CN102336415B - 管式炉负压蒸氨工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于处理焦化剩余氨水的管式炉负压蒸氨工艺，剩余氨水进入运用真空系统的真空泵对塔顶抽负压或运用文丘里喷射器对塔顶的氨气进行冷却的蒸氨塔内，在负压状态下使剩余氨水中的氨挥发，蒸氨所需的热源由管式炉循环加热蒸氨塔塔底的蒸氨废水提供。本发明工艺不仅在的节能和减排两方面取得了的突破，降低了日常运行成本；同时该工艺的负压低温运行状态决定了主体设备的材质要求不高，降低了前期设备投资成本。
Description
技术领域
本发明属于焦化行业剩余氨水的处理工艺，具体涉及一种管式炉负压蒸氨工艺。
背景技术
目前，国内采用大都是直接蒸汽法蒸氨工艺，直接蒸汽法是最传统同时也是最成熟的富氨水蒸馏工艺。但是通过多年的生产实践，直接蒸汽法蒸氨工艺普遍暴露了二个问题：一是蒸氨的蒸汽消耗大，通常焦化生产过程中蒸氨的蒸汽消耗量占整个焦化生产蒸汽耗量的相当大部分；二是直接蒸汽法蒸氨工艺热源来自直接蒸汽，这就大大的增加了生化要处理的废水量。这两方面都增加了企业的生产成本，同时也不符合国家的节能减排政策，给环境带来了一定的负面影响。
近年来，随着科技的发展和国家对环境的重视，剩余氨水的蒸馏也出现了一些较先进的工艺，如管式炉法蒸氨工艺和导热油法蒸氨工艺。
中国专利CN102086038A于2011年06月08日公开了一种新型蒸氨工艺，涉及蒸氨工艺中管式炉加热和直接蒸汽加热的结合使用以及直接加碱强化蒸氨效果的方法，以焦化生产中富余焦炉煤气，钢铁厂高炉煤气，以及其他可利用可燃性气体为燃料，采用管式炉加热塔底循环废氨水到一定温度进入蒸氨塔，替代或部分替代直接蒸汽，为加碱反应的塔顶氨水蒸馏提供热源；塔内根据废水中固定铵盐含量直接加入定量碱反应后，塔顶氨水中的固定铵盐得到分解，同其中的游离氨一起得到分离，在塔顶冷凝后获得浓氨水，经过净化后的废氨水一部分用泵抽提至管式炉内加热循环，另一部分则送废水生化处理站。
管式炉法蒸氨工艺和导热油法蒸氨工艺都不再利用直接蒸汽提供热源，大大减少了蒸氨工艺产生的废水量。但是热源要用煤气加热来提供，能量并没有得到大幅度的节省。
发明内容
本发明所要解决的问题在于通过对传统蒸氨工艺的改进和发展，提供一种能耗低、废水排放量小、设备腐蚀小、运行成本低的用于处理焦化剩余氨水的管式炉负压蒸氨工艺。
本发明为了解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种用于处理焦化剩余氨水的管式炉负压蒸氨工艺，剩余氨水进入运用真空系统的真空泵对塔顶抽负压或运用文丘里喷射器对塔顶的氨气进行冷却的蒸氨塔内，在负压状态下使剩余氨水中的氨挥发，蒸氨所需的热源由管式炉循环加热蒸氨塔塔底的蒸氨废水提供。
优选地，本发明上述管式炉负压蒸氨工艺中，运用真空系统的真空泵对蒸案塔塔顶抽负压，蒸氨塔塔内的压力为-25kPa～-80kPa，温度为55℃～90℃。
优选地，本发明上述管式炉负压蒸氨工艺中，运用文丘里喷射器对塔顶的氨气进行冷却，氨气冷凝冷却器设置于喷射器之后，蒸氨塔塔内的压力为-20kPa～-55kPa，温度为65℃～98℃。
优选地，本发明上述管式炉负压蒸氨工艺中，蒸氨废水在管式炉炉管内处于液态，加热温度为70℃～95℃，进入蒸氨塔内在负压状态下发生闪蒸，产生蒸汽，为蒸氨过程提供热源。
优选地，本发明上述管式炉负压蒸氨工艺中，所述管式炉炉管立式布置，蒸氨塔塔盘使用中国专利CN201120049711.X公开的新型高效抗堵塔盘。
相对于现有技术，本发明运用抽真空系统或者文丘里喷射器两种方案使蒸氨塔塔内处于负压状态，蒸氨所需的热源由管式炉循环加热蒸氨塔塔底的蒸氨废水来提供，不需要外来蒸汽。运用文丘里喷射器对塔顶的氨气进行冷却的方案中，取消氨分缩器的设置，并且氨气冷凝冷却器设置于喷射器之后。本发明工艺由于系统操作压力为负压，蒸氨塔内的操作温度降低，废氨水经过管式炉加热后进塔的温度也降低，减少了由于废氨水部分汽化造成的炉管及外接管道的震动，延长管式炉炉管及外接管道的寿命。
相对于传统蒸氨工艺，本发明所采用的管式炉提供热源的负压蒸馏工艺具有工艺先进、运行成本低、环保效果好等优点。传统蒸氨工艺多是在常压状态下以外来蒸汽作为蒸氨介质，本发明以管式炉循环加热塔底废水提供热源给负压蒸氨塔。由于蒸氨塔处于负压状态，剩余氨水中的氨在较低温度下就能挥发，从而管式炉加热塔底废水所需的煤气将大大减少，节能30-35％；由于在较低温度下运行，设备的腐蚀较传统工艺要小的多；取消了直接蒸汽，废水排放量减少20％，减轻了生化处理装置的运行负荷，具有明显的环保效果。
附图说明
图1为本发明管式炉负压蒸氨工艺流程图(真空系统)。
