一种氨尾气处理装置及处理方法与流程

1.本发明及一种氨尾气处理装置，具体为一种氨尾气回收处理的装置。


背景技术：

2.在氨基乙酸合成生产和氨水生产的过程中，因反应条件控制不当，极易造成氨尾气的逃逸，氨在污染环境的同时会生产成本增加。目前，治理氨尾气的技术主要有水洗吸收和硫酸洗涤吸收，用硫酸洗涤吸收后生产硫酸铵溶液，在提取硫酸铵固体的过程中也有氨尾气，如处理不当会造成二次污染。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明提供了氨尾气处理设备及其回收方法，氨尾气通过引风机输送至反应釜、一级填料吸收塔中用甲醛进行喷淋吸收，未吸收完的尾气经过尾气一、二、二级填料吸收塔水洗吸收后进行自循环，用甲醛吸收生产的乌洛托品的吸收液供乌洛托品化料用水，水洗吸收氨水供甘氨酸合成工艺用水，该法可以实现氨尾气回收利用，并且实现氨尾气清洁排放。
4.所述的氨尾气处理装置，包括引风机、反应釜、一级填料吸收塔、一级填料塔冷凝器、一级循环泵、尾气一级吸收塔、尾气一级吸收塔冷凝器、尾气一级循环泵、尾气二级吸收塔、尾气二级吸收塔冷凝器、尾气二级循环泵、尾气三级吸收塔、尾气三级循环泵，引风机与反应釜连接，反应釜顶部与一级填料吸收塔下部连接；一级填料吸收塔顶部与尾气填料吸收塔连接，尾气填料吸收塔底部经缓冲罐与尾气循环泵连接，尾气循环泵连接至尾气填料吸收塔上部形成循环，尾气填料吸收塔顶部与引风机连接。
5.尾气填料吸收塔至少是两级串联的吸收塔组成，优选为三级串联的吸收塔组成，即尾气一级填料吸收塔、尾气二级填料吸收塔、尾气三级填料吸收塔，则一级填料吸收塔顶部与尾气一级填料吸收塔下部连接，尾气一级填料吸收塔顶部与尾气二级填料吸收塔下部连接，尾气二级填料吸收塔顶部与尾气三级填料吸收塔下部连接，尾气三级填料吸收塔顶部与引风机连接。
6.一级填料吸收塔底部经缓冲罐一与一级循环泵连接，一级循环泵采出分别与一级填料塔冷凝器及反应釜连接，一级填料塔冷凝器与一级填料吸收塔上部连接形成循环。
7.尾气一级填料吸收塔底部经缓冲罐二与尾气一级循环泵连接，尾气一级循环泵与尾气一级吸收塔冷凝器连接，尾气一级吸收塔冷凝器与尾气一级填料吸收塔上部连接形成循环。
8.尾气二级吸收塔底部经缓冲罐三与尾气二级循环泵连接，尾气二级循环泵采出分别与缓冲罐二及尾气二级吸收塔冷凝器连接，尾气二级吸收塔冷凝器与尾气二级吸收塔上部连接形成循环。
9.尾气三级填料吸收塔底部经缓冲罐四与尾气三级循环泵连接，尾气三级循环泵采
出分别与缓冲罐三及尾气三级填料吸收塔上部连接形成循环。
10.尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔上部还设置有进料管，用于通入水。
11.在上述装置的基础上，本发明还提供一种氨尾气处理的方法，氨尾气通过引风机反应釜、一级填料塔用甲醛喷淋吸收，未吸收完的用尾气一、二、三级水吸收后循环吸收，包括如下步骤：（1）氨尾气自引风机进入反应釜，向反应釜和一级填料吸收塔中加入甲醛吸收液，控制吸收塔液位为40-80%（体积分数），开启一级循环泵，经吸收后的尾气进入一级填料吸收塔，一级填料吸收塔内尾气经吸收后得到的吸收液一部分经一级循环泵采至一级填料塔冷凝器，经降温后进行自循环，一部分吸收液经一级循环泵采至反应釜；氨尾气来源甘氨酸合成釜，甘氨酸合成工艺为氯乙酸和氨气在乌洛托品的催化作用下进行反应，生产甘氨酸和氯化铵，此反应在合成釜中进行，反应的温度控制到70-85℃。因为氨气未充分参与反应，导致合成釜出来的尾气，大部分为氨气，少量有甲醛气体（乌洛托品分解），夹带水蒸气。
12.步骤（1）中所述的反应釜的压力控制到0-2mpa，反应釜的温度控制到20-80℃，反应釜的ph值控制到7-14；（2）一级填料吸收塔内未吸收的尾气进入尾气吸收塔，控制吸收塔液位为40-80%（体积分数），尾气吸收塔中加入水作为吸收液，开启尾气循环泵，尾气经吸收，合格后自循环，循环过程中，经冷凝器降温为0-30℃进行自循环，若低于30℃，可不进行冷凝的步骤；（3）将反应釜吸收后的溶液输送到乌洛托品投溶岗位作为化料水，将尾气吸收塔吸收后的溶液输送到甘氨酸合成工序作为工艺补水。
