一种高效氨回收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高效氨回收装置，该装置包括储存单元（1），在储存单元（1）的顶部依次连通安装有填料单元（4）、换热单元（3）、分离除沫单元（2），换热单元（3）中的换热管（34）竖直设置使得换热管（34）内的含氨气体冷却降温且将部分气氨冷凝、聚结形成低温液氨的液滴落入填料单元（4）的填料层（45）内，且分离除沫单元（2）的顶部空腔通过连通管（5）与位于储存单元（1）的液相空间内的冷量回收单元（6）相连通。本发明专利技术的氨回收装置结构紧凑、占地少、投资省且安全可靠，能将含氨气体分离下来的液氨与含氨气体通过填料混合，传质传热高效，能充分利用液氨的潜热和显热以及低温气体的显热，热能综合利用率高。用率高。用率高。

【技术实现步骤摘要】
一种高效氨回收装置


[0001]本专利技术属于化工、氨制冷
，尤其涉及可应用于合成氨工业或氨制冷系统含氨的气体回收氨的装置，具体地说是一种将储存、换热、分离、热回收等功能集中为一体的高效氨回收装置。

技术介绍

[0002]合成氨工业的闪蒸气、放空气、驰放气中氨含量较高，一般10～60%（体积），在合成氨工业的氨冷冻系统或其它工业的氨制冷系统的驰放气中氨含量最高可达90%（体积）以上，如果采用简单的直接排放或燃烧会造成严重的环境污染，同时造成了能源的浪费。随着能源、环境双重危机的日益加剧，工厂的节能减排势在必行。目前，合成氨工业的闪蒸气、放空气、驰放气或氨制冷系统的驰放气的氨回收技术基本有二种：水洗吸收法和冷却分离法。
[0003]闪蒸气、放空气、驰放气送到洗氨塔，用脱盐水进行洗涤，洗氨塔顶部的气体送到界区外处理（如回收氢、燃烧等），洗氨塔底部的氨水浓度一般在5～15%（质量）左右，氨水浓度较低，远达不到HG/T 5353
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2018《工业氨水》20%（质量）的最低标准，因此需要将洗氨塔的氨水送入蒸氨系统蒸馏回收氨或者加液氨配制成高浓度氨水，造成运行费用高，不利于节能减排。
[0004]为了克服水洗吸收法的不足，国内外大多采用冷却分离法对含氨的气体尤其是高浓度含氨的气体进行氨回收，首先对含氨的气体进行换热冷却，然后进入分离器分离冷凝下来的液氨，从而实现了含氨的气体中大部分氨的回收。采取冷却分离法仅需要消耗冷量（或电），能够副产出液氨产品，而不需要消耗脱盐水及蒸汽。
[0005]CN200510046814.X 公开了一种驰放气中氨回收的方法，驰放气首先经过换热器冷凝，冷凝后再到气液分离器实现气液分离，分离出来的液氨回到前面换热器中减压蒸发进行换热，以提供一部分冷量；而从气液分离器中出来的气体，可直接回到前面的换热器参与换热，或经过能量转换器进一步降温，再参与前面的换热器换热。该方法具有节能、环保，经济效益高而投资回收快等特点，能解决驰放气水洗及后处理带来的环保问题。该方法设备换热器、分离器数量多，设备、管道的冷量损失大，系统热量难以实际平衡，而且没有考虑换热器管壳程的温度夹点及压差低、能量转换效率低等缺点，因此导致该方法占地面积大，投资高，实用性差等不足之处。
[0006]CN200520081206.8 公开了一种无动力氨回收装置，利用能量转换器的等熵膨胀降低驰放气的温度，膨胀后的低温低压驰放气通过四级换热器与膨胀前的高温高压驰放气换热，回收冷量，并利用三级分离回收得到的液氨的蒸发潜热，以此降低驰放气的温度。该装置在不消耗能量的情况下将驰放气中的氨提取出来，大大增加了驰放气中氨的附加值，整套装置自动控制便于操作，没有明显噪音，不污染环境，是一项理想的环保节能装置。该装置的核心设备能量转换器（膨胀机）运行时转速非常高，需要达到5万转/分钟以上，以此获得较高的制冷效率，不适用于气量小且波动大的场合，而且如果驰放气中气体组成变化尤其是氢含量变化较大，能量转换器效率急剧降低，冷量不足导致该装置运行恶化。因此该
