1、化学工程与装备 2011 年 第 7 期204 刘清华： Chemical小议含氨 Engineering废气的吸收及 &其 Equipment工艺比较 2011 年 7 月小议含氨废气的吸收及其工艺比较刘清华，彭志群，刘发安（中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北 沧州 062552）摘 要：以钻井工艺研究院油田化学品中试车间改造项目中含氨废气的回收处理工艺设计为例，详细论述了氨气处理设备的工作过程及原理分析，结合本项目绘制了工艺流程图，比较了现有两种氨气回收方式的优缺点并结合本项目的实际工况进行选择。关键词：氨气；溶解度；玻璃钢；吸收前言 在聚丙烯酸钾的生产过程中，氨气主要来源于
2、聚丙烯酰钻井工艺研究院油田化学品中试车间是以生产油田钻 氨的水解，产生氨气的主要设备有捏合机、聚合槽等。要在井用化学药剂（主要是聚丙烯酸钾）为主的车间，在聚丙烯 捏合机及聚合槽等有氨气产生的设备上设置密封罩，在密封酸钾的生产工艺过程中，反应物水解及聚合过程产生的废气 罩上设集气口，集气口通过风管与氨气吸收装置相连，利用不可避免的含有一定量的氨气，其强烈的刺激性气味对于人 引风机将氨气送入其中，待氨气清除完毕，处理后的气体（基体健康和大气环境都会造成破坏和污染。中试车间毗邻生活 本是水蒸气和空气）排入大气。区，根据 GB 14554-1993恶臭污染排放标准规定，氨气 对以水为媒介处理氨气的设备
3、来说，按其内部结构的不的厂界标准值应控制在 2.0mg/m 3 以内。在排气筒高度为 15m 同可分为填料塔、喷淋塔、板式塔、降膜吸收塔、文丘里洗的情况下，氨气的大气中的排放量也应保证在 4.9kg/h 以 涤塔喷射吸收塔等很多种，它们的结构虽然不同但目的都是下，而根据车间现有的工况条件，排气筒的高度不能做到太 要最大限度的增大氨气与水蒸气的接触面积，以尽可能多的高，而且若要满足生产要求，氨气的排气量在峰值时将达到 吸收氨气。比较各类型塔的优缺点后，本项目拟采用以压降22.5kg/h，远超过应有的达标值。因此，为了避免流程中产 低、结构简单、处理气量大的板式塔通过水膜的方式吸收氨生的大量含有氨
4、气的工业尾气直接排入大气而造成空气污 气。染对周围生活区产生影响,需对尾气进行净化处理。须用吸 水解（聚合）工业尾气经风机抽出后一般气流速度会较收法将其中工业废气中 78%的氨气吸收掉，废气才能达标排 高，可在设备前加设缓冲罐，一方面可以起到减压的作用另放。 一方面可降低气体的流速。要想使氨气得到充分的吸收，从1 含氨废气的吸收工艺 缓冲罐进入塔底部的氨气气速应控制在 05-1.2m/s 为宜。水本中试车间产生的工业尾气主要由空气、水蒸气和氨气 解（聚合）工业尾气从塔底部进入，吸收液直接与含氨气体组成。其中氨气极易溶解于水，常压下温度为 10时氨气 逆向接触，经过吸收液吸收一部分后进入塔板段，
5、因为吸收在水中的溶解度可达 1：700，但氨气溶于水时会释放大量 液的进液速度大于液体的下流速度，故塔板处会形成一层水的热量，使得水的温度会随着氨气的不断溶解而温度不断升 膜（为保证吸收效果可设溢流装置确保水膜厚度不应小于高，氨气在水中的溶解度也因此大幅下降使原本溶解在水中 15mm），可使含氨污染物进入液相，从而使氨被吸收液吸收的氨气重新溢出；又由于氨具有碱性，化学性质活泼，亦可 中和并从气体除去，然后进入塔上部的除雾段，除去气体中利用酸碱中和的化学方法将废液中的氨气吸收，但采用此种 携带的雾沫，为了确保氨气的清除干净，塔的上部排气口处方式吸收氨气就要要求相应设备材质要有良好的耐酸碱腐 可设
6、置放有活性炭的滤网这样基本可保证排入空气的尾气蚀的性能。两种除氨的方式都有各自的难点，针对两种除氨 不再有任何异味。同时吸收完氨气的循环吸收液从塔器的下方式的不同，结合中试车间改造项目，我们制定了两种不同 部排出进入储液池。储液池适时的加入稀硫酸中和排出的氨的方案。 水以进行下一步的循环。1.1 方案一：以水为媒介对含氨废气的吸收处理 由于反应物的水解过程中反应温度可达 90-95，这使刘清华：小议含氨废气的吸收及其工艺比较 205得进入塔内的氨气温度也很高，并且氨的吸收是一个放热过 的问题，为了避免氨气因温度的升高溶解度下降而从氨液中程，这样随着吸收过程的不断进行温度就成为一个无法回避 溢出
