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1、 杉杉能源（宁夏）有限公司杉杉能源（宁夏）有限公司 氨气氨气回收回收及及治理治理工程工程 设设 计计 方方 案案 建设单位：建设单位：杉杉能源（宁夏）有限公司杉杉能源（宁夏）有限公司 设计单位：设计单位： 湖南盛利来净化工程有限公司湖南盛利来净化工程有限公司 施工单位：施工单位： 湘潭盛利来通风设备有限公司湘潭盛利来通风设备有限公司 2016 年年 06 月月 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治理工程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page1 目录目录 第一章 氨气治理及回收工程工程 . 2 一、 项目概况： . 2 二、 设计氨气回收及处理质量： . 3 三、工艺选择和工艺流程： . 3 四
2、、主要设计技术参数及设备结构： . 5 五、单元操作说明： 12 六、电气及自动控制: . 12 七、运行费估算: . 14 八、运行事故应急措施: . 14 (一)、材料设备： 15 第二章 售后服务体系 . 17 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治理工程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page2 第一章第一章 氨气回收及治理氨气回收及治理 一、一、 项目概况：项目概况： 杉杉能源（宁夏）有限公司，在生产的过程中有如下几个工序点需要对溢 散出的氨气进行回收并最终能达标排放。 1、 反应区域：反应釜 16 台，顶盖法兰处 200mm 通气口。 压滤机 8 台，自然溢散。 浆洗釜 8 台，顶盖法
3、兰处 200mm 通气口。 溢流釜 16 台，顶盖法兰处 200mm 通气口。 2、 离心干燥区域：离心机 12 台，顶盖处 200mm 通气口，侧壁 65 抽气口。 串洗水罐 8 台，顶盖处 200mm 通气口。 3、 物料回收区：压滤机 2 台，自然溢散. 污水罐 4 台，自由溢散 40m3废水罐 4 台，顶盖处 200mm 通气口。 为了满足车间的职业卫生要求， 并且能使抽引出室外的氨气能得到有效的 回收，并最终能达到环保要求，达标排放。杉杉能源（宁夏）有限公司特 委托本公司设计、制造、安装、施工、调试、维修一条龙服务。说明如下： 二、二、 设计依据：设计依据： 2.1 大气污染物综合排
4、放标准 （GB16297-1996） ； 2.2 工业企业设计卫生标准 （TJ36-79） ； 2.3 简明通风设计手册孙一坚版； 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治理工程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page3 2.4 环保设备设计手册周兴求版； 2.5 恶臭污染排放标准 （GB14554-93） 2.6 甲方公司提供的有关资料； 三、设计原则：三、设计原则： 3.1 充分考虑处理过程中二次污染的防治； 3.2 采用能耗低、运行费用低、操作管理方便的处理工艺； 3.3 尽可能采用新技术、新工艺、新材料和新设备； 3.4 对系统的有关因素：如各构筑物的布置，结构设计，配套设备的稳定 性、可靠
5、性，工程的经济性进行可行性分析； 四四、 设计设计氨气回收及治氨气回收及治理参数确定理参数确定： 4.1 系统风量的确定：系统风量的确定： 4.1.1 反应区域：反应釜 16 台，顶盖法兰处 200mm 通气口。 压滤机 8 台，自然溢散。 浆洗釜 8 台，顶盖法兰处 200mm 通气口。 溢流釜 16 台，顶盖法兰处 200mm 通气口。 法兰顶盖处法兰顶盖处按照微正压的设计要求，取 0.5m/s 的铺集速度即可，则顶盖 法兰处的风量约为 60m3/h 压滤机处压滤机处氨水的浓度暂定为 5%，环境温度为 25 度，查表得氨水中氨气 溢出速度约为 0.0012%每小时。 则压滤机上方的饱和空气
6、中溢出的氨气质 量分数为 0.05 0.00012=0.0000006，则 1g 的氨水 1 小时可以溢出的氨气 的质量为：0.0000006g，氨气的密度为 0.771g/l，换算出氨气的体积为 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治理工程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page4 7.78 10-7按照压滤机正常 1 小时的压滤量 20m3来计算，则压滤机处自然 溢散出的氨气体积为 20 0.05 7.78 10-7 106=0.775m3/h，根据氨气的饱和 蒸汽分压来计算，0.775/0.001=770.5m3/h 则反应区域的风量约为：则反应区域的风量约为：2460+6160=8620
7、m3/h 4.1.2 离心干燥区域：离心机 12 台，顶盖处 200mm 通气口，侧壁 65 抽气口。 串洗水罐 8 台，顶盖处 200mm 通气口。 离心干燥区域的设计风量计算与反应区相同，则总风量约为：离心干燥区域的设计风量计算与反应区相同，则总风量约为：1320 m3/h 4.1.3 物料回收区：压滤机 2 台，自然溢散. 污水罐 4 台，自由溢散 40m3废水罐 4 台，顶盖处 200mm 通气口。 物料回收区域的设计风量计算与反应区相同，污水罐的风量翻倍，则总物料回收区域的设计风量计算与反应区相同，污水罐的风量翻倍，则总 风量约风量约为：为：6400 m3/h 则整体系统的风量为：则
8、整体系统的风量为：8620+1320+6400=16340 m3/h，为了系统能有一定，为了系统能有一定 的缓冲余地，总设计风量提升至的缓冲余地，总设计风量提升至 18000 m3/h 4.2 氨气治理的质量：氨气治理的质量： 恶臭污染物排放标准恶臭污染物排放标准 GB14554-93） 序号 控制项目 单位 一级 二级 三级 新扩改建 现有 新扩改建 现有 1 氨氨 mg/m3 1.0 1.5 2.0 4.0 5.0 2 臭气浓度 无量纲 10 20 30 60 70 注：1、排放氨气的排气筒高度必须在 15m 以上，此时氨气排放速率 0.05kg/h。 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治