方法装置运行的可靠性不强，操作弹性较小，且换热器、分离器数量多，投资、维护成本高。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种将储存、换热、分离、热回收等功能集中为一体的高效氨回收装置；该高效氨回收装置由储存单元、填料单元、换热单元、分离除沫单元、冷量回收单元等部件组合而成，操作简单方便、热能综合利用率高。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种高效氨回收装置，其特征在于：该装置包括储存单元，在储存单元的顶部连通安装有填料单元、在填料单元的顶部连通安装有换热单元、在换热单元的顶部连通安装有分离除沫单元，换热单元中的换热管竖直设置使得换热管内的含氨气体冷却降温且将部分气氨冷凝、聚结形成低温液氨的液滴落入填料单元的填料层内，且分离除沫单元的顶部空腔通过连通管与位于储存单元的液相空间内的冷量回收单元相连通；使用时，合成氨工业或氨制冷系统排出的含氨气体从储存单元上的含氨气体输入口输入，含氨气体向上进入填料单元与换热单元冷却分离下来的低温液氨在填料单元的填料层内进行逆流接触降温，充分利用了该低温液氨的潜热、显热，然后含氨气体通过换热单元的换热管向上流动与换热单元中的冷媒介质（通常情况下为液氨）换热降温，降温后的含氨气体冷凝下来的低温液氨通过换热管内壁向下流动至填料单元、离开换热单元的低温气体通过分离除沫单元分离低温气体中夹带的低温液氨并流入换热管，分离后的低温气体通过连通管进入冷量回收单元，冷量回收单元将低温气体的冷量回收后通过气体输出口送至界区处理；该装置充分利用含氨气体及分离下来的液氨的潜热、显热，流体传质传热效果好，且将储存、换热、分离、热回收等功能集中为一体，装置结构紧凑，热能综合利用率高。
[0009]所述换热单元的换热管内的气体流速不高于0.3m/s，因为如果气体流速高了，易使换热管内换热冷凝下来的低温液氨不能形成液膜向下流动，导致换热效果差以及冷凝下来的液相不能进行初步分离。
[0010]所述换热单元中换热管的长度不低于300mm；且所述的换热管能够分离直径不低于100μm的液滴，优选能够分离直径不低于150μm液滴的换热管。
[0011]所述换热单元中的换热管排布密度为330个/m2～2385个/m2；优选方案为：换热管排布密度为1127个/m2～2385个/m2。
[0012]所述储存单元的筒体顶部设有筒体法兰，该筒体法兰与填料单元的填料下法兰固定连接且使得筒体的内腔能够连通填料单元、填料单元的填料上法兰与换热单元的换热下法兰固定连接且使得填料单元能够连通换热单元、换热单元的换热上法兰与分离除沫单元的分离下法兰固定连接且使得换热单元能够连通分离除沫单元，连通管的进口端连通分离除沫单元顶部的空腔。
[0013]所述的储存单元为卧式或立式结构，在储存单元的筒体顶部设有液氨进料管，在筒体上设有人孔且筒体的底部设有支座。
[0014]所述的液氨进料管向筒体内腔插入至离筒体的底部200～300mm；所述液氨进料管的顶部设有液氨进口且位于筒体内腔上部的液氨进料管上分布有透气孔，经液氨进口进入的液氨中闪蒸的气体经透气孔流入储存单元的气相空间。
[0015]所述储存单元的筒体顶部设有凸出连接筒，在凸出连接筒的顶部设有用于固定连
接填料单元的筒体法兰。
[0016]所述的填料单元包括填料下法兰、填料筒体、填料上法兰、填料层、填料支撑件，用于连接的填料下法兰和填料上法兰分别位于填料筒体的底部和顶部，在填料筒体的内腔下部设置有用于支撑填料层的填料支撑件；含氨气体在填料层内与换热单元分离下来的液氨逆流充分接触，使含氨气体温度降低、并充分利用了分离下来的液氨的潜热与显热。
[0017]所述填料层中的填料采用散堆金属填料或者规整金属填料；所述的散堆金属填料包括金属拉西环、金属鲍尔环、金属环矩鞍、金属阶梯环，其中散堆金属填料的常用公称尺寸Dg16、Dg25、Dg38本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效氨回收装置，其特征在于：该装置包括储存单元（1），在储存单元（1）的顶部连通安装有填料单元（4）、在填料单元（4）的顶部连通安装有换热单元（3）、在换热单元（3）的顶部连通安装有分离除沫单元（2），换热单元（3）中的换热管（34）竖直设置使得换热管（34）内的含氨气体冷却降温且将部分气氨冷凝、聚结形成低温液氨的液滴落入填料单元（4