无动力氨回收技术应用小结
无动力氨回收装置概述
无动力氨回收装置概述
一、工作原理
无动力氨回收是以提氢尾气为解析气，利用气体节流膨胀，吸热制冷，采用深冷法分离驰放气中的氨，同时利用冷却分离后的液氨到板式换热器进一步冷却驰放气，使液氨汽化吸热，得到产品气氨，从而达到把驰放气中的氨分离出来的目的。
二、工艺流程
附：1、无动力氨回收工艺流程图。
2、无动力氨回收工艺流程简图。
三、主要设备
解析气高效缓冲分离器
驰放气高效缓冲分离器
第一板式换热器
第二板式换热器
第一氨分离器
第二氨分离器
1#膨胀机(1700H)
2#膨胀机(1700L)
3#膨胀机(500H)
4#膨胀机(500L)
气氨缓冲罐
氨压机
四、主要技术参数
1、压力
驰放气、解吸气压力1.0-2.0MPa最高≤2.5MPa
膨胀机轴承保护气0.6-0.8MPa 最高<1.2MPa
无动力氨回收至三气燃烧压力0.03-0.15MPa
气氨压力0.03-0.15MPa
膨胀机进口压力1.0-2.0MPa
膨胀机排气压力0.03-0.15MPa
2、温度
第二氨分离器出口温度 -40 — -70℃膨胀机出口温度-60 — -85℃
气氨温度-10 — 10℃
3、流量
驰放气流量<2200 m3/h
4、液位
第一氨分离液位≤300mm
第一氨分离液位≤300mm
5、转速
1#、2#膨胀机转速≤8万/分
3#、4#膨胀机转速≤10万/分
6、气体成分
驰放气NH3≤35%
无动力氨回收出口NH3≤1%。
无动力氨回收装置应用技术总结
无动力氨回收装置应用技术总结
于咏梅
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2008(34)4
【摘要】通过对我公司在无动力氨回收装置的应用,将驰放气(放空气)中的氨提取出来,作为成品氨销售或直接用于生产尿素,增加了驰放气(放空气)中氨的附加值,同时也解决了大量稀氨水无法处理的症结,避免消耗大量的水和能源,更是解决了氨、肥难以平衡的问题,为一理想的环保效益性节能装置,应用后具有较高的节能和经济效益.
【总页数】4页(P8-11)
【作者】于咏梅
【作者单位】江苏恒盛化肥有限公司,江苏,徐州,221400
【正文语种】中文
【中图分类】TQ113.29
【相关文献】
1.无动力氨回收装置环保技术应用总结 [J], 赵昌富
2.无动力氨回收装置的运行总结 [J], 王小素
3.无动力氨回收装置应用技术总结 [J], 于咏梅
4.无动力氨回收装置运行总结 [J], 刘志远;王娟;常雪峰
5.无动力氨回收装置运行总结 [J], 李莉
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无动力氨回收技术在合成氨厂的成功运用
另 一部分 是分离 出来 的液氨 减压蒸 发制 冷 。
洗涤尾气再用于转化工序辅助燃烧。由于吸收压力
低 ， 加之 吸收 不 完 全 ， 尾 气 中 氨 含 量 经 常 高 达 再 使
６ ～７ ， 这部 分 氨拿 去燃 烧不 仅 浪 费 了产 品 氨 将
资源 ， 而且还会因生成 Ｎ ｘ Ｏ 造成新 的环境污染 ； 同
间 的延长 压差 会逐 渐增 大 ， 又被 迫停 车 检查 膨胀 机 ，
Ｃｏ ５２中分离 ， 离液 氨后 的分氨 尾气 进入 ３ 、 膨 分 ＃４ 胀 机 组制 冷 ； 分离 出 的液 氨 减 压 节 流 返 回换 热 器 组
进 行蒸 发 ， 为低 压气 氨 ， 变 低压 气 氨 回收冷 量后 出换 热器 组 ， 送 人气 氨 主管 内。 再
２ １ 无动力 氨 回收 分离原 理 ．
Ｉ 前 言
在 以天然气 （ 煤 、 或 石油 等 ） 为原 料 生产 氨 的过
无动力氨回收是根据驰放气中各组分问沸点［ １ ］
程 中， 为维持 氨合成 工 序 中惰 性 气体 Ｃ 、 Ｈ Ａｒ的相
的差异（ 见表 １ 而实现氨的分离和 回收的。从下表 ） 中可以看出氨的沸点最高 －３． ＇ 且与其他气体 ３４ Ｃ，
此， 尾气 氨含 量指 标达 标 。 ．
