含氨尾气净化系统及工作方法

技术领域

本发明涉及氨回收利用和治理环境污染技术领域，尤其涉及一种含氨尾气净化系统及工作方法。

背景技术

氨气为无色、有毒、易反应、有强烈刺激性气味的腐蚀性气体。氨气会强烈刺激人畜黏膜，如眼睛、呼吸管道等，人吸入过多，会引起肺肿胀，在高浓度条件下能在几分钟内致死，在畜牧业、石油化工，印染厂、食品加工、造纸、纺织、废水处理、淤泥处理及化肥制造等行业均会使用或生成氨气。上述行业在加工生产中，若排放的尾气不严格控制，造成氨的非控制性排放，不仅对人造成身体上的损害，向环境中排放较多的氨还会造成水体富营养化、大气污染等一系列问题。近几年雾霾给人们的生活健康造成了极大影响，排放到大气中的氨会被氧化生成氮氧化物，而氮氧化物是雾霾的主要污染物之一，同时氨与酸生成铵盐，从全国平均水平来看，在轻污染天气中，硫酸铵、硝酸铵两者的质量浓度总和大约占PM2.5的20％以下，但在重污染天里，则剧升至40％以上。因此现在对生产中氨排放的要求越来越高，同时在生产中减少氨排放，不仅能消除隐患、减少污染，还能提高经济效益。

目前的处理方式有加无机酸如硝酸、盐酸、硫酸、磷酸脱除，但是生成的硝酸铵容易爆炸，安全性差，生成的氯化氨、硫酸铵、磷酸铵引入了氯元素、硫元素、磷元素在有些领域相当于引入了杂质而受到了限制，不被允许使用或者需要建独立的生产系统，进行独立处理，增加了设备投资成本和运行成本。因此，如何通过有机酸来净化氨尾气是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种含氨尾气净化系统及工作方法，用以解决现有技术中采用无机酸净化氨尾气导致的安全性差和引入杂质的缺陷。

本发明实施例提供一种含氨尾气净化系统，包括：有机酸溶液罐、吸收塔和循环液驱动装置；其中，

所述有机酸溶液罐的出口通过第一喷淋管从所述吸收塔的第一端伸入，所述吸收塔的第二端设有含氨气体入口，使得含氨气体与有机酸溶液逆流接触；

所述吸收塔还设有循环溶液入口和循环溶液出口，所述循环液驱动装置分别与所述循环溶液入口、所述循环溶液出口连接，进而构成循环液回路；

在所述吸收塔的第一端设有脱氨尾气出口。

其中，在所述循环溶液入口与所述循环液驱动装置之间的管道设有有机酸铵溶液出口。

其中，所述吸收塔为立式吸收塔或卧式吸收塔。

其中，由所述吸收塔的循环溶液入口伸入第二喷淋管，使得含氨气体与有机酸和有机酸铵混合溶液逆流接触，且所述第二喷淋管设置于所述第一喷淋管与所述含氨气体入口之间。

其中，所述第二喷淋管为沿所述吸收塔的长度方向设置多个。

其中，所述吸收塔具体包括：第一除尘除氨设备，所述第一除尘除氨设备的两端分别设置除尘除氨腔室，所述循环溶液出口、所述含氨气体入口、所述循环溶液入口、所述第一喷淋管和所述脱氨尾气出口由下至上依次设置于所述除尘除氨腔室内。

其中，在所述除尘除氨腔室内还设置第一防尘网。

其中，所述吸收塔具体为填料塔、板式塔、空塔、管道和腔体其中的一种。

其中，在所述有机酸溶液罐与所述第一喷淋管之间设置有机酸溶液泵。

根据本发明实施例另一方面提供的一种含氨尾气净化系统的工作方法，包括：

将有机酸和脱盐水通入到所述有机酸溶液罐中，制备有机酸溶液；

将制备好的有机酸溶液泵入至所述第一喷淋管中，同时由含氨气体入口将含氨尾气通入至所述吸收塔，使得含氨尾气与有机酸溶液逆流接触并生成有机酸铵溶液，有机酸和有机酸铵混合溶液通过所述循环液驱动装置向所述吸收塔内循环喷淋并由系统中输出一部分有机酸铵溶液；

