CN103523798A - 一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，包括氨气净化塔、换热器和泵，粗氨气进料管道连在氨气净化塔底部，新鲜稀氨水进料管道连在氨气净化塔顶部，液氨进料管道连在氨气净化塔中部或下部，氨气净化塔的塔顶连后续装置，塔底通过泵连氨气净化塔的下部循环返回口和与原料水罐相连的管道，氨气净化塔中部侧线通过泵连氨气净化塔的上部循环返回口；氨气净化塔中部设置集液盘，集液盘上设有升气帽和溢流管，溢流管的溢流口连下段填料上部。还公开了使用该装置进行氨水洗涤法脱酚脱硫的方法。本发明可以有效地保证塔中部氨水收集区域的液位稳定，且有效地脱除回收氨中的酚类、H2S、有机硫等杂质，使氨的纯度得到较大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工废水资源化技术领域，具体涉及一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置和方法。
背景技术
在煤化工生产过程中，产生的含酚、含氨废水在汽提脱氨时，副产出的氨中往往带有大量的酚类、H2S、有机硫等杂质，从而影响氨的使用和出售。关于氨的净化，也有一些方法，其中氨水洗涤法是应用较多的环节，但以前的氨水洗涤法存在一些缺陷：有些氨水洗涤装置只设置一段洗涤工艺，由于塔顶洗涤用的稀氨水来自塔底，因而会因为氨水质量差而导致洗涤效果不好；还有些氨水洗涤装置工艺设计上液气比太小，而导致氨气与稀氨水接触不好，洗涤效果更会恶化。因而，最近几年投产的诸多煤化工项目中都存在回收氨杂质含量高而无法使用的现象，不仅影响了效益，严重的是氨的随意排放造成了严重的环境污染。发明人曾申请过专利“一种煤化工废水回收氨的净化方法和装置” （申请号：201210435292.2），该专利可以很好地对副产氨进行净化，该专利采用氨水双段循环洗涤、低温除杂质、碱洗、吸附等步骤，可以很好地对氨气进行净化，满足各类用户的需求。但该流程较长，设备数量多、投资大，在有些对氨质量要求不高的场合，比如烟气脱硫等，设置如此长的流程，浪费了投资。并且该发明没有公布和解决上段循环洗涤氨水的收集和液位稳定问题。
在此背景下，发明人对前一专利（申请号：201210435292.2）中的氨水双段循环洗涤环节进行了优化，提出了一种更有效地提高洗涤效果的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置。采用该装置对副产氨进行洗涤净化，就可以满足后续烟气脱硫的要求。流程短，投资少，结构简单，可有效地实现副产氨的价值，避免氨的随意排放，保护环境。但是采用该发明中塔中部氨水收集区域的液位不稳定，容易造成抽空、气蚀、洗涤液量波动等问题，大大影响了洗涤效果。
发明内容
本发明针对煤化工废水回收氨组成的复杂性，目的在于提供一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，可以效地保证了塔中部氨水收集区域的液位稳定，且有效地脱除回收氨中的酚类、H2S、有机硫等杂质，使氨的纯度得到较大的提高。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，包括氨气净化塔、换热器和泵，粗氨气进料管道连在氨气净化塔底部，新鲜稀氨水进料管道连在氨气净化塔顶部，氨气净化塔有上、下两个洗涤循环段，且两个循环段都采用填料或塔盘，液氨（2）进料管道连在氨气净化塔（6）中部或下部，氨气净化塔（6）的塔顶连后续装置，塔底通过泵连氨气净化塔（6）的下部循环返回口和与原料水罐相连的管道（5），氨气净化塔（6）中部侧线通过泵连氨气净化塔（6）的上部循环返回口；氨气净化塔（6）中部设置集液盘（9），集液盘（9）上设有升气帽（7）和溢流管（8），溢流管（8）的溢流口连下段填料上部；所述集液盘（9）用来收集上段填料下来的稀氨水，当收集的稀氨水高度超过溢流管（8）高度后，会溢流进入下段传质区；粗氨气可通过升气帽（7）进入上段传质区。
进一步地，所述氨气净化塔（6）的塔底通过泵连第一冷却器（10）后再连氨气净化塔（6）的下部循环返回口。
进一步地，所述氨气净化塔（6）中部侧线通过泵连第二冷却器（11）后再连氨气净化塔（6）的上部循环返回口。
进一步地，所述升气帽（7）的高度为0.6～2米。
进一步地，所述溢流管（8）的高度为0.4～1.9米。
