一种煤气化合成气中氨的回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种氨回收装置，具体地说是一种在气化炉煤制合成气中氨的回收并制备固体铵盐的装置。
【背景技术】
[0002]随着化石能源尤其是石油供应的日趋紧张，以及由化石能源使用所带来的环境污染与全球气候变暖问题的日益严峻，人类迫切需要改变传统的能源消费模式和消费结构。目前，世界能源消费结构已经完成了从固体能源向液体能源的转化，并开始向气体能源转化，而我国的一次性能源消费仍以煤炭为主，所占比例高达70%左右。为实现我国能源结构的战略性调整，近年来煤气化等洁净煤利用技术得到了广泛发展，同时新能源的开发也备受关注。这些低污染、低排放技术的推广应用符合当今低碳经济发展模式，有利于促进我国经济增长方式的转变。
[0003]现有技术中，合成气基本采用煤气化来制备。几乎所有煤气化生产的合成气中都含有一定的气态氨，主要由煤中氮转化而来，合成气中氨浓度与气化方法特别是气化条件有关，一般在500?lOOOOppmv之间。合成气在冷却和洗涤过程中，氨转移到冷凝液或洗涤水中，由于合成气中浓度较低，冷凝液和洗涤水中氨含量也较低，在3?8%之间。一般工艺流程中采用将含氨水进行蒸汽汽提的方式将冷凝液中氨提浓，经过两步或多步可得到液体纯氨。但是这个过程能耗较大，且经提浓的水中仍然残留氨需要处理，而且副产品液氨的存储和转运要求高，其销售用于农林的市场明显受季节的影响。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种煤气化合成气中氮的回收装置，将煤气化合成气冷凝液循环以提高冷凝液中的氨浓度，在较低温度下冷凝液中的氨与合成气中二氧化碳和水反应生成碳酸氢氨，将碳酸氢氨溶液进一步降温，碳酸氢氨结晶析出，分离后得到固体碳酸氢氨副产品。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案:
[0006]一种煤气化合成气中氨的回收装置，所述回收装置包括通过管路依次顺序连接的降温器、除尘器、洗涤器、过热器、水煤气变换催化反应器、冷却机构、气液分离机构、洗氨塔，气液分离机构，降温器与气化炉连接，洗氨塔中设有合成气出口，气液分离机构通过管路连接有溶液换热器，该溶液换热器通过管路与溶液深冷结晶器连接，洗氨塔中输入除盐水。
[0007]所述冷却机构包括第一冷却器、第二冷却器和第三冷却器，气液分离机构包括第一气液分离器、第二气液分离器和第三气液分离器；第一冷却器、第一气液分离器、第二冷却器、第二气液分离器、第三冷却器和第三气液分离器通过管路依次顺序连接，第一冷却器进口端与水煤气变换催化反应器连接，第三气液分离器的出气口端通过管路别与洗氨塔连接，第三气液分离器的出液端通过管路与溶液换热器连接。
[0008]所述第一气液分离器的出液端通过带循环栗的管路与洗涤器的进液端连接。
[0009]第二气液分离器的出液端通过带循环栗的管路分别与第一冷却器的出口和第三冷却器的进口连接。
[0010]所述溶液换热器通过管路与第三气液分离器的出液端连接。
[0011]所述洗氨塔的出液端通过管路与洗涤器的进液端连接。
[0012]本实用新型将煤气化合成气冷凝液循环以提高冷凝液中的氨浓度，在较低温度下冷凝液中的氨与合成气中二氧化碳和水反应生成碳酸氢铵，将碳酸氢铵溶液进一步降温，碳酸氢铵结晶析出，分离后得到固体碳酸氢铵副产品，有效降低过程能耗，同时减少生产排水的环节，对环保起到一定的良好作用，同时固体碳酸氢铵副产品也相对易于储存和转运以及季节调节。本实用新型装置可广泛适合于气流床、流化床和固定床气化炉等多种气化工艺。
【附图说明】