图中符号：1-剩余氨水槽；2-原料氨水泵；3-换热器；4-冷却器；5-蒸氨塔；6-分缩器；7-碱液高置槽；8-废氨水循环泵；9-管式炉；10-冷凝冷却器；11-浓氨水槽；12-真空系统；13-浓氨水泵。
图2为本发明管式炉负压蒸氨工艺流程图(文丘里喷射器)。
图中符号：1-剩余氨水槽；2-原料氨水泵；3-换热器；4-冷却器；5-蒸氨塔；6-文丘里喷射器；7-碱液高置槽；8-废氨水循环泵；9-管式炉；10-冷凝冷却器；11-浓氨水槽；12-真空系统；13-浓氨水泵：14浓氨水回流泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明优选实施例提供的用于处理焦化剩余氨水的管式炉负压蒸氨工艺中，剩余氨水在剩余氨水槽1内静止与焦油分离后，由原料氨水泵2加压，与塔底蒸氨废水经换热器3换热后进入蒸氨塔5塔顶，同时来自高置碱液槽7的NaOH稀溶液也进入蒸氨塔塔顶，与剩余氨水充分混合。塔底的蒸氨废水部分经换热器3换热和冷却器4冷却后进入生化工序，另一部分则经废氨水循环泵8加压输送至管式炉9(其炉管立式布置)循环加热到70℃～95℃后进入蒸氨塔5塔底部分闪蒸，产生的蒸汽与自上而下的剩余氨水在塔盘(中国专利CN201120049711.X公开的新型高效抗堵塔盘)表面充分接触，剩余氨水中的氨气被解析出来，氨气经分缩器6和冷凝冷却器10部分冷凝冷却成浓氨水进入浓氨水槽11，再经浓氨水泵13输送至下一工序。在真空系统12作用下蒸氨塔5塔内始终保持在-25kPa～-80kPa的负压状态。
如图2所示，本发明另一优选实施例提供的用于处理焦化剩余氨水的管式炉负压蒸氨工艺中，剩余氨水在剩余氨水槽1内静止与焦油分离后，由原料氨水泵2加压，与塔底蒸氨废水经换热器3换热后进入蒸氨塔5塔顶，同时来自高置碱液槽7的NaOH稀溶液也进入蒸氨塔塔顶，与剩余氨水充分混合。塔底的蒸氨废水部分经换热器3换热和冷却器4冷却后进入生化工序，另一部分则经废氨水循环泵8加压输送至管式炉9(其炉管立式布置)循环加热到70℃～95℃后进入蒸氨塔5塔底部分闪蒸，产生的蒸汽与自上而下的剩余氨水在塔盘(中国专利CN201120049711.X公开的新型高效抗堵塔盘)表面充分接触，剩余氨水中的氨气被解析出来，塔顶氨气进入文丑里喷射器6与浓氨水回流泵13送来的弄氨水混合完全，混合气体进入冷凝冷却器10冷凝冷却成浓氨水进入浓氨水槽11，再经浓氨水泵12输送至下一工序。在文丘里喷射器6作用下蒸氨塔5塔内始终保持在-20kPa～-55kPa的负压状态。
用于处理焦化剩余氨水的传统蒸氨工艺和本发明蒸氨工艺的主要技术指标对比如表1所示，传统蒸氨工艺多是在常压状态下以外来蒸汽作为蒸氨介质，本发明以管式炉循环加热塔底废水提供热源给负压蒸氨塔。由于蒸氨塔处于负压状态，剩余氨水中的氨在较低温度下(70～95℃)就能挥发，从而管式炉加热塔底废水所需的煤气将大大减少，节能(耗电量)30-35％；由于在较低温度下(70～95℃)运行，设备的腐蚀较传统工艺要小的多；取消了直接蒸汽(蒸汽耗量为0)，废水排放量减少20％，减轻了生化处理装置的运行负荷，具有明显的环保效果。
表1.传统工艺和本发明工艺的主要技术指标对比
| 序号 | 项目 | 单位 | 传统工艺和设备 | 本发明工艺和设备 |
| 1 | 原料氨水量 | m3/h | 80 | 80 |
| 2 | 产生废水量 | m3/h | 92-96 | 78.5-79.5 |
| 3 | 废水氨含量 | mg/L | ～200 | ＜50 |
| 4 | 塔内压力 | kPa | 40～50 | -20～-80 |
| 5 | 塔内温度 | ℃ | 105～120 | 70～95 |
| 6 | 蒸汽耗量 | t/h | 0.15～0.21 | 0 |
| 7 | 煤气耗量 | m3/h | 1500～2000 | 1000～1500 |
| 8 | 电耗量 | KW/h | 35～50 | 100～200 |
Claims (2)
1.一种用于处理焦化剩余氨水的管式炉负压蒸氨工艺，其特征是，剩余氨水进入运用文丘里喷射器对塔顶的氨气进行冷却的蒸氨塔内，在负压状态下使剩余氨水中的氨挥发，蒸氨所需的热源由管式炉循环加热蒸氨塔塔底的蒸氨废水提供，其中：运用文丘里喷射器对塔顶的氨气进行冷却，氨气冷凝冷却器设置于喷射器之后，蒸氨塔塔内的压力为-20kPa～-55kPa，温度为65℃～98℃。
2.根据权利要求1所述的管式炉负压蒸氨工艺，其特征是，蒸氨废水在管式炉炉管内处于液态，加热温度为70℃～95℃，进入蒸氨塔内在负压状态下发生闪蒸，产生蒸汽，为蒸氨过程提供热源。
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