CN212532296U - 合成氨尾气提氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及合成氨尾气处理设备领域，具体是一种合成氨尾气提氢装置。包括至少一组提氢系统，所述提氢系统包括下部连接有驰放气管线的洗氨塔，通过管线连接至洗氨塔上部的气液分离器，所述洗氨塔顶部连接至的脱盐水管线，所述气液分离器顶部的气体出口通过管线连接至蒸汽加热器的管程进口，蒸汽加热器的管程出口通过管线并联连接至至少两个前置膜分离器的原料气进口上，所有前置膜分离器的非渗透气出口通过管线连接至至少一个串联在一起的后置膜分离器上。本实用新型能够进一步回收合成氨系统尾气中的氢气，减少氢气浪费，节能挖潜，降本增效；环保效果好，无废水、废气，无固体废弃物排放，具有良好的社会环境效益。

Description

合成氨尾气提氢装置

技术领域

本实用新型涉及合成氨尾气处理设备领域，具体是一种合成氨尾气提氢装置。

背景技术

氢气是合成氨生产过程中的主要原料，是合成氨的有效气体。在合成氨生产过程中提高氢气利用率，是降低生产成本最有效、便捷的方式。

现有合成氨驰放气中氢气的回收利用采用单组膜分离装置，尾气中氢含量平均为22vol%，减压后进入燃料气管网，供吹风气锅炉、三废混燃炉进一步回收热量。但燃料气热值较高，进入三废炉燃烧后偶尔因三废炉因床层温度高导致出口烟气二氮氧化物超标，因此，燃料气没有得到较好利用，存在部分放空现象。

实用新型内容

本实用新型为了进一步回收利用氢回收尾气中的氢气，提供了一种合成氨尾气提氢装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种合成氨尾气提氢装置，包括至少一组提氢系统，

所述提氢系统包括下部连接有驰放气管线的洗氨塔，通过管线连接至洗氨塔上部的气液分离器，

所述洗氨塔顶部连接至的脱盐水管线，所述气液分离器顶部的气体出口通过管线连接至蒸汽加热器的管程进口，蒸汽加热器的管程出口通过管线并联连接至至少两个前置膜分离器的原料气进口上，所有前置膜分离器的非渗透气出口通过管线连接至至少一个串联在一起的后置膜分离器上。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，位于尾端的后置膜分离器的非渗透气出口通过管线并联连接至至少两个尾置膜分离器上。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述洗氨塔底部的氨水出口与气液分离器底部的氨水出口通过管线汇合在一起并通过管线连接至尿素的氨水系统中。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述提氢系统为两组。

本实用新型所述的合成氨尾气提氢装置，与现有技术相比，能够进一步回收合成氨系统尾气中的氢气，减少氢气浪费，节能挖潜，降本增效；环保效果好，进一步减少合成氨尾气排放，且在正常操作条件下，无废水、废气，无固体废弃物排放，具有良好的社会环境效益，操作相对简单，安全性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例所提供的合成氨尾气提氢装置的结构示意图。

图中：1-驰放气管线，2-洗氨塔，3-脱盐水管线，4-气液分离器，5-蒸汽加热器，6-前置膜分离器，7-后置膜分离器，8-尾置膜分离器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种合成氨尾气提氢装置，在该装置中含有两组提氢系统，每个提氢系统包括下部连接有驰放气管线1的洗氨塔2，通过管线连接至洗氨塔2上部的气液分离器4，

每组提氢系统中的洗氨塔2顶部连接至的脱盐水管线3，所述气液分离器4顶部的气体出口通过管线连接至蒸汽加热器5的管程进口，蒸汽加热器5的管程出口通过管线并联连接至两个前置膜分离器6的原料气进口上，第一组提氢系统的所有前置膜分离器6的非渗透气出口通过管线连接至两个串联在一起的后置膜分离器7上（参见图1下方），第二组提氢系统的所有前置膜分离器6的非渗透气出口通过管线连接至一个后置膜分离器7上（参见图1上方）。

