工艺与设备化 工 设 计 通 讯
Technology and Equipment Chemical Engineering Design Communications ·62· 第46卷第2期2020年2月锂电池材料生产过程中会产生含氨废水，随着我国各项工业排放标准的逐渐严格，要使排放废水满足各方面的标准和要求，各锂电池生产单位需对排放废水进行脱氨处理才能
最美的妈妈达标排放。某锂电池生产企业（业主）委托一家环保公司采
心有千千结全诗胳膊上用弗萨姆法，即磷铵吸收脱氨生产氨水法，建立了一套生产
浓氨水装置（一期项目）。该套装置包括磷铵吸收塔、磷铵解吸塔和氨精馏塔及相关辅助设备。磷铵解吸脱氨后经氨精馏塔提浓，该装置操作不稳定，能耗较高，同时整个操作过程自动化水平较低，人工操作量过大。随着含氨废水量的增大，一期装置中磷铵解吸塔无法满足生产需求，业主需新建一套处理量为13t/h 的解吸装置（本项目/本装置）。受业主委托，进行新装置的设计工作，对磷铵解吸工艺进行优化设计。通过计算机模拟，摸索出适宜的操作条件，结合实际生产中的关键数据，对本项目进行优化设计、操作和控制，达到节能，稳定生产的目的。1 磷酸洗氨工艺简介工业中回收氨的工艺主要有硫铵法、水洗氨-氨分解法和弗萨姆无水氨法等。目前硫铵法在我国大中型焦化厂得到广泛应用，缺点是吸收与结晶操作不能分别控制，硫铵结晶质量受到影响，结晶颗粒相对较小，产品只能作为农用化肥销售。水洗氨法简单实用，该法是用水（软水和蒸氨废水）吸收煤气中的氨，得到富氨水，然后将它送去蒸馏，
以制取18%~20%的浓氨水。目前，蒸氨工艺面临着水蒸气单耗大，蒸氨效果差，操作费用高等一系列的问题。弗萨姆法制无水氨具有氨回收率高，自动化程度高，环保等优势，是最先进的氨回收工艺[1]。产品无水氨或浓氨水用途广阔，主要用于制造氮肥和复合肥料，制造硝酸，各种含氮无机盐及有机物中间体等化工产品。1.1 弗萨姆法基本原理弗萨姆法即磷酸吸收法。磷酸水溶液吸收了煤气中的氨，生成的磷铵溶液中主要含有磷酸一铵NH 4H 2PO 4和磷酸二铵（NH 4）2HPO 4。磷酸一铵十分稳定，在130℃以上才能分解，磷酸二铵则较不稳定，达到70℃时即开始放出氨，生成磷酸
敬老活动一铵。弗萨姆工艺即利用一铵和二铵间的互相转化特性，通过低温吸收和高温解吸来实现煤气中氨的吸收和回收[3]，其反应如下：NH 3+NH 4H 2PO 3(NH 4)2HPO 4吸收液是由一铵与二铵两种盐按一定比例混合的水溶液。在较低温度下，吸收液中部分一铵吸收煤气中的氨，生成二铵。吸氨后溶液（富液）受热时，部分二铵解吸出所吸收的氨，而还原成一铵。解吸后溶液（贫液）可以循环使用。解吸出的氨，又经过加压精馏，制成无水氨产品或浓氨水。1.2 磷酸二铵解吸工艺磷酸二铵解吸工艺是以含磷酸二铵、少量磷酸一铵、氨为原料，利用高温和气提方式使含氨富液分解，达到释放氨，回收贫液为目的。本工艺为借鉴已有的磷铵-氨吸收解吸工业技术、并在进行大量生产数据采集、分析基础上，优化发展起来的生产浓氨水工艺。2 磷酸二铵解吸工艺本项目工艺是磷酸二铵富液解吸提浓分离过程，主要包括磷铵解吸塔及其配套设备。来自上游的含有磷酸二铵的富液首先通过进料换热器进入磷铵解吸塔，经解吸脱氨并提浓后，塔顶采出20%的氨水，塔底磷酸二铵贫液回吸收塔继续使用。
2.1 工艺概述磷酸二铵解吸生产浓氨水的工艺流程图见图1。来自界区外的含有磷酸二铵原料液经过进料泵加压到1MPa ，进入进料换热器。对原料液进行换热升温的物料为塔底分解后的磷酸一铵贫液（压力约为0.95MPa ，温度约178℃）。经进料换热器后，原料液温度升高至119.6℃，进入解吸脱氨塔，操作压力
约为0.9MPa 。解吸脱氨塔分为两部分，进料口以下为反应解吸部分，进料口以上为氨水提浓部分。磷铵解吸塔为填料塔，反应段为3摘 要：对磷酸二铵解吸生产20%浓氨水工艺进行了研究，结合实际项目中存在的问题对工艺进行了优化改进，达到生产合格产品和降低能耗的目的。本工艺是在弗萨姆法制无水氨工艺的基础上，采用解吸反应段和氨水提浓段两段式解吸塔，生产20%浓氨水。根据模拟分析和实际生产数据，磷酸二铵解吸塔的操作压力为0.9MPa ，操作温度为168~178℃，塔顶回流比为0.2~0.3。通过对工艺的优化改进，简化了操作，磷酸二铵解吸塔基本维持在0.9~0.95MPa 下操作，整个装置平稳运行，生产的20%浓氨水产品满足业主要求。装置能耗较低，每处理1t 磷酸二铵富液消耗约0.1t 1MPa 的蒸汽。
关键词：磷酸二铵；解吸塔；氨水
中图分类号：TQ522.52 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2020）02–0062–03
Optimization of Deammonia Phosphate Production
Process for Concentrated Ammonia
Dong Liu-tao
Abstract ：In this paper ，the process of producing 20% concentrated ammonia water by desorption of diammonium phosphate is studied ，and the process is optimized and improved bad on the problems existing in the actual project to achieve the purpo of producing quali fied products and reducing energy consumption.This process is bad on the Foussam process for producing anhydrous ammonia ，and us a two-stage desorption tower with a desorption reaction ction and an ammonia water concentration ction to produce 20% concentrated ammonia water.According to simulation analysis and actual production data ，the operating pressure of the diammonium phosphate desorption tower is 0.9MPa ，the operating temperature is 168-178℃，and the re flux ratio at the top of the tower is 0.2-0.3，which is more suitable.Through the optimization and improvement of the process ，the operation was simplified.The diammonium phosphate desorption tower was basically maintained at 0.9 to 0.95MPa ，and the entire system was running smoothly.The 20% concentrated ammonia aquatic product produced met the requirements of the owner.The device has low energy consumption ，and consumes about 0.1t 1MPa of steam per 1t of diammonium phosphate rich solution.
Key words ：diammonium phosphate ；desorption tower ；ammonia
磷酸二铵解吸生产浓氨水工艺优化
蝴蝶品种
董留涛
（中国纺织科学研究院有限公司，北京 100025）
言犹在耳收稿日期：2020–01–09作者简介： 董留涛（1983—），男，河南商丘人，工程师，主要从事化工工程设计工作。北京茶馆
>描写喷泉的句子
