用于光伏废气的氨提取设备及其工作方法与流程

本发明涉及光伏废气回收，尤其涉及用于光伏废气的氨提取设备及其工作方法。

背景技术：

1、光伏太阳能生产过程中会产生大量的硅烷、氨、氢、氮的废气，由于氨气对环境和人体健康均有害，通常会对废气进行回收处理以提取废气中的氨，以达到保护环境的目的，同时通过回收利用氨也可降低生产成本。

2、目前在处理废气时，将废气导入燃烧室内，废气中的硅烷与输入的压缩空气和氮气接触而自燃或发生氧化反应，反应后生成大量的二氧化硅粉尘，废气除去硅烷而得到的燃烧后废气穿过填料层再进入喷淋室，以使燃烧后废气中的氨与水接触而形成氨水，燃烧后废气除去氨而得到的净化后废气由抽风机排入排放于外界。在实际运行中发现，净化后废气中仍存少量二氧化硅粉尘，这就说明燃烧后废气掺杂有二氧化硅粉尘。在燃烧后废气在穿过填料层时，与燃烧后废气一同流动的二氧化硅粉尘会附着于填料层，长期下来，会出现填料层堵塞的情况，进而影响抽风机抽风。为确保设备能够正常工作，通常需要定时清洗或更换填料，操作繁琐，并且在清洗或更换填料时，要求整个设备停机处理，这就使得处理进度受到影响，废气处理效率比较低。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题和达到本发明的至少一个优势，本发明提供用于光伏废气的氨提取设备，用于处理光伏太阳能生产过程中产生出的废气以获得液氨和含有硅烷、氢及氮的混合气，所述用于光伏废气的氨提取设备包括：

2、换热器，所述换热器具有第一进料口和第一出料口，废气通过所述第一进料口导入所述换热器并于所述换热器内换热而转化成混合气和掺有液态硅烷、氢及氮的液氨，所述第一出料口用于排出混合气和掺有液态硅烷、氢及氮的液氨；

3、低温精馏装置，所述低温精馏装置包括：

4、精馏塔，所述精馏塔具有导入口，所述第一出料口通过管线与所述导入口连通，由所述第一出料口排出的混合气和掺有液态硅烷、氢及氮的液氨从所述导入口导入所述精馏塔，所述精馏塔的顶端形成排气口和回液口，所述精馏塔的底端形成产品出口；

5、再沸器，所述再沸器被安装于所述精馏塔，所述再沸器被设置能够蒸发通过所述导入口的掺有液态硅烷、氢及氮的液氨以将其转化为掺氨混合气和液氨，所述精馏塔内的掺氨混合气与所述精馏塔内的混合气混合形成的轻组分从所述排气口排出；

6、冷凝器，所述冷凝器具有进气口、排液口和出气口，所述进气口通过管线与所述排气口连通，由所述排气口排出的轻组分从所述进气口导入所述冷凝器，所述冷凝器被设置能够冷凝轻组分以得到液氨和混合气，所述排液口用于排放液氨，所述出气口用于排放混合气，所述回液口通过管线与所述排液口连通，由所述排液口排出的液氨从所述回液口进入所述精馏塔，所述产品出口用于排出所述精馏塔内的液氨。

7、根据本发明一实施例，所述再沸器具有第二进料口和第二出料口，所述第二进料口用于向所述再沸器导入废气，所述再沸器被设置能够将由所述第二进料口导入的废气与通过所述导入口的掺有液态硅烷、氢及氮的液氨换热，所述第二出料口用于排出废气经换热降温而得到的冷废气。

8、根据本发明一实施例，所述第二出料口通过管线与所述换热器连通，由所述第二出料口排出的冷废气导入所述换热器以于所述换热器内再次换热降温，冷废气换热降温而得到的混合气和掺有液态硅烷、氢及氮的液氨从所述第一出料口排出。

9、根据本发明一实施例，所述换热器具有第一进口和第一出口，所述第一进口用于向所述换热器导入具有预定冷量的冷媒，所述换热器被设置能够将由所述第一进料口导入的废气及由所述第二出料口排出的冷废气与由所述第一进口导入的具有预定冷量的冷媒换热，所述第一出口用于排出换热而吸收热量的冷媒。