（） 放气 中氨 的冷凝 ： 氨 中间罐 和液 氨储 罐 ３驰 液 的 弛放气 汇 合后 进 人 油 水 过 滤 器 ， 进 人 一级 热交 再 换器 Ｅ ５ １和 二 级 热 交 换 器 Ｅ ５ ２逐 级 冷 却 ， Ｘ０ Ｘ０ 温
度 逐渐 降低 ， 时驰 放气 中的气 氨冷凝 为 液氨 ， 氨 此 液 分别 在 一 级 气 液 分 离 器 Ｃ ０ ５ １和 二 级 气 液 分 离 器
无动力氨回收工艺的应用
合成氨生产过程中， 生成的氨冷凝成液氨 ， 由 于与合成气接触 ， 在高压下 的氢 氮气和惰性气体
溶解于液氨之中。当液氨从高压经减压后 ， 这些
气体将在液氨贮槽中释放 出来 ； 溶解气量虽然不 多， 由于氨分压很高 ， 但 气体夹带氨量很大 ， 由于 弛放气 中含氨， 不允许直接排放 ， 必须对这部分气
原料 气换 热后 压力 ０ ２ ０ ２ ａ送 到 冰机 进 ．２～ ．５ＭＰ ，
口总管经冰机压缩冷凝成液氨 （ 度 ≥９ ％） 纯 ９ 储
存于氨罐 ， 供尿素使用或销售。从第 一换热器出 来的气体经过高效除油装置后进入第二换热器进
一
注： 吨氨氯罐 弛放气量按 １ Ｐ 压力 下溶解合成气 １ ． 标 ５Ｍ ａ ９６ ｍ （ 态） 夹带合成气 １ 标 态 ）产 氨 ｌ ｈ计， 、 ０ｍ （ 、 ３ 则弛放气量为 ３ ０ ９
３ 运行 效 果
管组 ， 被将要排出的高湿废空气进行冷却 ， 然后再 进入冷凝盘管。盘管内的气态制冷剂与盘管外的 喷淋水和空气进行热交换 ， 由气态逐渐被冷却 为 液态制冷剂 。通过水泵供给水分配器的冷却水在 轴流风机的超强风力的作用下 ， 全均匀地覆盖 完
内容有 ： 中、 大、 小型氮肥 、 、 磷肥 钾肥 和复混肥（ 专用肥） 的技术改造 、 厂 节能 降耗 、 生产 管理 等方 面的经 验； 国内外化肥工业现状 和有关的科研成果及发展趋势综述 ； 化肥厂开展多种经营、 搞活企业的成功经验；
化工机械、 仪器仪表、 计算机应 用； 化学分析 、 学施肥 、 科 安全生产 、 三废治理及其综合利用 等。《 化肥工 业》 小氮肥》 是《 的主刊 ， 已连续 ２ 次被选列为全国中文核心期刊，０４年被 国家科技部评为“ ２０ 中国科技核 心期刊” 。美国《 化学文摘》 Ｃ ） １９ 年开始摘录本刊内容 。 （ Ａ 从 ９６ 《 小氮肥》 杂志是经国家科委 、 原化工部批准 ， 由上海化工研究 院编辑出版的全国性刊物 。主要报道
贮罐气的回收
贮罐气的回收贮罐气回收采用无动力氨回收装置基本原理液氨的汽化潜热很大，液氨汽化，产生冷量；同时，中高压气体含有较高能量，通过透平膨胀机膨胀，带压气体吹动转子对外做功，使自身能量减小，温度降低。
氨罐的闪蒸气中氨的冷凝温度最高，易被液化；氢、甲烷、氮等气体冷凝温度较低，不容易被液化。
当温度在-60～-70℃时，氨基本被液化分离，而冷凝温度较低的氢、甲烷、氮等气体未被液化，仍呈气态形式，通过气液分离，分离出液氨，实现氨的回收。
流程简述如下：来自氨罐的贮罐气，首先经高效除油器，分离液滴和油气，再依次经过1～5级高效多通道换热器，与冷的回收尾气、冷分离气、及液氨汽化气进行冷热交换，被冷却到～-60℃，并对应进入1～4级氨分离器，分离出液氨后，返回第4级高效多通道换热器交换冷量后，再与经减压到～2.0MPa并经预冷的膜分离系统尾气（解吸气），一起进入透平膨胀机工作轮端膨胀，温度降低到-70～-80℃后，依次进入5～1级高效多通道换热器，交换冷量，然后进入透平膨胀机制动轮，吸收工作轮输出的能量，尾气排出无动力氨回收装置，去转化作燃气。
分离后的液氨通过调节阀，调整进各级高效多通道换热器的液氨量，调控各换热器冷端出口温度，液氨汽化后，变为气氨，出设备，送往冰机系统加压冷却成液氨，完成无动力氨回收贮罐气无动力氨回收装置回收操作数据闪蒸气压力：2.2MPa、氨含量：～40%解吸气压力：１.８～２.２ MPa解吸气温度：20～40℃四级分离器出口温度-55～-65℃回收气氨压力：0.20～0.4MPa回收后尾气含氨量：≤ ０.４ %回收后气氨0.２MPa 纯度≥９９.８％本装置的技术特点a 将驰放气回收后的尾气——解吸气引入装置作膨胀机补充动力气源后，有效解决了贮罐气本身能量不够的矛盾，尾气氨含量仅有0.4%，开车亦可用解吸气预冷装置，不需补充氨。
