本发明涉及氨回收,具体涉及一种碳氨捕集器及包含该碳氨捕集器的氨捕集系统。
背景技术:
1、在以煤为原料的化工生产中,经过co耐硫变换后的工艺气中存在大量剩余的co2、以及多余的少量h2s、cos、nh3等影响化工正常生产的有毒有害气体,少量的nh3气;在后续系统低温甲醇洗不断累积,达到一定程度之后,形成碳氨结晶晶体,堵塞管道及设备。其中最为严重的是硫化物会造成下游生产系统中以铁系、铜系、镍系为主要催化剂中毒,因此必须将其进行脱除。低温甲醇洗工艺系统以低温甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温下对酸性气体(co2、h2s、cos等)及nh3溶解度极大的优良特性,用物理吸收的方法脱除耐硫变换装置来的生产工艺气中的酸性气体以及nh3,以达到后续工段使用的合格生产工艺气的要求。
2、当耐硫变换后的生产工艺气进入低温甲醇洗系统中存在少量(0.05%~0.09%)的nh3,各组分在同等压力和温度下,低温甲醇中的溶解度,nh3>h2s>cos>co2>ch4>co>n2>h2,得出在同等条件下工艺气各组分中最能溶于甲醇的是nh3。低温甲醇洗系统中,通过高压吸收、中压闪蒸、低压气提的方式进行气液分离,特别是h2s和nh3在低温低压甲醇系统中是很难将其与冷甲醇进行有效分离(达到工艺指标要求,即:环保和安全要求),因此,在低温甲醇洗系统中,增设甲醇热再生塔区域,进行“完全”解析(甲醇贫液中还存在极少ppm级的其他物质,其中,nh3的含量<10mg/m3);随着低温甲醇洗系统的甲醇循环利用,甲醇中nh3会逐渐在热再生区域进行累积和浓缩,达到一定程度后,在现有的温度和压力下,由co2及h2s为主要组分的酸性气管线中会形成碳氨结晶现象,从而堵塞管线及设备,造成低温甲醇洗热再生系统超压或压力大幅波动,打破甲醇热再生塔温度、流量、液位等平衡,直接威胁富甲醇的再生效果,使低温甲醇洗对变换工艺气的脱硫脱碳效果变差,严重时造成出甲醇洗涤塔顶部的净化气中h2s含量超标,引起后续系统铁系、铜系、镍系为主要催化剂中毒失活;导致整个装置系统停车处理。
3、基于此,我们公开了专利号为2021102714877,专利名称为一种用于低温甲醇洗系统中氨的捕集采出方法的技术,并将该技术投入应用,按照在先专利中公开的氨采出捕集装置投运后,我们发现前期运行过程中氨的逃逸现象严重,导致氨捕集效率偏低,因此对碳氨捕集器结构进行了优化设计。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术中的问题,提供一种用于低温甲醇洗系统中氨的捕集设备,通过对碳氨捕集器的开发,既解决了低温甲醇洗系统中氨的有效捕集,又降低了设备的成本价格,以及缩短了设备内件检修时间,增加设备内件使用寿命及使用效果。
2、本发明提供了一种碳氨捕集器,包括壳体和碳氨捕集组件,所述壳体顶部设有出口,底部设有入口,所述碳氨捕集组件设于所述壳体内;所述碳氨捕集组件且沿壳体的高度方向设置多层,各碳氨捕集组件均包括至少一个金属板以及至少一个设置在金属板上的一层烧结滤布,所述金属板上设有若干个孔。
3、较佳地,所述碳氨捕集组件包括两个金属板以及两个烧结滤布,所述两个烧结滤布均位于两个金属板之间;底层的所述金属板与下层的烧结滤布之间、上下两层烧结滤布之间以及上层烧结滤布与顶层金属板之间还均布有填料,填料螺旋布设在金属板或烧结滤布上。
4、较佳地,所述金属板的厚度为2~3mm,所述烧结滤布的孔径为10um。
