【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于在处理从制造或生成氨(nh3)的设施或工厂加工装置输出的一个或多个流期间减少或避免废水生成的设备和方法。
技术介绍
1、氨可以从工业系统(例如，氨合成单元或氨制造厂)输出的吹扫气体中回收。美国专利号5,114,694公开了用于以“连续法”进行使用的这种方法的示例(引用自该专利的第1栏第8行)。在美国专利号中5,114,694描述的方法中使用了水，以从吹扫气体中回收氨。如这个专利的第4至7栏中所述，液态水被进料至塔盘以接触吹扫气体并从吹扫气体中去除氨。其中吸收了氨的水然后可以与由氨生产系统形成的液态氨产物混合，如该专利的第7栏中所讨论那样。
2、如美国专利号5,114,694中所解释的那样，所公开的方法用于使用在稳态下操作的连续处理的常规氨制造。这种处理依赖于常规氨厂进料流，诸如向氨法提供连续进料供应的天然气进料重整过程。
3、国际公开号wo 2021/089276也公开了氨合成“通常被认为不适合在部分负荷下运行”(引用自第2页第22行)。wo 2021/089276公开了用于在连续法(即使在该生产由可再生能源提供动力的情况下)中保持氨生产的方法。wo 2021/089276公开了从转化器进料管线分离旁路流，使得这个旁路流可以绕过氨合成环路中项目的全部或一些，以有助于允许氨合成发生，使得“除了流率之外，反应器保持处于接近满负荷条件的条件下。”(参见例如wo2021/089276的第6页)。
技术实现思路
1、对于可能依赖可再生能源(诸如风能或
2、现场氨制造可能必须显著增加生产或减少生产，以应对由可再生能源(例如风力或太阳能)供电的电解槽提供的易变氢供应。由于在特定日提供的阳光或风或其它天气问题(例如，季节性天气问题、暴风雨天气、阴天等)，由于可从可再生能源获得的不一致的功率而可能发生的易变氢生成速率可能导致氢产生，并因此导致由这个氢气形成氨的能力在低速率和高速率之间操作。
3、试图使用可再生能源为用于氨制造中使用的氢的形成的电解槽供电的用于氨制造的一些方法可能需要大的氢存储装置，以允许工厂在100％操作下以稳定状态运行，直到氢存储装置被排空，然后工厂由于缺乏足够的氢而不得不关闭。与这种氢存储装置要求相关联的资本成本可能是巨大的。进一步，它仍然有工厂关闭以及与随后必须重启工厂操作相关的操作成本和固定成本的风险。我们已经确定，期望的是避免与这种方法的显著氢存储能力要求相关的这些类型的成本和操作限制，同时仍然允许能够适应非稳态、连续操作条件的操作发生，这些连续的操作条件可能具有生产率方面的较大波动，从而需要显著提高氨生产(例如，氨生产的范围为从操作能力的10％至20％到80％至100％操作能力，氨生产的范围为从操作能力的10％至25％到85％至100％操作能力等)。
4、通常利用基于化石燃料的供电系统，而不是基于可再生能源的系统。基于化石燃料的系统通常使用常规的基于化石燃料的电源来为操作供电，并且通常使用天然气作为氨形成的进料。这些类型的常规系统可以避免可能由意外天气条件或影响阳光或风力可用性的不期望的季节变化而导致的损失电力。然而，它们也排放大量的排放物，输出二氧化碳和会导致全球变暖的其它温室气体。
5、我们已经确定，期望的是结合这种处理避免依赖化石燃料，以尽可能地避免实际上使用化石燃料来进行氨的制造。我们还确定了类似于美国专利号5,114,694中公开的用于处理从利用从电解槽或其它可再生动力装备(例如，工厂的氨合成区段)形成的氢的氨制造设施输出的一个或多个排出气流的方法的方法可能导致大量废水流的形成，因为由于对氨和/或氨的生产的需求的不可靠、非稳态性质，通过处理氨生成单元下游的排出流或其它流来回收氨所需的水供应不一定能在氨产物的相关水浓度要求内添加到液态氨产物中。我们确定这是由于可以用于在氨制造厂(例如，氨合成单元等)中制造氨的可再生能源而可能发生的非稳态操作的结果。例如，当氨生产降低时，可能有太多的水用于混合排出气体洗涤液和从氨生成单元输出的氨产物，并且结果可能生成大量的废水流。然后，这些废水需要进行处理，以最小化废水可能对周围环境具有的生态影响。
6、例如，我们确定，由于塔中蒸气/液体接触内的液压流问题，利用水流的排出流处理塔通常需要洗涤水以最大操作流率的至少50％的流率流动。在低氨制造期间，这样的流率可以产生大量的水流，这些水流可以被进料到处理设施以处理废水。我们确定这是可能发生的，因为当氨制造处于低操作状态时，进料到塔的最小洗涤水流率可能远远超过处理进料到用于氨吸收的洗涤器的排出气流所需的流量，并且这种水可以被进料到其中的氨生产不足以高到能够容纳从处理塔接收的全部的这种水。
7、我们已经确定，这种类型的问题可能导致大量的废水形成，并且这个问题对于利用可再生能源为工厂的至少氢生成单元供电的氨生产来说是独有的。我们还已经确定，需要最小化(如果不是消除的话)这种废水的形成，以有助于改善用于使用一种或多种可再生能源(至少为用于形成在氨的形成中使用的氢的单元(例如电解槽)供电)制造氨的操作对环境的影响。我们还确定，当处理氨生成单元(可以输出一个或多个排出流以及一个或多个氨产物流)下游的一个或多个排出流时，通过避免处理废水或生成可能对环境造成生态风险的废水，最小化或避免这种废水也可以改善对环境的其它区域的环境影响。