经过脱氨处理后的尾气由所述脱氨尾气出口排出。

本发明实施例提供的一种含氨尾气净化系统及工作方法，通过有机酸溶液罐内的有机酸溶液净化含氨尾气，有机酸和有机酸铵混合溶液在吸收塔内循环，一部分生成的有机酸铵溶液作为产品输出，经过净化后的尾气从系统中排出。本发明使用有机酸脱氨，不引入碳、氢、氧元素以外的杂质元素，且生成的有机酸铵可用于生产有机肥；实现了能源综合利用，提高了经济效益；可以将尾气中的氨含量降低至1ppm以下，减小环境污染；净化系统结构简单，可在原有设备基础上进行改装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的采用立式吸收塔的含氨尾气净化系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的采用卧式吸收塔的含氨尾气净化系统的结构示意图；

图3是本发明实施例1提供的含氨尾气净化系统的结构示意图；

图4是本发明实施例2提供的含氨尾气净化系统的结构示意图；

图5是本发明实施例3提供的含氨尾气净化系统的结构示意图。

附图标记：

101：有机酸溶液罐；102：立式吸收塔；103：有机酸溶液泵；104：循环溶液泵；105：第一喷淋管；106：第二喷淋管；201：卧式吸收塔；301：草酸溶液罐；302：草酸溶液泵；303：尿素造粒塔；304：第一除尘除氨设备；305：第一防尘网；306：第一循环溶液罐；401：第二除尘除氨设备；402：第二循环溶液罐；403：第二防尘网；501：除尘除氨洗涤器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1-图2描述本发明实施例的一种含氨尾气净化系统，包括：有机酸溶液罐101、吸收塔和循环液驱动装置。有机酸溶液罐101用于储存有机酸溶液，可通过将有机酸和脱盐水在有机酸溶液罐101中混合，以制备有机酸溶液，通过有机酸溶液代替现有技术的无机酸来净化含氨尾气。吸收塔主要用于将含氨尾气中的氨去除，在吸收塔内有机酸溶液和氨进行反应，生成有机酸铵溶液，有机酸和有机酸铵混合溶液在循环液驱动装置的驱动下循环，一部分生成的有机酸铵溶液作为产品输出，经处理后的尾气从吸收塔中排出。

应当理解的是，本实施例中的有机酸溶液可以是甲酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、醋酸、乳酸、酒石酸、丁二酸、葡萄糖酸、丙烯酸、丁烯酸等有机酸溶液。

其中，吸收塔可以是填料塔、板式塔，也可以是空塔，或是管道等腔体或容器，或者由其他装置改装，主要为吸收提供吸收容器，本发明不局限于此。

其中，有机酸溶液罐101的出口通过第一喷淋管105从吸收塔的第一端伸入，吸收塔的第二端设有含氨气体入口，使得含氨气体与有机酸溶液逆流接触。有机酸溶液通过伸入吸收塔的第一喷淋管105喷出，并与由含氨气体入口通入的含氨气体逆流接触，有机酸溶液充分反应掉含氨尾气中的氨，形成有机酸铵溶液。

其中，吸收塔还设有循环溶液入口和循环溶液出口，循环液驱动装置分别与循环溶液入口、循环溶液出口连接，进而将循环溶液入口、循环溶液出口和循环液驱动装置通过管道构成循环液回路。生成的有机酸铵溶液与有机酸溶液混合通过循环液驱动装置驱动在吸收塔内循环流动，而一部分有机酸铵溶液可以作为产物输出。如果有循环返回的必要，生成的有机酸铵溶液可以直接返回到原生产系统，在其它无返回系统的应用中，有机酸铵可以生产有机酸铵肥料，俗称有机肥，是高效的缓释肥料。具体地，循环液驱动装置可以采用循环溶液泵104。