（我厂在山东某厂考察无动力氨回收装置时发现，由于该厂贮罐气本身能量不够，四级氨分温度-50~-40℃以上，尾气氨含量高达4.03%）b 装置关键设备是膨胀机，本装置采用两级膨胀制冷，既保证了出膨胀机的气体温度低，有较多冷量供第五级高效换热器交换，又降低了膨胀机转速，提高了运行可靠性。
氨回收膨胀机-
氨回收专用能量转换器在合成氨新装置中的应用近年来国内已经成功研发了无动力氨回收：采纳深冷技术来回收化肥厂合成氨驰放气中残留的气氨,此方法利用驰放气内各组分沸点的不同, 使驰放气的温度快速下降到零下60—70。
C左右, 从而使气态氨从驰放气中分开出来,再返回到系统制成尿素。
这种新装置、新工艺是利用了本系统中驰放气现有的压力能, 在不消耗任何外来能量的状况下, 一次性地将驰放气中的残留氨下降到2%-3%左右, 此方法不仅节约能源, 提升了合成氨驰放气的附加值, 给生产厂家增加了高额收益, 而且不污染环境。
一般状况下, 3~6个月就能收回全部投资。
由于利用了驰放气自身的能量转换制冷, 因此也称为“无动力氨回收〞或“低温氨回收〞。
这种新工艺在氨回收系统中引进了新的高科技产品—“氨回收专用能量转换器〞。
它是氨回收装置中唯一制造冷源的高精度设备, 是该装置的核心。
合成氨系统的驰放气, 压力为1.2~1.6Mpa, 〔有的厂家压力为2.0~2.2Mpa〕。
通过专用能量转换器, 驰放气体在通流部分膨胀获得动能而通过风机、轴输出外功, 从而消耗了驰放气本身的内能, 获得了最大的绝热焓降。
驰放气得到了所需要的低温, 氨分子液化, 从驰放气中分开出来, 从而达到组分分开的目的。
氨回收的新装置中除了“氨回收专用能量转换器〞高速旋转外, 其它的设备都属于静止设备, 只要工艺流程布局合理, 制定符合要求, 都可以运行得比较理想。
独有具有高速转动部件的这种高科技产品——“氨回收专用能量转换器〞, 精度要求高, 它的制定、制造、安装、调试等等的质量, 关于整个装置的安全性、可靠性、运行周期及企业效益有着直接的影响, 一旦它出了故障, 整个装置就无法运行了。
那么“氨回收专用能量转换器〞是否就是空分行业中的透平膨胀机呢？正如有的行家指出：“专用能量转换器与空分行业厂使用的膨胀机, 在原理上大同小异。
但由于驰放气组分, 工艺条件的复杂变化, 对机组提出更高的要求, 该装置专用的能量转换器无论在结构、材料以及抗干扰能力上都与空分上使用的膨胀机有很大的区别。
无动力氨回收装置运行总结
器 ，与原 料气 换热 ，从 第一 分离 器 出来 的气体 经 过 高效 除 油 装 置 后 进 入 第 二 换 热 器 ，进 一 步 冷 却 ，然 后到 第二 分离 器 ，进 行 深度冷 却 ，分离 出
无 动力 氨 回收装 置投 资金额 为 ８ ０万 元 。
收 修 改 稿 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ３ — ０ ５ 作 者 简 介 ：刘 志 远 （ １ ９ ７ ２ 一） ，男 ，安 徽 定 远 人 ，助 理 工 程 师 ，安 徽 泉 盛 化 工 有 限 公 司 工 程 部 项 目负 责 人 。
２ 设备配置（ 表１ ）
表 １ 无 动 力 氨 回 收 设 备 一 览 表
ｌ 无 动 力 氨 回收 工 艺 流 程
弛放 气进 入 系统 ，经过第 一 换热器 ，被初 步
冷却 ，温 度下 降 ，进第 一气 液分 离器 ，分 离 出一
部分 氨 ，分离 出来 的 氨节流 后返 流经 过第 一换 热
安徽 泉盛 化 工 有 限公 司 于 ２ ０ １ ３年 新 建 １套
绝 大部分 氨 ，液态 氨节 流后返 流 至第二 换热 器交
