三聚氰胺尾气处理工艺及设备.pdf

本发明公开了三聚氰胺尾气处理工艺及设备，包括以下工艺：三聚氰胺产生的尾气通过进气管输送到甲铵生成器下部的冷凝腔，形成甲铵溶液；冷凝腔内未被吸收的尾气上升进入甲铵生成器上部的洗涤腔，形成甲铵溶液；上述两步工艺中产生的甲铵溶液经甲铵生成器底部甲铵液输送管排出并储存；洗涤腔内未被吸收的尾气由甲铵生成器顶部排气口排出，进入尾气冷凝器，在尾气冷凝器内与尾气冷凝器内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；经过尾气冷凝器内冷凝吸收后的残存气体排放到常压吸收塔，在常压吸收塔内与常压吸收塔内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；常压吸收塔内经过洗涤吸收后残存气体排放到大气中。本发明具有生成甲铵液浓度高；尾气回收率高等优点。

1、  三聚氰胺尾气处理工艺，其特征在于：包括以下工艺：
(1)、三聚氰胺产生的尾气通过进气管输送到甲铵生成器下部的冷凝腔，在冷凝腔内换热器处进行冷凝吸收，形成甲铵溶液；
(2)、冷凝腔内未被吸收的尾气上升进入甲铵生成器上部的洗涤腔，与洗涤腔上部喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收，形成甲铵溶液；
(3)、上述两步工艺中产生的甲铵溶液经甲铵生成器底部甲铵液输送管排出并储存；
(4)、洗涤腔内未被吸收的尾气由甲铵生成器顶部排气口排出，进入尾气冷凝器，在尾气冷凝器内与尾气冷凝器内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；
(5)、经过尾气冷凝器内冷凝吸收后的残存气体排放到常压吸收塔，在常压吸收塔内与常压吸收塔内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；
(6)、常压吸收塔内经过洗涤吸收后残存气体排放到大气中。

2、  根据权利要求1所述的三聚氰胺尾气处理工艺，其特征在于：部分甲铵液经甲铵输送管进入循环液管，再经过循环液管进入甲铵生成器的进气管和冷凝腔中上部，该部分甲铵液进入冷凝腔后对其中气体和液体进行搅拌。

3、  根据权利要求1或2所述的三聚氰胺尾气处理工艺，其特征在于：尾气冷凝器中产生的液体经尾气冷凝器底部的洗涤液输送管输送到洗涤液冷却器，该液体在洗涤液冷却器内进行冷却，形成洗涤液，洗涤液进入甲铵生成器上部的洗涤腔的喷淋管，由喷淋管喷出与洗涤腔内气体行洗涤吸收。

4、  根据权利要求3所述的三聚氰胺尾气处理工艺，其特征在于：洗涤腔内部分洗涤液以及甲铵液经洗涤腔下部的集液腔收集，然后由循环管流入洗涤液冷却器，该液体在洗涤液冷却器内进行冷却，形成洗涤液，该洗涤液进入甲铵生成器上部的洗涤腔的喷淋管，由喷淋管喷出与洗涤腔内气体行洗涤吸收。

5、  根据权利要求1-4任一项所述的三聚氰胺尾气处理工艺使用的三聚氰胺尾气处理设备，其特征在于：包括甲铵生成器(22)，甲铵生成器(22)下部是冷凝腔(6)，上部是洗涤腔(10)，洗涤腔(10)与冷凝腔(6)相通，冷凝腔(6)下部外壁上安装进气管(3)和甲铵液输送管(17)，甲铵液输送管(17)距离甲铵生成器(22)底面的距离小于进气管(3)距离甲铵生成器(22)底面的距离，冷凝腔(6)内安装换热器，洗涤腔(10)内下部安装填料层(9)，洗涤腔(10)上部安装喷淋管(13)，冷凝腔(10)顶部设置排气口(12)，排气口(12)通过管路与尾气冷凝器(24)进气口连通，尾气冷凝器(24)上部排气口通过管路与常压吸收塔(26)进气口连通，常压吸收塔(26)排气口与大气相通。

6、  根据权利要求5所述的三聚氰胺尾气处理设备，其特征在于：换热器由多根“U”型换热管(16)组成，甲铵生成器(22)底部设置进水腔(2)和出水腔(18)，进水腔(2)分别与冷却水进水管(1)和“U”型换热管(16)进水口连通，出水腔(18)分别与冷却水出水管(19)和“U”型换热管(16)出水口连通。

7、  根据权利要求5所述的三聚氰胺尾气处理设备，其特征在于：冷凝腔(6)外壁中上部和进气管(3)上分别安装循环液管(15)，循环液管(15)与甲铵液输送管(17)连通。