9、理工程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page5 2、除上述标准外，尾气在车间空气中的浓度应参考执行工业企业设 计卫生标准 （TJ36-79） ，其中氨气浓度0.1mg/m3（一次） 。 五五、工艺选择和工艺流程：、工艺选择和工艺流程： 5.1、氨气吸收的原理氨气吸收的原理： 5.1.1 物理性质 相对分子质量 17.031，氨气在标准状况下的密度为 0.771g/L ，氨气极易溶于 水，溶解度 1：700，有刺激性气味，无色。 5.1.2 化学性质 a、跟水反应 氨溶于水时，氨分子跟水分子通过*氢键结合成一水合氨(NH3+H2O)，一 水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子， 所以氨水显弱碱性
10、， 能使酚酞溶 液变红色。氨在水中的反应可表示为： 一水合氨不稳定受热分解生成氨和水， 氨水中存在三分子、三离子、三平衡，分子：NH3、NH3?H2O、H2O；离子： NH4+、OH-、H+；三平衡：NH3+H2O NH3?H2O NH4+OH-H2O H+OH-， 氨水化学实验中三应用： 用蘸有浓氨水的玻璃棒检验 HCl 等气体的存在； 实验室用它与铝盐溶 液反应制氢氧化铝；配制银氨溶液检验有机物分子中醛基的存在。 B、跟酸反应 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 3NH3+H3PO4=(NH4)3PO4 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治理工
11、程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page6 （反应实质是氨分子中氮原子的孤对电子跟溶液里具有空轨道的氢离子 通过配位键而结合成离子晶体。若在水溶液中反应，离子方程式为： 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(黄绿色褪去，产生白烟) 反应实质：2NH3+3Cl2=N2+6HCl，NH3+HCl=NH4Cl 总反应式：8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 根据我公司长期对氨气吸收设备的改进，得出了氨气吸收三要素，1、吸 收时间-吸收液反复对气体的吸收循环的时间。2、吸收液温度-氨气碰到水在 被水吸收的过程中会产生大量的温度， 如果不加以冷却， 那么气体本身的温度 再加上吸收时产生的温度， 导致
12、塔内温度急剧上升， 阻止了氨气溶于水的过程， 吸收液很快就饱和了， 如果把吸收液用冷却水降温， 那么吸收过程又重新恢复， 吸收液的温度越低吸收效果越好（在 0 上的温度） 。3、气体压力-气体压力越 高，吸收的效果更好，可以缩短吸收时间，提高氨水浓度，从而降低设备的运 行成本。 5.2、处理流程确定：、处理流程确定： 目前，对氨气的净化方法主要有化学酸洗法、冷却水洗法和高温分解法。 化学吸收法化学吸收法是一种被广泛应用于废气控制，技术成熟，运行稳定，处理效 果好的工艺方法。该方法可对多种恶臭气体成分进行多级连续处理，如二级、 三级与四级吸收系统，它的适应性广泛。该工艺适用于处理大气量，高浓度的
13、 恶臭气体。它的特点是最大限度增加气液相接触，增进气液相传质速率，达到 高效处理的目的。在化学洗涤吸收工艺中，可根据气体浓度和成分的变化，改 变药剂的浓度和投加量，降低运行费用，提高处理效率。 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治理工程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page7 低温水洗低温水洗主要是采用低温冷却喷淋， 多级循环水洗后氨气回收成氨水再利 用。该法操作简单，运行费用适中，效果好。 高温分解法高温分解法就是把气体引入煅烧炉中，温度加到 700 摄氏度以上，使氨气 分解成一氧化氮、 一氧化碳及水蒸气， 从而达到对生产废气较为满意的综合降 解效果。但其一次性投资大，运行费用高，结构复杂，
14、检修不便等缺点。 综合比较以上各种净化工艺， 同时根据我公司以往的工程实践和参考国内 的类似工程项目，决定采用低温水洗法处理工艺和酸洗工艺进行综合治理。 其吸收工艺工作原理如下：氨气通过风机的抽引送入高效低温水洗塔。氨氨 气吸收塔气吸收塔主要利用流体力学的相关原理，气体跟吸收液在管道内混合，当吸 收液跟气体混合后通过管道， 这时气液两相跟管壁接触面大， 接触表面液体不 断得到冷却， 气液激烈碰撞以使气液充分混合后， 随着液体的重力作用落入循 环水箱中形成氨水。由于吸收塔吸收塔的进气管大出气管小，所以塔内产生微正压， 从而达到高效吸收的目的。为了防止氨水挥发，在末端设一个酸洗塔，吸收挥 发的氨气
15、，从而达到环保要求。 5.3、工艺流程、工艺流程图图： 氨气氨气 酸洗塔酸洗塔 排风管排风管 填料洗涤器填料洗涤器 高空排放高空排放 回收贮罐回收贮罐 H2SO4H2SO4 加药系统加药系统 酸洗循环池酸洗循环池 填料洗涤器填料洗涤器 回收回收贮罐贮罐 冷却系统冷却系统 杉杉能源（宁夏）有限公司氨气回收及治理工程 湖南盛利来净化工程有限公司 Page8 4、工艺流程说明工艺流程说明： 1#填料喷淋填料喷淋反应器反应器：塔中含有填料层，主要是增加气液的接触面积，根据双膜 传质理论，接触面积越大，接触时间越长，传质作用越大，吸收 NH3 的能力越 大，洗涤下来的氨水随着下水管流至回收贮罐中。 气体吸收是气相中的吸收质经过相际传递到液相的过程。 当气体与液体相 互接触时， 即使在流体的主体中已呈湍流， 气液相际两侧仍分别存在有稳定的 气
