【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及制堿，具體涉及一種聯(lián)合制堿尾氣處理工藝和裝置。
技術介紹
1、純堿(碳酸鈉，na2co3)是一種重要的有機化工原料，主要用于玻璃制品和陶瓷釉的生產，還廣泛用于造紙、紡織、日化及食品加工等行業(yè)。隨著國內及國際市場的不斷發(fā)展，對純堿產品的需求增長，市場前景廣闊。
2、聯(lián)合制堿法，也被稱為侯氏制堿法，是一種同時生產純堿和氯化銨的工藝方法。聯(lián)合制堿的主要原料是鹽、氨氣和二氧化碳，其具體過程為：首先將氨氣和母液通過氨化反應制備氨母液，再通入二氧化碳經碳酸化反應生成碳酸氫鈉和氯化銨，其中氯化銨可作為農業(yè)生產中常用的氮肥，碳酸氫鈉在經過濾和洗滌得到純凈的碳酸氫鈉晶體，最后通過煅燒反應制得純堿。該工藝方法將合成氨工業(yè)與制堿工業(yè)結合起來，利用合成氨廠的副產品二氧化碳作為原料之一，從而提高了原料的利用率，減少了環(huán)境污染，并降低了生產成本。
3、在聯(lián)合制堿工藝中，氨母液與二氧化碳的碳酸化反應生成碳酸氫鈉和氯化銨這一過程主要在碳化塔中進行。由于碳酸氫鈉在碳化塔內積聚結疤，長時間不清理將導致碳化塔通道堵塞，進而降低碳化效果。為此，需要對碳化塔進行周期性的清洗作業(yè)，對碳化塔常規(guī)的清洗方法主要利用氨母液和清洗氣在塔內進行碳化塔內結疤的清洗，在清洗過程中，消耗的清洗氣一般來自合成氨裝置。煤制合成氨工藝中，清洗氣屬于副產產品。但在煤資源缺乏、天然氣富裕的地區(qū)，多使用天然氣制合成氨，此工藝流程與煤制合成氨不同，不會副產清洗氣，清洗氣需要經單獨的制氮裝置生產或者直接使用空氣作為清洗氣。如使用單獨的制氮裝置生產氮氣作為清洗氣，會增
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術中的不足，本專利技術公開一種聯(lián)合制堿尾氣處理工藝和裝置。
2、一方面，本專利技術提出一種聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，包括制堿工序和尾氣處理工序，所述制堿工序包括制堿塔和清洗塔；所述尾氣處理工序包括吸收操作和壓縮操作，所述吸收操作為多級吸收，所述多級吸收包括母液吸收和洗水吸收；所述制堿塔和清洗塔得到的一級尾氣進行母液吸收后得到二級尾氣，所述二級尾氣進行洗水吸收后得到三級尾氣，所述三級尾氣經壓縮后作為清洗氣返回至所述清洗塔。
3、本專利技術的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝的吸收操作包括母液吸收和洗水吸收，可對制堿工序產生的一級尾氣進行分段處理。母液吸收的吸收液為母液(主要成分為nh32～8％、nh4cl15～30％、nacl?5～15％、co22～8％，其余為水)，可以吸收一級尾氣中的氨氣，同時使用母液可以提高原料的利用，降低生產成本；洗水吸收的吸收液為洗水，用于進一步洗滌吸收二級尾氣中的氨氣及可能夾帶的母液，使得所述三級尾氣中氨氣含量低于1000ppm，滿足尾氣排放要求，提高凈化效率。本專利技術通過不同的吸收介質分步吸收尾氣中的氨氣，可以使得吸收過程更加徹底，提高整體的處理效率。
4、本專利技術經洗水吸收后的尾氣為三級尾氣，其主要成分為氮氣，含有少量氧氣和水蒸氣，基本不含氨氣和二氧化碳。