13.步骤（2）中尾气吸收塔为至少两级尾气吸收塔串联连接；一级填料吸收塔内未吸收的尾气依次进入每一级尾气吸收塔进行吸收后，每一级的尾气吸收塔的吸收液一部分进行自循环（循环过程中，经冷凝器降温为0-30℃进行自循环），一部分由后一级打循环自前一级的尾气吸收塔中。
14.作为优选方案及具体可实现的方案中，步骤（2）中所述的尾气吸收塔为三级尾气吸收塔串联连接，即一级填料吸收塔内未吸收的尾气进入尾气一级吸收塔，同时开启尾气一级吸收塔自尾气二级吸收塔的顶部气相管道，尾气二级吸收塔自尾气三级吸收塔的顶部气相管道；向尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔中加入水作为吸收液，分别开启尾气一级循环泵、尾气二级循环泵、尾气三级循环泵，尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔内经吸收后得到的吸收液一部分进行自循环（循环过程中，经冷凝器降温为0-30℃进行自循环），一部分吸收液经由尾气三级填料吸收塔踩到尾气二级填料吸收塔、尾气二级填料吸收塔踩到尾气一级填料吸收塔；氨尾气分别经反应和一填料吸收塔以及尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔吸收，合格后自循环。
15.填料塔吸收塔一部分吸收液经冷凝器降温至20-80℃；一部分富集液输送至反应釜，同时控制踩出流量为0.5-2m3/h；甲醛的浓度为5%-37%。
16.步骤（2）中所述的一部分吸收液经冷凝器降温至0-30℃；一部分富集液依次经尾
气三级填料吸收塔、尾气二级填料吸收塔、尾气一级填料吸收塔，同时控制踩出流量为0.5-2m3/h。
17.采用本发明专利的技术方案吸收液全部回用，减少吸收液的处理成本，降低生产成本；向填料吸收塔中加入吸收液，控制吸收塔液位，开启吸收塔喷淋循环吸收泵，一部分吸收液经冷凝器降温进行自循环，一部分富集液从后向前填料吸收塔进行补充，采用连踩连补方式；因吸收液吸收氨气体吸收量是一定的，吸收完后用作化乌洛托品和甘氨酸合成工艺用水，无吸收液再次处理。吸收后的尾气进行自循环无外排。
18.本方法有如下优点：（1）设备自动化程度高，可全自控控制，实现无人控制。
19.（2）加压有利于氨尾气的吸收，且氨尾气处理效果好，无外排现象。
20.（3）回收的氨尾气能会用到生产工序，降低生产成本。
附图说明
21.图1为一种氨尾气处理装置，其中，引风机1、反应釜2、一级填料吸收塔3、一级填料塔冷凝器4、一级循环泵5、尾气一级吸收塔6、尾气一级吸收塔冷凝器7、尾气一级循环泵8、尾气二级吸收塔9、尾气二级吸收塔冷凝器10、尾气二级循环泵11、尾气三级吸收塔12、尾气三级循环泵13、缓冲罐一14、缓冲罐二15、缓冲罐三16、缓冲罐四17。
具体实施例
22.实施例1一种氨尾气处理装置，包括引风机1、反应釜2、一级填料吸收塔3、一级填料塔冷凝器4、一级循环泵5、尾气一级吸收塔6、尾气一级吸收塔冷凝器7、尾气一级循环泵8、尾气二级吸收塔9、尾气二级吸收塔冷凝器10、尾气二级循环泵11、尾气三级吸收塔12、尾气三级循环泵13，引风机1与反应釜2连接，反应釜2顶部与一级填料吸收塔3下部连接；一级填料吸收塔3顶部与尾气一级填料吸收塔6下部连接，尾气一级填料吸收塔6顶部与尾气二级填料吸收塔9下部连接，尾气二级填料吸收塔9顶部与尾气三级填料吸收塔12下部连接，尾气三级填料吸收塔12顶部与引风机1连接。
23.一级填料吸收塔3底部经缓冲罐一14与一级循环泵5连接，一级循环泵5采出分别与一级填料塔冷凝器4及反应釜2连接，一级填料塔冷凝器4与一级填料吸收塔3上部连接形成循环。
24.尾气一级填料吸收塔6底部经缓冲罐二15与尾气一级循环泵8连接，尾气一级循环泵8与尾气一级吸收塔冷凝器7连接，尾气一级吸收塔冷凝器7与尾气一级填料吸收塔6上部连接形成循环。
25.尾气二级吸收塔9底部经缓冲罐三16与尾气二级循环泵11连接，尾气二级循环泵11采出分别与缓冲罐三16及尾气二级吸收塔冷凝器10连接，尾气二级吸收塔冷凝器10与尾气二级吸收塔9上部连接形成循环。
26.尾气三级填料吸收塔12底部经缓冲罐四17与尾气三级循环泵13连接，尾气三级循环泵13采出分别与缓冲罐四17及尾气三级填料吸收塔12上部连接形成循环。
27.实施例2