8、  根据权利要求5、6或7任一项所述的三聚氰胺尾气处理设备，其特征在于：冷凝腔(6)下部外壁上安装分气腔(4)，分气腔(4)上安装尾气进口(3)，冷凝腔(6)下部外壁上与分气腔(4)相对应的位置上开设若干进气口(5)。

9、  根据权利要求5、6或7任一项所述的三聚氰胺尾气处理设备，其特征在于：尾气冷凝器(24)底部安装洗涤液输送管(31)，洗涤液输送管(31)与洗涤液冷却器(23)连接，洗涤液冷却器(23)与喷淋管(13)连通，洗涤腔(10)内下部四周安装集液腔(20)，洗涤腔(10)下部外壁上安装洗涤液出液管(14)，洗涤液出液管(14)分别于与集液腔(20)和洗涤液冷却器(23)连通。

10、  根据权利要求8所述的三聚氰胺尾气处理设备，其特征在于：尾气冷凝器(24)底部安装洗涤液输送管(31)，洗涤液输送管(31)与洗涤液冷却器(23)连接，洗涤液冷却器(23)与喷淋管(13)连通，洗涤腔(10)内下部四周安装集液腔(20)，洗涤腔(10)下部外壁上安装洗涤液出液管(14)，洗涤液出液管(14)分别于与集液腔(20)和洗涤液冷却器(23)连通。

