碳酸氢铵的生产装置及方法转让专利

申请号 : CN201810360788.5

文献号 : CN108383139B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 梁凤杰郝志平王文国

申请人 : 包头市远达鑫化工有限公司

摘要 :

本发明公开了一种碳酸氢铵的生产装置及方法。该生产装置包括煤制醇的变换单元,吸收塔,回收清洗塔,母液槽,稠厚器和离心机。本发明可以利用煤制醇产生的尾气生产碳酸氢铵。

权利要求 :

1.一种碳酸氢铵的生产装置,其特征在于,包括:

煤制醇的变换单元,其设置为能够将含氨的工艺循环热水利用蒸汽进行汽提来产生含氨尾气;其中,含氨尾气含有氨气和二氧化碳;

吸收塔,其设置为能够接收所述含氨尾气,并采用蒸汽冷凝液吸收所述含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气;

回收清洗塔,其设置为能够接收所述吸收塔尾气,并采用水进一步吸收所述吸收塔尾气的氨气,从而形成蒸汽冷凝液和回收清洗塔尾气;

母液槽,其设置为能够接收所述蒸汽冷凝液,并将其输送至所述吸收塔;

稠厚器,其设置为能够接收所述悬浮液,并浓缩为浓缩液;和

离心机,其设置为能够接收所述浓缩液,并分离出碳酸氢铵固体。

2.根据权利要求1所述的生产装置,其特征在于,所述吸收塔包括原料气入口、蒸汽冷凝液入口、吸收塔尾气出口和悬浮液出口;其中,原料气入口设置在所述吸收塔的中下部,用于供所述含氨尾气进入所述吸收塔;蒸汽冷凝液入口设置在所述吸收塔的上部,用于供所述蒸汽冷凝液进入所述吸收塔;吸收塔尾气出口设置在所述吸收塔的顶部,用于将所述吸收塔尾气排出至所述回收清洗塔;悬浮液出口设置在所述吸收塔的下部,用于将所述悬浮液排出至所述稠厚器。

3.根据权利要求2所述的生产装置,其特征在于,所述回收清洗塔包括待清洗气入口、清洗液入口、回收清洗塔尾气出口和蒸汽冷凝液出口;其中,待清洗气入口设置在所述回收清洗塔的中下部,用于供所述吸收塔尾气进入所述回收清洗塔;清洗液入口设置在所述回收清洗塔的上部,用于供所述水进入所述回收清洗塔;回收清洗塔尾气出口设置在所述回收清洗塔的顶部,用于供所述回收清洗塔尾气排出;蒸汽冷凝液出口设置在所述回收清洗塔的下部,用于将所述蒸汽冷凝液排出至所述母液槽。

4.根据权利要求3所述的生产装置,其特征在于,所述的生产装置还包括回收清洗塔循环泵,所述回收清洗塔还包括蒸汽冷凝液循环口;其中,蒸汽冷凝液循环口设置在所述回收清洗塔的中部,其与所述蒸汽冷凝液出口通过管线连接,且所述回收清洗塔循环泵设置在所述蒸汽冷凝液循环口与所述蒸汽冷凝液出口之间的管线上。

5.根据权利要求4所述的生产装置,其特征在于,所述母液槽包括母液入口和母液出口;其中,母液入口设置在所述母液槽的上部,其与所述回收清洗塔的蒸汽冷凝液出口通过管线连接;母液出口设置在所述母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接。

6.根据权利要求3所述的生产装置,其特征在于,所述母液槽包括第一母液槽和第二母液槽;

其中,第一母液槽包括第一母液入口和第一母液出口,第一母液入口设置在第一母液槽的上部,其与所述回收清洗塔的蒸汽冷凝液出口通过管线连接;第一母液出口设置在第一母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接;

其中,第二母液槽包括第二母液入口和第二母液出口,第二母液入口设置在第二母液槽的上部,其与第一母液槽的第一母液出口通过管线连接;第二母液出口设置在第二母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接,还与所述稠厚器通过管线连接。

7.根据权利要求6所述的生产装置,其特征在于:

所述稠厚器包括悬浮液入口、稠厚器清液出口和浓缩液出口;其中,悬浮液入口设置在所述稠厚器的顶部,其与所述吸收塔的悬浮液出口通过管线连接;稠厚器清液出口设置在所述稠厚器的上部,其与第二母液槽通过管线连接;浓缩液出口设置在所述稠厚器的下部,其与所述离心机通过管线连接;所述离心机通过管线与所述第二母液槽连接,其设置为能够将离心分离碳酸氢铵固体后得到的清液输送至第二母液槽。

8.根据权利要求1所述的生产装置,其特征在于,所述吸收塔包括第一吸收塔和第二吸收塔,二者设置为串联或者并联。

9.一种利用权利要求1~8任一项所述的生产装置生产碳酸氢铵的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在煤制醇的变换单元中将含氨的工艺循环热水利用蒸汽进行汽提来产生含氨尾气;

(2)在吸收塔中接收所述含氨尾气,并采用蒸汽冷凝液吸收所述含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气;

(3)在回收清洗塔中接收所述吸收塔尾气,并采用水进一步吸收所述吸收塔尾气的氨气,从而形成蒸汽冷凝液;

(4)采用母液槽接收所述蒸汽冷凝液,并将其输送至所述吸收塔;

(5)采用稠厚器接收所述悬浮液,并浓缩为浓缩液;和

(6)采用离心机接收所述浓缩液,并分离出碳酸氢铵固体。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:

在步骤(1)中,含氨尾气的氨气含量为18~25vol%,压力为0.3~0.35MPa,流量为2000~5000Nm3/h,含水量为23~27wt%,且温度为100~125℃;和在步骤(2)中,吸收塔尾气的氨气含量为1.5~2.5vol%。

说明书 :

碳酸氢铵的生产装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种碳酸氢铵的生产装置及方法,尤其是一种利用煤制醇装置的含氨尾气生产碳酸氢铵的装置及方法。

