专利名称：含二氧化碳的稀氨水解吸塔的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种含二氧化碳的稀氨水解吸塔，采用特殊结构的金属规整填料的解吸精馏塔，用于废稀氨水的提浓分离，特别适用于氮肥厂的合成氨和尿素系统的弛放尾气以及铜洗、双提水洗的副产稀氨水和弛放气的解吸提浓。
在已有技术中，合成氨生产中有许多弛放气中含有氨，每生产一吨合成氨可产生含氨浓度1.5-3.5％的稀氨水一吨左右，这样的稀氨水全国每年约有一亿吨，这些稀氨水除一部分用于氨水催化脱硫或配制碳化氨水外，大部分稀氨水白白地排放掉，既增加了生产成本，又污染了环境。我国中型氮肥厂利用塔顶进料的氨解吸塔回收氨，浓度最高一般只能在18％左右，排放废水中氨的浓度一般在0.5-1.0％，解吸效率低，能耗高，污染严重，远远高于国家要求的氨排放浓度为0.02％的环保标准。
目前我国尿素生产系统中均设有塔顶进料的氨解吸塔以回收弛放尾气中的氨和CO2，但目前氨解吸塔一般采用浮阀或泡罩板式塔，其传质效率低、处理能力小、阻力大，无法满足氨解吸的要求。通过浮阀板式塔解吸后得到氨的浓度一般也只能达到18％左右，含水量高无法满足尿素合成的水平衡要求。根据这种情况，我们应用Process化工流程模拟软件进行详细的计算后发现，采用板式塔无论板数如何增加，当板数达到一定值后，塔顶氨浓度为一恒定值，该恒定值无法满足生产工艺上回收氨的浓度要求。这是因为该类塔为塔顶进料，当进料板达到平衡时，塔顶出料氨的浓度由进料氨的浓度所决定。
本实用新型的目的是提供一种新型的含二氧化碳的稀氨水解吸塔，能提高塔顶回收氨浓度，并使塔底排放废水的含氨浓度达到国家环保标准。同时具有分离效率高、操作弹性大、全塔压降低、蒸汽消耗少、操作稳定的特点。
为了实现该目的，本实用新型提供的含二氧化碳的稀氨水解吸塔主要包括稀氨水进料口是在解吸塔的中部；在进料口下面是汽提段，在汽提段中自上而下有进料液体分布器、带斜齿的金属波纹规整填料、蒸汽进口及气体分布器；在进料口上面是精馏段，在精馏段中自上而下有精馏段液体分布器、带斜齿的金属波纹规整填料及液体收集器。应用Process化工流程模拟软件进行计算机计算，可进行分离工程优化设计。
下面将结合对实施本实用新型的一实施例的详细描述及其附图的说明，对本实用新型的结构组成、工作原理及其优点作详细介绍。
本实施例的附图是
图1是含二氧化碳的稀氨水解吸塔的主视剖面示意图；图2是液体分布器俯视剖面示意图；图3是液体收集器主视剖面示意图；图4是金属波纹规整填料局部示意图；图5是气体分布器主视剖面示意图。
从
图1至图5所示，本实施例所示的含二氧化碳的稀氨水解吸塔主要由稀氨水进料口8、精馏段9、汽提段7、液体分布器3和5、带斜齿的金属波纹规整填料2、液体收集器4、蒸汽进口6、气体分布器1、出料口11、回流液进口10、残液出口12等部分组成。
稀氨水进料口8在塔的中部，进料口8与液体收集器4中的三通管17相通，三通管17的下端与进料液体分布器中的进液管22相通，原料稀氨水从塔的中部进入，经液体收集器4中的三通管17进入汽提段7，向下流入进料液体分布器3分布后匀布于带斜齿的金属波纹规整填料2上，与从蒸汽进口6进入的、经气体分布器1分布后上升的蒸汽充分接触，通过传质和传热作用，使液相稀氨水中的氨和CO2不断转移到气相；同时，气相中的水蒸汽不断冷凝到液相，从而实现稀氨水中氨和CO2的解吸，氨和CO2随蒸汽往塔顶走，残液往塔底走。原料稀氨水中的氨和CO2随蒸汽往上进入精馏段9，部分提浓后的氨水从回流液进口10回到塔中。可根据生产上对塔顶氨浓度的要求来调节回流液的多少。回流的液体经精馏段液体分布器5、带斜齿的金属波纹规整填料2往下流，上升的氨、CO2及水蒸汽和下降的氨水再进行传质、解吸。提浓后的氨从塔顶出料口11排出解吸塔。下降的液体经液体收集器4收集后和进料口8进来的原料一起经汽提段7的进料液体分布器3、带斜齿的金属波纹规整填料2和上升的蒸汽进行汽提，残液从塔底残液出口12排出解吸塔外。通过调节进入解吸塔的蒸汽量可以调节出口氨浓度。