在吸收塔的第一端设有脱氨尾气出口，经过净化后的尾气由脱氨尾气出口排出。

本发明实施例提供的一种含氨尾气净化系统及工作方法，通过有机酸溶液罐101内的有机酸溶液净化含氨尾气，生成的有机酸铵溶液在吸收塔内循环，一部分生成的有机酸铵溶液作为产品输出，经过净化后的尾气从系统中排出。本发明使用有机酸脱氨，不引入碳、氢、氧元素以外的杂质元素，且生成的有机酸铵可用于生产有机肥；实现了能源综合利用，提高了经济效益；可以将尾气中的氨含量降低至1ppm以下，减小环境污染；净化系统结构简单，可在原有设备基础上进行改装，建造成本低。

特别地，在尿素生产中，尿素造粒尾气中的氨脱除，与现有硫酸脱除尿素尾气中的氨相比，用草酸或柠檬酸脱除尾气中的氨，生成的草酸铵或柠檬酸铵是有效的缓释肥，且没有多余的杂质元素引入系统，所以可以直接循环回尿素生产系统，草酸的酸性比硫酸的酸性弱，对设备的腐蚀小。

在其中一个实施例中，在循环溶液入口与循环液驱动装置之间的管道设有有机酸铵溶液出口，该有机酸铵溶液出口用于输出作为产物的有机酸铵溶液，可以用来制作有机肥料，输出有机酸铵溶液也可以维持在吸收塔内部的有机酸铵溶液的浓度，新加入的有机酸溶液可以调节吸收塔内的水量和pH值。

在其中一个实施例中，如图1和图2所示，吸收塔为立式吸收塔102(即如图1所示)或卧式吸收塔201(即如图2所示)。相应地，吸收塔的各个出口和入口的位置由吸收塔的设置方向决定，但设置位置需要满足含氨尾气和有机酸的逆流接触。

在其中一个实施例中，由吸收塔的循环溶液入口伸入第二喷淋管106，使得含氨气体与有机酸和有机酸铵混合溶液逆流接触，且第二喷淋管106设置于第一喷淋管105与含氨气体入口之间，即第二喷淋管106设置于吸收塔的中段。具体地，在有机酸溶液与氨反应过程中，可能存在过量的酸溶液没有充分反应，混入到有机酸铵溶液当中，将该有机酸和有机酸铵混合溶液循环通入到吸收塔内，使其中的有机酸溶液可以继续与氨进行反应。可以理解的是，含氨尾气先与第二喷淋管106喷出的有机酸铵溶液中过量的有机酸溶液反应，之后再与第一喷淋管105喷出的有机酸溶液反应，实现精脱除。

在其中一个实施例中，第二喷淋管106为沿吸收塔的长度方向设置多个。如图2所示，第二喷淋管106设置多根，进行多次净化。

在其中一个实施例中，在有机酸溶液罐101与第一喷淋管105之间设置有机酸溶液泵103。在本实施例中有机酸溶液和循环溶液(即有机酸和有机酸铵混合溶液)均使用泵进行驱动。

本发明实施例还提供一种含氨尾气净化系统的工作方法，包括：

将有机酸和脱盐水通入到有机酸溶液罐101中，制备有机酸溶液；

将制备好的有机酸溶液通过有机酸溶液泵103泵入至第一喷淋管105中，同时由含氨气体入口将含氨尾气通入至吸收塔，使得含氨尾气与有机酸溶液逆流接触并生成有机酸铵溶液，未反应的有机酸和生成的有机酸铵形成混合溶液，大部分有机酸和有机酸铵混合溶液通过循环液驱动装置向吸收塔内循环喷淋，一小部分有机酸铵溶液排出返回到原生产系统或制成有机酸铵肥料，同时通过控制排出量来控制循环液浓度，溶液的PH值由有机酸溶液喷淋量来控制；

