CN102502703A - 焦炉烟气余热蒸氨方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明焦炉烟气余热蒸氨方法及设备属于蒸氨工艺二次加热方法及其所用装置技术领域；所要解决的技术问题为提供了一种有效利用焦炉烟道气余热，同时降低蒸氨过程中废水排放量的方法及设备；所采用的技术方案为：焦炉烟气余热蒸氨方法，按照以下步骤进行：第一步注水，第二步沉降固体杂质，第三步热交换，第四步汽液分离，将所述第一步至第四步步骤循环反复；焦炉烟气余热蒸氨方法所使用的再沸器，包括上壳体、下壳体、上管板、下管板、循环下降管和多根蒸发管；上管板与上壳体组成汽液分离室，下管板与下壳体组成水沉降室；本发明节省了大量的软水和能源，减少了污水排放量。

Description

焦炉烟气余热蒸氨方法及设备

技术领域

本发明焦炉烟气余热蒸氨方法及设备属于蒸氨工艺二次加热方法及其所用装置技术领域。

背景技术

蒸氨就是利用蒸汽将原料氨水中的氨蒸出，使处理后氨水中的氨含量较低以便于生化装置的运行，同时得到较高浓度的氨汽。蒸氨工艺分为直接蒸氨工艺和间接蒸氨工艺。外来水蒸汽直接与蒸氨塔内下降的废水接触传热叫做直接蒸氨工艺．水蒸气或者其他热介质通过管壁将热量传给蒸氨废水，叫做间接蒸氨工艺。间接蒸氨工艺根据废水被加热的方式又分为蒸汽加热蒸氨废水、煤气管式炉加热蒸氨废水和导热油加热蒸氨废水三种间接蒸氨工艺。由于直接蒸氨工艺简单，虽然增加了蒸氨废水量．但降低了蒸氨废水浓度，废水中污染物总量并没有随蒸氨废水量成比例增加．生化装置的处理负荷只是略有增加。

文献《蒸氨新工艺在首钢京唐工程的应用》（燃料与化工，2008.7，39(4)，33-35）中介绍了现有的三种蒸氨工艺：蒸汽加热蒸氨废水工艺将蒸汽通入再沸器加热蒸氨废水，间接加热蒸氨；煤气管式炉加热废水工艺将废水泵入煤气管式炉通过煤气来加热蒸氨废水，从而间接加热蒸氨；导热油加热蒸氨废水工艺将导热油作为加热蒸氨废水的介质，在再沸器和导热油加热炉之间传递热量，导热油加热炉是通过煤气来加热导热油。以上三种蒸氨工艺中从蒸氨塔排出的蒸氨废水用于加热原料氨水，最后冷却后排出。

煤气管式炉加热蒸氨废水工艺和导热油加热蒸氨废水工艺都是通过煤气加热来间接加热蒸氨废水，会耗费大量的能源。

蒸汽加热废水工艺中，加热再沸器需要使用软水来产生加热蒸汽，需要大量的软水，并且也需要使用煤气来进行汽化，也会耗费大量的能源，同时还需要使用大量的水。同时焦炉中产生的烟道气通常没有经过处理就被排出烟囱，造成了烟道气热量的大量浪费。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，所要解决的技术问题为提供一种有效利用焦炉烟道气余热，同时降低蒸氨过程中废水排放量的方法及设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

焦炉烟气余热蒸氨方法，按照以下步骤进行：

第一步，注水

蒸氨废水从蒸氨塔的蒸氨废水出口经过再沸器的进水口进入再沸器的汽液分离室，蒸氨废水流经循环下降管靠汽液比重差流入再沸器的水沉降室；

第二步，沉降固体杂质

所述蒸氨废水在水沉降室进行沉降，沉降出的固体杂质由水沉降室底部的至少一个排污口排出，沉降后的蒸氨废水进入水沉降室上部的蒸发管；

第三步，热交换

焦炉烟道气从再沸器的烟气进口进入加热室，把热量传递给蒸发管，加热蒸发管内的蒸氨废水，使蒸氨废水部分汽化带走热量，加热室内烟道气的温度降低后，从烟气出口排出，至引风机从烟囱排出；