排管式液体分布器3和5是由纵横交叉的排管19和20组成，在排管19和20上有许多布液孔21。液体经进液管22流至排管19和20上，由各排管上的布液孔21排出匀布于填料面上。采用这种液体分布器，其结构简单，液体通过排管底部的布液孔流在填料面上，分布均匀，自由截面大，孔分布密度为80-300个/m2，最佳为150-250个/m2，其分布密度高，强化了传质效果。
带斜齿的金属波纹规整填料2是由垂直排列的两面带涂层的表面压花的金属波纹片23组成的盘状圆柱体，每盘填料高度为40-300mm，最佳为100mm左右。波纹方向与塔轴倾斜角度为20°-60°，最佳为30°-45°。相邻两片金属波纹片23波纹相反，在金属波纹片23上每隔一定距离开有小孔24，孔径为φ2-8mm，最佳为φ2-4mm。金属波纹片23厚度为0.1-2mm，最佳为0.1-0.2mm。涂层厚度为10-50μ。填料层内基本无死角，提高了传质效率。填料2上的涂层可以是环氧树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚中的一种。每盘填料直径与塔直径相配，填料与塔体之间无明显缝隙，相邻两层填料交错90度安装。该填料比表面积为350m2/m3，是一般填料分离效率的4-5倍，空隙率高达96％。
液体收集器4是百叶窗式液体收集器。它由底环18、三通管17、托架16、收集槽15、收集板14及固定环13组成。该液体收集器可以减少装置高度，同时可以将液体导入环形收集槽，起到导流与集液作用。气体通过该液体收集器基本上不产生阻力。斜板与轴成一定角度。
气体分布器1是文丘里管式气体分布器。上为进汽口25，下为扩散口28，中部最短管径处为收缩口26，在收缩口26以下约50mm处直至扩散口28间开有扩散孔27，开孔率为15-20％，最好为15％；扩散孔27孔径为5-10mm，最好为5mm。蒸汽进口6要插入解吸塔下部的残液29中，蒸汽管口与文丘里管式气体分布器1上部进汽口25平齐或插入10-20mm。有一定压力的蒸汽进入文丘里管式气体分布器1后，由于文丘里管式气体分布器1的收缩段产生一静压差，使蒸汽迅速沿文丘里管式气体分布器1向下并通过该分布器的扩散口28及管壁上的扩散孔27向上扩散，进入汽提段填料2，与汽提段下来的液相接触。该气体分布器具有分布均匀、通量大、气体阻力小、湍动小、结构简单的特点。
采用本实用新型的塔直径为φ800mm含二氧化碳的稀氨水解吸塔，对氮肥厂合成氨铜洗和双水洗两处副产的稀氨水进行处理，每小时能处理20吨2.0％的稀氨水。经解吸塔分离后，塔顶气体含氨浓度在有回流时，氨浓度＞30％，塔底残液的含氨量＜0.02％，达到国家要求的排放浓度。含二氧化碳的稀氨水解吸塔的塔分离效率高，即使在无回流的情况下，塔顶氨浓度一般也能达到＞20％，最高可达26％，而塔底残液的含氨量可控制在80ppm，最低可达20ppm以下。每年可减少氨水排放量约1270吨(折100％氨)。
全塔压降低，仅为0.01MPa以下，阻力下降80％。塔的操作弹性大，进料氨含量在1.5-4.0％时各项指标均能达标。