8、在第一方面，可以提供一种用于在处理从氨制造中输出的一个或多个流时减少或避免产生废水的设备。该设备可以包括洗涤器，该洗涤器能够定位成接收来自氨制造的至少一个排出气流。洗涤器可以被构造成经由洗涤液处理至少一个排出气体流的排出气体，该洗涤液能够进料到洗涤器以从排出气体中去除氨(nh3)，并输出包含包括水和氨的液体的氨回收流，并且还输出至少一个废气流。该设备还可以包括洗涤液储罐，该洗涤液储罐被定位和构造成接收从洗涤器输出的氨回收流的部分，以将氨回收流的该部分保留在其中，并随后将氨回收流的该部分作为洗涤液进料到洗涤器。
9、在操作中，该设备可以被调整为使得一些在氨生产高的操作循环中，没有氨回收流的任何部分被进料到洗涤液储罐，或者只有氨回收流的一小部分被进料到洗涤液储罐。在其它氨生产可能较低的操作循环中，可以将氨回收流的较大部分进料到洗涤液储罐，或者可以启动将氨回收流的至少一部分进料到洗涤液储罐中(例如，在较高的氨制造操作循环期间没有将这个流的任何部分进料到罐中的情况本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于减少或避免在处理从氨制造中输出的一个或多个流时产生废水的设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述洗涤流体储罐导管定位在所述洗涤器与所述洗涤流体储罐之间，使得所述氨回收流的所述部分能够进料到所述洗涤流体储罐，并且洗涤器进料导管定位在所述洗涤器与所述洗涤流体储罐之间，使得所述氨回收流的所述部分能够作为所述洗涤液从所述洗涤流体储罐进料到所述洗涤器。
3.根据权利要求2所述的设备，包括：
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述洗涤器和所述洗涤流体储罐定位和布置成使得不从所述洗涤器的操作中形成废水。
5.根据权利要求1所述的设备，包括：
6.根据权利要求5所述的设备，还包括：
7.根据权利要求1所述的设备，包括：
8.根据权利要求1所述的设备，其中：
9.根据权利要求1所述的设备，其中：
10.根据权利要求1所述的设备，包括：
11.根据权利要求10所述的设备，其中：
12.一种用于减少或避免在处理从氨制造过程中输出的一个或多个
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述基于从所述氨制造过程输出的氨产物的所述流率，将所述氨回收流的所述部分可调节地进料到所述洗涤流体储罐包括：
14.根据权利要求13所述的方法，包括：
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述基于从所述氨制造过程输出的氨产物的所述流率，将所述氨回收流的所述部分可调节地进料到所述洗涤流体储罐包括：
16.根据权利要求15所述的方法，包括：
17.根据权利要求12所述的方法，包括：
18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述蒸气从所述洗涤流体储罐进料到所述洗涤器包括：
19.根据权利要求12所述的方法，包括：
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述洗涤器和所述洗涤流体储罐定位和布置成使得在操作所述方法期间不从所述洗涤器的操作中生成废水。
...【技术特征摘要】
1.一种用于减少或避免在处理从氨制造中输出的一个或多个流时产生废水的设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述洗涤流体储罐导管定位在所述洗涤器与所述洗涤流体储罐之间，使得所述氨回收流的所述部分能够进料到所述洗涤流体储罐，并且洗涤器进料导管定位在所述洗涤器与所述洗涤流体储罐之间，使得所述氨回收流的所述部分能够作为所述洗涤液从所述洗涤流体储罐进料到所述洗涤器。
3.根据权利要求2所述的设备，包括：
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述洗涤器和所述洗涤流体储罐定位和布置成使得不从所述洗涤器的操作中形成废水。
5.根据权利要求1所述的设备，包括：
6.根据权利要求5所述的设备，还包括：
7.根据权利要求1所述的设备，包括：
8.根据权利要求1所述的设备，其中：
9.根据权利要求1所述的设备，其中：
10.根据权利要求1所述的设备，包括：
11.根据权利要求10所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·马萨，G·R·威尔逊，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：
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