三聚氰胺尾气处理工艺及设备
技术领域
本发明涉及三聚氰胺联产尿素生产工艺领域，具体是一种三聚氰胺联产尿素生产中三聚氰胺尾气处理工艺及设备。
背景技术
在三聚氰胺联产尿素工艺中，三聚氰胺生产后尾气需要回收后输送到尿素生产中使用，现有三聚氰胺尾气回收常用的方法是采用吸收塔进行回收，在吸收塔内，洗涤液从塔上部喷淋而下，尾气自塔底进入后与洗涤液进行逆向吸收，吸收后的液体送入尿素系统高浓度碳铵液槽内，经过解吸、水解提浓后形成甲铵液，送入尿素生产工艺中使用。该方法形成的甲铵液中的氨和二氧化碳的含量均很低，含水量较高，联产尿素时将大大降低尿素合成塔的转化率，导致尿素合成塔返水率过高，返水率一般可达50％-60％，对尿素生产系统影响很大，并且在解吸和水解的过程中，增加了汽、水、电的消耗，造成生产负荷提高，成本增加，同时经过现有三聚氰胺尾气经处理装置回收后再排向大气的废气中含氨量高，造成严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种三聚氰胺尾气处理工艺及设备，它可以解决公知技术中存在的不足，通过设置甲铵生成器等多道工艺对三聚氰胺尾气进行回收，直接生成高浓度甲铵溶液，该甲铵溶液含水量小，含氨和二氧化碳量高，更加利于联产尿素使用，同时本工艺对三聚氰胺尾气吸收充分，大大减少了最终排放气体的含氨量，减少环境污染。
本发明的目的之二在于提供上述三聚氰胺尾气处理工艺所使用的三聚氰胺尾气处理设备，
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：三聚氰胺尾气处理工艺，包括以下工艺：
(1)、三聚氰胺产生的尾气通过进气管输送到甲铵生成器下部的冷凝腔，在冷凝腔内换热器处进行冷凝吸收，形成甲铵溶液；
(2)、冷凝腔内未被吸收的尾气上升进入甲铵生成器上部的洗涤腔，与洗涤腔上部喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收，形成甲铵溶液；
(3)、上述两步工艺中产生的甲铵溶液经甲铵生成器底部甲铵液输送管排出并储存；
(4)、洗涤腔内未被吸收的尾气由甲铵生成器顶部排气口排出，进入尾气冷凝器，在尾气冷凝器内与尾气冷凝器内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；
(5)、经过尾气冷凝器内冷凝吸收后的残存气体排放到常压吸收塔，在常压吸收塔内与常压吸收塔内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；
(6)、常压吸收塔内经过洗涤吸收后残存气体排放到大气中。
部分甲铵液经甲铵输送管进入循环液管，再经过循环液管进入甲铵生成器的进气管和冷凝腔中上部，该部分甲铵液进入冷凝腔后对其中气体和液体进行搅拌。
所述尾气冷凝器中产生的液体经尾气冷凝器底部的洗涤液输送管输送到洗涤液冷却器，该液体在洗涤液冷却器内进行冷却，形成洗涤液，洗涤液进入甲铵生成器上部的洗涤腔的喷淋管，由喷淋管喷出与洗涤腔内气体行洗涤吸收。
所述洗涤腔内部分洗涤液以及甲铵液经洗涤腔下部的集液腔收集，然后由循环管流入洗涤液冷却器，该液体在洗涤液冷却器内进行冷却，形成洗涤液，该洗涤液进入甲铵生成器上部的洗涤腔的喷淋管，由喷淋管喷出与洗涤腔内气体行洗涤吸收。
所述三聚氰胺尾气处理工艺使用的三聚氰胺尾气处理设备，包括甲铵生成器，甲铵生成器下部是冷凝腔，上部是洗涤腔，洗涤腔与冷凝腔相通，冷凝腔下部外壁上安装进气管和甲铵液输送管，甲铵液输送管距离甲铵生成器底面的距离小于进气管距离甲铵生成器底面的距离，冷凝腔内安装换热器，洗涤腔内下部安装填料层，洗涤腔上部安装喷淋管，冷凝腔顶部设置排气口，排气口通过管路与尾气冷凝器进气口连通，尾气冷凝器上部排气口通过管路与常压吸收塔进气口连通，常压吸收塔排气口与大气相通。
所述换热器由多根“U”型换热管组成，甲铵生成器底部设置进水腔和出水腔，进水腔分别与冷却水进水管和“U”型换热管进水口连通，出水腔分别与冷却水出水管和“U”型换热管出水口连通。
所述冷凝腔外壁中上部和进气管上分别安装循环液管，循环液管与甲铵液输送管连通。
所述冷凝腔下部外壁上安装分气腔，分气腔上安装尾气进口，冷凝腔下部外壁上与分气腔相对应的位置上开设若干进气口。
所述尾气冷凝器底部安装洗涤液输送管，洗涤液输送管与洗涤液冷却器连接，洗涤液冷却器与喷淋管连通，洗涤腔内下部四周安装集液腔，洗涤腔下部外壁上安装洗涤液出液管，洗涤液出液管分别于与集液腔和洗涤液冷却器连通。
本发明的有益效果在于：尾气进入甲铵生成器中进行两级吸收，大大提高了尾气吸收效率，所生成的甲铵液中氨和二氧化碳的浓度高，含水量低，氨和二氧化碳浓度可达70％-80％，联产尿素时能够大幅提高尿素合成塔的转化率，减少返水率，本工艺联产尿素时尿素合成塔返水率仅为30％左右，大大提高了联产尿素的生产效率；本工艺生成的甲铵液浓度高，无需进行解吸和水解过程即可联产尿素使用，减少了汽、水、电的消耗，降低了生产成本，相对现有三聚氰胺联产尿素尾气处理工艺，本发明提取每吨氨可节能2.2kj，节约蒸汽3.95吨；尾气经过多道工艺回收处理，被充分吸收利用，最终排向大气的气体中，含氨量极低，大大降低环境污染；相对现有工艺，本发明在工艺更加简洁的同时，提高了生产效率，降低了生产成本等；本发明所述三聚氰胺尾气处理装置具有生成甲铵液浓度高；尾气回收率高；结构简洁合理；成本低等优点。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；附图2是本发明中甲铵生成器的结构示意图。
