[发明专利]氨回收装置及回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及氨的回收装置以及回收方法，利用该装置和该方法，氨与CO₂和H₂S一起从来自气化炉(gasification furnace)的含氨废水中回收，所述气化炉例如利用化石燃料作为原料的煤的气化炉，由此，经纯化的废水可以用作工业用水。

发明背景

来自气化炉，例如来自使用化石燃料作为原料的煤的气化炉的废水含有氨(NH₃)，以及CO₂、H₂S等。因此，通常在大气压下运行氨汽提塔(stripper)来释放包含在废水中的NH₃、CO₂和H₂S，并在氨汽提塔的塔底回收作为工业用水可以重复使用的水。

上述用于从这种废水中回收氨的常规装置的H形式(H form)如图3所示。在图3中，氨汽提塔301在大气压下运行，经由废水供给管302将含氨废水(还含有CO₂和H₂S)导入该氨汽提塔301。

通过压力计303测量，保持氨汽提塔301的压力为大气压，温度通过温度计304测量，保持温度为约90℃。在这种情况下，从含氨废水中释放出NH₃、CO₂、H₂S和水(H₂O)；因此从塔顶305排出NH₃、H₂S和CO₂气体。这些NH₃、H₂S和CO₂气体被用于燃烧。另外，来自氨汽提塔301的塔底306的废水作为工业用水使用。

应当注意NH₃和H₂S气体将发生如下变化：

NH₃→N₂+H₂O

H₂S→SO₂+H₂O

另外，图4示出了另一种用于从废水中回收氨的常规装置。注意这种型式在JP2004-67849A中的第3段中涉及。

在图4中，氨汽提塔401通常在常压(大气压)下运行，经由废水供给管402将含氨废水(还含有CO₂和H₂S)导入到氨汽提塔401。此时，从NaOH供给管407向废水供给管402提供NaOH，从而使得NaOH可以注入到含氨废水中。

通过压力计403测量，保持氨汽提塔401的压力为常压(大气压)，温度通过温度计404测量，保持温度为约90℃。在这种情况下，从包含NaOH的含氨废水中释放出NH₃和水(H₂O)；因此，NH₃和水(H₂O)以氨蒸气(ammonia vapor)产物的形式从塔顶405排出。

由于提供了NaOH，进行如下反应。

NaOH+H₂S→NaSH+H₂O

2NaOH+CO₂→Na₂CO₃+H₂O

结果，NaOH、Na₂CO₃、NaSH和水(H₂O)从塔底406排出，然后被输送以进行污水处理。

然而，上述技术均含有其各自的缺点，如下所述。

图3所示的用于从废水中回收氨的装置具有以下问题。

(1)NH₃和CO₂、H₂S、水(H₂O)等一起从氨汽提塔301的塔顶305排出，并在焚烧炉中燃烧，随后进行烟道气脱硫。这样一来，无法回收氨(NH₃)。

(2)另外，出于有效地释放氨和防止碳酸铵沉淀的目的，需要将氨汽提塔301的出口温度(温度计304)保持于约90℃。这将导致气体中所含的水分(moisture)的量的升高。由此，尽管在脱硫过程中，可以以石膏形式来回收硫，但是会引起如下问题：成本的升高或仅可以回收稀硫酸，这是因为对于作为生产高浓度硫酸(98重量％)的原料气体使用的气体而言，水的分离是不可少的。

此外，图4所示的用于从废水中回收氨的装置具有以下问题。