[0013]附图1为本实用新型连接原理示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0015]如附图1所示，本实用新型揭示了一种煤气化合成气中氨的回收装置，包括通过管路依次顺序连接的降温器1、除尘器2、洗涤器3、过热器4、水煤气变换催化反应器5、冷却机构、气液分离机构、洗氨塔8，气液分离机构，降温器I与气化炉连接，该气化炉输出合成气，洗氨塔8中设有合成气出口，气液分离机构通过管路连接有溶液换热器9，该溶液换热器9通过管路与溶液深冷结晶器10连接，洗氨塔8中使用除盐水。洗氨塔中的除盐水对合成气进行洗涤，从洗氨塔的合成气出口排出的合成气被送至净化系统进行净化以供使用。其中洗涤器具有排水口，以便将洗涤后的废水排出并送往处理。深冷结晶器为铵盐析出装置，深冷结晶器含有固体铵盐出口和低浓度铵盐稀溶液出口。
[0016]所述冷却机构包括第一冷却器61、第二冷却器62和第三冷却器63，气液分离机构包括第一气液分离器71、第二气液分离器72和第三气液分离器73 ;第一冷却器61、第一气液分离器71、第二冷却器62、第二气液分离器72、第三冷却器63和第三气液分离器73通过管路依次顺序连接，第一冷却器61进口端与水煤气变换催化反应器5连接，第三气液分离器63的出气口端通过管路别与洗氨塔8连接，第三气液分离器63的出液端通过管路与溶液换热器9连接。即第一冷却器的出口端与第一气液分离器的进口端连接，第一气液分离器的出气端与第二冷却器的进口端连接，第二冷却器的出口端与第二气液分离器的进口端连接，第二气液分离器的出气端与第三冷却器的进口端连接。其中，第一冷却器对较高的合成气进行冷却降温，降温后合成气约为100°C ;第二冷却器则对从第一冷却器出来的合成气进行冷却降温，降温后合成气约为60°C左右；第三冷却器则对从第二冷却器出来的合成气进行冷却降温，降温后合成气约为40°C左右。通过该分级逐步冷却机构，实现合成气的有阶段性降温，为最终生成固体碳酸氢铵提供条件。当然，在有需要的情况下，还可以设置四级、或者五级冷却器，在此不再一一详述列举。
[0017]为了能够对气液分离后的冷凝水进行循环利用，第一气液分离器的出液端通过带循环栗的管路与洗涤器的进液端连接。第二气液分离器的出液端通过带循环栗的管路分别与第一冷却器的出口和第三冷却器的进口连接。并且溶液换热器通过管路与第三气液分离器的出液端连接。洗氨塔的出液端通过管路与洗涤器的进液端连接。
[0018]由于合成气从气化炉中排出后温度较高，先经过降温器从高温降至中等温度，然后经过除尘器，一般为干式除尘器，经过干式除尘后合成气再进入洗涤器中洗涤。经过洗涤后，合成气中水蒸汽含量增加，补充适当的过热蒸汽后，再送入过热器中进行过热，经过热后的合成气进入水煤气变换催化剂变换反应器，此时合成气的温度约在200?350°C。之后，合成气就开始进入分级逐步冷却阶段，本实施例中共设置3级冷却。在第I级即第一冷却器中合成气经冷却降温生成大量较高温冷凝液，该冷凝液进入第一气液分离器中后进行气液分离，分离出来的气体收集在第一气液分离器上部，分离出来的液体则由于自身重量下沉到第一气液分离器底部。由于第一气液分离器中分离出来的冷凝液温度较高，溶解于该冷凝液中的氨浓度较低，因此这部分水直接送至洗涤器供合成气洗涤使用，实现冷凝液的回收利用。
[0019]从第一气液分离器分离出来的合成气进入到第2级即第二冷却器中进行第二次冷却降温，生成中等温度的冷凝液，再进入到第二气液分离器中进行气液分离。分离后的合成气收集在第二气液分离器上部，而冷凝液则下沉到第二气液分离器底部。由于第二气液分离器分离再来的冷凝液温度为中等，其冷凝液中含氨较高，因此，将第二气气液分离器分离出来的冷