本实施例的含二氧化碳的稀氨水解吸塔采用金属规整填料，该填料是由垂直排列的两面带涂层的表面压花的金属波纹片组成的盘状圆柱体，薄片上有小孔，相邻两片金属波纹片的波纹相反，填料层内基本无死角，提高了传质效率。此外，排管式液体分布器是采用多孔排管式液体分布，其结构简单，使液体通过排管下部的布液孔匀布于填料面上，液体分布均匀、自由截面积大、孔分布密度高更强化了传质效果。采用百叶窗式液体收集器可以减少装置的高度，同时可以将液体导入环形收集槽，起了导流和集液的作用。气体通道的自由截面积约为塔截面积的85％，使气体通过该收集器基本上不产生阻力。塔底有气体分布器，其蒸汽压力是根据工艺要求确定的。蒸汽从底部向上走，加热气化原料中的氨和CO2，并且尽可能将排放的废液中的氨和CO2提取，使排放废液中氨的浓度符合国家环保的排放标准。这些结构特征是本实用新型的主要特征。
本实用新型由于采用了上述主要特征所示的排管式液体分布器、带斜齿的波纹金属规整填料、百叶窗式液体收集器、增加的精馏段、塔下部有蒸汽进口和气体分布器的结构，才能使本发明的含二氧化碳的稀氨水解吸塔达到提高塔顶回收氨浓度、塔底排放残液达标的分离要求。
本实用新型与一般氨解吸塔相比，具有分离效率高、操作弹性大、全塔压降低、操作稳定简便的优点，且排放废水能达到国家规定的标准以下，特别适用于氮肥厂合成氨和尿素生产系统中稀氨水的提浓。除能多回收氨外，还能节约能耗28％，降低塔阻力80％，增加处理废氨水能力。应用Process化工流程模拟软件进行计算机计算，可进行分离过程优化设计。
权利要求1.一种含二氧化碳的稀氨水解吸塔，包括进料口[8]、出料口[11]、残液出口[12]、回流液进口[10]、进料液体分布器[3]、汽提段[7]，其特征是进料口[8]是在解吸塔的中部，进料口[8]上面是精馏段[9]，在精馏段[9]中自上而下有精馏段液体分布器[5]、带斜齿的金属波纹规整填料[2]、液体收集器[4]，进料口[8]下面是汽提段[7]，在汽提段[7]中自上而下有进料液体分布器[3]、带斜齿的金属波纹规整填料[2]、气体分布器[1]、蒸汽进口[6]，所述的精馏段液体分布器[5]和进料液体分布器[3]是排管式液体分布器，所述的进料口[8]是与液体收集器[4]中的三通管[17]相通，三通管[17]的下端与进料液体分布器[3]中的进液管[22]相通。
2.据权利要求1所述的含二氧化碳的稀氨水解吸塔，其特征是所述的排管式液体分布器[3、5]是由带布液孔[21]的排管[19、20]组成，布液孔[21]的分布密度是80-300个/m2。
3.据权利要求1、2所述的含二氧化碳的稀氨水解吸塔，其特征是所述的排管式液体分布器[3、5]的布液孔[21]的分布密度是150-250个/m2。
4.据权利要求1所述的含二氧化碳的稀氨水解吸塔，其特征是所述的液体收集器[4]是百叶窗式液体收集器。
5.据权利要求1所述的含二氧化碳的稀氨水解吸塔，其特征是所述的带斜齿的金属波纹规整填料[2]上有涂层，该涂层是环氧树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚中的一种。
6.据权利要求1所述的含二氧化碳的稀氨水解吸塔，其特征是所述的气体分布器[1]是文丘里管式气体分布器。
7.据权利要求1、6所述的含二氧化碳的稀氨水解吸塔，其特征是所述的气体分布器[1]的管壁上开有扩散孔[27]。
专利摘要本实用新型是一种含二氧化碳的稀氨水解吸塔。稀氨水从塔中部进入,上部是精馏段,下部是汽提段,精馏段中有排管式液体分布器、带斜齿金属波纹规整填料、百叶窗式液体收集器,汽提段中有文丘里管式气体分布器且管壁上有扩散孔,达到提高解吸塔顶出口氨浓度和塔底排放残液达标的目的。具有分离效率高、操作弹性大、塔压降低、操作稳定简单的优点,特别适用于氮肥厂合成氨和尿素生产系统中稀氨水的提浓。
文档编号B01D3/00GK2284638SQ97206799
公开日1998年6月24日 申请日期1997年3月24日 优先权日1997年3月24日
发明者贾春兰, 殷云龙, 陈彦明, 陆懋筠, 胡宏志, 朱永嘉, 刘乃鸿 申请人:化学工业部上海化工研究院, 南京化学工业(集团)公司氮肥厂