第四步，汽液分离

所述蒸发管内一部分蒸氨废水汽化为蒸汽，产生的汽液混合物上升进入再沸器的汽液分离室，进行汽液分离；分离后的蒸汽从汽液分离室的蒸汽出口通过管道进入蒸氨塔的蒸汽入口，分离后的蒸氨废水与从进水口进入的蒸氨废水混合后，由循环下降管流入水沉降室；

将所述第一步至第四步步骤循环反复。

焦炉烟气余热蒸氨方法所使用的再沸器，包括上壳体、下壳体、上管板、下管板、循环下降管和多根蒸发管；所述多根蒸发管竖向安装在上管板和下管板之间，所述多根蒸发管的一侧设置有烟气进口，在多根蒸发管的另一侧设置有烟气出口；

上管板与上壳体组成汽液分离室，汽液分离室的顶端设置有多个蒸汽出口，汽液分离室的侧面设置有进水口，汽液分离室的另一侧面中部设置有溢流口； 

下管板与下壳体组成水沉降室，水沉降室的底部设置有至少一个排污口；

在汽液分离室的下部设置有至少一根循环下降管，循环下降管的下端连接水沉降室；

所述蒸汽出口通过管道连接蒸氨塔的蒸汽入口；

所述进水口连接蒸氨塔的蒸氨废水出口；

所述烟气进口连接焦炉的烟道气出口；

所述烟气出口通过引风机与烟囱下部的进烟口相连。

所述蒸发管径向方向平行排列多层翅片。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明利用蒸发管回收烟道气余热，将氨浓度约0.02%的蒸氨塔底蒸氨废水出口流出的蒸氨废水汽化，从而充分利用了蒸氨废水和烟道气余热，既减少了污水排放，又减少了软水使用量。采用本发明节省了每年9.0万-12.0万吨软水，同时污水排放量每年减少9.0万吨-12.0万吨。对于回收烟气热量节约能源折合标煤为每年节约1.8万吨标煤。

2、本发明内部蒸发管和外部循环下降管形成一个冷热水按不同比重运行的封闭式循环系统，利用再沸器的蒸发管和来自焦炉的高温烟道气换热，从而充分利用烟道气的余热。

3、本发明中的蒸氨废水中的部分沉降物在流入水沉降室后沉降，然后将沉降物从底部排污口排除，从而有效减少了污染物的排放量。

4、在煤气管式炉加热蒸氨废水工艺中用到废水泵，增加了动力消耗，而本发明利用液位差对蒸氨废水进行运送，按照运送18t/h蒸氨废水，需要电能2.2kw/h计算，全年能够节电17500kw.h；还有本发明不再使用煤气加热产蒸汽，每10t/h的蒸汽量，可节省1800m³/h的煤气。

5、本发明相对于一般采用Q235A型碳钢为原料制造的煤气管式炉，而采用耐腐蚀材料制造而成，防止再沸器腐蚀，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明焦炉烟气余热蒸氨方法的工艺流程图。

图2为本发明再沸器的结构示意图。

图3为图2的右视图。

图中1为上壳体、2为下壳体、3为上管板、4为下管板、5为循环下降管、6为蒸发管、7为烟气进口、8为烟气出口、9为汽液分离室、10为水沉降室、11为蒸汽出口、12为进水口、13为溢流口、14为排污口、15为引风机、16为进烟口、17为烟囱、18为蒸氨废水出口、19为蒸汽入口、20为蒸氨塔、21为贫富氨水换热器、22为剩余氨水加热器、23为氨水冷凝器、24为浓氨水槽。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，焦炉烟气余热蒸氨方法，按照以下步骤进行：

