CN102225819A - 一种酸性水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种酸性水处理方法，其特征在于先在氮气汽提塔下将H2S和CO2的分离，然后将塔釜液送往蒸汽汽提塔汽提出NH3。较好的，为了解决氮气的用量，H2S和CO2的分离还可以采用先闪蒸后氮气汽提的方法。与现有技术相比，本发明采用的分步汽提法脱除酸性水中的H2S、CO2及氨，避免了H2S、CO2、NH3在汽提塔顶系统中同时存在，有效解决了铵盐结晶堵塞管道和腐蚀设备问题，延长了变换装置稳定运行的周期，同时减轻了硫回收装置的处理难度，有利于硫回收装置的长期稳定运行。

Description

一种酸性水处理方法
技术领域
本发明涉及到煤化工领域制氢装置中所产生的酸性水处理方法。
背景技术
采用水煤浆、干煤粉、碎煤气化技术生产氢气、甲醇的过程中，一氧化碳变换装置的工艺冷凝液中含有大量的NH3、H2S和CO2，又称酸性水。目前在煤化工领域酸性水对处理方法主要是采用汽提法，即在汽提塔内将溶于水中的NH3、H2S、CO2用蒸汽汽提的方法解析出来。从汽提塔塔顶气提出的富含NH3、H2S、CO2的酸性气体，通常经过冷凝后送火炬燃烧或者送入硫回收装置。由于这些酸性气体在低于一定温度时会出现硫胺、碳铵的结晶物，所以汽提塔塔顶温度通常控制在90℃以上。而在汽提塔塔底得到含有微量NH3、H2S、CO2的塔釜液。塔釜液大部分送往气化装置回收利用，少量送污水处理厂。
现有的酸性水汽提处理方法在汽提塔塔顶汽提出的气体中同时含有大量的NH3、H2S、CO2，在后续的冷凝过程中，很容易发生碳铵、硫铵结晶，所产生的结晶物会堵塞管道和冷凝器，严重影响变换装置的长周期运行，同时塔顶NH3、H2S、CO2介质的富集增加也了塔顶换热器、回流罐、回流泵的腐蚀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种优化了的酸性水处理方法，其能够将NH3、H2S、CO2分步从酸性水中汽提出来，有效防止了汽提出的酸性气在随后的冷凝系统中产生结晶，避免管道和冷凝器的堵塞，从而解决了系统的腐蚀问题，达到装置长周期稳定运行的目的。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该酸性水处理方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)、H2S和CO2的分离：
将压力10-80barg、温度为40～160℃的酸性水从氮气汽提塔的顶部送入，氮气从氮气汽提塔的底部进入，控制氮气汽提塔的压力为4～6barg，氮气的流量为4.4～6.7Nm3每m3酸性水；氮气与所述的塔釜液逆流接触，在氮气汽提塔塔顶得到富含H2S和CO2的气相，将富含H2S和CO2的气相送往硫回收装置，塔底冷凝液送入下述蒸汽汽提塔；
(2)NH3的汽提：
所述的塔底冷凝液从蒸汽汽提塔的顶部进入，与从蒸汽汽提塔底部进入的低压蒸汽逆向接触；蒸汽汽提塔操作压力在2～4barg，蒸汽流量为0.35～0.46吨每1吨酸性水；将蒸汽汽提塔塔顶得到的气相冷却后送入汽提塔分离器进行分离，分离出的气相进入氨水分离器被锅炉水洗涤后得到氨水；经分离器分离得到的液相返回到蒸汽汽提塔塔顶作为回流；蒸汽汽提塔的塔釜液送往气化或污水处理装置。
上述工艺中，步骤(1)中氮气用量较多，为了减少氮气用量，上述方案中步骤(1)中H2S和CO2的分离可以分为两步：
(1)将压力为10-80barg、温度为40～160℃的酸性水首先送入闪蒸塔进行闪蒸，闪蒸出部分H2S和CO2，控制闪蒸塔的压力为5～10barg，将闪蒸塔塔顶得到的气相送往硫回收装置，塔釜液送入下述氮气汽提塔；
(2)闪蒸后的塔釜液从氮气汽提塔的顶部进入，氮气从氮气汽提塔的底部进入，控制氮气汽提塔的压力为4～6barg，氮气的流量为4.0～6.5Nm3每1m3酸性水；氮气与所述的塔釜液逆流接触，在氮气汽提塔塔顶得到富含H2S和CO2的气相，将富含H2S和CO2的气相送往硫回收装置，塔底冷凝液送入下述蒸汽汽提塔。
该方案与上一个方案比较，氮气的用量可节约5～10％，降低了H2S和CO2的汽提成本。
作为进一步改进，所述的闪蒸塔和所述的氮气汽提塔可以叠合在同一个塔中，该塔的上部为闪蒸塔，下部为氮气汽提塔。
与现有技术相比，本发明采用氮气气体和低压蒸汽汽提分步脱除酸性水中的H2S、CO2及氨，避免了H2S、CO2、NH3在汽提塔顶系统中同时存在，有效解决了铵盐结晶堵塞管道和腐蚀设备问题，延长了变换装置稳定运行的周期；有效的回收了气化装置产生的氨，并副产氨水，达到变废为宝的效果，实现了国家大力提倡的循环经济。同时也有效保证了去硫回收装置的酸性气中只含有H2S、CO2等介质，不含NH3，不仅避免了酸性气管道的结晶堵塞，而且降低了硫回收装置在制硫炉及烧嘴的设备选型、安全操作方面的难度，减少了投资，同时减轻了硫回收装置的处理难度，有利于硫回收装置的长期稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，该酸性水处理方法包括下述步骤：
从变换工序气液分离器来的工艺冷凝液即酸性水295吨，约310m3，其压力为55barg、温度95～100℃，首先进入闪蒸塔1闪蒸，控制闪蒸塔的压力为8barg。汽提出部分H2S和CO2。将闪蒸塔塔顶得到的气相送往硫回收装置，塔釜液送入下述氮气汽提塔。
闪蒸后的塔釜液从氮气汽提塔2的顶部进入，氮气从氮气汽提塔2的底部进入，控制氮气汽提塔的压力为5barg，氮气的流量为1800Nm3；氮气在氮气汽提塔内与塔釜液逆流接触，在氮气汽提塔塔顶得到富含H2S和CO2的气相，将富含H2S和CO2的气相送往硫回收装置，塔底冷凝液送入下述蒸汽汽提塔。
本实施例中，闪蒸塔和氮气汽提塔叠合在同一个塔中，其中该塔的上部为闪蒸塔，下部为氮气汽提塔。
将上述塔底冷凝液从蒸汽汽提塔3的顶部进入，进入蒸汽汽提塔的塔底冷凝液约有294吨，与从蒸汽汽提塔底部进入的低压蒸汽逆向接触；蒸汽量为110吨，控制蒸汽汽提塔操作压力为3barg；塔顶物料经换热冷却冷凝后在汽提塔分离器进行气液分离，气相送往氨水分离器，液相回流至蒸汽汽提塔塔顶作为回流液。将汽提塔分离器得到的气相进一步冷却至40℃后送入氨水分离器4被锅炉水洗涤后得到氨水。本实施例进行了两次洗涤，以使氨水的分离更彻底。经氨水分离器4分离得到的液相返回到蒸汽汽提塔塔顶作为回流；蒸汽汽提塔的塔釜液送往气化或污水处理装置。

