碱厂合成氨弛放气膜分离回收氢技术总结-百度文库.doc

合成氨弛放气膜分离回收氢技术总结
摘要：关键词合成氨弛放气膜分离回收氢运行总结
简要介绍对合成氨弛放气采用膜分离回收氢技术的工艺流程、主要设备、生产运行、装置特点和经济效益情况。
现将该膜回收装置运行情况介绍如下。
１工艺流程及主要设备
１．１工艺流程本装置分为预处理和膜分离两部分。预处理包括弛放气的净化（脱氨和加热干燥。弛放气首）先经薄膜调节阀减压至１０～１２ＭＰａ左右，然后进入洗氨塔，气体在洗氨塔中与高压水泵打进的软化水在填料层中逆流接触，气相中的氨气被水吸收后变成氨水，由塔底排出。脱氨后的气体由塔顶排出后进入气液分离器，使水洗过程中气体夹带的雾沫得到分离。水洗后气体中氨的体积分数＜２００×１０－６。洗氨塔吸收过程是个放热过程，因此，塔底氨水温度较高，６０℃。约由于水洗过程气液两相平衡，使得塔顶出来的原料气中水蒸汽含量处于饱和状态。在气液分离器以后的管路及膜分离器中冷却降温会出现水雾，进入膜分离器后会造成膜分离器性能下降。因此，气液分离器排出来的气体必须经过加热处理。加热器为一套管式换热器，热源为１．０ＭＰａ饱和蒸汽。原料气在换热器中被加热到４５℃左右，此时原料气中的水含量远离饱和点，不会产生水雾，影响分离性能。经过水洗、加热后的原料气送入膜分离器中进行分离，分离器组由４根覬２００×３０００ｍｍ中空纤维膜分离器组成，采用串联形式连接。每根分离器均可采用阀门切断或接通，根据不同的处理量改变回收氢气的纯度和回收率。原料气进入膜分离器后，中空纤维膜对氢气有较高的选择性。靠中空纤维膜内、外两侧分压溶解、扩散、解吸等步骤差为推动力，通过渗透、而实现分离。使中空纤维膜内侧形成富氢气区气流，而外侧形成了惰性气流。前者称为渗透气，后尾气者成为尾气。渗透气经压缩重返合成系统，尾气供燃烧。原料气经过两根膜分离后，其中质量分数为８６％以上氢气被分离出来，剩余尾气中氢气含量很少，通过第４根分离器的尾部薄膜调节阀减压至０．４ＭＰａ排出。
１．２主要设备
（１高压水泵）高压水泵为弛放气水洗用泵。水泵的额定压功率为２２ｋＷ。力为１６ＭＰａ，额定流量为４．０ｍ３／ｈ，
（２洗氨塔）洗氨塔为一填料塔。软化水由塔上部输入，氨水由塔底排出，弛放气由塔下部进入。脱氨后原料气由塔顶排出进入气液分离器。氨水液位通过高压液位计自动控制，操作压力为１０～１２ＭＰａ。
（３气液分离器）气液分离器用来分离原料气中夹带的雾沫。液体从气液分离器底部手动定时排放，设有液位上限报警。分离后的气体从顶部排出进入加热器。
（４加热器）加热介质为１．０ＭＰａ加热器为一管式换热器。通过薄膜调节阀调节控制的饱和蒸汽，原料气走管程，蒸汽走壳程，原料气温度蒸汽量被加热到４５℃。
（５中空纤维膜分离器）中空纤维膜分离器组采用了４根结构相同膜分离器是本的覬２００×３０００ｍｍ膜分离器组成。装置的核心，它的芯部由数以万计的中空纤维管组成。原料气由分离器下端侧口进入，沿纤维束外表面向上流动，气体接触到中空纤维膜时便进行渗透、溶解、扩散、解析过程。由于中空纤维膜对各种气体渗透的选择性不同，从而达到分离的目的。如氢气在膜表面渗透速率是甲烷、氮气及氩气等的几十倍。氢气进入每根中空纤维管内，表１流量Ｎｍ３／ｈ压力ＭＰａ汇集后从膜分离器下口排出，未渗透的尾气从膜分离器的上口排出。
（６冷却器）冷却器为列管式冷却器。冷却介质为０．３ＭＰａ的循环冷却水，原料气走管程，冷却水走壳程，原料气被冷却到４５℃以下。两台冷却器串联使用。