背景技术

[0002] 目前,我国已经有很多煤制甲醇技术,并有已经有很多套大型煤制甲醇装置。例如,CN1211561A公开了一种利用原煤独立制造甲醇的方法,原煤在气化炉内与富氧气体和水蒸汽反应产生一氧化碳、二氧化碳、氢气和少量的甲烷气、氮气、氨气、惰性气体一起组成原料气,经除尘、脱氯、脱硫后进入变换炉,在催化剂A和水蒸汽作用下,一氧化碳进一步变换成二氧化碳和氢气,净化后的合成气进入合成塔,其中一氧化碳、二氧化碳、氢气在催化剂B的作用下合成粗甲醇、经蒸馏塔提纯产出精甲醇。又如,CN101200408A公开了一种褐煤气化制备甲醇的工艺,将褐煤粉末送入全封闭加工仓,烘干,送入末直喷式内外循环流化气化煤气发生炉;采用变压吸附富氧工艺装置,混合空气及水蒸气,制备成富含氧气的气化剂;将上述气化剂从末直喷式内外循环流化气化煤气发生炉底部送入炉窑内;从炉窑底部定时定量喷入净水;在炉窑内给充分混合的原料高温高压,裂解产生富含甲醇的气体;再一步分离、脱硫、脱碳,提纯,得到高纯度甲醇。再如,CN103804138A公开了一种焦炉煤气制甲醇工艺,焦炉产生的粗焦炉煤气经净化后得到净焦炉煤气,与分离器分离出的二氧化碳混合送入二氧化碳焦炉煤气重整器;重整后的合成气经压缩机增压后与循环反应气混合进入甲醇合成器进行反应;生成的甲醇和未反应气经气液分离,粗甲醇从底部输出,未反应气从顶部经循环压缩机加压送入气体缓冲罐,一部分进入油分离器循环使用;另一部分作为燃料气与部分焦炉煤气混合进入焦炉立火道,与空气分离器来的氧气进行燃烧传热,产生的废气经气液分离出二氧化碳循环使用。上述方法较少涉及煤制甲醇工艺所产生的尾气处理方法。随着环保要求的日益提高,尾气处理非常重要。
[0003] 目前,已经有一些煤制甲醇尾气处理的装置和方法。例如,CN101693837A公开了一种焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法,将焦炉煤气制甲醇系统所产生的甲醇合成弛放气全部回收至混合罐,将混合罐内通入焦炉煤气使弛放气与焦炉煤气充分混合形成混合气,将上述混合气作为燃料加热焦炉。该方法利用弛放气替代焦炉煤气燃烧加热焦炉。又如,CN204829834U公开了一种用于煤制甲醇中蒸汽和尾气的利用装置,包括尾气压缩机以及蒸汽加热炉,所述尾气压缩机的进气口端与上一级系统排放的低压尾气和精馏不凝气连通,所述尾气压缩机的出气口端与蒸汽加热炉内对流段盘管相连,所述对流段盘管与蒸汽加热炉底部的烧嘴系统相连,上一级系统副产的蒸汽与蒸汽加热炉内辐射段盘管相连,且经过辐射段过热后送界外,在所述蒸汽加热炉顶部设置有烟囱。该装置将低压不凝气和甲醇合成的弛放气经膜分离和变压吸附后排放的低压尾气在蒸汽加热炉内进行燃烧。上述方法可以部分解决煤制甲醇的尾气问题,但并没有有效利用尾气,也没有生产出具有经济价值的副产品。

发明内容

[0004] 本发明的一个目的在于提供一种碳酸氢铵的生产装置,其可以利用煤制醇产生的含氨尾气生产出具有经济价值的副产品碳酸氢铵。本发明的另一个目的在于提供一种碳酸氢铵的生产方法,其简化生产流程,经济效益好。
[0005] 一方面,本发明提供一种碳酸氢铵的生产装置,包括:
[0006] 煤制醇的变换单元,其设置为能够将含氨的工艺循环热水利用蒸汽进行汽提来产生含氨尾气;
[0007] 吸收塔,其设置为能够接收所述含氨尾气,并采用蒸汽冷凝液吸收所述含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气;
[0008] 回收清洗塔,其设置为能够接收所述吸收塔尾气,并采用水进一步吸收所述吸收塔尾气的氨气,从而形成蒸汽冷凝液和回收清洗塔尾气;
[0009] 母液槽,其设置为能够接收所述蒸汽冷凝液,并将其输送至所述吸收塔;
[0010] 稠厚器,其设置为能够接收所述悬浮液,并浓缩为浓缩液;和
[0011] 离心机,其设置为能够接收所述浓缩液,并分离出碳酸氢铵固体。
[0012] 根据本发明的生产装置,优选地,所述吸收塔包括原料气入口、蒸汽冷凝液入口、吸收塔尾气出口和悬浮液出口;其中,原料气入口设置在所述吸收塔的中下部,用于供所述含氨尾气进入所述吸收塔;蒸汽冷凝液入口设置在所述吸收塔的上部,用于供所述蒸汽冷凝液进入所述吸收塔;吸收塔尾气出口设置在所述吸收塔的顶部,用于将所述吸收塔尾气排出至所述回收清洗塔;悬浮液出口设置在所述吸收塔的下部,用于将所述悬浮液排出至所述稠厚器。
[0013] 根据本发明的生产装置,优选地,所述回收清洗塔包括待清洗气入口、清洗液入口、回收清洗塔尾气出口和蒸汽冷凝液出口;其中,待清洗气入口设置在所述回收清洗塔的中下部,用于供所述吸收塔尾气进入所述回收清洗塔;清洗液入口设置在所述回收清洗塔的上部,用于供所述水进入所述回收清洗塔;回收清洗塔尾气出口设置在所述回收清洗塔的顶部,用于供所述回收清洗塔尾气排出;蒸汽冷凝液出口设置在所述回收清洗塔的下部,用于将所述蒸汽冷凝液排出至所述母液槽。
[0014] 根据本发明的生产装置,优选地,所述的生产装置还包括回收清洗塔循环泵,所述回收清洗塔还包括蒸汽冷凝液循环口;其中,蒸汽冷凝液循环口设置在所述回收清洗塔的中部,其与所述蒸汽冷凝液出口通过管线连接,且所述回收清洗塔循环泵设置在所述蒸汽冷凝液循环口与所述蒸汽冷凝液出口之间的管线上。
[0015] 根据本发明的生产装置,优选地,所述母液槽包括母液入口和母液出口;其中,母液入口设置在所述母液槽的上部,其与所述回收清洗塔的蒸汽冷凝液出口通过管线连接;母液出口设置在所述母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接。
[0016] 根据本发明的生产装置,优选地,所述母液槽包括第一母液槽和第二母液槽;
[0017] 其中,第一母液槽包括第一母液入口和第一母液出口,第一母液入口设置在第一母液槽的上部,其与所述回收清洗塔的蒸汽冷凝液出口通过管线连接;第一母液出口设置在第一母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接;
[0018] 其中,第二母液槽包括第二母液入口和第二母液出口,第二母液入口设置在第二母液槽的上部,其与第一母液槽的第一母液出口通过管线连接;第二母液出口设置在第二母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接,还与所述稠厚器通过管线连接。
[0019] 根据本发明的生产装置,优选地,所述稠厚器包括悬浮液入口、稠厚器清液出口和浓缩液出口;其中,悬浮液入口设置在所述稠厚器的顶部,其与所述吸收塔的悬浮液出口通过管线连接;稠厚器清液出口设置在所述稠厚器的上部,其与第二母液槽通过管线连接;浓缩液出口设置在所述稠厚器的下部,其与所述离心机通过管线连接;所述离心机通过管线与所述第二母液槽连接,其设置为能够将离心分离碳酸氢铵固体后得到的清液输送至第二母液槽。
[0020] 根据本发明的生产装置,优选地,所述吸收塔包括第一吸收塔和第二吸收塔,二者设置为串联或者并联。
[0021] 另一方面,本发明提高利用上述生产装置生产碳酸氢铵的方法,包括如下步骤:
[0022] (1)在煤制醇的变换单元中将含氨的工艺循环热水利用蒸汽进行汽提来产生含氨尾气;
[0023] (2)在吸收塔中接收所述含氨尾气,并采用蒸汽冷凝液吸收所述含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气;
[0024] (3)在回收清洗塔中接收所述吸收塔尾气,并采用水进一步吸收所述吸收塔尾气的氨气,从而形成蒸汽冷凝液;
[0025] (4)采用母液槽接收所述蒸汽冷凝液,并将其输送至所述吸收塔;
[0026] (5)采用稠厚器接收所述悬浮液,并浓缩为浓缩液;和
[0027] (6)采用离心机接收所述浓缩液,并分离出碳酸氢铵固体。
[0028] 根据本发明的方法,优选地,在步骤(1)中,含氨尾气的氨气含量为18~25vol%,压力为0.3~0.35MPa,流量为2000~5000Nm3/h,含水量为23~27wt%,且温度为100~125℃;在步骤(2)中,吸收塔尾气的氨气含量为1.5~2.5vol%。
[0029] 将本发明的生产装置和方法用于煤制甲醇项目含氨和二氧化碳的变换尾气,可以生产出符合GB/T3559-2001的碳酸氢铵产品。这样既可以减少环境污染,又可以实现变废为宝。该装置每年可以减少850.63万Nm3氨气、850.63万Nm3二氧化碳排放,每年可以创造经济效益700万元。