氨尾气来源甘氨酸合成釜，甘氨酸合成工艺为氯乙酸和氨气在乌洛托品的催化作用下进行反应，生产甘氨酸和氯化铵，此反应在合成釜中进行，反应的温度控制到70-85℃。因为氨气未充分参与反应，导致合成釜出来的尾气中，94.5%（体积分数）氨气，0.5%（体积分数）甲醛气体，夹带5%（体积分数）水蒸气。具体采用实施例1的装置进行氨处理工艺，向反应釜中加入质量分数为10%甲醛，反应釜的压力控制到0.3mpa，超压自动泄压去后续尾气吸收塔，反应釜的温度控制到60℃，反应釜的ph值控制到12，向一级填料吸收塔中加入10%甲醛，控制吸收塔液位为40%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，97%体积分数的甲醛吸收液以30m
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/h经冷凝器降温至50℃进行自循环，3%体积分数的甲醛（富集液）以1m
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/h经反应釜吸收去乌洛托品化料池，控制反应釜底部去乌洛托品化料池流量为1m3/h。未吸收的尾气进入尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔，向尾气一、二、三级填料吸收塔中加入水，控制尾气一、二、三级填料吸收塔液位均为40%，开启各自填料塔喷淋循环吸收泵，经吸收后，97%体积分数的吸收液以30m
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/h经冷凝器降温至15℃进行自循环，3%体积分数的富集液以1m
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/h依次经尾气三级吸收塔进入尾气二级填料吸收塔、再自尾气二级填料吸收塔进入尾气一级填料吸收塔去甘氨酸合成工艺补水。通过引风机输送至反应釜和一级填料吸收塔中用甲醛进行喷淋吸收，未吸收完的尾气经过装有尾气一、二、三级填料吸收塔水洗吸收后自循环。去乌洛托品地池的，乌洛托品的含量为5.5%，尾气三级填料吸收塔顶部取样，氨含量为0.15%。
28.针对本案例的又一实施例中发现，甲醛投料过程中浓度在5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、37%时，均能实现氨尾气的有效吸收，而过低的甲醛浓度，如3%，那么对尾气一、二、三填料吸收塔的吸收压力过大，难以实现水吸收，最后在尾气三级填料吸收塔顶部会有较大的氨味道，证明吸收不完全。浓度更高如40%甲醛浓度，成本过高，不利于尾气的处理环节。
29.在本技术的又一实施例中发现，在向尾气一、二、三级填料吸收塔中加入水进行吸收的过程中，吸收后，各自的循环量在95%、96%、97%、98%、98.5%的体积分数进行循环是有利于尾气中氨的吸收的，因氨极易溶于水，打循环冷凝至15℃以内的过程中更有利于氨的吸收，也有利于富集液从后向前填料吸收塔进行补充，实现连踩连补的过程。若循环量低于95%，如低于94%及以下，尾气三级填料吸收塔顶部取样使氨含量往往高于2.5%。
30.实施例3采用实施例1的装置进行氨处理工艺，以甘氨酸生产中合成尾气（实例2合成尾气），向反应釜中加入质量分数为14%甲醛，反应釜的压力控制到0.5mpa，超压自动泄压去后续尾气吸收塔，反应釜的温度控制到65℃，反应釜的ph值控制到11.8，向一级填料吸收塔中加入14%甲醛，控制吸收塔液位为60%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，98.3%体积分数的甲醛吸收液以20m
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/h经冷凝器降温至53℃进行自循环，1.7%体积分数的甲醛（富集液）以0.5m
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/h经反应釜吸收去乌洛托品化料池，控制去乌洛托品化料池流量为0.5m3/h。未吸收的尾气进入尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔，向尾气一、二、三填料吸收塔中加入水，控制尾气一、二、三填料吸收塔液位均为60%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，经吸收后，98.3%体积分数的吸收液以30m
