一種煤氣化合成氣中氨的回收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種氨回收裝置，具體地說是一種在氣化爐煤制合成氣中氨的回收并制備固體銨鹽的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石能源尤其是石油供應(yīng)的日趨緊張，以及由化石能源使用所帶來的環(huán)境污染與全球氣候變暖問題的日益嚴(yán)峻，人類迫切需要改變傳統(tǒng)的能源消費模式和消費結(jié)構(gòu)。目前，世界能源消費結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成了從固體能源向液體能源的轉(zhuǎn)化，并開始向氣體能源轉(zhuǎn)化，而我國的一次性能源消費仍以煤炭為主，所占比例高達(dá)70%左右。為實現(xiàn)我國能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，近年來煤氣化等潔凈煤利用技術(shù)得到了廣泛發(fā)展，同時新能源的開發(fā)也備受關(guān)注。這些低污染、低排放技術(shù)的推廣應(yīng)用符合當(dāng)今低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，有利于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，合成氣基本采用煤氣化來制備。幾乎所有煤氣化生產(chǎn)的合成氣中都含有一定的氣態(tài)氨，主要由煤中氮轉(zhuǎn)化而來，合成氣中氨濃度與氣化方法特別是氣化條件有關(guān)，一般在500?lOOOOppmv之間。合成氣在冷卻和洗滌過程中，氨轉(zhuǎn)移到冷凝液或洗滌水中，由于合成氣中濃度較低，冷凝液和洗滌水中氨含量也較低，在3?8%之間。一般工藝流程中采用將含氨水進(jìn)行蒸汽汽提的方式將冷凝液中氨提濃，經(jīng)過兩步或多步可得到液體純氨。但是這個過程能耗較大，且經(jīng)提濃的水中仍然殘留氨需要處理，而且副產(chǎn)品液氨的存儲和轉(zhuǎn)運要求高，其銷售用于農(nóng)林的市場明顯受季節(jié)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種煤氣化合成氣中氮的回收裝置，將煤氣化合成氣冷凝液循環(huán)以提高冷凝液中的氨濃度，在較低溫度下冷凝液中的氨與合成氣中二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸氫氨，將碳酸氫氨溶液進(jìn)一步降溫，碳酸氫氨結(jié)晶析出，分離后得到固體碳酸氫氨副產(chǎn)品。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種煤氣化合成氣中氨的回收裝置，所述回收裝置包括通過管路依次順序連接的降溫器、除塵器、洗滌器、過熱器、水煤氣變換催化反應(yīng)器、冷卻機(jī)構(gòu)、氣液分離機(jī)構(gòu)、洗氨塔，氣液分離機(jī)構(gòu)，降溫器與氣化爐連接，洗氨塔中設(shè)有合成氣出口，氣液分離機(jī)構(gòu)通過管路連接有溶液換熱器，該溶液換熱器通過管路與溶液深冷結(jié)晶器連接，洗氨塔中輸入除鹽水。
[0007]所述冷卻機(jī)構(gòu)包括第一冷卻器、第二冷卻器和第三冷卻器，氣液分離機(jī)構(gòu)包括第一氣液分離器、第二氣液分離器和第三氣液分離器；第一冷卻器、第一氣液分離器、第二冷卻器、第二氣液分離器、第三冷卻器和第三氣液分離器通過管路依次順序連接，第一冷卻器進(jìn)口端與水煤氣變換催化反應(yīng)器連接，第三氣液分離器的出氣口端通過管路別與洗氨塔連接，第三氣液分離器的出液端通過管路與溶液換熱器連接。
[0008]所述第一氣液分離器的出液端通過帶循環(huán)栗的管路與洗滌器的進(jìn)液端連接。
[0009]第二氣液分離器的出液端通過帶循環(huán)栗的管路分別與第一冷卻器的出口和第三冷卻器的進(jìn)口連接。
[0010]所述溶液換熱器通過管路與第三氣液分離器的出液端連接。
[0011]所述洗氨塔的出液端通過管路與洗滌器的進(jìn)液端連接。
[0012]本實用新型將煤氣化合成氣冷凝液循環(huán)以提高冷凝液中的氨濃度，在較低溫度下冷凝液中的氨與合成氣中二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸氫銨，將碳酸氫銨溶液進(jìn)一步降溫，碳酸氫銨結(jié)晶析出，分離后得到固體碳酸氫銨副產(chǎn)品，有效降低過程能耗，同時減少生產(chǎn)排水的環(huán)節(jié)，對環(huán)保起到一定的良好作用，同時固體碳酸氫銨副產(chǎn)品也相對易于儲存和轉(zhuǎn)運以及季節(jié)調(diào)節(jié)。本實用新型裝置可廣泛適合于氣流床、流化床和固定床氣化爐等多種氣化工藝。