7、需要在吸收塔工艺中加入冷却装置，工艺流程见下图。图 1 净化含氨尾气工艺流程图（一）1 捏合机 2.引风机 3.气体调节阀 4.缓冲罐 5.净化塔 6.稀硫酸储罐 7.储液槽 8.水泵 9 冷却塔 10 储液槽为了保证吸收系统的正常连续进行还应充分考虑以下 如图工业尾气由离心风机压入塔体的进风段，向上流几方面的措施 动，至第一滤料层，与第一极喷嘴喷出的中和液接触反应。（1）在储液池中采用 ph 在线控制吸收液的有效浓度， 吸收后的废气继续向上流动至第二滤料层，与第二级喷嘴喷可选择用计量泵自动添加稀硫酸，也可手动加； 出的中和液接触，再次发生中和反应，然后通过旋流板，由（2）在储液池中采用电导率
8、仪在线检测吸收液的盐浓 排风管排入大气，若为了安全起见，可适当加长排风管的高度，防止盐浓度过高而影响吸收效果，可选择用泵控制硫酸 度，使符合排放标准。塔体的贮液箱内可通过 ph 值的检测铵的自动排放； 确定排液及加液的时机可有效的保证氨气的吸收效果。（3）由于氨液具强腐蚀性，所以吸收塔塔体必须进行 2 优缺点比较防腐涂层，各种管线和机泵也要采用耐腐蚀材质 由上述两种除氨方案的比较可知，方案一虽然工艺流程1.2 方案二：以酸溶液为媒介对含氨废气的吸收处理 复杂，但塔的结构简单，操作弹性大，但可以保证当尾气量在此方案中我们采用稀硫酸溶液吸收氨气，此种方式可 较大是也能保证很好的清除效果，经济预算约
9、为 18 万元。极大地增加氨的吸收量，相比单纯采取清水吸收氨气的情 方案二整个除氨工艺都集中在净化塔完成，工艺流程紧凑，况，用水量会大幅的减小。另外，由于稀硫酸和氨气反应形 有效的节约了空间，降低了能耗，对氨气的处理也相对简单成的盐比较稳定，经过一次吸收的液体还可以继续循环使 有效，经济预算仅为 5 万元，不到方案一的三分之一，极大用，极大的节约了成本。但是此处所涉及的介质既有强酸又 的节约了成本。但受塔体大小所限，当含氨工业尾气量较大有强碱，净化塔会长期工作在有强酸强碱腐蚀的环境中，这 时，很易出现氨气清除不清的情况。考虑到本项目中聚丙烯就要求塔体的材质有良好的耐酸碱腐蚀的性能。针对这种情
10、酰胺的反应物在水解过程中氨气的释放量较小且连续性不况，本项目用到的酸气净化塔采用玻璃钢和聚氯乙烯材料分 强，主要集中在 2 小时内完成，又考虑到厂区内空间有限，段制作，具备良好的耐酸碱腐蚀性能。由于采用了酸碱中和 最终选择玻璃钢净化塔，经实际测试吸收效果良好。的原理处理氨气，进入塔器的含氨尾气温度过高以及氨气的 3 结束语溶解放热会造成溶解度下降这些因素就均可不必考虑，可以 随着板式塔、填料塔等塔器技术的发展，作为其关键性省去冷却的流程。稀硫酸溶液可以直接置于塔器的底部通过 的塔体的材质、内件的结构等技术也取得了长足的进步，为水泵在塔器的内部完成整个吸收含氨废气并循环利用的过 氨气、硫化氢等污
11、染性气体的吸收创造了良好的条件，尽管程，相当于将方案一涉及的各个流程压缩到一个容器内完 如此我们还是要紧密结合实际对出现的矛盾和问题及时总成。 结以进一步提高设备的安全可靠性。 206 刘清华：小议含氨废气的吸收及其工艺比较图 2 净化含氨尾气工艺流程图（二）1 捏合机 2.引风机 3.放液管 4.贮液箱 5.加液管 6.离心泵 7.阀门 8.喷嘴 9 填料层 10 旋流板参考文献 3 国家环境保护总局 . GB3095-1996 环境空气质量标准 .1996.9.1 薛金泉 . 含氨吸收塔的工艺设计 J. 精细化工原料及 4 化学工业部化学工程设计技术中心站. 化学单元操作中间体, 2005
12、(8): 10-12. 设计手册.2 国家环境保护总局. GB14554-1993 恶臭污染排放标准. 5 塔设备. 化学工业出版社, 2004. 1993.7.上海洪洋化工有限公司广州分公司吐温-80-60 司盘-80-60 平平加 O-25 增稠剂 638 防回染剂 6501烷基多糖苷 APG-1000-2000 渗透剂 JFC,T 消泡剂 柠檬酸 磺酸聚 乙 二醇 200#-10000# 表面活性剂 APA 一、二、三乙醇胺 K-12乳化剂 OP（NP.TX）-10 水性增稠剂 强碱精炼剂 AEO-9-7-3地址：广东省广州市天河区东圃化工城 C 座 6 号 邮编：510660电话：020-82562205 82562050 传真：020-82562050 手机：13922138827 13825153657