第一步，注水

蒸氨废水从蒸氨塔的蒸氨废水出口18经过再沸器的进水口12进入再沸器的汽液分离室9，蒸氨废水流经循环下降管5靠汽液比重差流入再沸器的水沉降室10；

第二步，沉降固体杂质

所述蒸氨废水在水沉降室10进行沉降，沉降出的固体杂质由水沉降室10底部的至少一个排污口14排出，沉降后的蒸氨废水进入水沉降室10上部的蒸发管6；

第三步，热交换

焦炉烟道气从再沸器的烟气进口7进入加热室，把热量传递给蒸发管6，加热蒸发管6内的蒸氨废水，使蒸氨废水部分汽化带走热量，加热室内烟道气的温度降低后，从烟气出口8排出，至引风机15从烟囱17排出；

第四步，汽液分离

所述蒸发管6内一部分蒸氨废水汽化为蒸汽，产生的汽液混合物上升进入再沸器的汽液分离室9，进行汽液分离；分离后的蒸汽从汽液分离室的蒸汽出口11通过管道进入蒸氨塔的蒸汽入口19，分离后的蒸氨废水与从进水口12进入的蒸氨废水混合后，由循环下降管5流入水沉降室10；

将所述第一步至第四步步骤循环反复。

焦炉烟气余热蒸氨方法所使用的再沸器，包括上壳体1、下壳体2、上管板3、下管板4、循环下降管5和多根蒸发管6；所述多根蒸发管6竖向安装在上管板3和下管板4之间，所述多根蒸发管6的一侧设置有烟气进口7，在多根蒸发管6的另一侧设置有烟气出口8；

上管板3与上壳体1组成汽液分离室9，汽液分离室9的顶端设置有多个蒸汽出口11，汽液分离室9的侧面设置有进水口12，汽液分离室9的另一侧面中部设置有溢流口13； 

下管板4与下壳体2组成水沉降室10，水沉降室10的底部设置有至少一个排污口14；

在汽液分离室9的下部设置有至少一根循环下降管5，循环下降管5的下端连接水沉降室10；

所述蒸汽出口11通过管道连接蒸氨塔的蒸汽入口19；

所述进水口12连接蒸氨塔的蒸氨废水出口18；

所述烟气进口7连接焦炉的烟道气出口；

所述烟气出口8通过引风机15与烟囱17下部的进烟口16相连。

蒸发管6径向方向平行排列多层翅片。

来自冷鼓工序的剩余氨水出口收集到的剩余氨水接原料氨水过滤器氨水进口，进入原料氨水过滤器，脱除氨水中的焦油等，然后出原料氨水过滤器氨水出口，接贫富氨水换热器21富氨水进口进入贫富氨水换热器21，经贫富氨水换热器21与从贫氨水入口进入溢流废水换热后，溢流废水出贫富氨水换热器21贫氨水出口送入生化处理工序处理，处理后的生化水用于熄焦。而富氨水出贫富氨水换热器21富氨水出口，再接剩余氨水加热器22氨水进口，在剩余氨水加热器22内加热后出剩余氨水加热器22氨水出口，接蒸氨塔20顶氨水进口，进入蒸氨塔20进行蒸氨。

然后在蒸氨塔20底部产生的蒸氨废水从蒸氨塔20的蒸氨废水出口18经过再沸器的进水口12进入再沸器的汽液分离室9，汽液分离室9与进水口12相对的另一侧设置有溢流口13，用于稳定汽液分离室9的液面高度，溢流口13的设置可以省去液位计，用于控制汽液分离室9的液位高度，蒸氨废水流经循环下降管5靠汽液比重差流入再沸器的水沉降室10；

蒸氨废水在水沉降室10进行沉降，沉降出的固体杂质由水沉降室10底部的至少一个排污口14排出，通常排污口14设置2-3个，沉降后的蒸氨废水进入水沉降室10上部的蒸发管6；

焦炉烟道气从再沸器的烟气进口7进入加热室，把热量传递给蒸发管6，加热蒸发管6内沉降过的蒸氨废水，使沉降过的蒸氨废水部分汽化带走热量，加热室内烟道气的温度降低后，从烟气出口8排出，至引风机15从烟囱17排出；