Claims (3)

1.一种酸性水处理方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)、H2S和CO2的分离：
将压力为10-80barg、温度为40～160℃的酸性水从氮气汽提塔的顶部送入，氮气从氮气汽提塔的底部进入，控制氮气汽提塔的压力为4～6barg，氮气的流量为4.4～6.7Nm3每处理1m3酸性水；氮气与酸性水逆流接触，在氮气汽提塔塔顶得到富含H2S和CO2的气相，将富含H2S和CO2的气相送往硫回收装置，塔底冷凝液送入下述蒸汽汽提塔；
(2)NH3的汽提：
所述的塔底冷凝液从蒸汽汽提塔的顶部进入，与从蒸汽汽提塔底部进入的低压蒸汽逆向接触；蒸汽汽提塔操作压力在2～4barg，蒸汽流量为每处理1吨酸性水0.35～0.46吨；塔顶物进入蒸汽汽提塔顶部的汽提塔分离器进行分离，分离出的气相送入氨水分离器被锅炉水洗涤后得到氨水；经氨水分离器分离得到的液相返回到蒸汽汽提塔塔顶作为回流；蒸汽汽提塔的塔釜液送往气化或污水处理装置。
2.根据权利要求1所述的酸性水处理方法，其特征在于所述步骤(1)中H2S和CO2的分离分为两步：
(1)将压力为10-80barg、温度为40～160℃的酸性水首先送入闪蒸塔进行闪蒸，闪蒸出部分H2S和CO2，控制闪蒸塔的压力为5～10barg，将闪蒸塔塔顶得到的气相送往硫回收装置，塔釜液送入下述氮气汽提塔；
(2)闪蒸后的塔釜液从氮气汽提塔的顶部进入，氮气从氮气汽提塔的底部进入，控制氮气汽提塔的压力为4～6barg，氮气的流量为4.0～6.5Nm3每处理1m3酸性水；氮气与所述的塔釜液逆流接触，在氮气汽提塔塔顶得到富含H2S和CO2的气相，将富含H2S和CO2的气相送往硫回收装置，塔底冷凝液送入下述蒸汽汽提塔。
3.根据权利要求2所述的酸性水处理方法，其特征在于所述的闪蒸塔和所述的氮气汽提塔叠合在同一个塔中，该塔的上部为闪蒸塔，下部为氮气汽提塔。
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