CN105417603A - 一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法 - Google Patents

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Abstract

一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，属于焦化废水处理领域，所述废水蒸馏方法是利用水环式真空泵使蒸氨塔内达到负压状态，使剩余氨水槽中的剩余氨水进入蒸氨塔，在较低温度下剩余氨水沸腾，通过降低温度，提高氨水的相对挥发度，通过控制塔顶的操作压力和温度，在低回流的条件下使精馏段实现氨-水分离，利用蒸氨塔顶端连接冷凝冷却器生成液相氨水，然后流入饱和器满流槽，塔顶溢出的氨气利用水环式真空泵排入煤气管网，本发明实现了剩余氨水中氨-水的分离，简化了废水处理工艺，降低了设备投资，解决了困扰焦化废水处理中能耗大、成本高的课题。

Description

一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法
技术领域
本发明涉及一种蒸氨方法，特别涉及一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，属于焦化废水处理领域。
背景技术
目前，公知的焦化废水蒸馏方法有两种，第一种方法是在常压蒸馏塔内，采用中压水蒸汽或导热油对焦化废水加热至沸腾而部分汽化，由于废水中各个组分挥发性不同，挥发性高的组分在气相中的浓度比在液相中的浓度大，挥发性低的组分在液相中的浓度比在气相中的浓度大，进行多次部分汽化-部分冷凝过程，同时在蒸馏塔顶采用冷却水使气相一部分冷凝形成回流液体，从而达到各个组分分离的方法；第二种方法是在真空泵的作用下，使蒸氨塔内保持负压状态，塔底采用循环氨水间接加热作为热源，使剩余氨水在较低温度下沸腾而部分汽化，由于废水中各个组分挥发性不同，挥发性高的组分在气相中的浓度比在液相中的浓度大，挥发性低的组分在液相中的浓度比在气相中的浓度大，进行多次部分汽化-部分冷凝过程，同时在蒸馏塔顶采用冷却水使气相一部分冷凝形成回流液体，从而达到各个组分分离的方法。
典型的焦化废水蒸馏装置由蒸馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器组成。但是，由于公知的焦化废水蒸馏方法回流比控制在2.8以上，塔底再沸器的加热和塔顶冷凝器的冷却耗能很高；公知的负压蒸馏方法由于循环氨水温度低，与蒸馏出水温差小，塔底采用循环氨水作为热源间接加热效率低，仍需采用蒸汽作为补充热源，增加真空泵能耗，致使焦化行业污水处理成本居高不下、降低污水处理成本是焦化行业节能降耗的一大课题。
发明内容
针对目前焦化行业焦化废水蒸馏的两种方法均存在着处理成本居高不下的课题，本发明提供一种负压焦化废水蒸馏方法，其目的是简化焦化废水处理工艺，降低设备投资，降低现有技术中大能量消耗，解决焦化废水处理中成本过高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，包括剩余氨水槽、与剩余氨水槽连接的蒸氨塔、与蒸氨塔顶端连接的冷凝冷却器、冷凝冷却器上连接的水环式真空泵和饱和器满流槽，所述废水蒸馏方法是利用水环式真空泵使蒸氨塔内达到负压状态，使剩余氨水槽中的剩余氨水进入蒸氨塔，在较低温度下剩余氨水沸腾，通过降低温度，提高氨水的相对挥发度，通过控制塔顶的操作压力和温度，在低回流的条件下使精馏段实现氨-水分离，利用蒸氨塔顶端连接冷凝冷却器生成液相氨水，然后流入饱和器满流槽，塔顶溢出的氨气利用水环式真空泵排入煤气管网，所述蒸氨塔顶端的回流比保持在0～1.8之间，所述塔顶溢出的氨气先经过冷凝冷却器降温部分冷凝缩小气相体积后再进真空泵排入煤气管网，所述蒸氨塔顶端总压力的绝对压力为2288～32549Pa，温度在50℃～68℃，此种状态下塔顶氨气含氨浓度为10.00%左右。
本发明的有益效果是：采用负压低回流比工艺，使剩余氨水在较低温度下沸腾，在低温、低压、低回流条件下，实现了剩余氨水中氨-水的分离，较常规常压蒸馏和负压蒸馏节能75%以上；塔顶溢出的氨气经冷凝器冷却后进入真空泵，充分降低真空泵负荷，简化了废水处理工艺，降低了设备投资，解决了困扰焦化废水处理中能耗大、成本高的课题。
附图说明
图1本发明的工艺流程示意图。
标号说明：1：剩余氨水槽、2：蒸氨塔、3：冷凝冷却器、4：真空泵、5：饱和器满流槽、6：冷却水入口、7：生化工序连接口、8：中压蒸汽连接口、9：煤气管网接口。
具体实施方式
下面结合附图围绕本发明的具体技术方案进行详细说明。
本发明所采用的技术方案是，一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，包括剩余氨水槽1、与剩余氨水槽1连接的蒸氨塔2、蒸氨塔2自下而上依次设置有生化工序连接口7、中压蒸汽连接口8和加料段口，蒸氨塔2顶端连接的冷凝冷却器3、冷凝冷却器3的下部连接有冷却水入口6，冷凝冷却器3上部连接的水环式真空泵4和饱和器满流槽5，图1是本发明的工艺流程示意图，在水环式真空泵4的抽吸作用下，使蒸氨塔2内达到负压状态，剩余氨水槽1的剩余氨水经剩余氨水泵抽入蒸氨塔2的加料段，由于蒸氨塔2内为负压，氨水在低温条件下沸腾气化，剩余氨水组成的物系中各组分的相对挥发度随真空度的提高和温度的降低而增大，有利于轻重组分的分离，进行多次部分汽化－部分冷凝过程后，蒸氨塔2内提馏段液相含氨自上而下逐步降低到200ppm以下送去生化工序进一步处理。蒸氨塔2内加料段的剩余氨水受到来自提馏段的气相加热至部分汽化，进行热量交换和氨-水分离后气相由蒸氨塔2顶部溢出，经冷凝冷却器3冷凝降温后，生成的液相进入饱和器满溜槽5，剩余的气相经水环式真空泵4排入饱和器前煤气管网接口9。
根据文献中的NH3-H2O气液平衡数据进行回归，导出氨蒸汽压和水蒸汽压的半经验计算式如下（详见《氨水溶液的氨蒸汽压和水蒸汽压计算式》.化学工程.CN61-1136/TQ.1986年第3期.吕秉玲.P47～51）：
氨水的氨蒸汽压计算式为:
lnPNH3=20.9736-4311.20/T+lnxNH3+(12.3134-0.030167T)xNH3;
氨水的水蒸汽压计算式为:
LnPH20=18.6686-4030.18/(T-38.16)+（13.3134-0.030167T）ln(1-xNH3)+(12.3134-0.030167T)xNH3。
根据以上计算式，在真空环境下，随着蒸馏温度的降低，氨-水的相对挥发度增大，有利于蒸氨塔2内精馏段氨-水的分离，在合适的温度和真空操作条件下，加料段处的剩余氨水仅需一次蒸发即可满足塔顶气相含氨10%的技术要求。
在常规直接蒸汽蒸氨系统的设备基础上，加装水环式真空泵4使蒸氨塔2内保持负压状态。塔顶操作条件：总压力（绝对压力）2288～32549Pa，温度50℃～68℃，此种状态下塔顶氨气含氨浓度为10.00%左右；在塔顶保持以上操作条件下，蒸氨塔2顶端溢出的氨气经冷凝冷却器3冷凝冷却后形成的液体（回流液）直接排入饱和器满流槽5，塔顶回流比降至1.8以下，最低为零，蒸氨塔2顶端溢出的氨气经冷凝冷却器3冷凝冷却后剩余的气体经水环式真空泵4排入煤气管网，同时由于温度下降，气体体积缩小，水环式真空泵4负荷相应降低。
采用负压工艺，使剩余氨水在较低温度下沸腾，在低温、低压、低回流条件下，实现了剩余氨水中氨-水的分离，较常规常压蒸馏和负压蒸馏节能75%以上；塔顶溢出的氨气经冷凝器冷却后进入水环式真空泵4，充分降低水环式真空泵4负荷，简化了废水处理工艺，降低了设备投资，解决了困扰焦化废水处理中能耗大、成本高的课题。

