氣氨回收再利用工藝裝置的應用

郭士才,劉 洋

(安徽晉煤中能化工股份有限公司, 安徽臨泉 236400)

根據煤化工合成氨生產工藝的要求，在常壓氨水儲存或充裝過程中，氨水極易揮發流失，如果不采取氣氨回收措施，會對周圍環境造成嚴重污染。目前氨水充裝過程中氣氨回收尚未得到很好的解決。根據常溫下氨的物理和化學性質，這是一種無色有刺激性惡臭的氣體，易液化。氣氨極易溶于水,對接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用,可以吸收皮膚組織中的水分,使組織蛋白變性,破壞細胞膜結構。同時,氨的溶解度極高,對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用,短期內吸入大量氨氣后可出現惡心、嘔吐、乏力等癥狀。若吸入的氨氣過多,導致血液中氨濃度過高,就會通過三叉神經末梢的反射作用引起心臟停搏或呼吸停止,危及生命。

1 裝置原理

氣氨回收再利用裝置的主要設備包括氣氨吸收槽、水力噴射器、浮筒式水封、壓力水泵、換熱器。氨水在充裝時，通過氣氨吸收槽相連壓力泵,將槽內的稀氨水不斷地水循環吸收,以此達到氣氨回收的目的。氣氨回收再利用工藝裝置，見圖1。

圖1 氣氨回收再利用工藝裝置

2 工藝流程

氣氨回收工藝流程：當成品氨水通過氨水泵加入充裝槽罐時，隨著液位不斷升高槽罐空間不斷減少,因氨水不穩定易分解的特性，槽罐內產生大量氣氨;與此同時開啟與氣氨吸收槽相連的壓力水泵，吸收槽內的水(運行一段時間會形成稀氨水)就會通過C閥(此時D閥關閉)打入水力噴射器;水經噴嘴A高速流出，使水力噴射器B內腔形成負壓，罐體內的氣氨被吸收到水力噴射器內，與水混合并在底部溶解槽(防止未溶解的氣氨進入泵體內形成汽蝕)內充分溶解。此過程通過不斷水循環吸收，以達到氣氨回收的效果。

3 主要設備結構

(1)水力噴射器：水經泵打壓后由噴嘴A高速流出，使水力噴射器B內腔形成負壓，罐體內的氣氨就會在負壓作用下被吸收到水力噴射器內，與噴嘴A高速流出的水混合后進入溶解槽并充分溶解。

(2)浮筒式水封：水封的中心連接管與氣氨吸收槽連接，中心連接管與水封的吸收槽滿水，并在水槽(一般大約1 m可以承受0.1 MPa的壓力)上緣留有水溢流口。在水槽上緣與浮筒之間安裝補水管，如果吸收槽氣體壓力超出常壓，氣體(含有氣氨)就會通過水封的中心連接管進入水封，氣體中含有的氣氨被水吸收,其他氣體通過浮筒進入大氣。浮筒式水封起到安全閥的作用。

(3)氨水冷卻器：氣氨吸收槽的液體不斷循環造成吸收槽內溫度升高，降低氣氨在水中的溶解度。可通過氨水冷卻器降低氣氨吸收槽內的液體溫度，提高氣氨回收濃度[1]。

(4)氨水濃縮裝置：當吸收槽內吸收了一定濃度的氣氨時，關閉C閥；氣氨吸收槽里的稀氨水通過D閥進入氨水濃縮裝置，之后濃縮裝置加工的成品氨水進入充裝的槽罐。其中稀氨水泵既可以作為稀氨水循環吸收泵，又可以作為濃氨水裝置輸送泵，起到節能降耗的作用[2]。

4 技術優勢

現有氣氨回收再利用裝置彌補了氣氨回收技術的不足，解決了氣氨無法高效回收再利用的難題。該裝置結構簡單、安裝和使用方便，依據水噴射器內部形成負壓的原理，用氨水槽的水吸收充裝氨罐內的氣氨，減少了氣氨的排放,降低了污染，提高了生產裝置的氨利用效率和生產效益[3-4]。

5 結語

設計氣氨回收再利用裝置，利用氣氨吸收槽上方的水噴射器，高速噴射的水流形成負壓，使充裝氨水槽內的95%氣氨進入氣氨吸收槽，達到氣氨回收的目的;回收的稀氨水再通過濃縮裝置加工進入成品氨水槽，以達到氣氨的回收循環再利用的目的。此過程既減少了空氣的污染又節約了能耗。