CN103274489A - 一种利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

一种利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺及设备,以蒸氨塔塔底蒸氨废水与吸收了荒煤气余热的循环热介质在再沸器中换热后作为蒸氨热源;蒸氨塔操作压力低于大气压,处于负压状态,用于分解剩余氨水中固定铵盐的氢氧化钠溶液直接加到蒸氨塔内;利用真空泵或者液体喷射器抽吸氨冷凝冷却器后的不凝气体,送至氨吸收装置或者氨法氧化脱硫装置的煤气预冷塔;氨冷凝冷却器后冷凝下来的氨水,送至氨法氧化脱硫装置脱硫液系统,或送至煤气预冷塔。本工艺具有设备投资省、运行成本低、节约能源、蒸氨废水指标好等显著优点。

Description

一种利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺及设备
技术领域
[0001] 本发明属于炼焦化工产品回收技术,特别是利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺及其设备。
背景技术
[0002]目前,焦化行业的剩余氨水蒸馏工艺有正压蒸氨和负压蒸氨两种工艺。
[0003] 正压蒸氨工艺主要有:①以蒸汽为热源的直接蒸氨法以煤气、蒸汽、导热油等为热源的间接蒸氨法。此类工艺都是在90〜iio°c高温下操作,由于氨、硫化氢等介质腐蚀性强,造成设备投资高、检修费用高。另外正压蒸氨都需要消耗一次能源(如蒸汽、焦炉煤气等),且耗量较大,每吨剩余氨水需消耗蒸汽约150〜200kg,运行成本高。
[0004] 与正压蒸氨相比较,负压蒸氨的优点是采用了真空法蒸馏,操作温度降低,介质腐蚀性减少,工艺对设备材质要求大幅降低。由于在较低的温度下操作,因而蒸氨所需热源可以利用一些余热以降低能耗。
[0005] 在焦化厂焦炉煤气气液分离器后的荒煤气温度可在80°C左右,通常情况下,利用循环水、低温水段使其冷却到一定温度并初步净化后压送至下一工序。在这个过程中,煤气热量没有被有效地利用,而且还需要消耗大量的冷却水。因此有效回收和利用荒煤气余热对于焦化行业节能减排有着重要意义。
[0006] 现阶段的负压蒸氨工艺主要有:①管式炉加热负压蒸氨法(CN102336415A)、②利用烟道气余热负压蒸氨法(CN102602960A)、③ CN102351265A、④ CN101259967A。
[0007] CN102336415A管式炉加热负压蒸氨法,此工艺虽然较正压蒸氨工艺能节省一定的能量,但是仍需消耗一次能源, 未能利用余热。
[0008] CN102602960A利用烟道气余热负压蒸氨法,此工艺利用的是焦炉烟道气余热(高品质余热),操作温度较高,投资和运行成本偏高,未能利用荒煤气余热(低品质余热)。
[0009] CN102351265A公开了一种焦化生产剩余氨水负压蒸氨工艺及装置,该方法利用脱硫液喷射抽吸氨汽,由于分缩器后氨汽未经冷却,流量大,所需的喷射脱硫液流量大,设备投资和运行成本高。同时氨汽中有大量水进入脱硫系统,造成脱硫系统水不平衡,脱硫外排废液增加,最终又返回到蒸氨系统中,造成蒸氨负荷增加、蒸氨效率低。
[0010] CN101259967A公开了一种焦化行业剩余氨水的加工工艺,在剩余氨水中加入微量的氢氧化钠后在换热器与废水进行换热,进入经真空泵减压后的蒸氨塔,在负压状态下使剩余氨水中的氨挥发,氨汽经冷却后,由真空泵加压输送到下道工序。此方法直接在剩余氨水中加入氢氧化钠溶液,剩余氨水中氰化氢与氢氧化钠反应生成稳定的氰盐,难于蒸馏,造成蒸氨废水中氰化物含量高,严重影响后续的生化污水处理,最终导致外排污水不能满足国家环保要求。此外,该方法将凝缩水送入硫铵工序的母液中再利用,实践证明这将导致硫铵母液变色,影响硫铵质量。
[0011] 综上所述,现阶段的负压蒸氨工艺在余热利用、蒸氨效率、蒸氨废水指标等方面存在缺陷,急待解决。发明内容
[0012] 本发明的目的是提供一种设备投资省、运行成本低、节约能源、蒸氨废水指标好的利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺及设备。
[0013] 为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
[0014] 一种利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺,其特征在于,利用荒煤气余热为蒸氨热源,蒸氨塔塔底蒸氨废水与吸收了荒煤气余热的循环热介质在再沸器中换热后作为蒸氨热源,吸收了荒煤气余热的循环热介质温度控制在60-78°C ;蒸氨塔操作压力低于大气压,为绝对压力15-35KPa,处于负压状态,蒸氨塔操作温度为55_70°C;用于分解剩余氨水中固定铵盐的氢氧化钠溶液直接加到蒸氨塔内;利用真空泵或者液体喷射器抽吸氨冷凝冷却器后的不凝气体,送至氨吸收装置或者氨法氧化脱硫装置的煤气预冷塔;氨冷凝冷却器后冷凝下来的氨水 ,送至氨法氧化脱硫装置脱硫液系统,或送至煤气预冷塔。
[0015] 所述的蒸氨塔有带断塔盘和不带断塔盘两种结构,对于不带断塔盘的蒸氨塔,用于分解剩余氨水中固定铵盐的氢氧化钠溶液加碱位置在蒸氨塔的中部,对于带断塔盘的蒸氨塔,用于分解剩余氨水中固定铵盐的氢氧化钠溶液加碱位置在断塔盘下方。