附图说明

[0030] 图1为本发明的一种碳酸氢铵生产装置结构示意图。
[0031] 图2为本发明的另一种碳酸氢铵生产装置结构示意图。
[0032] 附图标记说明如下:
[0033] 1-第一吸收塔,11-第一原料气入口,12-第一蒸汽冷凝液入口,13-第一吸收塔尾气出口,14-第一悬浮液出口,2-第二吸收塔,21-第二原料气入口,22-第二蒸汽冷凝液入口,23-第二吸收塔尾气出口,24-第二悬浮液出口,3-回收清洗塔,31-待清洗气入口,32-清洗液入口,33-回收清洗塔尾气出口,34-蒸汽冷凝液出口,35-蒸汽冷凝液循环口,36-回收清洗塔循环泵,4-第一母液槽,42-第一母液入口,42-第一母液出口,43-第一母液槽循环泵,5-第二母液槽,51-第二母液入口,52-第二母液出口,53-第二母液槽循环泵,54-母液槽清液入口,6-稠厚器,61-悬浮液入口,62-稠厚器母液入口,63-稠厚器清液出口,64-浓缩液出口,7-离心机,71-浓缩液入口,72-固体排出口,73-离心机清液出口,8-吸收塔循环泵。

具体实施方式

[0034] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
[0035] 碳酸氢铵是重要的农用物资。将二氧化碳和氨水反应可以形成碳酸氢铵。尽管反应原理非常简单,但生产方法却非常多,并且各种方法的可借鉴意义并不大。
[0036] 在本发明中,氨气和NH3具有相同含义,可以相互替代;二氧化碳和CO2具有相同含义,可以相互替代;氢气和H2具有相同含义,可以相互替代;一氧化碳和CO具有相同含义,可以相互替代。
[0037] 煤制醇技术,尤其是煤制甲醇技术是重要的煤化工工艺。煤制醇技术的工艺方法也很多,但都不可避免地产生大量尾气。举例来说,将原料煤粉碎并制成水煤浆,然后和纯氧混合进入德士古气化炉,以6.4MPa的压力制成主要气体成分为H2、CO、CO2、少量NH3的煤气,部分CO和水蒸汽变换为H2和CO2;CO2通过低温甲醇洗脱掉,H2和CO反应生成甲醇。气化炉制造的含少量NH3的煤气在变换工段逐步聚集,越聚集越多,通过氨汽提塔将氨用蒸汽汽提出来,因而称之为含氨尾气。将含氨尾气燃烧后排放至大气,将严重污染环境,且浪费资源。因此,开发含氨尾气的回收利用技术是必要的。本发明的碳酸氢铵的生产装置利用上述含氨尾气获得碳酸氢铵,避免资源浪费,同时产生良好的经济效益。
[0038] <生产装置>
[0039] 本发明的碳酸氢铵的生产装置包括煤制醇的变换单元,吸收塔,回收清洗塔,母液槽,稠厚器和离心机。任选地,本发明的生产装置还可以包括干燥器和包装机等。
[0040] 本发明的煤制醇的变换单元设置为能够将含氨的工艺循环热水利用蒸汽进行汽提来产生含氨尾气。原料煤中的成分非常复杂,含有大量氮原子,在后续处理过程中形成氨气。煤制醇的变换单元优选为煤制甲醇的变换单元。煤制醇的变换单元产生的含氨尾气同时含有氨气和二氧化碳,且氨气含量较低,通常为18~25ol%,例如18vol%左右。如果新建一套脱氨装置以制取浓氨水,然后与二氧化碳反应形成碳酸氢铵,将大大提高投资成本。本发明发现,采用蒸汽冷凝水洗除变换尾气中的氨气,生成氨水的同时吸收二氧化碳,生产出碳酸氢铵。本发明将氨气的吸收与二氧化碳的回收结合在一起,简化生产流程,节省投资及生产费用。
[0041] 本发明的吸收塔设置为能够接收所述含氨尾气,并采用蒸汽冷凝液吸收所述含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气。蒸汽冷凝液来自回收清洗塔。本发明的吸收塔包括原料气入口、蒸汽冷凝液入口、吸收塔尾气出口和悬浮液出口。原料气入口设置在所述吸收塔的中下部,用于供所述含氨尾气进入所述吸收塔。蒸汽冷凝液入口设置在所述吸收塔的上部,用于供所述蒸汽冷凝液进入所述吸收塔。吸收塔尾气出口设置在所述吸收塔的顶部,用于将所述吸收塔尾气排出至所述回收清洗塔。悬浮液出口设置在所述吸收塔的下部,用于将所述悬浮液排出至所述稠厚器。在吸收塔内,蒸汽冷凝液吸收NH3和CO2并生成碳酸氢铵。随着氨浓度的提高,碳酸氢铵浓度不断提高,碳酸氢铵晶粒逐渐析出,形成悬浮液。本发明的生产装置还可以包括吸收塔循环泵,其设置在悬浮液出口与蒸汽冷凝液入口之间的管线上,用于将部分悬浮液循环至吸收塔,继续吸收氨气。
[0042] 在某些实施方案中,所述吸收塔可以包括第一吸收塔和第二吸收塔。根据本发明的一个实施方式,第一吸收塔和第二吸收塔串联。所谓串联表示含氨尾气依次通过第一吸收塔和第二吸收塔。根据本发明的另一个实施方式,第一吸收塔和第二吸收塔并联。所谓并联表示含氨尾气分别进入第一吸收塔和第二吸收塔。作为优选,第一吸收塔和第二吸收塔串联连接,这样有利于充分回收氨气。
[0043] 在某些实施方案中,第一吸收塔包括第一原料气入口、第一蒸汽冷凝液入口、第一吸收塔尾气出口和第一悬浮液出口。第一原料气入口设置在所述第一吸收塔的中下部,用于供所述含氨尾气进入所述第一吸收塔。第一蒸汽冷凝液入口设置在所述第一吸收塔的上部,用于供所述蒸汽冷凝液进入所述第一吸收塔。第一吸收塔尾气出口设置在所述第一吸收塔的顶部,用于将所述第一吸收塔尾气排出至所述第二吸收塔。第一悬浮液出口设置在所述第一吸收塔的下部,用于将所述悬浮液排出至所述稠厚器。第二吸收塔包括第二原料气入口、第二蒸汽冷凝液入口、第二吸收塔尾气出口和第二悬浮液出口。第二原料气入口设置在所述第二吸收塔的中下部,用于供所述第一吸收塔尾气进入所述第二吸收塔。第二蒸汽冷凝液入口设置在所述第二吸收塔的上部,用于供所述蒸汽冷凝液进入所述第二吸收塔。第二吸收塔尾气出口设置在所述第二吸收塔的顶部,用于将所述第二吸收塔尾气排出至所述回收清洗塔。第二悬浮液出口设置在所述第二吸收塔的下部,用于将所述悬浮液排出至所述稠厚器。