5、本專利技術的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，將制堿工序產生的尾氣通過吸收操作和壓縮操作處理，吸收操作與壓縮操作缺一不可。制堿工序產生的尾氣若混合送至吸收，理想狀態(tài)下經過吸收處理后將氨氣吸收，剩余氣體主要為氮氣、少量氧氣，直接排放到大氣中，但在實際生產中經吸收處理后的尾氣中依然存在氨氣，若直接排放到大氣中，造成空氣污染；若不經過吸收，直接將制堿工序產生的尾氣經壓縮循環(huán)利用，則從制堿工序出來的尾氣中會夾帶母液，其中含有氯離子等，會腐蝕壓縮機等相關設備；若將吸收過程替換為氣液分離過程，因氣液分離只能進行簡單的氣與液分離，在純堿行業(yè)分離能力有限，仍會存在少量母液隨尾氣進入壓縮過程，則會造成壓縮設備的腐蝕，因此本專利技術制堿工序產生的尾氣經過吸收洗滌后再進行壓縮，可減少尾氣對壓縮設備的腐蝕，同時三級尾氣經壓縮返回至制堿工序中清洗塔，充當清洗工段的清洗氣使用，降低生產成本，同時也減少了尾氣的排放。
6、本專利技術的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝中所述清洗塔包括氨母液從清洗塔上部進入塔內，清洗氣從清洗塔下部進入塔內，氨母液與清洗氣在塔內逆向流動，進行清洗塔洗滌；實現(xiàn)了清洗碳化塔內壁以及塔內件的作用，其原理為利用氨母液中的nh3·h2o與結晶成份中hco3－反應生成nh4+和co32-，從而將溶解度低的碳化氫鹽轉變?yōu)槿芙舛雀叩奶妓猁}，達到將結疤清除的目的，清洗塔產生的尾氣從塔頂排出。
7、本專利技術的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝所述制堿塔包括氨母液從制堿塔上部進入塔內，二氧化碳從制堿塔下部進入塔內，母液與二氧化碳在塔內逆向流動，反應生成的碳酸氫鈉從塔底取出，制堿塔產生的尾氣從塔頂排出。將清洗塔和制堿塔產生的尾氣混合即為本專利技術中所述的一級尾氣，一級尾氣的主要成分為氮氣，含有少量氨氣、二氧化碳、氧氣和水蒸氣。
8、進一步地，所述清洗氣中惰性氣體的體積分數(shù)不低于80％。氮氣在清洗塔中通常作為惰性氣體使用，它可以有效地防止其他活性氣體(如氧氣)引起的氧化反應，從而保護被清洗的設備或材料不受損害；惰性氣體包括氮氣、氬氣等惰性氣體，其中氮氣在清洗過程中占據(jù)主導地位，能夠有效地發(fā)揮其保護作用。可選的，可根據(jù)三級尾氣中氮氣含量補充氮氣，保證惰性氣體體積分數(shù)在90％以上。
9、進一步地，將所述三級尾氣中的一部分進行放空。根據(jù)制堿塔和清洗塔的操作情況，可以調節(jié)進入壓縮的尾氣量，多余的尾氣可以放空。可選的，從吸收操作出來的三級尾氣量大于清洗塔需要的清洗氣量時，可根據(jù)清洗塔清洗效果調節(jié)放空量，每噸堿需要清洗氣100～170nm3，超過該范圍時，可調節(jié)放空量進行放空。
10、進一步地，所述二級尾氣經氣液分離后再進行洗水吸收。二級尾氣中會夾帶著母液，因此通過氣液分離，將氣液分離后的氣體進一步進行洗水吸收，將氣液分離后的液體返回至母液吸收作為母液重新利用。此過程一是可以減少母液吸收中母液的損失；二是避免過多的母液進入洗水吸收，對洗水吸收造成影響。
11、進一步地，所述洗水吸收輸出的洗水經降溫后循環(huán)套用。將洗水吸收后的洗水利用換熱器等降溫設備將洗水溫度降低，可重新將吸收后的洗水重新再利用。
12、進一步地，所述母液吸收的溫度為25～45℃，壓力為0～0.1mpag；
13、和/或，所述洗水吸收的溫度為25～45℃，壓力為0～0.1mpag。
14、優(yōu)選的，所述母液吸收的溫度為30～40℃，壓力為0.02～0.05mpag；和/或，所述洗水吸收的溫度為25～35℃，壓力為0.01～0.03mpag。母液吸收的溫度控制在30～40℃，在這個溫度范圍內，吸收液母液能夠有效地與一級尾氣中的氨氣進行反應，從而達到較高的吸收效率；母液吸收的壓力設置為0.02～0.05mpag，適當?shù)膲毫τ兄谠黾右患壩矚馀c吸收液母液之間的接觸面積和接觸時間，從而提高吸收效率。洗水吸收的溫度和壓力比母液吸收低，溫度控制在25～35℃，壓力為0.01～0.本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，包括制堿工序和尾氣處理工序，所述制堿工序包括制堿塔和清洗塔；所述尾氣處理工序包括吸收操作和壓縮操作，所述吸收操作為多級吸收，所述多級吸收包括母液吸收和洗水吸收；所述制堿塔和清洗塔得到的一級尾氣進行母液吸收后得到二級尾氣，所述二級尾氣進行洗水吸收后得到三級尾氣，所述三級尾氣經壓縮后作為清洗氣返回至所述清洗塔。
