低共熔溶劑回收弛放氣中NH3工藝的模擬計算

鄧東順,方 浩,鄭春耀

(浙江工業大學 化學工程學院,浙江 杭州 310014)

氨氣(NH3)是大噸位的基礎化工產品,被廣泛用于各種化肥的制造。作為在分子結構中引入氮元素的起始原料,NH3被廣泛應用于化學纖維、塑料橡膠和制藥等工業中。糧食增產對化肥的需求和化工行業的拓展促使了合成氨工業的快速發展。NH3的合成和使用環節都要涉及到含NH3弛放氣和尾氣的排放問題。如果將合成氨弛放氣直接排入大氣,不僅會損失有價值的氨資源,而且會帶來嚴重的環境問題。氨在大氣中被氧化生成NOx,NOx溶于雨水形成酸雨污染水循環系統;另外,NH3會與酸性的NOx和SOx形成無機鹽,經復雜的物理和化學過程實現顆粒化,成為霧霾和PM2.5的污染源,最終影響工農業生產和人類的生存環境。因此,對弛放氣中NH3進行吸收并回收一直受到科技工作者的廣泛關注[1-3]。目前,弛放氣中NH3的處理工藝主要有低溫回收法和酸水吸收法。低溫回收法利用節流膨脹原理降低弛放氣的溫度,從而達到分離回收氨的目的,然而該法存在NH3回收不完全的缺點,處理后的尾氣中仍有1%～2%的NH3殘留[4-5]。酸水吸收法則是利用NH3在水中具有極大的溶解度的特點,采用酸水洗滌含NH3廢氣,使其溶于水中以達到吸收的目的,然而該法耗水量巨大,并且產生大量低價值的稀氨水,提濃過程耗能高。因此,開發出高效、低能耗的NH3回收新工藝,減少弛放氣污染物的排放具有良好的經濟價值和環境效益[6]。

離子液體(ILs)是近二十年……