蒸氨塔顶出气余热的回收利用

陈建孝

摘 要：通过母液与塔顶混合氨气的充分热交换，降低了塔顶混合氨气的出气温度，降低了蒸氨波纹冷凝器的运行负荷，提高了进氨压缩机前的氨气纯度，降低了进氨压缩机前的氨气温度，加热了母液温度，节约了蒸汽，实现热能充分回收利用的降本增效举措，为企业的创新收效提供发展模式。

关键词：蒸氨塔；母液；氨气

中图分类号：TQ114.161 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）27-0176-03

1 引 言

目前蒸氨系统经过长期的操作实践和试验结果，蒸氨塔设计不断得到了改进，工艺技术已日趋完善。为提高蒸氨塔顶混合气体的氨气组分，所采用的方案为降低塔顶混合气体的出气温度；采用蒸氨塔顶混合气体余热与塔顶母液进行充分热交换，提高母液温度，节约加热剂用量，降低热损耗，实现节能创新；为此，本工艺路线需要新增设一台热交换器，但在本文中采用的是一个双壳程的管壳式换热器设备。

2 实 验

2.1 实验材料

气囊、电子天平、量筒、碱式滴定管、酸式滴定管稀盐酸、标准滴定液（0.10 mol/L）、稀硫酸（1：1）、氢氧化钠标准滴定液（0.10 mol/L）、甲基橙指示剂、酚酞指示剂、纯水。

2.2 塔顶出气气体组分测定实验

2.2.1 收集氨气方法

采用气囊收集混合气体，首先将空气囊在电子天平上称取质量为m1 g，装满混合气体的气囊在电子天平上称取质量为

m2 g，在气囊中收集好的氨气经过降温、冷却至10 ℃，打开气囊排气阀进行释放氨气，将释放的氨气采用稀硫酸（1：1）吸收；然后称重含有氨水气囊的质量为m3 g。

2.2.2 混合气体组分测定

在量筒中测定该气囊中氨水的体积为V mL；最后测定出该氨水中游离氨的浓度C1 mol/L和固定氨的浓度C2 mol/L。

2.2.3 混合气体组分计算

2.3 在收集氨气混合气体后经降温冷却至10 ℃时氨水中 对游离氨（NH3）的测定分析

2.3.1 氨水中测定游离氨实验步骤

①在氨水中测定游离氨摩尔浓度的检测原理。

②在氨水中游离氨摩尔浓度检测分析步骤。

第一，氨水中测定游离氨摩尔浓度所需要的试剂及溶液

其一，盐酸标准滴定溶液：CHCl=0.1 000 mol/L；

其二，酚酞指示剂：10 g/L乙醇溶液。称取10g酚酞，溶于乙醇，用乙醇稀释至1 000 mL，无需加水。变色范围：pH在8.3～10.0（无色→红）之间。

第二，在氨水中测定游离氨摩尔浓度的测定分析步骤。

用移液管移取5 mL试验溶液A，置于盛于有15 mL过氧化氢中性溶液和30 mL水的三角瓶子中，摇匀。加入3滴甲基红—亚甲基蓝混合液指示剂，此时溶液呈绿色，，用盐酸标准滴定溶液滴定至暗蓝色为滴定终点。

2.3.2 分析结果的表述

2.3.3 允许差

取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.02%（绝对差值=测量值-标准值，标准值=取平行测定结果的算术平均值）。

3 结果与讨论

3.1 塔顶混合氨气在不同温度下的氨气与水蒸汽的组分

在《纯碱工学》第二版（大连化工研究设计院主编，3003.12）中“蒸氨过程的气液平衡”中列举了NH3-H2O系统在不同温度和压力下的汽-液相平衡数据，[1]如图1所示。

3.2 蒸氨塔顶混合气体与母液的物料及热平衡模拟计算

蒸氨塔、蒸氨波纹冷凝器、预灰桶及其闪发器的物料平衡及热量平衡模拟计算[2]依据如下。

3.2.1 蒸氨母液技术条件

4 结 语

通过母液与塔顶混合氨气的充分热交换，降低了塔顶混合氨气的出气温度，降低了蒸氨波纹冷凝器的运行负荷，提高了进氨压缩机前的氨气纯度，降低了进氨压缩机前的氨气温度，有利于氨压缩机本体的密封保护；加热了母液温度，节约了蒸汽；提高了进主反应釜前氨气流量计的计量精准度，提高了生产过程事前控制的理论目的，有利于掌握在不同比例下氢氧化镁成长细晶的规律性，增大粒径，提高脱水性能，提高产量，实现热能充分回收利用的降本增效举措，为企业的创新收效提供发展模式。

参考文献：

[1] 大连化工研究设计院.纯碱工学（第二版）[M].北京：化学工业出版社， 2003.12，268-273.

[2] 大连化工研究设计院.纯碱工学（第二版）[M]北京：.化学工业出版社， 2003.12，303-307.