[0044] 在本发明中,第一吸收塔有时也称之为主碳化塔,第二吸收塔有时也称之为预碳化塔。在第一吸收塔内,含氨尾气中大部分的NH3被吸收,并与CO2反应生成碳酸氢铵;从第一吸收塔排出的混合气中尚含6~7vol%的NH3,进入第二吸收塔进行二次吸收;第二吸收塔在通入气体的剧烈搅动下把附着在第二吸收塔壁和冷却管上的碳酸氢铵溶解下来。
[0045] 本发明的回收清洗塔设置为能够接收所述吸收塔尾气,并采用水进一步吸收所述吸收塔尾气的氨气,从而形成蒸汽冷凝液和回收清洗塔尾气。本发明的水优选为蒸汽冷凝液,这样可以避免水垢的形成。
[0046] 在某些实施方案中,回收清洗塔包括待清洗气入口、清洗液入口、回收清洗塔尾气出口和蒸汽冷凝液出口。待清洗气入口设置在所述回收清洗塔的中下部,用于供所述吸收塔尾气进入所述回收清洗塔。清洗液入口设置在所述回收清洗塔的上部,用于供所述水进入所述回收清洗塔。回收清洗塔尾气出口设置在所述回收清洗塔的顶部,用于供所述回收清洗塔尾气排出。蒸汽冷凝液出口设置在所述回收清洗塔的下部,用于将所述蒸汽冷凝液排出至所述母液槽。优选地,本发明的生产装置还包括回收清洗塔循环泵,所述回收清洗塔还包括蒸汽冷凝液循环口。蒸汽冷凝液循环口设置在所述回收清洗塔的中部,其与所述蒸汽冷凝液出口通过管线连接,且所述回收清洗塔设置在所述蒸汽冷凝液循环口与所述蒸汽冷凝液出口之间的管线上。蒸汽冷凝液循环口的数量并没有特别限定,例如为至少一个和至少两个。循环泵的数量也没有特别限定,例如为至少一个和至少两个。在循环泵的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至回收清洗塔继续吸收氨气,另一部分则被排出至母液槽。
[0047] 在温度较高的季节,仅靠第一吸收塔和第二吸收塔中的蒸汽冷凝液不能将氨气吸收干净,从第二吸收塔出来的气体中含2vol%左右的NH3。第二吸收塔尾气通过回收清洗塔时,在冷却条件下吸收少量NH3,得到浓度较低的氨水,被输送至第一吸收塔和/或第二吸收塔作为生产碳酸氢铵用的补充稀氨水(蒸汽冷凝液)。经清洗后的第二吸收塔尾气形成回收清洗塔尾气,含0.5vol%左右的NH3。经过上述处理,氨气回收率达到97%以上。
[0048] 本发明的母液槽设置为能够接收所述蒸汽冷凝液,并将其输送至所述吸收塔。例如,将所述蒸汽冷凝液输送至第一吸收塔和/或第二吸收塔。在本发明中,所述母液槽包括母液入口和母液出口。母液入口设置在所述母液槽的上部,其与所述回收清洗塔的蒸汽冷凝液出口通过管线连接。这样来自回收清洗塔的蒸汽冷凝液通过母液入口进入母液槽。母液出口设置在所述母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接,其用于将蒸汽冷凝液输送至吸收塔,例如第一吸收塔和/或第二吸收塔。优选地,母液出口与吸收塔的蒸汽冷凝液入口之间的管线上设置有母液槽循环泵,用于驱动蒸汽冷凝液循环至吸收塔。母液槽循环泵的数量也没有特别限定,例如为至少一个和至少两个。在某些实施方案中,在母液槽循环泵的作用下,全部蒸汽冷凝液被循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气。在另一些实施方案中,在母液槽循环泵的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气,另一部分则被排出至稠厚器。
[0049] 本发明的母液槽可以包括第一母液槽和第二母液槽。第一母液槽包括第一母液入口和第一母液出口,第一母液入口设置在第一母液槽的上部,其与所述回收清洗塔的蒸汽冷凝液出口通过管线连接;第一母液出口设置在第一母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接。优选地,第一母液出口与吸收塔的蒸汽冷凝液入口之间的管线上设置有第一母液槽循环泵,用于驱动蒸汽冷凝液循环至吸收塔。根据本发明的一个实施方式,在第一母液槽循环泵的作用下,全部蒸汽冷凝液被循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气。根据本发明的另一个实施方式,在第一母液槽循环泵的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气,另一部分则被排出至第二母液槽。第二母液槽包括第二母液入口和第二母液出口,第二母液入口设置在第二母液槽的上部,其与第一母液槽的第一母液出口通过管线连接;第二母液出口设置在第二母液槽的下部,其与所述吸收塔的蒸汽冷凝液入口通过管线连接,还与所述稠厚器通过管线连接。优选地,第二母液出口与吸收塔的蒸汽冷凝液入口之间的管线上设置有第二母液槽循环泵,用于驱动蒸汽冷凝液循环至吸收塔。根据本发明的一个实施方式,在第二母液槽循环泵的作用下,全部蒸汽冷凝液被循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气。根据本发明的另一个实施方式,在第二母液槽循环泵的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气,另一部分则被排出至稠厚器。