在本实施例中，驰放气管线1中的驰放气（合成氨尾气）主要包括氨、甲烷、氮气、氢气和氩气，根据燃料气管网中所需非渗透气中氢气含量的需求，通过阀门调整两组提氢系统中驰放气的流量，驰放气首先进入两组提氢系统中的洗氨塔2（即水洗塔）与来自洗氨塔2顶部的脱盐水接触洗涤，以使得出塔的气体中氨浓度小于10ppm，较高的氨浓度对膜分离器有害。另每组提氢系统中均设有两台高压水泵将脱盐水从脱盐水管线3输送至洗氨塔2顶部，洗涤原料气中的氨，两台水泵一台工作，一台备用。优选的，洗氨塔2中装有丝网填料，这样可使气液充分地接触。驰放气从洗氨塔2上部出来以后，温度大约25℃，接着进入到气液分离器4中，接着气液分离器4将雾沫除去。然后进入蒸汽加热器5中，将驰放气加热高处其露点至50℃。若水洗后的驰放气（原料气）不被加热高处其露点，液体会在膜分离器的纤维表面冷凝，从而导致回收率下降。在本实施例中，所采用的蒸汽加热器5为套管式热交换器，原料气走管内，蒸汽走壳程，其中蒸汽来自合成氨生产系统的管网。为确保蒸汽加热器5的加热适当，蒸汽加热器5上设置有原料气温度高低报警和出口温度高温连锁。

第一组提氢系统原料气经蒸汽加热器5加热后，分别进入两个前置膜分离器6，两个前置膜分离器6的非渗透气通过管线连接至两个串联在一起的后置膜分离器7上，第一个后置膜分离器7之间的非渗透气出口连接至第二个后置膜分离器7的原料气进口上，当驰放气经过两个前置膜分离器6和两个后置膜分离器7后，每个膜分离器的渗透气共同返回至合成氨生产系统中，此时渗透气中氢气含量为93%以上，返回生产系统中的非渗透气中氢气含量为19%左右。

第二组提氢系统原料气经蒸汽加热器5加热后，分别进入两个前置膜分离器6，两个前置膜分离器6的非渗透气通过管线连接至一个后置膜分离器7上，当驰放气经过两个前置膜分离器6和一个后置膜分离器7后，每个膜分离器的渗透气共同返回至合成氨生产系统中，此时返回生产系统中的渗透气中氢气含量为91%以上，非渗透气中氢气含量为24%左右。

在本实施例中，由于驰放气的气量较大，因此原料气经蒸汽加热器5加热后分别进入两个前置膜分离器6，这样能够起到分流作用，而且分别进入两个前置膜分离器6分离出的非渗透气的气量大大降低，能够延长后置膜分离器7的使用寿命。

在本实施例中，为了更进一步的回收利用非渗透气中氢气，在避免对现有提氢系统设备作改动的前提下，两组提氢系统尾端的后置膜分离器7的非渗透气出口通过管线并联连接至三个尾置膜分离器8上。每个尾置膜分离器8的非渗透气共同通过管线输送至燃料气管网，渗透气共同返回至合成氨生产系统中，此时返回生产系统中的渗透气中氢气含量为82%以上，非渗透气中氢气含量为4.7%左右。

如图1所示，所述洗氨塔2底部的氨水出口与气液分离器4底部的氨水出口通过管线汇合在一起并通过管线连接至尿素的氨水系统中。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种合成氨尾气提氢装置，其特征在于，包括至少一组提氢系统，

所述提氢系统包括下部连接有驰放气管线（1）的洗氨塔（2），通过管线连接至洗氨塔（2）上部的气液分离器（4），

所述洗氨塔（2）顶部连接至的脱盐水管线（3），所述气液分离器（4）顶部的气体出口通过管线连接至蒸汽加热器（5）的管程进口，蒸汽加热器（5）的管程出口通过管线并联连接至至少两个前置膜分离器（6）的原料气进口上，所有前置膜分离器（6）的非渗透气出口通过管线连接至至少一个串联在一起的后置膜分离器（7）上。

2.根据权利要求1所述的一种合成氨尾气提氢装置，其特征在于，位于尾端的后置膜分离器（7）的非渗透气出口通过管线并联连接至至少两个尾置膜分离器（8）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种合成氨尾气提氢装置，其特征在于，所述洗氨塔（2）底部的氨水出口与气液分离器（4）底部的氨水出口通过管线汇合在一起并通过管线连接至尿素的氨水系统中。

4.根据权利要求1或2所述的一种合成氨尾气提氢装置，其特征在于，所述提氢系统为两组。

5.根据权利要求3所述的一种合成氨尾气提氢装置，其特征在于，所述提氢系统为两组。

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