本发明专利技术公开一种利用低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置。本发明专利技术主要涉及煤化工领域特别是合成氨生产领域。本发明专利技术所公开的装置，能利用低温冷冻原理从合成氨驰放气与放空气中回收氨和氢气，回收了有经济价值的气体。该装置结构如下：利用一级换热器1将合成氨驰放气与放空气冷却到-70℃～-75℃，回收尾其中的大部分氨；然后利用冷冻换热器2或冷冻换热器3将驰放气与放空气冷却到-120℃～-135℃，将其中的微量氨冻结在换热器中；最后将氨回收完全后的气体送入氢回收装置回收其中的氢气；氢回收后的富氢气体与氮甲烷组分通过二级换热器5和一级换热器1回收冷量后送出装置。装置自身可通过节流阀V17产生氢回收所需要的冷量，其余所需要的冷量由氮气膨胀制冷系统提供。
【技术实现步骤摘要】
低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置
本专利技术主要涉及煤化工领域特别是合成氨生产领域。技术背景合成氨生产中排放的驰放气与放空气中含有氨、氢气、氮气、甲烷和氩气，其中氨是产品，氢气是合成氨生产的原料，直接排放很不划算。目前常采用无动力氨回收技术，将驰放气与放空气中的氨部分回收，然后进行排放或燃烧。这种方式对氨的回收率有限，同时氢气得不到回收。这种做法浪费了资源，同时也降低了合成氨厂的经济效益，所以需要一种方法来进一步回收氨，并回收氢气。本专利技术中公开的低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置，通过低温冷冻原理对合成氨驰放气与放空气进行处理，能回收99. 99%以上的氨，并能回收氢气，变废为宝，避免资源浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于提出一种利用低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置，以解决合成氨驰放气与放空气中氨和氢气回收不完全的缺陷。为实现上述目的，本专利技术公开一种利用低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置。该装置结构如下利用一级换热器I将合成氨驰放气与放空气冷却到-70°c -75°c，回收其中大部分氨；然后利用冷冻换热器2和冷冻换热器3继续将驰放气与放空气冷却到_120°C _135°C，将其中的微量氨冻结在冷冻换热器中；最后氨回收完全后的气体进入氢回收装置中回收其中的氢气；氢回收后的氮甲烷组分通过节流阀V17节流降温，并与富氢气体通过二级换热器5和一级换热器I回收热量后放空。氨回收所需要的冷量由氮气膨胀制冷系统提供。氢回收所需要的冷量由氢分离罐6分离得到的氮甲烷组分节流降温提供。其中，需要采用增压或减压的方式将驰放气压力和放空气压力统一，然后再将驰放气和放空气混合后送入本专利技术公开的装置。本专利技术公开的装置也可以单独处理驰放气或放空气，所处理的气体绝对压力不低于1. 5MPa。驰放气和放空气混合后进入一级换热器I被冷却到_70°C _75°C，气体中的大部分氨被冷却为液态进入氨分离罐4进行气液分离。分离后的液氨从氨分离罐4底部流出， 分离后的气体从氨分离罐4顶部流出 。从氨分离罐4流出的气体中还含有O. 5% 1%的氨，该气体进入冷冻换热器2或冷冻换热器3继续被冷却到-120°C _135°C。气体中的氨被冷冻为固体附着在冷冻换热器2或3的换热表面上，流出冷冻换热器2或3的气体中氨含量小于lOOppm。流出冷冻换热器2或3的气体进入过冷器5被冷却到-170°C _180°C后进入氢分离罐6。在-170°C _180°C下，氢分离罐6底部得到的液体主要含氮气和甲烷，氢分离罐 6顶部得到的气体中的氢含量在75%以上,为富氢气体。液态氮甲烧组分从氢分离罐6底部流出并通过阀门V17节流减压降温，然后回到二级换热器5提供冷量。富氢气体也回到二级换热器5提供冷量。富氢气体与氮甲烷组分流出二级换热器5后进入一级换热器I回收冷量后送出装置。本专利技术公开的装置还包括氮气膨胀制冷设备，其中包括高压膨胀机7和低压膨胀机8，氨回收所需要的冷量除了回收富氢气体和氮甲烷组分的冷量外，其余的冷量由氮气通过高压膨胀机7和低压膨胀机8膨胀制冷提供。氢回收的冷量除回收富氢气体的冷量外， 还由氢分离罐6分离得到的氮甲烷组分通过阀门V17节流降温提供。本专利技术公开的装置包括两台冷冻换热器，即冷冻换热器2和冷冻换热器3。利用阀门Vl V16来实现两台冷冻换热器的切换、解冻和冷却，使装置能对合成氨驰放气与放空气进行连续处理。其中，阀门V1、V2与V5、V6分别控制冷冻换热器2和3的驰放气与放空气通道，阀门V9、Vll与V13、V15分别控制冷冻换热器2和3的低温氮气通道。