[0050] 本发明的稠厚器设置为能够接收所述悬浮液,并浓缩为浓缩液。稠厚器可以包括悬浮液入口、稠厚器清液出口和浓缩液出口。悬浮液入口设置在所述稠厚器的顶部,其与所述吸收塔的悬浮液出口通过管线连接。在某些实施方案中,悬浮液入口与第一吸收塔的的第一悬浮液出口和第二吸收塔的第二悬浮液出口通过管线均连接。稠厚器清液出口设置在所述稠厚器的上部,其与母液槽通过管线连接。例如,稠厚器清液出口设置在所述稠厚器的上部,其与第二母液槽通过管线连接。这样可以使得稠厚器产生的稠厚器清液返回母液槽(例如第二母液槽),然后进入吸收塔继续吸收氨气。浓缩液出口设置在所述稠厚器的下部,其与所述离心机通过管线连接。浓缩液在离心机的作用下分离为碳酸氢铵固体和离心机清液(离心分离碳酸氢铵固体后得到的清液)。离心机通过管线与所述第二母液槽连接,离心机设置为能够将离心分离碳酸氢铵固体后得到的清液输送至第二母液槽。所谓清液、浓缩液均为相对概念,并不限制其中的碳酸氢铵浓度。
[0051] 本发明的离心机设置为能够接收所述浓缩液,并分离出碳酸氢铵固体。离心机可以包括浓缩液入口、离心机清液出口和固体排出口。离心机的浓缩液入口与稠厚器的浓缩液出口通过管线连接。离心机清液出口与母液槽(例如第二母液槽)通过管线连接,其用于将离心机清液返回母液槽(例如第二母液槽),然后进入吸收塔继续吸收氨气。离心机的固体排出口用于供碳酸氢铵固体排出。
[0052] <生产方法>
[0053] 利用上述生产装置生产碳酸氢铵的方法包括如下步骤:
[0054] (1)在煤制醇的变换单元中将含氨的工艺循环热水利用蒸汽进行汽提来产生含氨尾气;
[0055] (2)在吸收塔中接收所述含氨尾气,并采用蒸汽冷凝液吸收所述含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气;
[0056] (3)在回收清洗塔中接收所述吸收塔尾气,并采用水进一步吸收所述吸收塔尾气的氨气,从而形成蒸汽冷凝液;
[0057] (4)采用母液槽接收所述蒸汽冷凝液,并将其输送至所述吸收塔;
[0058] (5)采用稠厚器接收所述悬浮液,并浓缩为浓缩液;
[0059] (6)采用离心机接收所述浓缩液,并分离出碳酸氢铵固体。
[0060] 在本发明的步骤(1)中,煤制醇的变换单元如前所述,优选为煤制甲醇的变换单元。该变换单元产生的含氨尾气含有氨气和二氧化碳,但氨气含量仅为18~25vol%,例如18vol%左右。如果先制取浓氨水,再与二氧化碳反应形成碳酸氢铵,将大大提高成本。本发明采用蒸汽冷凝水洗除含氨尾气中的氨气,氨水吸收二氧化碳生产出碳酸氢铵。这样简化了生产流程,节省投资及生产费用。在某些实施方案中,在步骤(1)中,含氨尾气的氨气含量可以为18~25vol%,优选为19~22vol%;压力为0.3~0.35MPa,优选为0.32~0.34MPa;流量为2000~5000Nm3/h,优选为3000~3500Nm3/h;含水量为23~27wt%,优选为23.5~
25wt%;温度为100~125℃,优选为105~110℃。本发明发现,上述含氨尾气特别适合采用本发明的生产装置生产碳酸氢铵,运行顺畅,氨气和二氧化碳回收率高。
[0061] 在本发明的步骤(2)中,蒸汽冷凝液来自回收清洗塔。根据本发明的一个实施方式,吸收塔尾气的氨气含量为1.5~2.5vol%。优选地,吸收塔尾气的氨气含量为2~2.5vol%。吸收塔可以包括第一吸收塔和第二吸收塔。第一吸收塔和第二吸收塔可以串联或并联,优选为串联连接,这样有利于充分回收氨气。含氨尾气依次通过第一吸收塔和第二吸收塔。在第一吸收塔内,含氨尾气中大部分NH3被吸收,并与CO2反应生成碳酸氢铵;从第一吸收塔排出的混合气中尚含6~7vol%的NH3,进入第二吸收塔。在第二吸收塔内,含氨尾气中一部分NH3被吸收,并与CO2反应生成碳酸氢铵。第二吸收塔在通入气体的剧烈搅动下把附着在第二吸收塔壁和冷却管上的碳酸氢铵溶解下来。从第二吸收塔出来的气体中含1.5~
2.5vol%、例如2vol%左右的NH3。
[0062] 在本发明的步骤(3)中,采用水(例如蒸馏水)进一步吸收所述吸收塔尾气的氨气,从而形成蒸汽冷凝液。在温度较高的季节,仅靠吸收塔(例如第一吸收塔和第二吸收塔)中的蒸汽冷凝液不能将氨气吸收干净。吸收塔尾气(例如第二吸收塔尾气)通过回收清洗塔时,在冷却条件下吸收少量NH3,得到浓度较低的氨水,被输送至第一吸收塔和/或第二吸收塔作为生产碳酸氢铵用的补充蒸汽冷凝液。经清洗后的吸收塔尾气形成含0.5vol%左右的NH3的回收清洗塔尾气。氨气回收率可以达到97%以上。
[0063] 在本发明的步骤(4)中,采用母液槽接收所述蒸汽冷凝液,并将其输送至所述吸收塔。母液槽可以包括第一母液槽和第二母液槽。在第一母液槽循环泵的作用下,将全部蒸汽冷凝液循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气;或者将一部分蒸汽冷凝液被循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气,另一部分则排出至第二母液槽。在第二母液槽循环泵的作用下,将全部蒸汽冷凝液循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气;或者将一部分蒸汽冷凝液循环至吸收塔(例如第一吸收塔和/或第二吸收塔)继续吸收氨气,另一部分则排出至稠厚器。