）的填料层（45）内，且分离除沫单元（2）的顶部空腔通过连通管（5）与位于储存单元（1）的液相空间内的冷量回收单元（6）相连通；使用时，合成氨工业或氨制冷系统排出的含氨气体从储存单元（1）上的含氨气体输入口（N3）输入，含氨气体向上进入填料单元（4）与换热单元（3）冷却分离下来的低温液氨在填料单元（4）的填料层（45）内进行逆流接触降温，然后含氨气体通过换热单元（3）的换热管（34）向上流动与换热单元（3）中的冷媒介质换热降温，降温后的含氨气体冷凝下来的低温液氨通过换热管（34）内壁向下流动至填料单元（4）、离开换热单元（3）的低温气体通过分离除沫单元（2）分离低温气体中夹带的低温液氨并流入换热管（34），分离后的低温气体通过连通管（5）进入冷量回收单元（6），冷量回收单元（6）将低温气体的冷量回收后通过气体输出口（N4）送至界区处理。2.根据权利要求1所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述换热单元（3）的换热管（34）内的气体流速不高于0.3m/s。3.根据权利要求1所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述换热单元（3）中换热管（34）的长度不低于300mm；且所述的换热管（34）能够分离直径不低于100μm的液滴。4.根据权利要求1所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述换热单元（3）中的换热管（34）排布密度为330个/m2～2385个/m2。5.根据权利要求1所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述储存单元（1）的筒体（11）顶部设有筒体法兰，该筒体法兰与填料单元（4）的填料下法兰（41）固定连接且使得筒体（11）的内腔能够连通填料单元（4）、填料单元（4）的填料上法兰（43）与换热单元（3）的换热下法兰（31）固定连接且使得填料单元（4）能够连通换热单元（3）、换热单元（3）的换热上法兰（33）与分离除沫单元（2）的分离下法兰（21）固定连接且使得换热单元（3）能够连通分离除沫单元（2），连通管（5）的进口端连通分离除沫单元（2）顶部的空腔。6.根据权利要求1
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5任一所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述的储存单元（1）为卧式或立式结构，在储存单元（1）的筒体（11）顶部设有液氨进料管（12），在筒体（11）上设有人孔（14）且筒体（11）的底部设有支座（13）。7.根据权利要求6所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述的液氨进料管（12）向筒体（11）内腔插入至离筒体（11）的底部200～300mm；所述液氨进料管（12）的顶部设有液氨进口（N1）且位于筒体（11）内腔上部的液氨进料管（12）上分布有透气孔。8.根据权利要求5所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述储存单元（1）的筒体（11）顶部设有凸出连接筒，在凸出连接筒的顶部设有用于固定连接填料单元（4）的筒体法兰。9.根据权利要求1
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5任一所述的高效氨回收装置，其特征在于：所述的填料单元（4）包括填料下法兰（41）、填料筒体（42）、填料上法兰（43）、填料层（45）、填料支撑件（46），用于连接的填料下法兰（41）和填料上法兰（43）分别位于填料筒体（42）的底部和顶部，在填料筒体（42）的内腔下部设置有用于支撑填料层（45）的填料支撑件（46）；含氨气体在填料层（45）内与换...

【专利技术属性】
技术研发人员：张结喜，
申请(专利权)人：南京国昌化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：