时间：2022-10-13 11:06:40
摘 要：现代市场经济，经济效益是首要关注的问题，本文就以分析膜分离法回收合成氨的气体的主要设备、设备特点、装置特点及工艺流程，为社会带来更大的经济效益。
关键词：驰放气 合成氨 膜分离 回收氢 分析
设置本装置的目的，是将氨合成岗位的弛放气经过脱盐水洗涤氨、预热和预放空等处理后，通过普里森膜分离装置分离出含H290%的渗透气送往氢氮气/循环气联合压缩机回收利用，产生的尾气（非渗透气）送加热炉作燃料气。 以下对该装置进行分析。
一、相关工艺流程和设备
1.主要工艺流程
氢回收的工艺流程可以分为两个基本过程，一是放空气的预处理过程，二是原料气的膜分离过程。放空气的预处理包括高压水洗、预热及预放空，由合成系统送来的高压弛放气经调节阀减压至11.0MPa进入水洗塔。由高压水泵送来的软水由塔顶喷淋净化气体。水洗后的气体（原料气）经预热至40～50℃（高出露点5～10℃），然后送膜分离组进行氢分离回收。高压水洗的目的是将弛放气中的氨进行回收，同时还要保证水洗后原料气中的氨含量必须低于5ppm才允许进入膜分离器（正常操作条件下，水洗后原料气的氨含量为5ppm）。为防止原料气中的饱和状态的水凝结，水洗后的原料气必须进行预热处理。原料气的预放空是膜装置在开车过程中的必要步骤，通过放空阀将原料气放空一段时间，经采样分析确认氨含量低于5ppm及温度达到40―50℃时方可允许原料气进入膜分离器中。
每个膜分离器可被看成外型类似管壳式热交换器，膜分离器壳体由纤维来填充，类似于管束。原料气从下端侧面进入膜分离器，在壳程与纤维芯侧恒定压差作用下，氢气扩散进入纤维。在原料气沿膜分离器长度方向流动时，更多的氢气扩散进入纤维，从而在纤维芯侧得到富氢产品称为渗透气；在壳程得到富含惰性气体的物流称为非渗透气。
来自液氨分离器的弛放气，温度11℃、压力14.3MPa，经压力调节阀控制弛放气压力为11MPa后从弛放气洗涤塔下部进入从下向上流动；来自脱盐水总管的脱盐水用阀门控制脱盐水液位再用高压洗氨泵柱塞泵增压后，从洗涤塔上部进入，从上向下流动，与从下向上流动的弛放气体在填料层中逆向接触，弛放气中的气氨被脱盐水洗涤吸收至氨含量≤5ppm从塔顶离开；吸氨后的脱盐水变为浓度15―17%的稀氨水，下降至塔底部，然后经液位调节阀调节液位后去氨蒸馏系统。
经洗氨后的弛放气进入弛放气分离器，分离下的液体自分离器底部排出去氨蒸馏系统，气体进入加热器换热管内，被管间的低压蒸汽加热至40―50℃后进入膜分离器的壳程。膜分离器内安装有由高分子材料制成的形状为中空的膜内件，弛放气体进入膜内件的外侧，膜内侧的压力为1.5MPa，由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数不同，导致不同的气体在膜中的相对渗透率有差异，在驱动力――膜两侧压力差的作用下，渗透率相对较快的气体，如水蒸汽、氢气等优先透过膜称为渗透气体，离开膜分离器送往氢氮气/循环气联合压缩机的氢氮气段进口作氨合成原料气；而渗透率相对慢的气体，如甲烷、氮气等在膜的壳侧滞留称为非渗透气，经调节阀调节后送往燃料气缓冲罐作燃料。
2.相关设备
2.1高压强水泵
驰放气中去氨流程中的动力就是高压强水泵。高压强水泵的功率为22KW，额定压强设为16MPa，流量额定为0.4m3/h。
2.2洗氨塔。
洗氨塔就是一个填料炉。软化水、氨水和驰放气依次从塔的顶部、塔底和塔中部进入炉内。去氨之后的气体沿着炉塔从塔的顶端流出，进入加热去水处理。氨水水位的高低通过高压测量器自行控制，工作时压强大致控制在10到12Pa上下。
2.3气液分离处理器
气液分离处理器就是用来分离开气体中的水雾。水通过手动从处理器的底部进入容器，经过处理后的气体从分离器的顶部流出，进入热处理器中，进行下一步工作流程。
2.4热处理器
热处理器是一管式的换热器。用来加热的的饱和水蒸气压强为1.0Pa。蒸汽走外壳路线，原料气走内管路线。将进行处理的原料气加热到45摄氏度。加热温度可以通过膜器上的调节阀进行手动控制。
2.5空心纤维膜分离处理器
膜处理器是该装置的核心内容，是将气体从底部沿着纤维膜向上流动，分离后的气体从装置的顶部流出，尾气从底部流出。
2.6冷处理器
冷处理器是管式的处理装置。采用的是循环水的冷却方法。气体走内管流程，水走外管流程。将气体冷却到45度左右。为使冷却效果更佳，可采用两个处理器一同使用。
二、相关装置特征
在实际工作流程中，这套装置具有很多特点
1.操作简单，自动化程度相对较高，增、减压强更为方便，开车也更为便捷。
2.装置的安全设计较为周密，设计了多个防御性的联锁，例如氨的含量搞连锁和水流量的地联锁等。在出现损坏时，可以很好地保护处理膜，延长了莫得使用时间。
3.预处理效果很强。装置中的氨检测装置没有检测到有氨的存在，能够防止氨对处理膜的破坏，增长膜的使用寿命。
4.耐氨性能好。
三、实际经济效益
根据回收的燃料气、氨水等大致可创在1219.68万元的经济收益，扣除盐水、水泵、电费、人工费、装置折旧费和维修费等费用，每年可创造1181.74万元的经济效益。大致在三年内即可收回装置投资成本。
四、结语
本装置具有较为明显的经济效益，同时具有安全性强、操作简单、自动性强。每年大致能为社会带来1181.74万元的经济效益。同时，废弃排放量较少，对环境影响较小。因此，本文就针对膜分离法回收合成氨弛放气做了简要分析，希望通过本文的研究可以给相关的技术人员提供参考。
参考文献
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