[0064] 在本发明的步骤(5)中,采用稠厚器接收所述悬浮液,并浓缩为浓缩液。大部分悬浮液来自吸收塔,例如第一吸收塔和第二吸收塔。少量悬浮液也可以来自母液槽(例如第二母液槽)。稠厚器将悬浮液分离为浓缩液和稠厚器清液。将稠厚器清液输送至母液槽(例如第二母液槽);将浓缩液输送至离心机。
[0065] 在本发明的步骤(6)中,浓缩液在离心机的作用下分离为碳酸氢铵固体和离心机清液(离心分离碳酸氢铵固体后得到的清液)。将离心机清液输送至母液槽(例如第二母液槽)循环使用。将碳酸氢铵固体排出,进入干燥器和包装机。
[0066] 实施例1
[0067] 图1为本发明的一种碳酸氢铵的生产装置,其包括煤制甲醇的变换单元(未图示),第一吸收塔1,第二吸收塔2,回收清洗塔3,第一母液槽4,第二母液槽5,稠厚器6和离心机7。
[0068] 本发明的煤制甲醇的变换单元将聚集的含氨的循环热水通过汽提塔用蒸汽进行汽提出氨,并产生含氨尾气。
[0069] 第一吸收塔1和第二吸收塔2之间串联。含氨尾气依次通过第一吸收塔1和第二吸收塔2,采用蒸汽冷凝液吸收含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气。蒸汽冷凝液来自回收清洗塔3。
[0070] 第一吸收塔1包括第一原料气入口11、第一蒸汽冷凝液入口12、第一吸收塔尾气出口13和第一悬浮液出口14。第一原料气入口11设置在第一吸收塔1的中下部,供含氨尾气进入第一吸收塔1的内部。第一蒸汽冷凝液入口12设置在第一吸收塔1的上部,供蒸汽冷凝液进入第一吸收塔1的内部。第一吸收塔尾气出口13设置在第一吸收塔1的顶部,将第一吸收塔尾气排出至第二吸收塔2。第一悬浮液出口14设置在第一吸收塔1的下部,将悬浮液排出至稠厚器6。
[0071] 第二吸收塔2包括第二原料气入口21、第二蒸汽冷凝液入口22、第二吸收塔尾气出口23和第二悬浮液出口24。第二原料气入口21设置在第二吸收塔2的中下部,供第一吸收塔尾气进入第二吸收塔2。第二蒸汽冷凝液入口22设置在第二吸收塔2的上部,供蒸汽冷凝液进入第二吸收塔2。第二吸收塔尾气出口23设置在第二吸收塔2的顶部,将第二吸收塔尾气排出至回收清洗塔3。第二悬浮液出口24设置在第二吸收塔2的下部,将悬浮液排出至稠厚器6。
[0072] 在第一悬浮液出口14与第一蒸汽冷凝液入口12之间的管线上,以及在第二悬浮液出口24与第二蒸汽冷凝液入口22之间的管线上设置有吸收塔循环泵8,其用于将部分悬浮液循环至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2,继续吸收氨气。
[0073] 回收清洗塔3采用蒸馏水进一步吸收第二吸收塔尾气中的氨气,从而形成蒸汽冷凝液和回收清洗塔尾气。回收清洗塔3包括待清洗气入口31、清洗液入口32、回收清洗塔尾气出口33、蒸汽冷凝液出口34和蒸汽冷凝液循环口35。待清洗气入口31设置在回收清洗塔3的中下部,供第二吸收塔尾气进入回收清洗塔3的内部。清洗液入口32设置在回收清洗塔3的上部,供蒸馏水进入回收清洗塔3。回收清洗塔尾气出口33设置在回收清洗塔3的顶部,供回收清洗塔尾气排出。蒸汽冷凝液出口34设置在回收清洗塔3的下部,将蒸汽冷凝液排出至第一母液槽4。蒸汽冷凝液循环口35设置在回收清洗塔3的中部,其与蒸汽冷凝液出口34通过管线连接。在蒸汽冷凝液循环口35与蒸汽冷凝液出口34之间的管线上还设置有回收清洗塔循环泵36。在回收清洗塔循环泵36的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至回收清洗塔3继续吸收氨气,另一部分蒸汽冷凝液则被排出至第一母液槽4。
[0074] 第一母液槽4和第二母液槽5将蒸汽冷凝液输送至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2。第一母液槽4包括第一母液入口41和第一母液出口42。第一母液入口41设置在第一母液槽4的上部,其与回收清洗塔3的蒸汽冷凝液出口34通过管线连接。第一母液出口42设置在第一母液槽4的下部,其与第一吸收塔1的第一蒸汽冷凝液入口12和/或第二吸收塔2的第二蒸汽冷凝液入口22通过管线连接。它们之间的管线上设置有第一母液槽循环泵43。在第一母液槽循环泵43的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气,另一部分则被排出至第二母液槽5。
[0075] 第二母液槽5包括第二母液入口51、第二母液出口52和母液槽清液入口54。第二母液入口51设置在第二母液槽5的上部,其与第一母液槽4的第一母液出口42通过管线连接。第一母液槽循环泵43也设置在二者之间管线上。第二母液出口52设置在第二母液槽5的下部,其与第一吸收塔1的第一蒸汽冷凝液入口12和/或第二吸收塔2的第二蒸汽冷凝液入口