“ ３ ｏ ・ ３ ｏ ” 工程 。原 合成 系统 液氨贮 罐 弛放气 中氨 的 回收采 用等 压 吸收水 洗法 ，生 产 的氨水部 分 通 过逐 级提 浓转 化为 碳铵 ，部 分送 往尿 素解 吸 ，这
第 ２期
刘 志远 等 ：无动 力氨 回收装置 运行 总结
种方 法要 消耗 水 、电和蒸汽 。新 工程 建成 后 ，如 果 液氨贮 罐 弛放气 中氨 的回收继 续采 用 等压 吸收 水 洗法 ，则 送尿 素解 吸 系统既会 消耗 蒸 汽又增 加 尿 素解 吸 系统 负 荷 。通 过 实 地考 察 和经 济 核算 ， 采 用 了金 乡天界 制冷 设备 有 限公 司的无 动力 氨 回 收 装置 ，回收 弛放气 中的氨 ，设计 弛放 气处 理能 力为 ３ ５ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ ，该 装 置 于 ２ ０ １ ３年 ７月 建 成 ， 投 运 后 ，装 置 运 行 效 果 理 想 ，达 到 了 预 期 的 目 的 。现将无 动力 氨 回收装 置在 我公 司 的应用 情况 介 绍 如下 。
氨罐弛放气中氨和氢气综合回收技术的应用
带 的水分后 ，进 入第 一高效 换 热器 ，降 温后气 体 进入第 一分 离 器 ，温 度 约 一５。 Ｃ以下 气体 进 入 膨 胀 机膨胀 ，经 膨胀机 减压 后提 氢尾 气温 度降 至 一 ５ Ｏ｜ Ｃ，再 依 次 经 过 第 三 、第 二 换 热 器 ，与 氨 贮
槽来 的弛 放气 交换冷 量后 ，尾 气进入 膨胀 机鼓 风
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ＮＨ ３ ＆
用无动力 氨 回收与 低压 膜技 术 相结 合 的 工艺 ，回 收利用氨 罐弛放气 中氨和氢气 ，该装 置于 ２ ０ １ ２
与上 年相 比下 降 ３ ９ ｋ ｇ ／ ｔ ，吨 尿 耗 电 ９ ９ ３ ｋ Ｗ・ ｈ 、 与上年 相 比下 降 ２ ３ ｋ ｗ・ ｈ ／ ｔ ，取 得 多年 来 最好 水
第 ３ ９卷 第 ４期
２ Ｏ １ ３ 年 ８ 月 ・ ３ ３ ・
氨 罐 弛放 气 中氨 和 氢气 综 合 回收 技 术 的应 用
张 毅 ，刘 万超 ，齐 云 明
（ 安 徽 三 星 化 工 有 限 责 任 公 司 ，安徽 涡 阳 ２ ３ ３ ６ １ ０ ） 摘 要 ：介 绍 氨 罐 弛 放 气 中 氨 和 氢 气 综 合 回收 技 术 的应 用 情 况 。 关 键 词 ：氨 罐 弛 放 气 ；无 动力 氨 回 收 ；低 压 膜 分 离 氢 回收 ；效 益
中 图 分 类 号 ：Ｘ ７ ８ １ ． ４ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ — ６ ４ ９ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ３ ３ — ０ ２
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摘
要： 无动力氨回收装置是用以回收合 成氨 弛放 气中气态氨 的一项 节能环保技术。介绍 了江苏恒盛化肥有 限公
司４００ｍ ／ ０ ｈ无动力氨 回收装置 的工艺流程、 计参数 、 术指标 和 工艺设备特 点 ； 设 技 分析 了该装置 的节 能环 保效 益 。近期运行效 果表 明， 用该 装置每年 可回收 液氨 约７００ｔ减 少含 氨废 水排 放 约 ５００ ｔａ 创造 经济效益约 采 ０ ， ０ ， ／
Ａｐｐ ｉａｔｏ ｍ ｍａｒｚ ｉ ｎ ｆ ｗｅ － ｅ ｌｃ ｉ ｎ Ｓｕ ｉａｔｏ ｏｒ Ｐｏ ｒ Ｆｒ ｅ Ａｍｍ ｏ ｉ ｃ ｅ ｙ Ｔｅ ｈｎ ｏｇ ｎ ａ Ｒｅ ｏｖ ｒ ｃ ｏｌ ｙ
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１０７／ ， 资 回 收 期 １ 。 ５ Ｙ ａ投 年 关 键 词 ： 成 氨 装 置 ； 放 气 ； 回 收 ； 动 力 氨 回 收技 术 ； 用 合 弛 氨 无 应 中图分类号 ： Ｑ ４ ．１ Ｔ ４ １４ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： ０ １ ４—８０ （ ００ ０ 一０３ ０ ０ ９ １ ２ １ ） ｌ ０７— ３