[0016] 实现所述工艺的利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨设备,包括蒸氨塔、再沸器、废水冷却器、分缩器、氨冷凝冷却器、分离器、真空泵或喷射器、蒸氨废水泵、废水循环泵及连接管道,所述的蒸氨塔中部设有碱液入口,蒸氨塔塔底设有循环蒸氨废水出口、蒸氨废水出口及循环蒸氨废水入口,蒸氨塔塔顶经由管道与分缩器、氨冷凝冷却器、分离器和真空泵或喷射器相连,真空泵或喷射器通过管道与外送装置相连;蒸氨塔塔底经由管道与废水循环泵、再沸器相连,蒸氨塔塔底还通过管道与蒸氨废水泵、废水冷却器相连,废水冷却器再通过管道与外送装置相连。
[0017] 所述的蒸氨塔内设有断塔盘,断塔盘位于加碱位置上方,用以截断下部的汽相上升;断塔盘上部与下部塔壁设有气相连通管,将蒸氨塔断塔盘下方氨水蒸馏后生成的氨汽导入断塔盘上方蒸氨塔内;所述的蒸氨塔断塔盘上部与下部设有液相连通管,液相连通管可设置在蒸氨塔内,或蒸氨塔外,将蒸氨塔上部氨水导流到下部,继续蒸馏。
[0018] 所述的蒸氨塔也可不带断塔盘,不带断塔盘形式的蒸氨塔为满足本发明工艺要求的填料塔或板式塔。
[0019] 本发明利用真空泵或者液体喷射器抽吸氨冷凝冷却器后的不凝气体,送至氨吸收装置或者氨法氧化脱硫装置的煤气预冷塔;氨冷凝冷却器后冷凝下来的氨水送至氨法氧化脱硫装置脱硫液系统,或送至煤气预冷塔。此方法既能使蒸氨产物得到有效的后续处理,又为脱硫装置提供了氨源,维持了整个煤气净化系统的氨和水平衡,保证了整个煤气净化系统的正常运行。
[0020] 现有蒸氨工艺蒸氨废水中氰离子含量偏高,对后续的生化污水处理产生不利影响,本发明将分解固定氨的碱液放在蒸氨塔的中间部位,既能防止剩余氨水中氰化氢与碱在蒸氨塔前反应生成氰盐,难于蒸馏,又能将剩余氨水中的固定氨分解蒸馏,保证了蒸氨废水中的氨氮和氰离子等的含量。
[0021] 与现有的蒸氨工艺相比,本发明具有设备投资省、运行成本低、节约能源、蒸氨废水指标好等显著优点。具体特点为:[0022] I)设备投资省:本发明是在负压下操作,设备操作温度低,介质腐蚀性能下降,对设备材质的要求降低,设备投资下降省。
[0023] 2)运行成本低、节约能源:本发明是将荒煤气余热作为蒸氨热源,不需要其他外来能源,将荒煤气余热变废为宝,节能显著;同时,又减少了后续冷却荒煤气余热的循环水和低温水的用量,降低其运行成本,一举两得,优势明显。
[0024] 3)蒸氨废水指标好:本发明具有较高的蒸氨、脱氰效率。适宜的加碱位置保证了蒸氨废水中的氨氮和氰离子等指标。
[0025] 本发明综合考虑了煤气净化系统脱硫装置和蒸氨装置的氨和水平衡,保证了整个煤气净化系统的正常运行,避免了由于系统水不平衡带来的蒸氨负荷增加。 附图说明
[0026] 图1为本发明的工艺流程图。
[0027] 图2为本发明带断塔盘的蒸氨塔(内置液相连通管)结构示意图。
[0028]图3为本发明的带断塔盘的蒸氨塔(外置液相连通管)结构示意图。
[0029]图4为本发明的不带断塔盘的蒸氨塔结构示意图。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图对本发明的具体实施例作详细说明。
[0031] 如图1所示,利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺所需设备包括蒸氨塔1、再沸器2、废水冷却器3、分缩器4、氨冷凝冷却器5、分离器6、真空泵或喷射器7、蒸氨废水泵8、废水循环泵9及连接管道,所述的蒸氨塔中部设有碱液入口 10,蒸氨塔塔底设有循环蒸氨废水出口 11、蒸氨废水出口 12及循环蒸氨废水入口 13,蒸氨塔塔顶经由管道与分缩器4、氨冷凝冷却器5、分离器6和真空泵或喷射器7相连,真空泵或喷射器7通过管道与外送装置相连;蒸氨塔塔底经由管道与废水循环泵9、再沸器2相连,蒸氨塔塔底还通过管道与蒸氨废水泵8、废水冷却器3相连,废水冷却器3再通过管道与外送装置相连。
[0032] 所述的蒸氨塔分为带断塔盘(图2、图3)和不带断塔盘(图4)两种形式。带断塔盘的蒸氨塔,断塔盘位于加碱位置上方,用以截断下部的汽相上升;断塔盘上部与下部塔壁设有气相连通管14,将蒸氨塔断塔盘下方氨水蒸馏后生成的氨汽导入断塔盘上方蒸氨塔内;所述的蒸氨塔断塔盘上部与下部设有液相连通管,液相连通管15 (图2所示)可设置在蒸氨塔内,液相连通管16 (图3所示)也可设置于蒸氨塔外,将蒸氨塔上部氨水导流到下部,继续蒸馏。
[0033] 本发明的工艺过程为:如图1所示,原料剩余氨水直接打入蒸氨塔I上部,在55-70°C温度和15-35KPa (绝压)的状态下,进行蒸馏,脱除游离氨及其他杂质,在蒸氨塔I中部的碱液入口 10添加相应量的碱液,分离剩余氨水中的固定氨。蒸氨塔I底部55-70°C的部分蒸氨废水由废水循环泵9抽出,经再沸器2与吸收了荒煤气余热的60-78°C热介质换热后,返回蒸氨塔I作为蒸氨的热源。
[0034] 蒸氨塔I顶部出来的55_70°C的氨汽经分缩器4冷却后液相作为回流,汽相经氨冷凝冷却器5冷却到18-60°C,冷却后的汽液混合物进入分离器6进行气液分离,其中不凝性气体用真空泵或者喷射器7抽出后送至氨吸收装置或者氨法氧化脱硫装置的煤气预冷塔,而分离后的氨水送至氨法氧化脱硫装置脱硫液系统,或送至煤气预冷塔。 塔底出来的蒸氨废水由蒸氨废水泵8抽出,经废水冷却器3冷却后,送入污水处理装置。

