打开第六调节阀，使得加热装置中排出的驰放气直接通过放空管线排入火炬进行焚烧。
附图说明
[0021]图1本技术实施例的结构示意图；
[0022]图中：1
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进气管线；2
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洗氨塔，3
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干燥装置，4
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加热装置，5
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膜分离器组，51
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第一分子筛膜，52
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第二分子筛膜，53
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第三分子筛膜，54
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第四分子筛膜，6
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水泵，7
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脱盐水箱，8
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减压阀，81
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第一调节阀，82
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第二调节阀，83
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第三调节阀，84
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第四调节阀，85
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第五调节阀，86
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第六调节阀，9
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放空管线，10
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氢气管线，11
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高纯度氢气管线，12
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废气管线，13
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稀氨水管线。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]结合图1所示，本技术提供了一种用于合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于合成氨生产的氢气回收装置，包括进气管线(1)和洗氨塔(2)，其特征在于，还包括干燥装置(3)、加热装置(4)、膜分离器组(5)和氢气管线(10)；所述进气管线(1)、洗氨塔(2)、干燥装置(3)、加热装置(4)、膜分离器组(5)和氢气管线(10)通过管道依次连通；所述膜分离器组(5)至少包括2个分子筛膜分离器，即：第一分子筛膜(51)和第二分子筛膜(52)；所述第一分子筛膜(51)和第二分子筛膜(52)的驰放气入口并联连通加热装置(4)的出口管线，第一分子筛膜(51)的驰放气出口通过管道连通第二分子筛膜(52)的驰放气入口，且在连通管道上设置有切断阀；所述第一分子筛膜(51)和第二分子筛膜(52)的氢气出口并联连通氢气管线(10)。2.根据权利要求1所述的一种用于合成氨生产的氢气回收装置，其特征在于，所述膜分离器组(5)还包括第三分子筛膜(53)和第四分子筛膜(54)；所述第二分子筛膜(52)、第三分子筛膜(53)、第四分子筛膜(54)的驰放气出入口依次串联，且在每个串联管线上均设置有切断阀；所述第四分子筛膜(54)的驰放气出口连通废气管线(13)，且在第四分子筛膜(54)的出口管线上设置有第一调节阀(81)；所述废气管线(13)的出口管线上设置有第二调节阀(82)。3.根据权利要求1所述的一种用于合成氨生产的氢气回收装置，其特征在于，所述第一分子筛膜(51)的氢气出口还单独连通高纯度氢气管线(11)，所述第一分子筛膜(51)与高纯度氢气管线(11)、氢气管线(10)连通的管线上分别设置有切断阀。4.根据权利要求1所述的一种用于合成氨生产的氢气回收装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵，张继贤，朱咏，于海洋，张志强，郭平，高军，巴图，丛利伟，
申请(专利权)人：内蒙古鄂尔多斯化学工业有限公司，
类型：新型
国别省市：