Ｋｅ ｒ ｓ：ｓ ｎ ｈ ｓｓａ ｙ ｗｏ ｄ ｙ ｔ ｅ ｉ ｍｍｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｅ ｓｎ ａ ｎ ａ ｕ ｉ；ｒ ｌａ ｉ ｇ ｇ ｓ；ａ ｍｍｏ ｉ ｅ ｏ ｅ ；ｐ ｗｅ — ｒ ｅ ａ ｎａｒｃ ｖｒ ｙ ｏ ｒ ｆｅ ｍｍｏ ｉ ｅ ｏ ｅｙ ｔｃ ｎ ｌｇ ；ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｎａ ｒｃ ｖ ｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｐ ｌ ｔ ｃ ｏ
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析蒸氨。前 ２种工艺方法降低 了合成氨的附加值 ， 同时也会 因大 量 氨 水 无 法 处 理 而 对 环 境 保 护 构 成
严重 威胁 ， ３种工 艺方 法 则增 加 了尿 素 解 吸 系统 第
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ｅ —ｒ ｅ ａ ｓｒ ｃ ：Ｐ ｗ ｒ ｆｅ ｍｍｏ ｉ ｅ ｏ ｅ ｙ ｕ ｉ ｗａ ｎ ｅ ｅ ｇ ｏ ｖ ｒａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｕ ｅ ｎ ｒ ｃ ｖ ｒ ｆｇ ｓ ｏ ｓａ ｎ ａ ｒ ｃ ｖ ｒ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｒ ｙ ｃ ｎ ｅｓ ｔ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ｄ ｉ ｅ ｏ ｅｙ ｏ ａ ｅ ｕ ｍｍｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ － ｏ ｔ ｎ ａ ｉ ｈ ｅ ｌ ａ ｉ ｇ ｇ ｓｏ ｎ ｈ ｓｓａ ｅ ｓｎ ａ ｆｓ ｔｅ ｉ ｍｍｏ ｉ ａ ｔ ｏ ａ ｔｏ ｕ ｅ ｈ ｒ ｃ ｓ ｏ ｙ ｎ ａ， ｕ ｈ ｒｈ ｓｉ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｆ ｗ，ｄ ｓｇ ａ ａ ｔ ｒ ，ｔｃ ｎｃ ｌｉ ｄ ｘ ｓａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｅ ｕ ｐ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｗ－ ｎ ｌ ｅ ｉｎ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｅ ｈ ｉａ ｎ ｅ ｅ ｎ ｒ ｃ ｓ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓｉ ｏ ｆ ｈ
江苏恒 盛 化 肥 有 限公 司 以生 产 农 用 化 学 肥 料
为 主 ， 司现有 ２套 合 成 氨 和 尿 素 生 产 装 置 ， 醇 公 氨 生产 能力 ３ ０万 ｔａ 其 中合 成氨 ２ ／（ ０万 ｔａ ， 素生 ／ ）尿 产能力 ４ ０万 ｔａ ／ 。近年 来 ， 司坚持 用 清 洁生产 的 公
第４ ８卷
第１ 期
化 肥设 计
Ｃｈ ｍｉａ ｒｉｉｅ ｓｇ ｅ ｃ ｌＦｅ ｔ ｚ ｒＤｅ ｉ ｎ ｌ
Ｆｅ ｂ．２０１ ０
・
２１ ００年 ２月
３ ・ ７
无动 力 氨 回收 技 术 应 用小 结
赵 昌富
（ 盛化肥有 限公 司 ， 恒 江苏 新沂 ２ １０ ） ２ ４０