[发明专利]一种从工业尾气中回收电子级一氧化二氮的装置及方法

权利要求书

1.一种从工业尾气中回收电子级一氧化二氮的装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的压缩机、第一水洗塔、第二水洗塔、有机洗涤塔、净化塔、换热器、冷凝器I、分离罐、精馏塔和产品冷凝器，压缩机的进口和原料尾气进气管道相连，第二水洗塔的洗涤用水由去离子水源提供，第一水洗塔的洗涤用水由第二水洗塔提供，所述换热器设有第一换热通道、第二换热通道和第三换热通道，所述冷凝器I设有气体进口、气体出口、制冷剂进口、制冷剂出口，净化塔的气体出口通过管道和换热器的第一换热通道进口相连，第一换热通道出口通过管道和冷凝器I的气体进口相连，冷凝器I的气体出口通过管道和分离罐的气体进口相连，分离罐的液体出口和精馏塔的液体进口相连，精馏塔中部的气体出口和产品冷凝器相连；还包括用于对精馏塔顶部的气体进行冷凝的冷凝器II，以及用于对冷凝器I、冷凝器II和产品冷凝器提供冷量的制冷机，制冷剂采用R23，有机液再生塔的底部设有用以对有机液再生塔内的有机液进行再生的饱和蒸气压为0.4~0.5MPa的水蒸汽进口和出口；所述净化塔由并联设置的净化塔I和净化塔II组成，冷凝器I、冷凝器II和产品冷凝器的制冷剂进口分别通过管道和制冷机的制冷剂出口相连，冷凝器I、冷凝器II和产品冷凝器的制冷剂出口分别通过管道和制冷机的制冷剂进口相连，制冷机的热量从精馏塔下部进入精馏塔被冷却后返回至制冷机；分离罐的顶部通过管道和换热器的第二换热通道的进口相连，第二换热通道的出口通过管道分别与净化塔I和净化塔II相连，冷凝器II设有两个气体出口，一个气体出口通过管道和精馏塔的上部相连，另一个气体出口通过管道连接换热器的第三换热通道后和压缩机相连；

上述装置从工业尾气中回收电子级一氧化二氮的具体过程如下：

（1）一氧化二氮含量为35~45v%的原料尾气进入压缩机，混合气体的压力被升至3.0-6.0MPa后，进入第一水洗塔中，用来自第二水洗塔底部由水洗泵I送过来的去离子水进行初步洗脱，再进入第二水洗塔由水洗泵II送入的导电率小于0.5μs/cm的去离子水进行二次水洗，将气体中的NO₂脱除至50PPm以下；

（2）混合气从第二水洗塔顶部流出，进入有机洗涤塔，在有机洗涤塔中由有机洗涤泵送来的有机洗涤液，进行进一步的洗涤，将酸性气体脱除到10ppm以下，吸收了酸性气体的有机液体靠压力进入有机液再生塔，有机液再生塔的管道上设置有SIS系统，在有机液再生塔中的有机液由于压力的骤降，会闪蒸一部分酸性气体，另一部分在有机液再生塔中用150~160℃蒸汽加热，让酸性气体脱出，酸性气体排入工业园区内的放空系统；

（3）脱除了酸性气体的混合气进入净化塔I 或净化塔II 进行净化，净化塔I 和净化塔II 采用一个工作，一个再生的工作模式，净化塔I或净化塔II 的再生采取高温再生的方法，用从换热器中排出的不凝气加热至150-200℃再生；

（4）净化后的气体进入换热器，在换热器内和从冷凝器II、从分离罐出来的-70~-90℃冷的不凝气换热，预冷至-20~-40℃后进入冷凝器I，在冷凝器I中温度降至-50~-70℃，将N₂O液化，液化后的含量95v%的N₂O减压到1.5MPa后进入分离罐进行气液分离，-50~-70℃冷的不凝气进入换热器，液体进入精馏塔，在精馏塔中-50~-70℃低温精馏，在精馏塔中间部抽出N₂O气体，在产品冷凝器中由制冷机提供冷量冷凝至-50℃，进入产品储罐，精馏塔回流比控制在10:1；

（5）制冷机为冷凝器I、冷凝器II和产品冷凝器提供冷量，在冷凝器I、冷凝器II、产品冷凝器入口处设置有制冷阀和膨胀阀，进行膨胀制冷；制冷机出口压缩的50℃的R23气体通入精馏塔底部，为精馏塔提供热源，R23在精馏塔底部被冷凝，温度变为-20~-40℃，返回制冷机的高压端，再次冷却后进行膨胀制冷；步骤（2）中有机洗涤液是由N-甲基二乙醇胺与2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1.3-丙二醇、N-甲基单乙醇胺三者中的任意一种或两种组成的有机液用去离子水稀释成55~65v%浓度的溶液，有机液的组成为两种时的体积比7:3，有机液的组成为三种时的体积比7:2:1，有机液泵入有机洗涤塔的溶液量为15m³/h，有机洗涤塔内气体的流量为3000Nm³/h。