[实用新型]膜分离预处理系统内氨水热能回收系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及合成氨工业生产回收领域，特别涉及膜分离预处理系统内氨水热能回收利用。

背景技术

合成氨生产过程中有一部分工艺气需要排放，弛放气的主要成分为H₂、N₂、NH₃、CH₄和Ar气，直接放空会造成一定的经济浪费和环境污染，通过膜分离装置可以将其中的高浓度氢气分离回收送回合成系统，尾气富含甲烷送燃烧系统或进一步利用，提高经济效益。由于弛放气中含有氨（NH₃）组分，氨对膜组件有损害作用，会降低膜分离器的使用寿命，故弛放气需要先进行洗氨的预处理。此外，由于水洗过程气液两相平衡，使得塔顶出来的原料气中水含量处于饱和状态，经除液器后的管路及膜分离器中遇冷降温会出现水雾，进入膜分离器后会造成膜分离器性能下降。因此，膜分离器还要求入膜的原料气必须经过加热的预处理，使原料气温度高于露点并达到工作温度。其中洗氨是个放热过程，洗氨塔塔底排出氨水温度会达到50～60℃，而洗氨后的原料气出塔温度范围为25～35℃，经除液后又需要加热到40～45℃的工作温度，才能进入膜分离器回收氢气。

可见，利用塔底排出的氨水来预热入膜前的原料气，既可以回收氨水的热能，降低产品氨水的温度，又可大大节约原料气的加热蒸汽用量，从而获得显著的节能减排效益。此实用新型可改变在现有工艺中，较高温度的氨水被直接送往膜分离预处理系统界外，而原料气完全依靠引入低压蒸汽加热来增加公用工程消耗的状况。

发明内容

本实用新型提供一种膜分离预处理系统内氨水热能回收系统，目的是改进膜分离氢回收工艺的预处理工艺，既有效的回收了氨水的热能，又对原料气进行了预热，实现了预处理系统内的氨水热能回收和利用。

一种膜分离预处理系统内氨水热能回收系统，包括弛放气输入端7、高压水泵1、洗氨塔2、换热器4、；所述高压水泵1的输出端与所述洗氨塔5上部输入端相连接，所述弛放气输入端7与洗氨塔2的下部输入端相连接，所述洗氨塔所述洗氨塔2底部输出端与换热器4壳程输入端相连接。

所述洗氨塔2顶部输出端与换热器4管程输入端经第一管路连接，所述第一管路上设有除液器3。

所述系统还设有套管加热器5，所述换热器4管程输出端与套管加热器5输入端相连接。

所述套管加热器5输出端连接膜分离器6

所述高压水泵1的输入端连接脱盐水。

本实用新型与现有回收系统相比，以参数：8℃、流量5000Nm³/h、氨含量～6%的合成氨弛放气为例，可节约低压（0.5MpaG）饱和蒸汽用量～1.2吨/日。可见，此实用新型有效的回收了产品氨水的热能，并大大减少了用于原料气加热的蒸汽消耗量。 

附图说明

图1：本实用新型膜分离预处理系统内氨水热能回收系统示意图。 

附图标记说明：1，高压水泵；2，洗氨塔；3，除液器；4，换热器；5，套管加热器；6，膜分离器；7，弛放气输入端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明。

实施例1

如附图所示，膜分离预处理系统内氨水热能回收系统包括驰放气输入端7、高压水泵1、洗氨塔2、换热器4；所述高压水泵1的输出端与所述洗氨塔5上部输入端相连接，所述驰放气输入端7与洗氨塔2的下部输入端相连接，所述洗氨塔所述洗氨塔2底部输出端与换热器4壳程输入端相连接。洗氨塔2顶部输出端与换热器4管程输入端经第一管路连接，所述第一管路上设有除液器3。

换热器4管程输出端与套管加热器5输入端相连接。套管加热器5输出端连接膜分离器6，高压水泵1的输入端连接脱盐水。

合成氨弛放气先进入洗氨塔洗氨，其过程是：弛放气进入洗氨塔2，气体在洗氨塔中与高压水泵1打进塔的脱盐水在填料层中逆流接触，气相中的氨（NH₃ ）被水吸收后变成氨水，由洗氨塔2塔底排出，净化后气体由2塔顶排出。洗氨塔中水吸收氨的过程是个放热物理化学过程，因此，塔底氨水温度较高，约50~60℃，塔底排出的氨水送到换热器4与塔顶排出的原料气进行换热，氨水冷却后可降温至40℃，作为产品氨水送往界外。