具体实施方式
对照附图对本发明做进一步说明：
三聚氰胺尾气处理工艺，包括以下工艺：
1、三聚氰胺产生的尾气通过进气管输送到甲铵生成器下部的冷凝腔，在冷凝腔内换热器处进行冷凝吸收，形成甲铵溶液；
2、冷凝腔内未被吸收的尾气上升进入甲铵生成器上部的洗涤腔，与洗涤腔上部喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收，形成甲铵溶液；
3、上述两步工艺中产生的甲铵溶液经甲铵生成器底部甲铵液输送管排出并存储，由于在甲铵生成器中尾气经过了冷凝吸收和洗涤吸收两步吸收，因此甲铵生成器内形成的甲铵液含氨和二氧化碳的浓度高，含水量低，无需经过解吸和水解即可用以联产尿素使用，在联产尿素时能够大幅提高尿素合成塔的转化率，提高联产尿素的生产效率，降低了生产能耗；
4、洗涤腔内未被吸收的尾气由甲铵生成器顶部排气口排出，进入尾气冷凝器，在尾气冷凝器内与尾气冷凝器内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；
5、经过尾气冷凝器内冷凝吸收后的残存气体排放到常压吸收塔，在常压吸收塔内与常压吸收塔内喷淋管喷出的洗涤液进行洗涤吸收；
6、常压吸收塔内经过洗涤吸收后残存气体排放到大气中。
三聚氰胺尾气经过甲铵生成器的两级吸收时，约有90％的氨和二氧化碳被吸收，经过尾气冷凝器的洗涤吸收时，剩余10％的氨和二氧化碳被吸收，最终再经过常压吸收塔的洗涤吸收，基本实现氨和二氧化碳完全回收，充分利用三聚氰胺尾气中资源，减少尾气对环境的污染。
本发明的进一步特征在于：为了提高甲铵生成器中的吸收率，将部分甲铵液经甲铵输送管输送到循环液管，再经过循环液管进入甲铵生成器的进气管和冷凝腔中上部，该部分甲铵液进入冷凝腔后对其中气体和液体进行搅拌，从而提高氨和二氧化碳的吸收率。
为了减少洗涤液的使用，降低生产成本，将尾气冷凝器中产生的液体经尾气冷凝器底部的洗涤液输送管输送到洗涤液冷却器，该液体在洗涤液冷却器内进行冷却，形成洗涤液，洗涤液进入甲铵生成器上部的洗涤腔的喷淋管，由喷淋管喷出与洗涤腔内气体行洗涤吸收。本实施例中进一步特征在于：洗涤腔内部分洗涤液以及甲铵液经洗涤腔下部的集液腔收集后，由循环管流入洗涤液冷却器，形成洗涤液，该洗涤液进入甲铵生成器上部的洗涤腔的喷淋管，由喷淋管喷出与洗涤腔内气体进行洗涤吸收，本实施例方案可以充分利用洗涤液，减少洗涤液的使用，进一步降低生产成本。
本发明所述三聚氰胺尾气处理工艺所使用的三聚氰胺尾气处理设备的主体结构有甲铵生成器22，甲铵生成器22下部是冷凝腔6，上部是洗涤腔10，洗涤腔10与冷凝腔6相通，冷凝腔6下部外壁上安装进气管3和甲铵液输送管17，进气管3与三聚氰胺尾气输送管相通，甲铵液输送管17距离甲铵生成器22底面的距离小于进气管3距离甲铵生成器22底面的距离，该设计方案可使甲铵液输送管17处于甲铵生成器内压力最大处，能够确保生成液的浓度，提高甲铵液中氨和二氧化碳浓度。冷凝腔6内安装换热器，洗涤腔10内下部安装填料层9，洗涤腔10上部安装喷淋管13，冷凝腔10顶部设置排气口12，排气口12通过管路与尾气冷凝器24进气口连通，尾气冷凝器24上部排气口通过管路与常压吸收塔26进气口连通，常压吸收塔26排气口与大气相通。
本发明所述换热器可以是单根换热管、环形换热管等，本发明优选方案为换热器由多根“U”型换热管16组成，多根“U”型换热管16相对单根换热管等具有换热效率高的优点。所述甲铵生成器22底部设置进水腔2和出水腔18，进水腔2分别与冷却水进水管1和“U”型换热管16进水口连通，出水腔18分别与冷却水出水管19和“U”型换热管16出水口连通，冷却水由冷却水进水管1进入进水腔2在进入换热管16进行换热，换热完成后流入出水腔18，再由冷却水出水管19流出。
上述实施方案进一步特征在于：在冷凝腔6外壁中上部和进气管3上分别安装循环液管15，循环液管15与甲铵液输送管17连通。通过循环液管15向冷凝腔6内输送甲铵液，甲铵液在冷凝腔6内与尾气进行冷凝吸收，同时甲铵液还可以起到搅拌作用，从而提高冷凝腔6内的吸收率。
为了减少洗涤液的使用，降低生产成本，在尾气冷凝器24底部安装洗涤液输送管31，洗涤液输送管31与洗涤液冷却器23连接，洗涤液冷却器23与喷淋管13连通，洗涤腔10内下部四周安装集液腔20，洗涤腔10下部外壁上安装洗涤液出液管14，洗涤液出液管14分别于与集液腔20和洗涤液冷却器23连通，尾气冷凝器24内产生的液体和集液腔20内回收的液体，进入洗涤液冷却器23后形成洗涤液，再次输送到洗涤腔10内使用，洗涤液反复使用，降低了生产成本。
为了使尾气能够均匀进入冷凝腔6，提高吸收率，在冷凝腔6下部外壁上安装分气腔4，分气腔4为环形结构，围绕在冷凝腔6外壁外部，所述分气腔4上安装尾气进口3，冷凝腔6下部外壁上与分气腔4相对应的位置上开设若干进气口5，三聚氰胺尾气通过尾气进口3进入分气腔4，然后经冷凝腔6外壁上的若干进气口5进入冷凝腔6，尾气通过分气腔4后，分布更加均匀，不会造成气体阻塞，有利于冷凝吸收。