專利名稱：一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化學工業(yè)中的氨回收技術，尤其是一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝及設備。
背景技術：
有色金屬生產(chǎn)過程中常會產(chǎn)生大量含有固體顆粒雜質、揮發(fā)氨、有色金屬離子、有色金屬離子與氨形成的絡合物的水溶液(簡稱原料液)。該原料液需要經(jīng)過氨回收處理，將其中的揮發(fā)氨以及與金屬離子絡合的氨脫除，得到含氨彡150ppm的溶液送至下一工序，而被脫除的氨制成質量濃度> 20%的氨水，返回前一個工序，回收再利用?，F(xiàn)有氨回收工藝是將原料液送入一個常壓操作的泡罩塔盤蒸餾塔中進行蒸餾以脫除氨，塔頂設有冷凝器將蒸餾出的氨汽冷凝成氨水。由于泡罩塔盤的效率低，塔底的液相中氨含量較高，嚴重超過環(huán)保指標要求，從而影響后面工序的正常操作；常壓操作再加上氨脫除率不高，使得塔頂?shù)陌逼?jīng)過冷凝器冷凝后只能得到質量濃度約5%的氨水。一方面， 該氨水因濃度太低而不能被回收再利用，另一方面是其余大部分未被冷凝下來的氨成為不凝氣被外排，既造成氨的極大浪費，使得氨回收率很低，又污染了環(huán)境。另外，泡罩塔盤的結構容易導致其被原料液中的固體顆粒雜質堵塞，而一旦堵塞就必須停產(chǎn)檢修清堵，甚至更換新的塔盤，才能維持蒸餾的正常操作，不僅影響生產(chǎn)的正常進行，降低了生產(chǎn)效率，還增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝及設備，該工藝和設備脫除氨效率高，氨回收率高，既節(jié)約了資源，有保護了環(huán)境，還降低了生產(chǎn)成本；該設備不易堵塞，生產(chǎn)效率高。本發(fā)明解決所述工藝技術問題的技術方案是，設計一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝，其工藝流程為來自配堿槽的堿液，經(jīng)堿液泵增壓后，與經(jīng)原料泵增壓后的原料液在管道中混合后，送入蒸氨塔的上部，原料液中的氨由再沸器提供的蒸汽進行汽提脫除；蒸氨塔底部得到的氨含量< 150ppm的水溶液送至下一工序，蒸氨塔頂部的汽相氨經(jīng)氨分縮器冷凝后，得到高濃度氨氣送入氨回收塔的底部，并由自氨回收塔頂部加入的軟水進行吸收，在氨回收塔底部得到質量濃度> 20%的氨水返回前一個工序，回收再利用，氨回收塔頂部含氨< IOppm的痕量不凝氣放空；所述堿液為質量濃度10 40%的NaOH水溶液， 堿液的加入量為0. 25-1噸/噸原料液；所述蒸氨塔的工作壓力為0. 3 0. 7MPa ；所述氨回收塔的工作壓力為0. 15 0. 55MPa ；所述軟水的溫度彡30°C。本發(fā)明解決所述設備技術問題的技術方案是，設計一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收設備，主要包括一個蒸氨塔和一個氨回收塔，蒸氨塔的上部經(jīng)堿液泵與配堿槽管接， 同時蒸氨塔的上部經(jīng)原料泵與原料液管接，并且在進入蒸氨塔的上部之前，所述原料液與堿液并入一個混合管路中；所述蒸氨塔的上部內(nèi)安裝氨分縮器，蒸氨塔的下部外接有再沸器；所述氨回收塔的下部與蒸氨塔的上部管接，氨回收塔的釜底管接氨水泵，氨回收塔的上部管接軟水管，頂部設有排氣管；所述連接管路中安裝有控制閥門和計量儀表。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明工藝及設備具有以下優(yōu)點1.效率高，原料液中所含氨的脫除率> 99. 9%。工藝中的蒸氨塔采用了高效的塔盤-徑向側導噴射塔盤CJST，蒸餾效率大大提高，蒸氨塔塔釜液相(即處理后的原料液)含氨< 150ppm，可直接送至下一工序。2.塔盤不易被堵塞，使得生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低。