【附圖說明】
[0013]附圖1為本實用新型連接原理示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
[0015]如附圖1所示，本實用新型揭示了一種煤氣化合成氣中氨的回收裝置，包括通過管路依次順序連接的降溫器1、除塵器2、洗滌器3、過熱器4、水煤氣變換催化反應(yīng)器5、冷卻機(jī)構(gòu)、氣液分離機(jī)構(gòu)、洗氨塔8，氣液分離機(jī)構(gòu)，降溫器I與氣化爐連接，該氣化爐輸出合成氣，洗氨塔8中設(shè)有合成氣出口，氣液分離機(jī)構(gòu)通過管路連接有溶液換熱器9，該溶液換熱器9通過管路與溶液深冷結(jié)晶器10連接，洗氨塔8中使用除鹽水。洗氨塔中的除鹽水對合成氣進(jìn)行洗滌，從洗氨塔的合成氣出口排出的合成氣被送至凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化以供使用。其中洗滌器具有排水口，以便將洗滌后的廢水排出并送往處理。深冷結(jié)晶器為銨鹽析出裝置，深冷結(jié)晶器含有固體銨鹽出口和低濃度銨鹽稀溶液出口。
[0016]所述冷卻機(jī)構(gòu)包括第一冷卻器61、第二冷卻器62和第三冷卻器63，氣液分離機(jī)構(gòu)包括第一氣液分離器71、第二氣液分離器72和第三氣液分離器73 ;第一冷卻器61、第一氣液分離器71、第二冷卻器62、第二氣液分離器72、第三冷卻器63和第三氣液分離器73通過管路依次順序連接，第一冷卻器61進(jìn)口端與水煤氣變換催化反應(yīng)器5連接，第三氣液分離器63的出氣口端通過管路別與洗氨塔8連接，第三氣液分離器63的出液端通過管路與溶液換熱器9連接。即第一冷卻器的出口端與第一氣液分離器的進(jìn)口端連接，第一氣液分離器的出氣端與第二冷卻器的進(jìn)口端連接，第二冷卻器的出口端與第二氣液分離器的進(jìn)口端連接，第二氣液分離器的出氣端與第三冷卻器的進(jìn)口端連接。其中，第一冷卻器對較高的合成氣進(jìn)行冷卻降溫，降溫后合成氣約為100°C ;第二冷卻器則對從第一冷卻器出來的合成氣進(jìn)行冷卻降溫，降溫后合成氣約為60°C左右；第三冷卻器則對從第二冷卻器出來的合成氣進(jìn)行冷卻降溫，降溫后合成氣約為40°C左右。通過該分級逐步冷卻機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)合成氣的有階段性降溫，為最終生成固體碳酸氫銨提供條件。當(dāng)然，在有需要的情況下，還可以設(shè)置四級、或者五級冷卻器，在此不再一一詳述列舉。
[0017]為了能夠?qū)庖悍蛛x后的冷凝水進(jìn)行循環(huán)利用，第一氣液分離器的出液端通過帶循環(huán)栗的管路與洗滌器的進(jìn)液端連接。第二氣液分離器的出液端通過帶循環(huán)栗的管路分別與第一冷卻器的出口和第三冷卻器的進(jìn)口連接。并且溶液換熱器通過管路與第三氣液分離器的出液端連接。洗氨塔的出液端通過管路與洗滌器的進(jìn)液端連接。
[0018]由于合成氣從氣化爐中排出后溫度較高，先經(jīng)過降溫器從高溫降至中等溫度，然后經(jīng)過除塵器，一般為干式除塵器，經(jīng)過干式除塵后合成氣再進(jìn)入洗滌器中洗滌。經(jīng)過洗滌后，合成氣中水蒸汽含量增加，補(bǔ)充適當(dāng)?shù)倪^熱蒸汽后，再送入過熱器中進(jìn)行過熱，經(jīng)過熱后的合成氣進(jìn)入水煤氣變換催化劑變換反應(yīng)器，此時合成氣的溫度約在200?350°C。之后，合成氣就開始進(jìn)入分級逐步冷卻階段，本實施例中共設(shè)置3級冷卻。在第I級即第一冷卻器中合成氣經(jīng)冷卻降溫生成大量較高溫冷凝液，該冷凝液進(jìn)入第一氣液分離器中后進(jìn)行氣液分離，分離出來的氣體收集在第一氣液分離器上部，分離出來的液體則由于自身重量下沉到第一氣液分離器底部。由于第一氣液分離器中分離出來的冷凝液溫度較高，溶解于該冷凝液中的氨濃度較低，因此這部分水直接送至洗滌器供合成氣洗滌使用，實現(xiàn)冷凝液的回收利用。
[0019]從第一氣液分離器分離出來的合成氣進(jìn)入到第2級即第二冷卻器中進(jìn)行第二次冷卻降溫，生成中等溫度的冷凝液，再進(jìn)入到第二氣液分離器中進(jìn)行氣液分離。分離后的合成氣收集在第二氣液分離器上部，而冷凝液則下沉到第二氣液分離器底部。由于第二氣液分離器分離再來的冷凝液溫度為中等，其冷凝液中含氨較高，因此，將第二氣氣液分離器分離出來的冷