蒸发管6内一部分沉降过的蒸氨废水汽化为蒸汽，产生的汽液混合物上升进入再沸器的汽液分离室9，进行汽液分离；分离后的蒸汽从汽液分离室9的蒸汽出口11通过管道进入蒸氨塔的蒸汽入口19，分离后沉降过的蒸氨废水与从进水口12进入的蒸氨废水混合后，由循环下降管5流入水沉降室10，如此循环反复。分离出的蒸汽出再沸器的蒸汽出口11，从蒸氨塔的蒸汽入口19进入蒸氨塔进行蒸氨。蒸发后蒸氨废水由溢流口13排至贫富氨水换热器21冷却后去生化处理。

蒸氨塔上部蒸汽冷凝分缩器位置形成的冷凝回流液与从蒸氨塔下部来的上升废水蒸汽逆向充分接触，在蒸氨塔上端形成浓氨蒸汽，浓氨蒸汽出蒸氨塔顶部浓氨蒸汽出口，进氨水冷凝器23进口，浓氨蒸汽冷凝后，形成浓度为12-15%的浓氨水出氨水冷凝器23出口，最后进入浓氨水槽24。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.焦炉烟气余热蒸氨方法，其特征在于按照以下步骤进行：

第一步，注水

蒸氨废水从蒸氨塔的蒸氨废水出口（18）经过再沸器的进水口（12）进入再沸器的汽液分离室（9），蒸氨废水流经循环下降管（5）靠汽液比重差流入再沸器的水沉降室（10）；

第二步，沉降固体杂质

所述蒸氨废水在水沉降室（10）进行沉降，沉降出的固体杂质由水沉降室（10）底部的至少一个排污口（14）排出，沉降后的蒸氨废水进入水沉降室（10）上部的蒸发管（6）；

第三步，热交换

焦炉烟道气从再沸器的烟气进口（7）进入加热室，把热量传递给蒸发管（6），加热蒸发管（6）内的蒸氨废水，使蒸氨废水部分汽化带走热量，加热室内烟道气的温度降低后，从烟气出口（8）排出，至引风机（15）从烟囱（17）排出；

第四步，汽液分离

所述蒸发管（6）内一部分蒸氨废水汽化为蒸汽，产生的汽液混合物上升进入再沸器的汽液分离室（9），进行汽液分离；分离后的蒸汽从汽液分离室的蒸汽出口（11）通过管道进入蒸氨塔的蒸汽入口（19），分离后的蒸氨废水与从进水口（12）进入的蒸氨废水混合后，由循环下降管（5）流入水沉降室（10）；

将所述第一步至第四步步骤循环反复。

2.根据权利要求1所述焦炉烟气余热蒸氨方法所使用的再沸器，其特征在于：包括上壳体（1）、下壳体（2）、上管板（3）、下管板（4）、循环下降管（5）和多根蒸发管（6）；所述多根蒸发管（6）竖向安装在上管板（3）和下管板（4）之间，所述多根蒸发管（6）的一侧设置有烟气进口（7），在多根蒸发管（6）的另一侧设置有烟气出口（8）；

上管板（3）与上壳体（1）组成汽液分离室（9），汽液分离室（9）的顶端设置有多个蒸汽出口（11），汽液分离室（9）的侧面设置有进水口（12），汽液分离室（9）的另一侧面中部设置有溢流口（13）； 

下管板（4）与下壳体（2）组成水沉降室（10），水沉降室（10）的底部设置有至少一个排污口（14）；

在汽液分离室（9）的下部设置有至少一根循环下降管（5），循环下降管（5）的下端连接水沉降室（10）；

所述蒸汽出口（11）通过管道连接蒸氨塔的蒸汽入口（19）；

所述进水口（12）连接蒸氨塔的蒸氨废水出口（18）；

所述烟气进口（7）连接焦炉的烟道气出口；

所述烟气出口（8）通过引风机（15）与烟囱（17）下部的进烟口（16）相连。

3.根据权利要求2所述的再沸器，其特征在于：所述蒸发管（6）径向方向平行排列多层翅片。

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