10、根据本发明一实施例，所述换热器还具有第二进口和第二出口，所述第二进口通过管线与所述出气口连通，由所述出气口排出的混合气从所述第二进口进入所述换热器，所述换热器被设置能够将由所述第一进料口导入的废气及由所述第二出料口排出的冷废气与由所述第二进口导入的混合气换热，所述第二出口用于将换热而降温的混合气排放至外界。

11、根据本发明一实施例，所述冷凝器具有第三进口和第三出口，所述第三进口用于向所述冷凝器导入具有预定冷量的冷媒，所述冷凝器被设置能够将由所述进气口导入的轻组分与由所述第三进口导入的具有预定冷量的冷媒换热，所述第三出口用于排出换热而吸收热量的冷媒。

12、根据本发明一实施例，所述用于光伏废气的氨提取设备还包括冷冻机，所述冷冻机具有第四进口和第四出口，所述第一出口和所述第三出口均通过管线与所述第四进口连通，由所述第一出口和所述第三出口排出的换热而吸收热量的冷媒均从所述第四进口进入所述冷冻机，所述冷冻机被设置能够将换热而吸收热量的冷媒转化为具有预定冷量的冷媒，所述第四出口用于排出具有预定冷量的冷媒，所述第四出口通过管线与所述第一进口和所述第三进口连通，由所述第四出口排出的具有预定冷量的冷媒部分从所述第一进口导入所述换热器，而部分从所述第三进口导入所述冷凝器。

13、根据本发明一实施例，所述用于光伏废气的氨提取设备还包括增压风机，连接所述第二进料口的管线与连接所述第一进料口的管线汇总至一总管线且对应的总管线上安装有所述增压风机，所述增压风机用于对废气进行增压并引导废气导入所述换热器和所述再沸器。

14、根据本发明一实施例，所述用于光伏废气的氨提取设备还包括产品储罐，所述产品储罐具有产品进口，所述产品进口通过管线与所述产品出口连通，由所述产品出口排出的液氮从所述产品进口导入所述产品储罐，所述产品储罐用于存储液氮。

15、为解决上述技术问题和达到本发明的至少一个优势，本发明提供用于光伏废气的氨提取设备的工作方法，所述用于光伏废气的氨提取设备的工作方法包括如下步骤：

16、废气从所述第一进料口进入所述换热器并于所述换热器内换热而转化为混合气和掺有液态硅烷、氢及氮的液氨，混合气和掺有液态硅烷、氢及氮的液氨由所述第一出料口排出并通过所述导入口进入所述精馏塔；

17、安装于所述精馏塔的所述再沸器对掺有液态硅烷、氢及氮的液氨进行蒸发，以使掺有液态硅烷、氢及氮的液氨受热转化为掺氨混合气和液氨，掺氨混合气和所述精馏塔内的混合气混合形成的轻组分从所述排气口排出并通过所述进气口导入所述冷凝器；

18、轻组分中的氨气在所述冷凝器内冷凝成液氮，液氨从所述排液口排出并通过所述回液口进入所述精馏塔，同时轻组分冷凝而获得的混合气通过所述出气口排出。

19、本发明的用于光伏废气的氨提取设备，与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

20、1、利用沸点差先后对废气及废气换热后产物进行回收处理，以充分回收废气中的氨并提纯，从而获得高纯度液氮产品，相比现有的处理方式，处理后产物不会影响处理进度，操作便捷且处理高效。

21、2、在蒸发掺有液态硅烷、氢及氮的液氨时，将废气作为热源，以充分利用废气的热量，无需引入其他能源，节能环保。

22、3、部分废气在导入所述换热器前在所述再沸器内换热而降温并于所述换热器内再次换热而降温，以通过两次降温的方式，使得在所述换热器内换热所需的冷量减少，进而节省能耗。

23、4、在所述用于光伏废气的氨提取设备的运行初期，可利用冷媒作为废气及冷废气换热的冷源，在运行后期，可利用冷媒和轻组分冷凝后产生的混合气作为废气及冷废气换热的冷源，以对废气处理后产物的冷量进行充分利用，进而节省能源，降低处理成本。