蒸氨塔所采用的高效塔盤-徑向側導噴射塔盤CJST，具有自清洗能力和良好的抗堵塞性能，不易被原料液中的固體顆粒雜質堵塞，不需要頻繁地停產(chǎn)檢修清堵，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效果。3.氨回收率高，可達到99. 5%以上，僅有含氨< IOppm的氣體外排，不污染環(huán)境。 工藝中的蒸氨塔及氨回收塔的工作壓力高于常壓，使得氨更易于被軟水吸收；氨回收塔塔釜換熱水箱及復合吸收塔盤上冷卻盤管的設置，都及時將氨被軟水吸收時產(chǎn)生的大量熱移出塔外，保證了軟水吸收氨的順利高效進行，塔底部才得以獲得質量濃度>20%的氨水，返回前一個工序回收再利用，塔頂部只有極少量滿足環(huán)保要求的含氨氣體放空(幾乎達到氨的零排放)，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。


圖1為本發(fā)明應用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收新工藝及設備一種實施例的工藝流程和設備結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例及其附圖進一步描述本發(fā)明。本發(fā)明設計的用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝(簡稱工藝，參見圖1)，其工藝流程為來自配堿槽3的堿液，經(jīng)堿液泵6增壓后，與經(jīng)原料泵7增壓后的原料液在管道中混合后，送入蒸氨塔1的上部，原料液中的氨由再沸器5提供的蒸汽進行汽提脫除；蒸氨塔1底部得到的氨含量彡150ppm的水溶液送至下一工序；蒸氨塔1頂部的汽相氨經(jīng)氨分縮器4冷凝后，得到高濃度氨氣進入氨回收塔2的底部，并由自氨回收塔2頂部加入的軟水進行吸收，在氨回收塔2底部得到質量濃度> 20%的氨水返回前一個工序，回收再利用，氨回收塔2頂部含氨< IOppm的痕量不凝氣放空；所述堿液為質量濃度10 40%的NaOH水溶液，堿液的加入量為0. 25-1噸/噸原料液；所述蒸氨塔1的工作壓力為0. 3 0. 7MPa ；所述氨回收塔2的工作壓力為0. 15 0. 55MPa ；所述軟水的溫度彡30°C。本發(fā)明工藝加入堿液(質量濃度10 40%的NaOH水溶液)是為了使原料液中的有色金屬離子與氨形成的絡合物水解轉化成揮發(fā)氨，從而便于在蒸氨塔中脫除。本發(fā)明工藝不排除使用其他適用的堿液。本發(fā)明同時設計了一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收設備(參見圖1，簡稱設備)，該設備適用于本發(fā)明所述的用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝，主要包括一個蒸氨塔1和一個氨回收塔2，蒸氨塔1的上部經(jīng)堿液泵6與配堿槽3管接，同時蒸氨塔1的上部經(jīng)原料泵7與原料液管接，并且在進入蒸氨塔1的上部之前，所述原料液與堿液并入一個混合管路中；所述蒸氨塔1的上部內(nèi)安裝氨分縮器4，蒸氨塔1的下部外接有再沸器5 ；所述氨回收塔2的下部與蒸氨塔1的上部管接，氨回收塔2的釜底管接氨水泵8，氨回收塔2的上部管接軟水管，頂部設有排氣管；所述的連接管路中安裝有控制閥門和計量儀表。本發(fā)明設備所述的氨分縮器4、再沸器5、堿液泵6、原料泵7和氨水泵8等零部件本身均為現(xiàn)有技術產(chǎn)品。所述的連接管路中安裝的控制閥門和計量儀表(圖1中未標出) 均為現(xiàn)有技術。本發(fā)明設備的核心之一是蒸氨塔1 (參見圖1)。蒸氨塔1的塔徑根據(jù)原料液不同處理量而定。塔內(nèi)設置有15 35層徑向側導噴射塔盤，該塔盤CJST為申請人的在先專利， 即“一種徑向側導噴射塔盤”(專利號ZL200620025314. 8)所限定(該專利技術視為被引用到本發(fā)明內(nèi)容中)，工作壓力0. 3 0. 7MPa(表壓)。蒸氨塔1塔底的加熱方式可以是常規(guī)的直接蒸汽加熱、再沸器間接加熱或管式爐加熱。