经过脱氨处理后的尾气由脱氨尾气出口排出。

应当理解的是，为了保证有机酸溶液与氨的逆流接触，若采用立式吸收塔102，则含氨尾气由吸收塔的底部通入，有机酸溶液从吸收塔的顶部向下喷淋，经处理后的尾气从吸收塔的顶部排出；若采用卧式吸收塔201，则含氨尾气由吸收塔的一端通入，有机酸溶液从吸收塔的另一端喷淋，经处理的尾气由吸收塔的另一端排出。含氨尾气可以是畜牧业、石油化工，印染厂、食品加工、造纸、纺织、废水处理、淤泥处理及化肥制造需要处理的含氨尾气

在实际应用时，吸收塔可以由应用场景的设备进行改造，通过以下三个实施例进行描述：

实施例1：

如图3所示，本实施例应用于尿素造粒塔303含氨尾气脱氨处理，吸收塔具体包括：第一除尘除氨设备304，尿素造粒塔303与第一除尘除氨设备304通过含氨气体入口连通，尿素造粒塔303产生的含氨尾气通入到第一除尘除氨设备304中，第一除尘除氨设备304的两端分别设置除尘除氨腔室，循环溶液出口、含氨气体入口、循环溶液入口、第一喷淋管105和脱氨尾气出口由下至上依次设置于除尘除氨腔室内，在循环溶液泵104与循环溶液出口之间的管道设置第一循环溶液罐306，用于存储循环溶液。

在本实施例中，在除尘除氨腔室内还设置第一防尘网305。

在本实施例中，有机酸溶液罐采用草酸溶液罐301。

在本实施例中，吸收塔由第一除尘除氨设备304构成，尿素造粒塔303产生含氨尾气通入到第一除尘除氨设备304中进行净化，其具体工作方法为：

将草酸和脱盐水通入到草酸溶液罐301中，制备草酸溶液；

将制备好的草酸溶液通过草酸溶液泵302泵入至第一喷淋管105中，同时由尿素造粒塔303将含氨尾气通入至第一除尘除氨设备304中，使得含氨尾气与草酸溶液逆流接触并生成草酸铵溶液，草酸和草酸铵混合溶液通过循环溶液泵104向第一除尘除氨设备304内循环喷淋；可以理解的是，含氨尾气先与第二喷淋管106喷出的草酸铵溶液中过量的草酸溶液反应，之后未反应的含氨尾气再与第一喷淋管105喷出的草酸溶液反应，实现精脱除；

在脱氨过程中，通过第一防尘网305对含氨尾气降尘；

经过除尘除氨处理后的尾气含氨量小于1ppm，从第一除尘除氨设备304的顶部排出；第一除尘除氨设备304得到的草酸铵、草酸、尿素混合溶液大部分通过循环溶液泵104循环驱动由第二喷淋管106循环喷淋，少部分返回至尿素蒸发装置中。

本实施例将第一除尘除氨设备304作为吸收塔，不需要更改原装置，没有额外的设备投资成本，并且生成的草酸铵是有机缓释肥，无额外的杂质元素引入，可以直接与收集的尿素形成混合溶液返回到尿素蒸发装置中。

在本实施例中，草酸也可以替换为柠檬酸、苹果酸、醋酸、乳酸、酒石酸、丁二酸、葡萄糖酸、丙烯酸、丁烯酸其中的一种或多种。

实施例2：

如图4所示，本实施例应用于尿素机械造粒含氨尾气脱氨处理，吸收塔具体为第二除尘除氨设备401，沿第二除尘除氨设备401的长度方向设置多个第二防尘网403，在循环溶液泵104与循环溶液出口之间的管道设置第二循环溶液罐402，用于存储循环溶液。

在本实施例中，吸收塔为第二除尘除氨设备401，第二除尘除氨设备401为卧式布置，尿素机械造粒含氨尾气由含氨气体入口(图4中第二除尘除氨设备401的左端)进入到第二除尘除氨设备401中进行净化，其具体工作方法为：