2.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，所述清洗氣中惰性氣體的體積分數(shù)不低于80％。
3.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，將所述三級尾氣中的一部分進行放空。
4.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，所述二級尾氣經氣液分離后再進行洗水吸收。
5.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，所述洗水吸收輸出的洗水經降溫后循環(huán)套用。
6.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，所述母液吸收的溫度為25～45℃，壓力為0～0.1MPaG；
7.一種聯(lián)合制堿尾氣處理裝置，其特征在于，包括清洗塔
8.根據(jù)權利要求7所述的聯(lián)合制堿尾氣處理裝置，其特征在于，連接所述吸收塔與壓縮設備的管路上設置放空支路，連接所述壓縮設備與清洗塔的管路上設置惰性氣體補充支路。
9.根據(jù)權利要求7所述的聯(lián)合制堿尾氣處理裝置，其特征在于，所述裝置還包括氣液分離設備，所述吸收塔下段的出氣口與氣液分離設備連接，所述氣液分離設備的出氣口與吸收塔上段的進氣口連接，所述氣液分離設備的出液口與吸收塔下段連接。
10.根據(jù)權利要求7所述的聯(lián)合制堿尾氣處理裝置，其特征在于，所述裝置還包括換熱器，所述吸收塔上段的出液口與換熱器的進口連接，所述換熱器的出口與吸收塔上段進液口連接。
...【技術特征摘要】
1.一種聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，包括制堿工序和尾氣處理工序，所述制堿工序包括制堿塔和清洗塔；所述尾氣處理工序包括吸收操作和壓縮操作，所述吸收操作為多級吸收，所述多級吸收包括母液吸收和洗水吸收；所述制堿塔和清洗塔得到的一級尾氣進行母液吸收后得到二級尾氣，所述二級尾氣進行洗水吸收后得到三級尾氣，所述三級尾氣經壓縮后作為清洗氣返回至所述清洗塔。
2.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，所述清洗氣中惰性氣體的體積分數(shù)不低于80％。
3.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，將所述三級尾氣中的一部分進行放空。
4.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，所述二級尾氣經氣液分離后再進行洗水吸收。
5.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)合制堿尾氣處理工藝，其特征在于，所述洗水吸收輸出的洗水經降溫后循環(huán)套用。
6.根據(jù)權利...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：常佳偉，
申請(專利權)人：中國天辰工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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