阀门V10、 V12与V14、V16分别控制冷冻换热器2和3的加热氮气通道，阀门V3、V4与V7、V8分别控制冷冻换热器2和3加热用的驰放气与放空气通道。附图说明图1为本专利技术的低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置结构示意其中，附图标记1: 一级换热器 2:冷冻换热器 3:冷冻换热器4:氨分离罐5: 二级换热器 6:氢分离罐 7:高压膨胀机 8:低压膨胀机Vl V16 :冷冻换热器切换控制阀Vl7 :节流阀具体实施方式图1为本专利技术的低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置结构示意图。如图1所示，合成氨排放的驰放气与放空气混合后进入一级换热器1，被冷却到-70°c -75°c，将气体中的大部分氨变为液态然后送入氨分离罐4进行气液分离， 液氨从氨分离罐4底部送出装置，气体从氨分离罐4顶部流出。从氨分离罐4顶部流出的气体中还含有O. 5 % I %的氨，该气体进入冷冻换热器2或冷冻换热器3被冷却到_120°C _135°C，在该温度下，气体中的氨被冻结为固体留在冷冻换热器2或3里，流出的气体中氨含量小于lOOppm。流出冷冻换热器2或3的气体氨含量小于lOOppm，被送入二级换热器5进一步被冷却到-170°C _180°C，其中的大部分氮甲烷组分变为液态，氢气为气态，然后进入氢分离罐6进行气液分离。氮甲烷组分从氢分离罐6底部流出，富氢气体从氢分离罐6顶部流出。氢分离罐6底部流出的氮甲烷组分经过节流阀V17节流到绝压 200kpa 300kpa后温度降低，作为冷物流进入二级换热器5冷却从冷冻换热器2或3流出的驰放气与放空气，同时氢分离罐6顶部流出的富氢气体也进入二级换热器5回收冷量，与经过节流阀V17节流后的氮甲烷共同冷却从冷冻换热器2或3流出的驰放气与放空气。流出二级冷却器5的富氢气体和氮甲烷组分进入一级换热器I回收冷量后送出装置。一级换热器1、冷冻换热器2、冷冻换热器3工作时需要的冷量除了回收富氢气体与氮甲烷组分的冷量外，其余冷量由氮气膨胀制冷系统提供。高压氮气通过高压膨胀机7 和高压膨胀机8膨胀后获得低温冷量。本专利技术公开的装置含有两台冷冻换热器，即冷冻换热器2和冷冻换热器3。在某台冷冻换热器堵塞时，可将驰放气与放空气切换到另一台冷冻换热器继续工作，同时对堵塞的冷冻换热器进行解冻和冷却，使装置能连续处理合成氨排放的驰放气与放空气。阀门 Vl V16用于冷冻换热器2和冷冻换热器3的切换、解冻和冷却。下面具体说明阀门Vl V16的用法。冷冻换热器2处于冷冻状态，冷冻换热器3处于解冻状态时，V1、V2、V7、V8、V9、 VI1、V14、V16处于开启状态，其余阀门处于关闭状态；冷冻换热器2处于冷冻状态，冷冻换热器3处于冷却状态时，V1、V2、V9、VI1、V13、V15处于开启状态，其余阀门处于关闭状态； 冷冻换热器2处于解冻状态，冷冻换热器3处于冷冻状态时，V3、V4、V5、V6、V10、V12、V13、 V15处于开启状态，其余阀门处于关闭状态；冷冻换热器2处于冷却状态，冷冻换热器3处于冷冻状态时，V5、V6、V9、V11、V13、V15处于开启状态，其余阀门处于关闭状态。 通过两台冷冻换热器切换实现装置对合成氨驰放气与放空气的连续处理。权利要求1.低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置，其特征在于利用一级换热器I将合成氨驰放气与放空气冷却，回收其中的大部分氨；然后利用冷冻换热器2和3将驰放气与放空气进一步冷却，将其中的微量氨冻结在换热器中；最后将氨回收完全后的气体送入氢回收装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
低温冷冻法回收合成氨驰放气与放空气中氨和氢气的装置，其特征在于：利用一级换热器1将合成氨驰放气与放空气冷却，回收其中的大部分氨；然后利用冷冻换热器2和3将驰放气与放空气进一步冷却，将其中的微量氨冻结在换热器中；最后将氨回收完全后的气体送入氢回收装置回收其中的氢气；氢回收后的气体通过二级换热器5和一级换热器1回收冷量后放空；装置自身可通过节流阀V17产生氢回收所需要的冷量，其余所需要的冷量由氮气膨胀制冷系统提供。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：穆云飞，丁友清，赵小红，王上，
申请(专利权)人：重庆创本深冷天然气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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