CN103159376A - 利用焦化循环氨水余热处理剩余氨水的负压蒸氨工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用焦化循环氨水余热处理剩余氨水负压蒸氨工艺方法，将用氨水冷却荒煤气所产生的剩余氨水输入到负压蒸氨塔内，通过热交换器将循环氨水余热输送到负压蒸氨内，剩余氨水与循环氨水余热气流在负压下进行气液接触传递，剩余氨水中的氨汽化变成氨气从氨气出口进入分缩器逸出，而负压蒸氨塔塔内已除氨的剩余氨水除少部份为循环氨水用于补充氨水冷却外，大部份已除氨的剩余氨水成为蒸氨废水，蒸氨废水经酚氰生化处理系统处理后向外排出。本发明不需要使用蒸汽，不仅节省了蒸汽，降低了能耗，而且减少了蒸氨废水量，降低了酚氰生化处理负载，提高了处理效率，降低了处理成本。

Description

利用焦化循环氨水余热处理剩余氨水的负压蒸氨工艺方法
技术领域
 本发明涉及负压精馏蒸氨工艺，尤其是涉及一种利用焦化循环氨水余热处理剩余氨水的负压蒸氨工艺方法。
背景技术
 在现有焦化行业生产过程中，焦化配合煤中的外水份和焦化过程中产生的化合水混入荒煤气中，而用于喷洒冷却荒煤气中的氨会溶解在水中形成氨水，氨水除部份用于补充焦炉集气管循环冷却荒煤气成为循环氨水外，其余热氨水就成为剩余氨水。且剩余氨水总量约占干煤重的10%，由于剩余氨水中含有较多的挥发氨、固定氨、硫化氢等严重污染环境的有害物质，剩余氨水成为焦化生产过程的蒸氨废水，剩余氨水必须经过蒸氨处理达标后才能进入生化系统处理，最后达到排放标准才能外排。现有剩余氨水处理蒸氨工艺按蒸氨方法分为简单蒸氨、平衡蒸氨（闪蒸）、精馏蒸馆和特殊蒸氨，按压力分为常压、加压和减压蒸氨。目前在焦化行业中广泛使用常压精馏蒸氨工艺对剩余氨水进行蒸氨处理。但常压蒸氨工艺还存在有下列问题：一是常压蒸氨采用蒸汽作为热源，在蒸氨过程中氨水需要消耗大量蒸汽，能耗高，每吨原料氨要消耗180-200Kg蒸汽；二是，逸出的氨气温度高达105℃，而且具有强腐蚀性作用，对主体设备要采用能耐腐蚀的贵重材料制造，一般铸铁和碳钢不能满足使用要求，因而增加了设备投资和维护成本；三是消耗的蒸汽冷凝后全部转入到蒸氨废水中，增加了蒸氨废水量，增加了酚氰污水生化处量系统负荷，提高了处理成本。
   专利CN1872707A公开了一种废水中氨氮的真空抽吸脱除方法，它利用真空负压抽吸脱除废水中的氨氮并将氨氮转化为可供资源化利用的纯净氨水，该方法在处理含氨氮的废水时，所需真空度高，能耗大，且处理量小，用于工业生产投资量大，处理成本高，不经济合理。
  专利CN1401409公开了一种负压法氨气尾气安全环保回收技术，它通过射流、冷却、负压循环将氨气尾气吸入，溶解在水中制成成品氨水，该方法应用在焦化行业剩余氨水处理不大合适。
    虽然目前还有导热油蒸氨和管式炉蒸氨，但它们都和蒸汽蒸氨一样，要消耗大量的热能量，同时还需要一整套专用装置，其处理成本高。
发明内容
针对上述现有技术剩余氨水常压蒸氨处理中所存在的问题，本发明提出了一种利用冷却煤气管用的循环氨水余热作为热源，在负压状态下对剩余氨水进行蒸氨处理的工艺方法。
   本发明所述利用焦化循环氨水余热处理剩余氨水负压蒸氨工艺方法是；将用氨水冷却荒煤气所产生的剩余氨水输入到负压蒸氨塔内，打开循环氨水，通过热交换器将循环氨水余热输送到负压蒸氨内，使从上至下流动的剩余氨水与从下至上流动的循环氨水余热气流在负压下进行气液接触传递，剩余氨水中的氨汽化变成氨气从氨气出口进入分缩器逸出，而负压蒸氨塔塔内已除氨的剩余氨水除少部份为循环氨水用于补充氨水冷却外，大部份已除氨的剩余氨水成为蒸氨废水，蒸氨废水经再沸泵输入到酚氰生化处理系统处理后向外排出。