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/h经冷凝器降温至15℃进行自循环，1.7%体积分数的富集液以0.5m
³
/h依次经尾气三级吸收塔进入尾气二级填料吸收塔、再自尾气二级填料吸收塔进入尾气一级填料吸收塔去甘氨酸合成工艺补水。通过引风机输送至反应釜和一级填料吸
收塔中用甲醛进行喷淋吸收，未吸收完的尾气经过装有尾气一、二、三级填料吸收塔水洗吸收后自循环。去乌洛托品地池的，乌洛托品含量为6.3%，尾气三级填料吸收塔顶部取样，氨含量为0.12%。
31.实施例4采用实施例1的装置进行氨处理工艺，以甘氨酸生产中合成尾气（实例2合成尾气），向反应釜中加入质量分数为15%甲醛，反应釜的压力控制到0.3mpa，超压自动泄压去后续尾气吸收塔，反应釜的温度控制到65℃，反应釜的ph值控制到12，向一级填料吸收塔中加入15%甲醛，控制吸收塔液位为50%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，96.2%体积分数的甲醛吸收液以15m
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/h经冷凝器降温至50℃进行自循环，3.8%体积分数的甲醛（富集液）以0.6m
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/h经反应釜吸收去乌洛托品化料池，控制去乌洛托品化料池流量为0.6m3/h。未吸收的尾气进入尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔，向尾气一、二、三填料吸收塔中加入水，控制尾气一、二、三填料吸收塔液位均为50%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，经吸收后，98.3%体积分数的吸收液以30m
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/h经冷凝器降温至15℃进行自循环，1.7%体积分数的富集液以0.5m
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/h富集液依次经尾气三级吸收塔进入尾气二级填料吸收塔，再自尾气二级填料吸收塔进入尾气一级填料吸收塔去甘氨酸合成工艺补水。通过引风机输送至反应釜和一级填料吸收塔中用甲醛进行喷淋吸收，未吸收完的尾气经过装有尾气一、二、三级填料吸收塔水洗吸收后自循环。去乌洛托品地池的，乌洛托品行含量为7.2%，尾气三级填料吸收塔顶部取样，氨含量为0.13%。
32.实施例5采用实施例1的装置进行氨处理工艺，以甘氨酸生产中合成尾气（实例2合成尾气），向反应釜中加入质量分数为15%甲醛，反应釜的压力控制到0.5mpa，超压自动泄压去后续尾气吸收塔，反应釜的温度控制到70℃，反应釜的ph值控制到12，向一级填料吸收塔中加入15%甲醛，控制吸收塔液位为60%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，95.2%体积分数的甲醛吸收液以10m
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/h经冷凝器降温至55℃进行自循环，4.8%体积分数的甲醛（富集液）以0.5m
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/h依次反应釜吸收去乌洛托品化料池，控制去乌洛托品化料池流量为0.5m3/h。未吸收的尾气进入尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔，向尾气一、二、三填料吸收塔中加入水，控制尾气一、二、三填料吸收塔液位均为60%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，经吸收后，98.3%体积分数的吸收液以30m
³
/h经冷凝器降温至15℃进行自循环，1.7%体积分数的富集液以0.5m