Claims (5)

1.一种利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺,其特征在于,利用荒煤气余热为蒸氨热源,蒸氨塔塔底蒸氨废水与吸收了荒煤气余热的循环热介质在再沸器中换热后作为蒸氨热源,吸收了荒煤气余热的循环热介质温度控制在60-78°C ;蒸氨塔操作压力低于大气压,为绝对压力15-35KPa,处于负压状态,蒸氨塔操作温度为55_70°C ;用于分解剩余氨水中固定铵盐的氢氧化钠溶液直接加到蒸氨塔内;利用真空泵或者液体喷射器抽吸氨冷凝冷却器后的不凝气体,送至氨吸收装置或者氨法氧化脱硫装置的煤气预冷塔;氨冷凝冷却器后冷凝下来的氨水,送至氨法氧化脱硫装置脱硫液系统,或送至煤气预冷塔。
2.根据权利要求1所述的一种利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨工艺,其特征在于,所述的蒸氨塔有带断塔盘和不带断塔盘两种结构,对于不带断塔盘的蒸氨塔,用于分解剩余氨水中固定铵盐的氢氧化钠溶液加碱位置在蒸氨塔的中部,对于带断塔盘的蒸氨塔,用于分解剩余氨水中固定铵盐的氢氧化钠溶液加碱位置在断塔盘下方。
3.实现权利要求1所述工艺的利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨设备,其特征在于,包括蒸氨塔、再沸器、废水冷却器、分缩器、氨冷凝冷却器、分离器、真空泵或喷射器、蒸氨废水泵、废水循环泵及连接管道,所述的蒸氨塔中部设有碱液入口,蒸氨塔塔底设有循环蒸氨废水出口、蒸氨废水出口及循环蒸氨废水入口,蒸氨塔塔顶经由管道与分缩器、氨冷凝冷却器、分离器和真空泵或喷射器相连,真空泵或喷射器通过管道与外送装置相连;蒸氨塔塔底经由管道与废水循环泵、再沸器相连,蒸氨塔塔底还通过管道与蒸氨废水泵、废水冷却器相连,废水冷却器再通过管道与外送装置相连。
4.根据权利要求3所述的利用荒煤气余热为热源的负压蒸氨设备,其特征在于,所述的蒸氨塔内设有断塔盘,断塔盘位于加碱位置上方,用以截断下部的汽相上升;断塔盘上部与下部塔壁设有气相连通管,将蒸氨塔断塔盘下方氨水蒸馏后生成的氨汽导入断塔盘上方蒸氨塔内;所述的蒸氨塔断塔盘上部与下部设有液相连通管,液相连通管可设置在蒸氨塔内,或蒸氨塔外,将蒸氨塔上部氨水导流到下部,继续蒸馏。
5.根据权利要求3所述的利用荒煤 气余热为热源的负压蒸氨设备,其特征在于,所述的蒸氨塔也可不带断塔盘,不带断塔盘形式的蒸氨塔为满足本发明工艺要求的填料塔或板式塔。
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