5、较佳地,所述壳体内设有3-4层碳氨捕集组件,且各层碳氨捕集组件边缘距离所述壳体内壁的距离自下而上依次减小。
6、较佳地,还包括支撑圈,所述金属板与支撑圈可拆卸连接,所述支撑圈与所述壳体的内壁固定连接。
7、较佳地,所述烧结滤布上还设有用于限制烧结滤布向上移动的限位骨架。
8、较佳地,所述壳体内位于最下层的碳氨捕集组件与入口之间还设有气体分布器。
9、较佳地,最顶部的碳氨捕集组件与壳体顶部之间还设有用于输送氮气的螺旋管线。
10、较佳地,所述底层金属板和顶层金属板上均设有把手,所述把手设置在靠近边缘处。
11、本发明还公开了一种氨捕集系统,包括上述的碳氨捕集器,且所述碳氨捕集器位于低温甲醇洗系统的甲醇热再生塔顶部。
12、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的碳氨捕集组件采用金属板和烧结滤布共同配合的方式,能够满足压力差设计,提高氨氮结晶成型效果,并且能够避免频繁堵塞的问题,有效提高生产效率,还可以明显降低碳氨捕集组件的成本。
13、本发明采用两个金属板以及两个烧结滤布并且在相邻层之间填充规整填料,通过填料再次进行酸性气体分布,同时填料布设方式为下小上大的螺旋状,能够将中间的气体导流至周边区域,不仅可以优化气体分布方式,还可以使气体螺旋上升距离相对于直线上升更长,气体在设备内停留的时间长,更有利于结晶,同时在设备复温的情况下,不容易存在冷区,更够全面的复温彻底。
1.一种碳氨捕集器,包括壳体(1)和碳氨捕集组件(2),所述壳体(1)顶部设有出口,底部设有入口,所述碳氨捕集组件(2)设于所述壳体(1)内;其特征在于,所述碳氨捕集组件(2)且沿壳体(1)的高度方向设置多层,各碳氨捕集组件(2)均包括至少一个金属板(21)以及至少一个设置在金属板(21)上的烧结滤布(22),所述金属板(21)上设有若干个孔。
2.如权利要求1所述的碳氨捕集器,其特征在于,所述碳氨捕集组件(2)包括两个金属板(21)以及两个烧结滤布(22),所述两个烧结滤布(22)均位于两个金属板(21)之间;底层的所述金属板(21)与下层的烧结滤布(22)之间、上下两层烧结滤布(22)之间以及上层烧结滤布(22)与顶层金属板(21)之间还均布有填料(23),填料(23)螺旋布设在金属板(21)或烧结滤布(22)上。
3.如权利要求1所述的碳氨捕集器,其特征在于,所述金属板(21)的厚度为2~3mm,所述烧结滤布(22)的孔径为10um。
4.如权利要求1所述的碳氨捕集器,其特征在于,所述壳体(1)内设有3-4层碳氨捕集组件(2),且各层碳氨捕集组件(2)边缘距离所述壳体(1)内壁的距离自下而上依次减小。
5.如权利要求2所述的碳氨捕集器,其特征在于,还包括支撑圈(4),所述金属板(21)与支撑圈(4)可拆卸连接,所述支撑圈(4)与所述壳体(1)的内壁固定连接。
6.如权利要求1所述的碳氨捕集器,其特征在于,所述烧结滤布(22)上还设有用于限制烧结滤布(22)向上移动的限位骨架(5)。
7.如权利要求1所述的碳氨捕集器,其特征在于,所述壳体(1)内位于最下层的碳氨捕集组件(2)与入口之间还设有气体分布器(6)。
8.如权利要求1所述的碳氨捕集器,其特征在于,最顶部的碳氨捕集组件(2)与壳体(1)顶部之间还设有用于输送氮气的螺旋管线(7)。
9.如权利要求2所述的碳氨捕集器,其特征在于,底层金属板(21)和顶层金属板(21)上均设有把手(3),所述把手(3)设置在靠近边缘处。
10.一种氨捕集系统,包括如权利要求1-9任意一项所述的碳氨捕集器,且所述碳氨捕集器位于低温甲醇洗系统的甲醇热再生塔顶部。