一种利用含氨废气生产硝酸铵的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用含氨废气生产硝酸铵的工艺方法。本发明专利技术的工艺方法包括氨酸中和、蒸发浓缩、中和废水的处理与回收等步骤。本发明专利技术的氨酸中和反应生成硝酸铵时所放出大量的热，能通过中和器内部足够大的内循环系统被及时移走，使含氨废气与硝酸中和反应得以正常进行而不会导致局部过热增加爆炸危险性；中和反应所产生的中和热能得到有效利用，极大地降低整个生产中蒸汽的消耗量；中和废水经装填有离子交换树脂的离子交换器处理后可得到完全回收。本发明专利技术的工艺能完全回收利用含氨废气中的氨，能充分利用中和反应所产生的中和热能，能耗低、产品附加值高。以生产１０００ｋｇ熔融硝酸铵计，本发明专利技术可节省蒸汽１００ｋｇ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含氨废气处理
，具体地说涉及一种利用含氨废气生产 硝酸铵的工艺方法。
技术介绍
化工企业的含氨废气主要有合成氨生产装置的驰放气、液氨贮槽的驰放 气、三聚氰胺生产装置的含氨尾气等。合成氨驰放气中主要含H2、 N2、冊3和少 量惰性气体，其中Ha约占60%的比例；液氨贮槽驰放气主要含有大量的冊3和 少量惰性气体；三聚氰胺尾气是一种含有约70%NH3、 30%的C02及少量液固物质 的含氨废气，所述液固物质主要是尿素、氰尿酸、导热油等有机杂质。目前对于合成氨驰放气、液氨贮槽驰放气的回收处理，均有较为成熟的工 艺，对于合成氨驰放气的处理工艺方法一般是先用高压低温脱盐水吸收废气中 的氨，再采用中空纤维膜分离法回收大量的H2、 N2做合成氨生产原料气；对于 液氨贮槽驰放气的处理工艺方法主要是采用无动力氨回收装置利用合成氨装 置的膜回收尾气通过膨胀机做功来回收大量的氨，少量的惰性气体则送合成氨 生产装置作燃料气体。经实践证明上述工艺在处理合成氨驰放气、液氨贮槽驰 放气时是经济可行的。目前对三聚氰胺尾气的处理主要有三种方法1、生成碳化氨水，用作碳 铵或硫铵肥料；2、氨碳分离分别回收液氨和二氧化碳以制造其他产品；3、 制成浓甲铵液送入尿素装置，重新副产尿素。第l种方法能耗低，但产品附加 值低。第2种方法，氨^f灰分离的工艺技术复杂，工艺流程长，装置投资大，分 离得到的二氧化碳中所含的氨很难再返回到工艺生产装置中使用，直接排放会造成^f艮大的经济浪费，并且也达不到环境保护M^范的要求。第3种方法，与现 有其它的尿素装置联产时大量会增加系统的水量，引起尿素合成塔中水碳比的 提高，导致尿素合成塔内二氧化碳转化率的下降增加消耗。并且后2种方法虽 然得到的产品附加值高，但能耗高，每回收l吨液氨需耗电200 ~ 250Kwh、耗 1. OMPa (G)的蒸汽5. 0~ 5. 5 p屯。因此需要寻找一个能耗低、产品附加值高的回收三聚氰胺尾气中所含氨的 方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种利用含氨废 气生产硝酸铵的方法，该方法能有效处理含氨废气，能耗低、产品附加值高。 本专利技术中的含氨废气是指压力较低、含有较大量的氨难将其中的氨回收利用的 混合气体，三聚氰胺尾气就特别符合本专利技术中所指的含氨废气。为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案，包括以下步骤 (1 )氨酸中和压力为0. 1 ~ 0. 3MPa的含氨废气经预热器预热至IO(TC ~ 140°C，进入气氨过滤器除掉含氨废气中夹带的液固物质，经混合气体分布器 进入中和器下部的中央循环管内；重量百分浓度为45% ~ 53%的硝酸，经硝酸泵升压至0. 