   本发明的工作原理，如图1所示，原料泵工作将原料氨水槽中用氨水冷却荒煤气所产生的剩余氨水泵入到负压蒸氨塔上部内，并将通往用于焦炉煤气管喷洒的循环氨水所产生的循环氨水余热通过热交换器输入到负压蒸氨塔下部内，从上至下流动的剩余氨水与从下至上流动的循环氨水余热气流在负压下实现气液接触传递，使剩余氨水中的在60℃下汽化闪蒸变成低温从氨气出口中进入分缩器逸出，使负压蒸氨塔处于低温负压状态工作，而留在负压蒸氨塔内已去除氨的剩余氨水除少部份作为煤气管冷却的循环氨水进入原料氨水槽外，其它大部份为剩余氨水作为蒸氨废水经再沸泵输入到酚氰生化处理系统处理后向外排出，达到对剩余氨水进行蒸氨处理的目的，脱氨后的剩余氨水中的含氨氮量下降，剩余氨水经酚氰污水处理站生化处理达标后，向外排出。
  本发明所述剩余氨水进行蒸氨处理的工艺方法与现有常压蒸氨工艺相比具有以下优点：   
1、充分利用循环氨水60-80℃的余热作为蒸氨热源，不需要使用蒸汽，不仅节省了蒸汽，降低了能耗，而且减少了蒸氨废水量，降低了酚氰生化处理负载，提高了处理效率，降低了处理成本； 
2、可实现负压低温操作，绝对压力为－20KPa以下，操作温度为60℃以内，铵盐在低温下腐蚀性降低，因而主体设备可使用一般碳钢材料，对主体设备材料要求下降，避免了现有常压蒸氨工艺中主体设备需要使用钛质材料的问题，大大节约了设备投资，降低了处理成本；
3、蒸氨废水排出温度低，无需冷却变可直接输入到酚氰生化处理系统进行处理。
本发明剩余氨水负压蒸氨处理前后水质效果比较：   
类别            蒸氨处理前          蒸氨处理后  
挥发物         860mg/l           540-680 mg/l
氰化物          35.7 mg/l          12-26 mg/l
氨氮            2900 mg/l           ≤250 mg/l
COD         3300-8100 mg/l       3030-5060 mg/l
油质             ≤400 mg/l         70-300 mg/l
PH值            6-9                  7.1-9.3
从上述对比可知:本发明对剩余氨水进行蒸氨处理后，其剩余氨水中氨氮含量大大下降，同时挥发物，氰化物和油质含量下降，蒸氨处理后能达到酚氰污水生化处理的进水水质要求。即本发明采用循环氨水余热代替蒸汽对剩余氨水进行负压蒸氨处理，不仅能达到酚氰污水生化处理水质要求，达到甚至超过常压蒸氨处理剩余氨水水质，而且可节约蒸汽热能，降低负压蒸氨塔工作温度,降低负压蒸氨塔制造材料标准，减少设备投资和处理费用，同时减少蒸氨废水处理量，提高了处理效率。
本发明与现有常压蒸氨工艺的比效：
项目           本发明负压蒸氨          现有常压蒸氨
处理能力          35-40m3/h               35-40m3/h
蒸汽耗量             0                   180-200kg/t
废水含氨           200-270 mg/l          200-250 mg/l