22通过管线连接。它们之间的管线上设置有第二母液槽循环泵53。第二母液槽循环泵53也设置在第二母液出口52与稠厚器6之间的管线上。在第二母液槽循环泵53的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气,另一部分则被排出至稠厚器6。
[0076] 稠厚器6包括悬浮液入口61、稠厚器母液入口62、稠厚器清液出口63和浓缩液出口64。悬浮液入口61和稠厚器母液入口62均设置在稠厚器6的顶部。悬浮液入口61与第一吸收塔1的第一悬浮液出口14和第二吸收塔2的第二悬浮液出口24通过管线连接。稠厚器母液入口62与第二母液槽5的第二母液出口52通过管线连接,且它们之间的管线上设置有第二母液槽循环泵53。稠厚器清液出口63设置在稠厚器6的上部,其与第二母液槽5的母液槽清液入口54通过管线连接。稠厚器6产生的稠厚器清液返回第二母液槽5,然后进入第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气。浓缩液出口64设置在稠厚器6的下部,其与离心机7通过管线连接。
[0077] 稠厚器6产生的浓缩液在离心机7的作用下分离为碳酸氢铵固体和离心机清液(离心分离碳酸氢铵固体后得到的清液)。离心机7包括浓缩液入口71、离心机清液出口73和固体排出口72。浓缩液入口71与稠厚器6的浓缩液出口64通过管线连接。离心机清液出口73与第二母液槽5的母液槽清液入口54通过管线连接,从而将离心机清液返回第二母液槽5,然后进入第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气。固体排出口72供碳酸氢铵固体排出。
[0078] 下面描述利用上述生产装置生产碳酸氢铵的方法。
[0079] 将原料煤粉碎并制成水煤浆,然后和纯氧混合进入德士古气化炉,以6.4MPa的压力制成主要气体成分为H2、CO、CO2和少量NH3的煤气,部分CO和水蒸汽变换为H2和CO2;CO2通过低温甲醇洗脱掉,H2和CO反应生成甲醇;NH3通过汽提塔用蒸汽汽提后所得含氨尾气。
[0080] 上述变换工序所得含氨尾气以0.35MPa的压力经DN250不锈钢蒸汽伴热管道输送至该生产装置。含氨尾气的氨气含量为21.5vol%左右,流量大约为3000Nm3/h,含水量为25wt%左右,温度为120℃左右。上述含氨尾气依次通过第一吸收塔1、第二吸收塔2和回收清洗塔3。在第一吸收塔1内,含氨尾气中的大部分NH3被吸收,并与CO2反应生成碳酸氢铵,从而得到碳酸氢铵悬浮液和含6vol%左右的NH3的第一吸收塔尾气。第一吸收塔尾气进入第二吸收塔2,含氨尾气中的另一部分NH3被吸收,并与CO2反应生成碳酸氢铵,从而得到碳酸氢铵悬浮液和含2vol%左右的NH3的第二吸收塔尾气。第二吸收塔尾气进入回收清洗塔3,在冷却条件下吸收少量氨气,得到浓度较低的氨水作为蒸汽冷凝液,被输送至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2,清洗后得到回收清洗塔尾气,含0.5vol%左右的氨气。整个生产装置对氨气的回收率为97%以上。
[0081] 碳酸氢铵悬浮液进入稠厚器,经离心机分离后得到碳酸氢铵固体。稠厚器清液和离心机清液输送至第二母液槽循环使用。
[0082] 实施例2
[0083] 图2为本发明的另一种碳酸氢铵的生产装置。除了将第一吸收塔1和第二吸收塔2的连接方式改变为并联之外,其他条件与实施例1相同。具体地,该生产装置包括煤制甲醇的变换单元(未图示),第一吸收塔1,第二吸收塔2,回收清洗塔3,第一母液槽4,第二母液槽5,稠厚器6和离心机7。
[0084] 本发明的煤制甲醇的变换单元将聚集的含氨的循环热水通过汽提塔用蒸汽进行汽提出氨,并产生含氨尾气。
[0085] 含氨尾气分别通过第一吸收塔1和第二吸收塔2,采用蒸汽冷凝液吸收含氨尾气中的氨气和二氧化碳,从而生成含碳酸氢铵的悬浮液和吸收塔尾气。蒸汽冷凝液来自回收清洗塔3。
[0086] 第一吸收塔1包括第一原料气入口11、第一蒸汽冷凝液入口12、第一吸收塔尾气出口13和第一悬浮液出口14。第一原料气入口11设置在第一吸收塔1的中下部,供含氨尾气进入第一吸收塔1的内部。第一蒸汽冷凝液入口12设置在第一吸收塔1的上部,供蒸汽冷凝液进入第一吸收塔1的内部。第一吸收塔尾气出口13设置在第一吸收塔1的顶部,将第一吸收塔尾气排出至回收清洗塔3。第一悬浮液出口14设置在第一吸收塔1的下部,将悬浮液排出至稠厚器6。
[0087] 第二吸收塔2包括第二原料气入口21、第二蒸汽冷凝液入口22、第二吸收塔尾气出口23和第二悬浮液出口24。第二原料气入口21设置在第二吸收塔2的中下部,供含氨尾气进入第二吸收塔2。第二蒸汽冷凝液入口22设置在第二吸收塔2的上部,供蒸汽冷凝液进入第二吸收塔2。第二吸收塔尾气出口23设置在第二吸收塔2的顶部,将第二吸收塔尾气排出至回收清洗塔3。第二悬浮液出口24设置在第二吸收塔2的下部,将悬浮液排出至稠厚器6。
[0088] 在第一悬浮液出口14与第一蒸汽冷凝液入口12之间的管线上,以及在第二悬浮液出口24与第二蒸汽冷凝液入口22之间的管线上设置有吸收塔循环泵8,其用于将部分悬浮液循环至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2,继续吸收氨气。