若為再沸器間接加熱時，再沸器的加熱熱源可以是蒸汽或者是導熱油。所述的蒸氨塔1塔頂?shù)陌狈挚s器4可以是固定管板式換熱器或者是螺旋板式換熱器；所述的氨分縮器4與蒸氨塔1的連接方式可選擇直接置于塔頂上與塔頂法蘭相連接的內(nèi)回流式，或者是置于塔外且獨立連接的外回流式。所述的換熱器結構本身為現(xiàn)有技術。所述的氨分縮器4與蒸氨塔1的連接方式本身也為現(xiàn)有技術。本發(fā)明設備的另一個核心是氨回收塔2 (參見圖1)。氨回收塔2的塔徑根據(jù)蒸氨塔塔頂?shù)母邼舛劝逼牟煌瑲饬慷?，工作壓力?. 15 0. 55MPa(表壓)。氨回收塔2 塔釜的液相中浸有> 1層、且每層有1 4個的常規(guī)換熱水箱，可將氨汽被軟水吸收時產(chǎn)生的大量熱移出塔外，以保證氨汽被軟水吸收的順利進行及塔的操作穩(wěn)定；氨回收塔2內(nèi)的上部設置有10 20層復合吸收塔盤，該塔盤為申請人的在先專利，即“一種復合吸收塔盤”(ZL2004100727^5. 2)所限定(該塔盤專利技術視為被引用到本發(fā)明技術內(nèi)容中)，以將未被塔釜液相吸收的氨汽與塔盤上的液相作用產(chǎn)生的吸收熱移出塔外。換熱水箱和冷卻盤管均使用循環(huán)冷卻水(送水溫度< 32°C )作為冷卻介質；自氨回收塔2頂部加入的軟水溫度 < 30 0C ο本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。下面給出本發(fā)明的具體實施例。實施例1自配堿槽3來的堿液0. 25噸/噸原料液，堿液為質量濃度40 %的NaOH水溶液，經(jīng)堿液泵6增壓后，與原料液4噸/小時(質量濃度25%的總氨含量)經(jīng)原料泵7增壓后，二者在管道中混合后，被送入蒸氨塔1(工作壓力0. 表壓，塔盤層數(shù)15層)的上部，原料液中的氨由再沸器5提供的蒸汽進行汽提脫除，蒸氨塔1的塔底得到氨含量為150ppm的溶液，送至下一工序；蒸氨塔1的塔頂?shù)钠喟苯?jīng)氨分縮器4冷凝后得到高濃度氨汽(質量濃度70% )進入氨回收塔2 (工作壓力0. 15MPa表壓，塔盤層數(shù)10層，水箱4層、每層3個) 的底部，自氨回收塔2頂部加入的軟水(溫度30°C)進行吸收，氨回收塔2底部得到質量濃度20%的氨水返回前一個工序，；氨回收塔2頂部含氨IOppm的氣體外排放空。實施例2自配堿槽3來的質量濃度20 %的NaOH水溶液0. 5噸/噸原料液，經(jīng)堿液泵6增壓后，與原料液4噸/小時(質量濃度25%的總氨含量)經(jīng)原料泵7增壓后，二者在管道中混合后，被送入蒸氨塔1 (工作壓力0. 表壓，塔盤層數(shù)20層)的上部，原料液中的氨由再沸器5提供的蒸汽進行汽提脫除，蒸氨塔1的塔底得到氨含量為120ppm的溶液，送至下一工序；蒸氨塔1的塔頂?shù)钠喟苯?jīng)氨分縮器4冷凝后得到高濃度氨汽(質量濃度70% )進入氨回收塔2 (工作壓力0. 35MPa表壓，塔盤層數(shù)15層，水箱4層、每層3個)的底部，自氨回收塔2頂部加入的軟水(溫度^TC )進行吸收，氨回收塔2底部得到質量濃度25%的氨水返回前一個工序，；氨回收塔2頂部含氨Sppm的氣體外排放空。實施例3自配堿槽3來的質量濃度10 %的NaOH水溶液1噸/噸原料液，經(jīng)堿液泵6增壓后，與原料液4噸/小時(質量濃度25%的總氨含量)經(jīng)原料泵7增壓后，二者在管道中混合后，被送入蒸氨塔1 (工作壓力0. 表壓，塔盤層數(shù)35層)的上部，原料液中的氨由再沸器5提供的蒸汽進行汽提脫除，蒸氨塔1的塔底得到氨含量為IOOppm的溶液，送至下一工序；蒸氨塔1的塔頂?shù)钠喟苯?jīng)氨分縮器4冷凝后得到高濃度氨汽(質量濃度70% )進入氨回收塔2 (工作壓力0. 55MPa表壓，塔盤層數(shù)20層，水箱4層、每層3個)的底部，自氨回收塔2頂部加入的軟水(溫度20°C)進行吸收，氨回收塔2底部得到質量濃度30%的氨水返回前一個工序；氨回收塔2頂部含氨6ppm的氣體外排放空。實際應用案例的運行結果表明，本發(fā)明氨回收新工藝及設備具有對原料液中的氨脫除效果好、氨回收率高、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、不污染環(huán)境、操作簡單易控等優(yōu)點，不僅適合在有色金屬冶金行業(yè)中推廣使用，而且適用于類似工況的化學工業(yè)其它行業(yè)的氨回收。