进一步地，氨气净化塔上段洗涤段所用的稀氨水由塔中部抽出的稀氨水和塔顶部补入的新鲜稀氨水混合而成，下段洗涤段所用的稀氨水是塔釜抽出的稀氨水循环而来。
进一步地，氨气净化塔的上、下段传质区装有填料或塔盘。
使用上述任一技术方案所述的装置进行氨水洗涤法脱酚脱硫的方法，包括如下步骤：
从煤化工废水处理装置汽提脱氨塔出来的粗氨气从底部进入氨气净化塔，在氨气净化塔中依次通过下段传质区和上段传质区，与循环洗涤氨水逆流接触；控制上段、下段氨水循环液量，使上段液气质量比为10～30，下段液气质量比为10～20；控制循环氨水的冷却温度为15～35℃，并且控制液氨加入量，使氨气净化塔的塔顶温度-2～40℃；粗氨气中的酚、硫化氢、二氧化碳和少量水、少量氨被吸收到稀氨水中，净化后的粗氨气从净化塔顶部采出；
氨气净化塔釜多余的污氨水经泵打回原料水罐，再进行汽提脱氨。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1）本发明中氨气净化塔的设置，有效地保证了塔中部氨水收集区域的液位稳定，从而避免液位不稳造成的抽空、气蚀、洗涤液量波动影响洗涤效果等问题，保证了双段氨水洗涤的顺利进行。可以在减少塔顶补氨量的情况下，有效地提高氨水洗涤时的液气比，从而降低了系统的整体能耗，并改善了处理效果。
2）本发明可以在较低温度下进行洗涤，从而可以更有效地净化脱除氨中的酚类、H2S、有机硫等杂质，使氨气得到净化精制，从而以较短流程实现较彻底地净化，满足烟气脱硫等用氨的质量要求。
附图说明
图1一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置示意图
其中：1、粗氨气；2、液氨；3、新鲜稀氨水；4、与后续装置相连的管道；5、与原料水罐相连的管道；6、氨气净化塔；7、升气帽；8、溢流管；9、集液盘；10、第一冷却器；11、第二冷却器。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明，但并不是对本发明的进一步限定。
一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，包括氨气净化塔、换热器和泵，粗氨气进料管道连在氨气净化塔底部，新鲜稀氨水进料管道连在氨气净化塔顶部，氨气净化塔有上、下两个洗涤循环段，且两个循环段都采用填料，液氨2进料管道连在氨气净化塔6中部或下部，氨气净化塔6的塔顶连与后续装置相连的管道4，塔底通过泵连氨气净化塔6的下部循环返回口和与原料水罐相连的管道5，氨气净化塔6中部侧线通过泵连氨气净化塔6的上部循环返回口；氨气净化塔6中部设置集液盘9，集液盘9上设有升气帽7和溢流管8，溢流管8的溢流口连下段填料上部；所述集液盘9用来收集上段填料下来的稀氨水，当收集的稀氨水高度超过溢流管8高度后，会溢流进入下段填料；粗氨气可通过升气帽7进入上段填料。氨气净化塔6的塔底与氨气净化塔6的下部循环返回口之间管道上不设置第一冷却器10、氨气净化塔6中部侧线与氨气净化塔6的上部循环返回口之间管道上也不设置第二冷却器11，通过通入较多的液氨进行冷却降温，使得装置结构简单，维护起来更加容易。
所述氨气净化塔6的塔底通过泵连第一冷却器10后再连氨气净化塔6的下部循环返回口。所述氨气净化塔6中部侧线通过泵连第二冷却器11后再连氨气净化塔6的上部循环返回口。也可设置第一冷却器10、第二冷却器11进行降温，可实现对温度的分别控制。
所述升气帽7的高度为0.6～2米。
所述溢流管8的高度为0.4～1.9米。
氨气净化塔上段洗涤段所用的稀氨水由塔中部抽出的稀氨水和塔顶部补入的新鲜稀氨水混合而成，下段洗涤段所用的稀氨水是塔釜抽出的稀氨水循环而来。
氨气净化塔的上、下段传质区装有填料或塔盘。
使用所述的装置进行氨水洗涤法脱酚脱硫的方法，包括如下步骤：
从煤化工废水处理装置汽提脱氨塔出来的粗氨气从底部进入氨气净化塔，在氨气净化塔中依次通过下段传质区和上段传质区，与循环洗涤氨水逆流接触；控制上段、下段氨水循环液量，使上段液气质量比为10～30，下段液气质量比为10～20；控制循环氨水的冷却温度为15～35℃，并且控制液氨加入量，使氨气净化塔的塔顶温度-2～40℃；粗氨气中的酚、硫化氢、二氧化碳和少量水、少量氨被吸收到稀氨水中，净化后的粗氨气从净化塔顶部采出；
氨气净化塔釜多余的污氨水经泵打回原料水罐，再进行汽提脱氨。
实施例1：