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/h富集液依次经尾气三级吸收塔进入尾气二级填料吸收塔，再自尾气二级填料吸收塔进入尾气一级填料吸收塔去甘氨酸合成工艺补水。通过引风机输送至反应釜和一级填料吸收塔中用甲醛进行喷淋吸收，未吸收完的尾气经过装有尾气一、二、三级填料吸收塔水洗吸收后自循环。去乌洛托品地池的，乌洛托品行含量为8.9%，尾气三级填料吸收塔顶部取样，氨含量为0.09%。
33.实施例6采用实施例1的装置进行氨处理工艺，以甘氨酸生产中合成尾气（实例2合成尾气），向反应釜中加入质量分数为10%甲醛，反应釜的压力控制到0.3mpa，超压自动泄压去后续尾气吸收塔，反应釜的温度控制到60℃，反应釜的ph值控制到12，向一级填料吸收塔中加入10%甲醛，控制吸收塔液位为40%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，66.7%体积分数的甲醛吸收液以10m
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/h甲醛经冷凝器降温至50℃进行自循环，33.3%体积分数的甲醛（富集液）以5m
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/h依次反应釜吸收去乌洛托品化料池，控制去乌洛托品化料池流量为5m3/h。未吸收的尾气进入尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔，向尾气一、二、三填料吸收塔中加入水，控制尾气一、二、三填料吸收塔液位均为40%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，经吸收后，97%体积分数的吸收液以30m
³
/h经冷凝器降温至15℃进行自循环，3%体积分数的富集液以1m
³
/h依次经尾气三级吸收塔进入尾气二级填料吸收塔，再自尾气二级填料吸收塔进入尾气一级填料吸收塔去甘氨酸合成工艺补水。通过引风机输送至反应釜和一级填料吸收塔中用甲醛进行喷淋吸收，未吸收完的尾气经过装有尾气一、二、三级填料吸收塔水洗吸收后自循环。去乌洛托品地池的，乌洛托品行含量为2.0%，尾气三级填料吸收塔顶部取样，氨含量为1.1%。
34.实施例7采用实施例1的装置进行氨处理工艺，以甘氨酸生产中合成尾气（实例2合成尾气），向反应釜中加入质量分数为15%甲醛，反应釜的压力控制到0.3mpa，超压自动泄压去后续尾气吸收塔，反应釜的温度控制到65℃，反应釜的ph值控制到12，向一级填料吸收塔中加入15%甲醛，控制吸收塔液位为50%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，33.3%体积分数的甲醛吸收液以15m
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/h经冷凝器降温至50℃进行自循环，16.7%体积分数的甲醛（富集液）以3m
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/h经反应釜吸收去乌洛托品化料池，控制去乌洛托品化料池流量为3m3/h。未吸收的尾气进入尾气一级吸收塔、尾气二级吸收塔、尾气三级吸收塔，向尾气一、二、三填料吸收塔中加入水，控制尾气一、二、三填料吸收塔液位均为50%，开启填料塔喷淋循环吸收泵，经吸收后，98.3%体积分数的吸收液以30m
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/h经冷凝器降温至15℃进行自循环，1.7%体积分数的富集液以0.5m
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/h富集液依次经尾气三级吸收塔进入尾气二级填料吸收塔，再自尾气二级填料吸收塔进入尾气一级填料吸收塔去甘氨酸合成工艺补水。通过引风机输送至反应釜和一级填料吸收塔中用甲醛进行喷淋吸收，未吸收完的尾气经过装有尾气一、二、三级填料吸收塔水洗吸收后自循环。去乌洛托品地池的，乌洛托品行含量为3.5%，尾气三级填料吸收塔顶部取样，氨含量为0.85%。