[0089] 回收清洗塔3采用蒸馏水进一步吸收第一吸收塔尾气和第二吸收塔尾气中的氨气,从而形成蒸汽冷凝液和回收清洗塔尾气。回收清洗塔3包括待清洗气入口31、清洗液入口32、回收清洗塔尾气出口33、蒸汽冷凝液出口34和蒸汽冷凝液循环口35。待清洗气入口31设置在回收清洗塔3的中下部,供第一吸收塔尾气和第二吸收塔尾气进入回收清洗塔3的内部。清洗液入口32设置在回收清洗塔3的上部,供蒸馏水进入回收清洗塔3。回收清洗塔尾气出口33设置在回收清洗塔3的顶部,供回收清洗塔尾气排出。蒸汽冷凝液出口34设置在回收清洗塔3的下部,将蒸汽冷凝液排出至第一母液槽4。蒸汽冷凝液循环口35设置在回收清洗塔3的中部,其与蒸汽冷凝液出口34通过管线连接。在蒸汽冷凝液循环口35与蒸汽冷凝液出口34之间的管线上还设置有回收清洗塔循环泵36。在回收清洗塔循环泵36的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至回收清洗塔3继续吸收氨气,另一部分蒸汽冷凝液则被排出至第一母液槽4。
[0090] 第一母液槽4和第二母液槽5将蒸汽冷凝液输送至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2。第一母液槽4包括第一母液入口41和第一母液出口42。第一母液入口41设置在第一母液槽4的上部,其与回收清洗塔3的蒸汽冷凝液出口34通过管线连接。第一母液出口42设置在第一母液槽4的下部,其与第一吸收塔1的第一蒸汽冷凝液入口12和/或第二吸收塔2的第二蒸汽冷凝液入口22通过管线连接。它们之间的管线上设置有第一母液槽循环泵43。在第一母液槽循环泵43的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气,另一部分则被排出至第二母液槽5。
[0091] 第二母液槽5包括第二母液入口51、第二母液出口52和母液槽清液入口54。第二母液入口51设置在第二母液槽5的上部,其与第一母液槽4的第一母液出口42通过管线连接。第一母液槽循环泵43也设置在二者之间管线上。第二母液出口52设置在第二母液槽5的下部,其与第一吸收塔1的第一蒸汽冷凝液入口12和/或第二吸收塔2的第二蒸汽冷凝液入口
22通过管线连接。它们之间的管线上设置有第二母液槽循环泵53。第二母液槽循环泵53也设置在第二母液出口52与稠厚器6之间的管线上。在第二母液槽循环泵53的作用下,一部分蒸汽冷凝液被循环至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气,另一部分则被排出至稠厚器6。
[0092] 稠厚器6包括悬浮液入口61、稠厚器母液入口62、稠厚器清液出口63和浓缩液出口64。悬浮液入口61和稠厚器母液入口62均设置在稠厚器6的顶部。悬浮液入口61与第一吸收塔1的第一悬浮液出口14和第二吸收塔2的第二悬浮液出口24通过管线连接。稠厚器母液入口62与第二母液槽5的第二母液出口52通过管线连接,且它们之间的管线上设置有第二母液槽循环泵53。稠厚器清液出口63设置在稠厚器6的上部,其与第二母液槽5的母液槽清液入口54通过管线连接。稠厚器6产生的稠厚器清液返回第二母液槽5,然后进入第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气。浓缩液出口64设置在稠厚器6的下部,其与离心机7通过管线连接。
[0093] 稠厚器6产生的浓缩液在离心机7的作用下分离为碳酸氢铵固体和离心机清液(离心分离碳酸氢铵固体后得到的清液)。离心机7包括浓缩液入口71、离心机清液出口73和固体排出口72。浓缩液入口71与稠厚器6的浓缩液出口64通过管线连接。离心机清液出口73与第二母液槽5的母液槽清液入口54通过管线连接,从而将离心机清液返回第二母液槽5,然后进入第一吸收塔1和/或第二吸收塔2继续吸收氨气。固体排出口72供碳酸氢铵固体排出。
[0094] 下面描述利用上述生产装置生产碳酸氢铵的方法。
[0095] 将原料煤粉碎并制成水煤浆,然后和纯氧混合进入德士古气化炉,以6.4MPa的压力制成主要气体成分为H2、CO、CO2和少量NH3的煤气,部分CO和水蒸汽变换为H2和CO2;CO2通过低温甲醇洗脱掉,H2和CO反应生成甲醇;NH3通过汽提塔用蒸汽汽提后所得含氨尾气。
[0096] 上述变换工序所得含氨尾气以0.35MPa的压力经DN250不锈钢蒸汽伴热管道输送至该生产装置。含氨尾气的氨气含量为21.5vol%左右,流量大约为3000Nm3/h,含水量为25wt%左右,温度为120℃左右。上述含氨尾气分别通过第一吸收塔1和第二吸收塔2,含氨尾气中的大部分NH3被吸收,并与CO2反应生成碳酸氢铵,从而得到碳酸氢铵悬浮液和含
6vol%左右的NH3的吸收塔尾气。从第一吸收塔1和第二吸收塔2排出的吸收塔尾气进入回收清洗塔3,在冷却条件下吸收少量氨气,得到浓度较低的氨水作为蒸汽冷凝液,被输送至第一吸收塔1和/或第二吸收塔2,清洗后得到回收清洗塔尾气,含1vol%左右的氨气。
[0097] 碳酸氢铵悬浮液进入稠厚器,经离心机分离后得到碳酸氢铵固体。稠厚器清液和离心机清液输送至第二母液槽循环使用。
[0098] 本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。