将流量1800kg/h 酚含量4000mg/m3、H2S含量0.2%的粗氨气按附图1所示装置进行处理。氨气净化塔的上、下段为规整填料，理论级数都为10级，上段液气质量比为12，下段液气质量比为14。控制循环氨水的冷却温度为30℃，使氨气净化塔的塔顶温度-2℃。
处理结果：处理后的氨气在稀释成稀氨水时，酚含量<48mg/L、H2S含量<12mg/L，能满足脱硫要求。
实施例2：
将流量1500kg/h酚含量3000mg/m3、H2S含量0.2%的粗氨气按附图1所示装置进行处理。氨气净化塔的上、下段为规整填料，理论级数分别为18和16级，上段液气质量比为25，下段液气质量比为18。控制循环氨水的冷却温度为15℃，使氨气净化塔的塔顶温度0℃。
处理结果：处理后的氨气在吸收成稀氨水持，酚含量<20mg/L、H2S含量<10mg/L，能满足脱硫要求。
实施例3：
将流量3000kg/h酚含量3500mg/m3、H2S含量1%的粗氨气按附图1所示装置进行处理。氨气净化塔的上、下段为规整填料，理论级数分别为16和14级，上段液气质量比为20，下段液气质量比为15。控制循环氨水的冷却温度为35℃，使氨气净化塔的塔顶温度40℃。
处理结果：处理后的氨气在吸收成稀氨水持，酚含量<18mg/L、H2S含量<13mg/L，能满足脱硫要求。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，包括氨气净化塔、换热器和泵，粗氨气进料管道连在氨气净化塔底部，新鲜稀氨水或脱盐水进料管道连在氨气净化塔顶部，氨气净化塔有上、下两个洗涤循环段，且两个循环段都采用填料或塔盘，其特征在于，液氨（2）进料管道连在氨气净化塔（6）中部或下部，氨气净化塔（6）的塔顶连后续装置，塔底通过泵连氨气净化塔（6）的下部循环返回口和与原料水罐相连的管道（5），氨气净化塔（6）中部侧线通过泵连氨气净化塔（6）的上部循环返回口；氨气净化塔（6）中部设置集液盘（9），集液盘（9）上设有升气帽（7）和溢流管（8），溢流管（8）的溢流口连下段填料上部；所述集液盘（9）用来收集上段填料下来的稀氨水，当收集的稀氨水高度超过溢流管（8）高度后，会溢流进入下段填料；粗氨气可通过升气帽（7）进入上段填料。
2.根据权利要求1所述一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，其特征在于，所述氨气净化塔（6）的塔底通过泵连第一冷却器（10）后再连氨气净化塔（6）的下部循环返回口。
3.根据权利要求1所述一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，其特征在于，所述氨气净化塔（6）中部侧线通过泵连第二冷却器（11）后再连氨气净化塔（6）的上部循环返回口。
4.根据权利要求1所述一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，其特征在于，所述升气帽（7）的高度为0.6～2米。
5.根据权利要求1所述一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，其特征在于，所述溢流管（8）的高度为0.4～1.9米。
6.根据权利要求1所述一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，其特征在于，氨气净化塔上段洗涤段所用的稀氨水由塔中部抽出的稀氨水和塔顶部补入的新鲜稀氨水或脱盐水混合而成，下段洗涤段所用的稀氨水是塔釜抽出的稀氨水循环而来。
7.根据权利要求1所述一种改进的氨水洗涤法脱酚脱硫的装置，其特征在于，氨气净化塔的上、下段气液相传质区装有塔盘或者填料。
8.使用权利要求1-7所述任一权利要求所述的装置进行氨水洗涤法脱酚脱硫的方法，其特征在于，包括如下步骤：
从煤化工废水处理装置汽提脱氨塔出来的粗氨气从底部进入氨气净化塔，在氨气净化塔中依次通过下段传质区和上段传质区，与循环洗涤氨水逆流接触；控制上段、下段氨水循环液量，使上段液气质量比为10～30，下段液气质量比为10～20；控制循环氨水的冷却温度为15～35℃，并且控制液氨加入量，使氨气净化塔的塔顶温度-2～40℃；粗氨气中的酚、硫化氢、二氧化碳和少量水、少量氨被吸收到稀氨水中，净化后的粗氨气从净化塔顶部采出；
氨气净化塔釜多余的污氨水经泵打回原料水罐，再进行汽提脱氨。
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