将草酸和脱盐水通入到草酸溶液罐301中，制备草酸溶液；

将制备好的草酸溶液通过草酸溶液泵302泵入至第一喷淋管105中，同时由含氨气体入口将尿素机械造粒含氨尾气通入至第二除尘除氨设备401，使得含氨尾气与草酸溶液逆流接触并生成草酸铵溶液，草酸和草酸铵混合溶液通过循环溶液泵104向第二除尘除氨设备401内循环喷淋；可以理解的是，含氨尾气先与第二喷淋管106喷出的草酸铵溶液中过量的草酸溶液反应，之后未反应的含氨尾气再与第一喷淋管105喷出的草酸溶液反应，实现精脱除；

在脱氨过程中，通过第二防尘网403对含氨尾气降尘；

经过除尘除氨处理后的尾气含氨量小于1ppm，从第二除尘除氨设备401的另一端(图4中第二除尘除氨设备401的右端)排出；第二除尘除氨设备401得到的草酸铵和草酸混合溶液大部分通过循环溶液泵104循环驱动由第二喷淋管106循环喷淋，少部分返回至尿素蒸发装置中。

本实施例将原有的第二除尘除氨设备401作为吸收塔，只需要将草酸溶液从第二除尘除氨设备401的一端喷入，不需要更改原装置，没有额外的设备投资成本，并且生成的草酸铵是有机缓释肥，无额外的杂质元素引入，可以直接与收集的尿素形成混合溶液返回到尿素蒸发装置中。

在本实施例中，草酸也可以替换为柠檬酸、苹果酸、醋酸、乳酸、酒石酸、丁二酸、葡萄糖酸、丙烯酸、丁烯酸其中的一种或多种。

实施例3：

如图5所示，本实施例应用于尿素滚筒造粒尾气脱氨处理，吸收塔具体为除尘除氨洗涤器501，该除尘除氨洗涤器501采用立式。

在本实施例中，吸收塔为除尘除氨洗涤器501，尿素滚筒造粒含氨尾气由含氨气体入口(图5中除尘除氨洗涤器501的底端)进入到除尘除氨洗涤器501中进行净化，其具体工作方法为：

将草酸和脱盐水通入到草酸溶液罐301中，制备草酸溶液；

将制备好的草酸溶液通过草酸溶液泵302泵入至第一喷淋管105中，同时由含氨气体入口将尿素滚筒造粒含氨尾气通入至除尘除氨洗涤器501，使得含氨尾气与草酸溶液逆流接触并生成草酸铵溶液，草酸和草酸铵混合溶液通过循环溶液泵104向除尘除氨洗涤器501内循环喷淋；可以理解的是，含氨尾气先与第二喷淋管106喷出的草酸铵溶液中过量的草酸溶液反应，之后未反应的含氨尾气再与第一喷淋管105喷出的草酸溶液反应，实现精脱除；

经过除尘除氨处理后的尾气含氨量小于1ppm，从除尘除氨洗涤器501的另一端(图5中除尘除氨洗涤器501的顶端)排出；除尘除氨洗涤器501得到的草酸铵和草酸混合溶液大部分通过循环溶液泵104循环驱动由第二喷淋管106循环喷淋，少部分返回至尿素蒸发装置中。

本实施例中将原有的除尘除氨洗涤器501作为吸收塔，只需要将草酸从除尘除氨洗涤器501的顶端喷入，不需要更改原装置，没有额外的设备投资成本，并且生成的草酸铵是有机缓释肥，无额外的杂质元素引入，可以直接与收集的尿素形成混合溶液返回到尿素蒸发装置中。

在本实施例中，草酸也可以替换为柠檬酸、苹果酸、醋酸、乳酸、酒石酸、丁二酸、葡萄糖酸、丙烯酸、丁烯酸其中的一种或多种。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。