主要设备投资         是常压蒸氨的1/2～1/3。
通过上述对比可知，本发明蒸氨工艺不仅具有常压蒸氨同样的处理能力和处理效果，而且不需消耗热蒸汽，利用循环氨水余热可使负压蒸氨塔在低温负压下进行蒸氨处理，既具备常压蒸氨处理剩余氨水的优点，又克服了常压蒸氨处理剩余氨水所存在的问题，是一种剩余氨水负压蒸氨处理新技术。
   本发明所述负压蒸氨工艺装置比较简单，省去了锅炉等热汽源设备，只需增加真空泵和再沸泵，就可在常压蒸氨的设备装置基础上实现负压蒸氨处理剩余氨水，与锅炉成本和热汽生产成本相比，新增的真空泵和再沸泵一次性价值成本比例很小。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
在图中，1、原料氨水槽  2、原料泵  3、循环氨水  4、焦炉  5、负压蒸氨塔6、分缩器   7、真空泵   8、酚氰污水处理站  9、再沸泵。
具体实施方式
在图1中，原料泵2工作将原料氨水槽1中的剩余氨水泵入到负压蒸氨塔5上部，并将通往焦炉4用于喷洒冷却煤气管的循环氨水3所产生的循环氨水余热通过热交换器输入到负压蒸氨塔内，此时负压蒸氨塔处于低温负压状态，从上至下流动的氨水与从下至上流动的循环氨水余热气流在负压下实现气液接触传递，使氨水中的氨汽化变成氨气经氨气出口进入分缩器6逸出，分缩器一端与真空泵7相连，而留在负压蒸氨塔内的剩余氨水除少部份作为循环氨水进入氨水槽外，其它大部份的剩余氨水作为蒸氨废水经再沸泵9输入到酚氰污水处理站8中进行生化处理后向外排出，脱氨后的剩余氨水除一部份补充到氨水槽中外，其它部份则形成为蒸氨废除水经再沸泵输入到酚氰处理系统中进行生化处理，通过减少剩余氨水中的含氨量，达到对剩余氨水进行蒸氨处理的目的，剩余氨水经酚氰污水处理站生化处理达标后，向外排出。
    效益分析：
1、按每小时处理35m3/h剩余氨水计算，利用循环氨水余热不消耗蒸汽，节约蒸汽为：35m3/h×0.2m3/t＝7t/h，每年可节省能源价值为：120/元/吨×7t/h×24h×365天＝730万元。
2、负压蒸氨同比常压蒸氨增加电能80KW/h,按电价0.6元/KW·h，每年增加电费为：80kw/h×0.6元/KW·h×24h×365天＝53万元；
3、减少进扩生化废水6m3/h，按蒸氨废水生化处理15元/吨计算，减少生化处理费用为：15元/吨×6m3/h×24小时×365天＝77万元。
总效益为：730-53＋77＝754万元。
本发明所述剩余氨水负压蒸氨为沸点进料，温度为70℃的原料氨水直接地进入负压蒸氨塔顶部，氨水在60℃闪蒸，操作温度低，氨水中的焦油类物质不会出现蒸汽蒸馏时所形成的软沥青而堵塞负压蒸氨塔和热交换器， 负压蒸氨后蒸氨废水含氨量小于300mg/l，完全能满足酚氰污水生化处理的技术要求。

Claims (1)

1. 利用焦化循环氨水余热处理剩余氨水负压蒸氨工艺方法，其特征在于：将用氨水冷却荒煤气所产生的剩余氨水输入到负压蒸氨塔内，打开循环氨水，通过热交换器将循环氨水余热输送到负压蒸氨内，使从上至下流动的剩余氨水与从下至上流动的循环氨水余热气流在负压下进行气液接触传递，剩余氨水中的氨汽化变成氨气从氨气出口进入分缩器逸出，而负压蒸氨塔塔内已除氨的剩余氨水除少部份为循环氨水用于补充氨水冷却外，大部份已除氨的剩余氨水成为蒸氨废水，蒸氨废水经再沸泵输入到酚氰生化处理系统处理后向外排出。
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