2 ~ 0. 4MPa，经硝酸 分布器进入中和器下部中央循环管内；含氨废气中的氨与硝酸在中央循环管内充分混合，在125°C~140°C、 pH 值2~5的条件下发生中和反应，生成硝酸铵并放出大量的热；空间，利用中和反应热进行闪蒸，气液分离后得到重量百分浓度为75%~80%、温度为125°C ~ 140。C、pH值3~ 5的硝酸铵溶液，以及压力为0. 01 ~ 0. 02MPa 、 温度120。C ~140°C、 pH值3-6、 NH-N〈150mg/ Nm3的混合中和蒸汽；所述压力为0. 01 ~ 0. 02MPa 、温度为120°C ~ 140°C、 pH值为3 6、 NH-N <150mg/ Nn^的混合中和蒸汽经管道分别送至含氨废气预热器、预蒸发器，作 为含氨废气、高NH-N废水蒸发、系统管道设备保温伴热等热源，中和蒸汽冷 凝后形成温度为20°C ~ 35°C、 pH值为3 5、含NH-N 100 ~ 300mg/L的中和冷 凝废水；所述重量百分浓度为75% ~ 80%、温度为125°C ~ 140°C 、 pH值3 ~ 5的贿酸 铵溶液从气液分离室溢流口流入中和液槽；(2) 蒸发浓缩中和液槽的硝酸铵溶液经中和液泵送入一段蒸发器，在0. 05 ~ 0. 07MPa的 真空下，以压力为0. 3~ 0. 4MPa、温度为14(TC ~ 150。C的蒸汽为热源，对所述 硝酸铵溶液进行浓缩，浓缩后得到重量百分比浓度为92%~95°/。的硝酸铵溶液， 浓缩后的硝酸铵溶液在重力作用下流入稀硝槽；分离出的废气进入一蒸分离 器，分离其中所夹带的液滴后去一蒸冷却器，废气冷却后形成温度为35°C、 pH 值为3~5、含NH-N 100 - 300mg/L的中和废水；稀硝槽中的重量百分比浓度为92%~ 95°/ 的硝酸铵溶液经稀硝铵泵升压后， 送入常压热气气提P条膜蒸发器(二段蒸发器)，以压力为1.2-1. 3MPa、温度为 185。C-195'C蒸汽作为膜蒸发热源，对该硝酸铵溶液进行浓缩，得到重量百分 比浓度> 99%的熔融硝酸铵，常压热气气提降膜蒸发器产生的废蒸气经除雾器 除去其中所夹带的液滴后》文空；(3) 中和废水的处理与回收一蒸冷却器冷却后形成的温度为35。C、pH值为3~ 5、含NH-N 100~ 300mg/L的中和废水，与中和冷凝废水汇集于中和废水槽，通过污水泵送入阴阳离子交换器，中和废水中的NH/被阳离子交换器中交换树脂上带有的H+置换，N0,被阴 离子交换器中交换树脂上带有的0H—置换，出离子交换器的水送入脱盐水槽， 经脱盐水泵送化水站或脱盐水用户；当阴阳离子交换器中交换树脂吸附达饱和时，分别用重量百分比为2% ~ 5% 的HN03溶液、重量百分比为2%~7%的NH40H溶液对离子交换树脂进行再生，再 生后排出高NH-N废水(该废水中NH-N浓度高于进水的30-50倍)，经废水泵 送入预蒸发器，以中和蒸汽为热源，将所述高NH-N废水浓缩为20%的稀硝酸铵 溶液，送入稀硝酸铵回收液槽，通过回收泵加压后送入中和器，经硝铵装置生 产成为硝铵产 品。本专利技术中所指的含氨废气中含有大量的氨，因此，有效地回收含氨废气中 的氨就成为降低企业生产成本的重要途径。在现有的含氨废气中有三聚氰胺尾 气特别符合本专利技术所指的含氨废气，在目前三聚氰胺尾气回收氨的方法中，不 是回收产品的价值低就是回收能耗高，而用含氨废气生产硝酸铵，所得产品附 加值高，能耗较低，但由于硝酸铵在一定条件下会发生分解爆炸，因此稍有不 当就会带来危险，所以实际生产中并未将含氨废气用于生产硝酸铵。