[发明专利]一种磷酸高效洗氨并生产高纯度氨水的系统及方法

说明书

本发明公开了一种磷酸高效洗氨并生产高纯度氨水的系统及方法，属于氨水生产技术领域。本发明的一种磷酸高效洗氨并生产高纯度氨水的系统，包括吸收塔、富液循环泵、脱气器和解析塔，吸收塔底部富液出口通过富液循环泵与脱气器相连，脱气器的出液口与解析塔顶部的分缩器相连，所述富液循环泵的出液管道上设有pH在线检测装置，脱气器的蒸汽进口管道上设有流量计，该流量计与pH在线检测装置均与控制系统相连，所述解析塔采用中低压蒸汽进行磷铵富液的解析。采用本发明的技术方案可以有效提高对洗氨后富液中酸性气体的脱除效果，从而能够防止酸性气体进入氨水中影响所得浓氨水的品质。

技术领域

本发明属于氨水生产技术领域，更具体地说，涉及一种磷酸高效洗氨并生产高纯度氨水的系统及方法。

背景技术

一般情况下煤中的氮元素含量在2％左右，在煤的高温干馏条件下，40％～50％的氨会转换到粗焦炉煤气当中，其余则存在于焦炭之中。粗煤气中氨氮占煤中总氮的15％～20％，吡啶盐基氮占煤中氮的1.2％～1.5％。氨的回收可以提高产品经济价值、减少管道腐蚀、净化煤气。目前焦炉煤气中氨的回收工艺主要有三种方法：一是硫酸吸氨法、二是磷酸吸氨法、三是氨分解法。

硫酸吸氨法得到的硫酸铵晶体较小，其应用场景不多，常用于化肥领域，氨分解法净化效果好，但是不能回收煤中的氨，造成较大的浪费。目前磷酸吸收法，即弗萨姆法可以生产无水氨，应用场景多，也可以减少精馏过程直接生产浓氨水。近年来，随着国家对工厂排放氮氧化物的严格控制，浓氨水的市场需求越来越大。而且磷酸吸收法还具有投资较小、运行成本低的优点，因此越来越受到焦化行业的重视。

磷酸洗氨法简单来说是在吸收塔内磷酸一铵循环吸收氨生成磷酸二铵，经过贫富液换热器换热和脱气器脱出酸性气体，然后在解析塔内磷酸二铵热分解生成磷酸一铵和氨气，这样磷酸一铵返回并送入吸收塔可以重复使用，同时氨气冷凝可以生成所需产品浓氨水，再经精馏塔即可生产出无水氨。但是采用目前的磷酸洗氨工艺对酸性气体的脱除效果相对较差，从而导致所得到的洗氨塔后煤气含氨量在100mg/m³左右，且最终生产所得浓氨水的纯度降低，因而制约着该方法进一步的推广使用。

磷酸洗氨法原工艺在解析塔中是采用1.6-1.8MPa的中压蒸汽进行磷酸二铵的解析，在此情况下，解析塔顶的压力达到1.0-1.3MPa，在该压力等级下的蒸汽用于解析磷酸二铵富液耗能较大，同时对于塔体设备的压力等级也要求较高。但优点是解析塔在该压力等级下因为酸性气体在较高的压力下分解较少，故进入到浓氨水乃至无水氨产品中的酸性气体量较少，产品杂质含量少，故磷酸洗氨原工艺对于酸性气体的脱除并没有特别强调。

经检索，专利文献CN201410159944.3公开了一种硫酸铵的生产方法，其操作步骤包括：A、焦炉煤气及氨气在饱和器喷淋区与硫酸溶液反应得到产物a；B、氨水被导入溢流槽与硫酸溶液反应得到产物b，产物b通过小母液循环泵被输送至饱和器内，在饱和器喷淋区与所喷淋的硫酸溶液反应得到产物c；C、产物a与产物c进入饱和器的结晶区，产物a与产物c中的硫酸铵逐渐结晶析出；D、含有硫酸铵的结晶液从结晶液出口通过结晶泵被输送至结晶高位槽内；E、将结晶高位槽中的结晶液输送至离心机进行分离，分离得到的沉淀物输送至干燥器进行干燥即得硫酸铵。该申请案以磷酸洗氨工段所生产的氨水为原料生产硫酸铵产品，目的是解决磷酸洗氨工序所生产氨水的量过剩的问题。但是其得到的硫酸铵品质不好，常用于化肥行业，且需要大量消耗硫酸，无疑增加了不少成本。目前因为环保要求严格，工业烟气采用脱硫脱硝处理，脱硝处理所采用的浓氨水供不应求，一般焦化企业均可以对生产的浓氨水自行消化，故该申请案中的方案对于焦化行业氨回收意义不大。