權利要求
1.一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝，其工藝流程為來自配堿槽的堿液，經(jīng)堿液泵增壓后，與經(jīng)原料泵增壓后的原料液在管道中混合后，送入蒸氨塔的上部，原料液中的氨由再沸器提供的蒸汽進行汽提脫除；蒸氨塔底部得到的氨含量< 150ppm的水溶液送至下一工序，蒸氨塔頂部的汽相氨經(jīng)氨分縮器冷凝后，得到高濃度氨氣送入氨回收塔的底部，并由自氨回收塔頂部加入的軟水進行吸收，在氨回收塔底部得到質量濃度> 20%的氨水返回前一個工序，回收再利用，氨回收塔頂部含氨< IOppm的痕量不凝氣放空；所述堿液為質量濃度10 40%的NaOH水溶液，堿液的加入量為0. 25-1噸/噸原料液；所述蒸氨塔的工作壓力為0. 3 0. 7MPa ；所述氨回收塔的工作壓力為0. 15 0. 55MPa ；所述軟水的溫度 < 30 0C ο
2.一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收設備，該設備適用于權利要求1所述用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝，主要包括一個蒸氨塔和一個氨回收塔，蒸氨塔的上部經(jīng)堿液泵與配堿槽管接，同時蒸氨塔的上部經(jīng)原料泵與原料液管接，并且在進入蒸氨塔的上部之前，所述原料液與堿液并入一個混合管路中；所述蒸氨塔的上部內(nèi)安裝氨分縮器，蒸氨塔的下部外接有再沸器；所述氨回收塔的下部與蒸氨塔的上部管接，氨回收塔的釜底管接氨水泵，氨回收塔的上部管接軟水管，頂部設有排氣管；所述連接管路中安裝有控制閥門和計量儀表。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收設備，其特征在于所述的蒸氨塔內(nèi)設置有15 35層徑向側導噴射塔盤；蒸氨塔塔底的加熱方式是常規(guī)的直接蒸汽加熱、再沸器間接加熱或管式爐加熱；所述的氨分縮器是固定管板式換熱器或者是螺旋板式換熱器；所述的氨分縮器與蒸氨塔的連接方式是直接置于塔頂上與塔頂法蘭相連接的內(nèi)回流式，或者是置于塔外且獨立連接的外回流式。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收設備，其特征在于所述氨回收塔塔釜的液相中浸有層、且每層有1 4個的常規(guī)換熱水箱；氨回收塔內(nèi)的上部設置有10 20層復合吸收塔盤。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于有色金屬冶金行業(yè)的氨回收工藝及設備。該工藝為堿液與原料液在管道中混合后送入蒸氨塔的上部，原料液中的氨由再沸器汽提脫除；蒸氨塔底部得到低氨含量水溶液送至下一工序，蒸氨塔頂部的汽相氨經(jīng)氨分縮器冷凝后，得到高濃度氨氣送入氨回收塔底部由軟水吸收，在氨回收塔底部得到高質量濃度氨水回收再利用，氨回收塔頂部痕量不凝氣放空；該設備適用于本發(fā)明所述的氨回收工藝，主要包括一個蒸氨塔和一個氨回收塔，蒸氨塔上部經(jīng)堿液泵與配堿槽管接，經(jīng)原料泵與原料液管接；蒸氨塔上部內(nèi)裝氨分縮器，下部外接再沸器，并與蒸氨塔的上部管接；氨回收塔的釜底管接氨水泵，上部管接軟水管，頂部設有排氣管。
文檔編號C01C1/02GK102303873SQ20111021080
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權日2011年7月27日
發(fā)明者商恩霞, 林長青, 王柱祥, 邵曉東, 馬弘, 魏美迎 申請人:天津市創(chuàng)舉化工設備有限公司, 天津市創(chuàng)舉科技有限公司