本专利技术的专利技术人经长期反复试验，确定硝酸中和反应的工艺条件，严格控 制工艺参数，并使用内循环式中和器，使中和反应在溶液中进行，反应生成的 硝酸铵溶液大部分循环进入中央循环管，使中和反应生成硝酸铵时所放出大量 的热，能通过中和器内部足够大的内循环系统被及时移走，使三聚氰胺尾气类 含氨废气与硝酸中和反应得以正常进行而不会发生爆炸。本专利技术的工艺方法中，除将中和反应所产生的中和热用以对硝酸铵溶液进 行闪蒸外，还将富裕的中和反应热用以预热含氨废气和高NH-N废水，最大限度地利用了中和反应热，能极大地降低整个生产中蒸汽的消耗量，以生产1000kg熔融硝酸铵计，本专利技术可节省蒸汽100kg。本专利技术用含氨废气生产硝酸铵的过程中，以离子交换器处理中和废水，中 和废水中的NH/和N(V分別被专用于硝铵废水提浓处理的阴阳离子交换树脂吸 附(所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用含氨废气生产硝酸铵的方法，包括以下步骤：　（１）氨酸中和：压力为０．１～０．３ＭＰａ的含氨废气经预热器预热至１００℃～１４０℃，进入气氨过滤器除掉含氨废气中夹带的液固物质，经混合气体分布器进入中和器下部的中央循环管内；重量百分浓度为４５％～５３％的硝酸，经硝酸泵升压至０．２～０．４ＭＰａ，经硝酸分布器进入中和器下部中央循环管内；　含氨废气中的氨与硝酸在中央循环管内充分混合，在１２５℃～１４０℃、ｐＨ值２～５的条件下发生中和反应，生成硝酸铵并放出大量的热；　水、惰性气体及反应生成的硝酸铵被带入中和器上部的闪蒸空间，利用中和反应热进行闪蒸，气液分离后得到重量百分浓度为７５％～８０％、温度为１２５℃～１４０℃、ｐＨ值３～５的硝酸铵溶液，以及压力为０．０１～０．０２ＭＰａ、温度为１２０℃～１４０℃、ｐＨ值３～６、ＮＨ－Ｎ＜１５０ｍｇ／Ｎｍ↑［３］的混合中和蒸汽；　所述压力为０．０１～０．０２ＭＰａ、温度为１２０℃～１４０℃、ｐＨ值３～６、ＮＨ－Ｎ＜１５０ｍｇ／Ｎｍ↑［３］的混合中和蒸汽经管道分别送至含氨废气预热器、预蒸发器，作为含氨废气、高ＮＨ－Ｎ废水预热的热源，中和蒸汽冷凝后形成温度为２０℃～３５℃、ｐＨ值为３～５、含ＮＨ－Ｎ１００～３００ｍｇ／Ｌ的中和冷凝废水；　所述重量百分浓度为７５％～８０％、温度为１２５℃～１４０℃、ｐＨ值３～５的硝酸铵溶液从气液分离室溢流口流入中和液槽；　（２）蒸发浓缩：中和液槽的硝酸铵溶液经中和液泵送入一段蒸发器，在０．０５～０．０７ＭＰａ的真空下，以压力为０．３～０．４ＭＰａ、温度为１４０℃～１５０℃的蒸汽为热源，对所述硝铵溶液进行浓缩，浓缩后得到重量百分比浓度为９２％～９５％的硝铵溶液，浓缩后的硝酸铵溶液流入稀硝槽；分离出的废气进入一蒸分离器，分离其中所夹带的液滴后去一蒸冷却器，废气冷却后形成温度为３５℃、ｐＨ值为３～５、含ＮＨ－Ｎ１００～３００ｍｇ／Ｌ的中和废水；　稀硝槽中的重量百分比浓度为９２％～９５％的硝酸铵溶液经稀硝铵泵升压后，送入常压热气气提降膜蒸发器，以压力为１．２～１．３ＭＰａ、温度为１８５℃～１９５℃的蒸汽作为膜蒸发热源，对该硝酸铵溶液进行浓缩，得到重量百分比浓度≥９９％的熔融硝酸铵；（３）中和废水的处理与回收　一蒸冷却器冷却后形成的温度为３５℃、ｐＨ值为３～５、含ＮＨ－Ｎ１００～３００ｍｇ／Ｌ的中和废水，与中和冷凝废水汇集于中和废水槽，通过污水泵送入离子交换器...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾纪龙，刘朝慧，郭志刚，熊兴和，李旭初，雷林，张帮成，王明权，谢嘉义，王刚，李治年，李国庆，彭敏维，唐印，
申请(专利权)人：四川金圣赛瑞化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]