Claims (4)

1.一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，包括剩余氨水槽、与剩余氨水槽连接的蒸氨塔、与蒸氨塔顶端连接的冷凝冷却器、冷凝冷却器上连接的水环式真空泵和饱和器满流槽，其特征在于：所述废水蒸馏方法是利用水环式真空泵使蒸氨塔内达到负压状态，使剩余氨水槽中的剩余氨水进入蒸氨塔，在较低温度下剩余氨水沸腾，通过降低温度，提高氨水的相对挥发度，通过控制塔顶的操作压力和温度，在低回流的条件下使精馏段实现氨-水分离，利用蒸氨塔顶端连接冷凝冷却器生成液相氨水，然后流入饱和器满流槽，塔顶溢出的氨气利用水环式真空泵排入煤气管网。
2.根据权利要求１所述的一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，其特征在于：所述蒸氨塔顶端的回流比保持在0～1.8之间。
3.根据权利要求１所述的一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，其特征在于：所述塔顶溢出的氨气先经过冷凝冷却器降温部分冷凝缩小气相体积后再进真空泵排入煤气管网。
4.根据权利要求１所述的一种负压低回流比焦化废水蒸馏方法，其特征在于：所述蒸氨塔顶端总压力的绝对压力为2288～32549Pa，温度在50℃～68℃，此种状态下塔顶氨气含氨浓度为10.00%左右。
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