CN105645434A - 一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合利用方法 - Google Patents

一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合利用方法 Download PDF

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CN105645434A CN201511004715.5A CN201511004715A CN105645434A CN 105645434 A CN105645434 A CN 105645434A CN 201511004715 A CN201511004715 A CN 201511004715A CN 105645434 A CN105645434 A CN 105645434A
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Abstract

本发明涉及一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合回收利用方法，冷凝稀氨水从缓冲罐分冷进料、热进料两路进入气提塔，外部低压余热蒸汽自汽提塔底部进塔，对冷凝稀氨水进行一级气提，回收二氧化碳、硫化氢等酸性气；汽提塔排出的汽提合格液再进入第二汽提塔，用低压蒸汽进行二级汽提，回收氨气，一部分直接用于烟气脱硫，另一部分制取质量浓度20-30％的浓氨水，用于对外出售；冷凝稀氨水汽提后从汽提塔排出的合格液中氨气、二氧化碳、硫化氢含量达到回用标准，由企业直接回用，从而达到资源完全回收利用的环保、节能要求。系统投资适中，效益显著，一年左右即可收回全部投资。

Description

一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合利用方法
技术领域
本发明属于煤化工、新能源化工、石油化工、化肥等化工领域的废水、废气处理环节，具体涉及含氨气、二氧化碳、硫化氢的气化变换气冷凝液经汽提塔初步汽提后，汽提气经冷凝器冷凝冷却形成的稀氨水的综合利用方法。
背景技术
煤化工、甲醇、乙二醇、烯烃等新兴能源和化工、化肥企业在煤气化和气化变换气的冷却和洗涤过程中，由于温度下降，压力较高，形成富含氨气、二氧化碳的变换气冷凝液。其中二氧化碳含量在10-20g/L，氨气含量在3-8g/L，硫化氢含量在0.1-0.3g/L，一氧化碳含量在0.2-0.5g/L，氢气含量在0.02-0.1/L。该变换冷凝液属高氨氮废水，无法直接外排，如引入企业的废水生化处理系统，将直接提升生化系统的氨氮负荷，废水无法达标排放，大多数企业都采取了气提蒸氨的方式脱除氨氮和二氧化碳，气提后的合格液回用企业气化系统，汽提气经冷凝脱水后引入硫回收系统或火炬系统。对于汽提出来的汽提气的冷凝脱水，不同企业分别采取了两种方法。其中一种方式是，汽提出来的混合气经塔顶冷凝器直接冷凝到70-100℃，大部分水分冷凝下来，未冷凝的汽提气引入硫回收系统或火炬系统；另一种方式是，汽提气采取塔外两极冷凝冷却的方式，一级冷凝到90-100℃，然后二级再间接冷却或通过洗涤液冷却到40℃-60℃，绝大部分氨气、一部分二氧化碳、少量硫化氢冷凝到冷凝水或冷凝洗涤水中，形成稀氨水溶液，未冷凝下来的主要是二氧化碳、硫化氢、一氧化碳和氢气，引入硫回收系统或火炬系统。第一种方式中，由于冷凝脱水后的氨气含量和含水率仍然较高，使得后期硫回收系统和火炬经常熄火，无法正常运行，并容易形成新的氮氧化物污染；加之气提出来的混合气在塔顶冷凝时，氨基甲酸铵和硫化氢在冷凝器底部大量富集，浓度大大提高，使得冷凝器腐蚀严重，为此这部分企业大多数将冷凝后的汽提气直接排放，形成了更严重的大气污染。第二种方式中，冷凝脱水后的汽提气中水分含量和氨气含量都较低，引入硫回收或火炬系统后，基本上可以正常处理，但是，冷凝下来的稀氨水则无法排放，也难以利用。这部分稀氨水中，二氧化碳含量在10-20g/L，氨气含量在10-90g/L，硫化氢含量在0.15-1g/L。有些企业将其返回煤制浆系统加以利用，不仅氨味大，操作环境差，而且由于二氧化碳存在，使得煤制浆系统的管道经常被结晶堵死；有些企业将其引入气化灰水系统，造成系统氨氮富集，影响最终产品品质；有些企业将其直接用作烟气氨法脱硫的脱硫剂，由于硫化氢的存在使得脱硫系统起泡严重，硫酸铵结晶困难，颜色发黄、发绿，并且由于浓度低使得脱硫系统水量难以平衡，引起脱硫系统堵塞和氨逃逸，污染环境；有些企业引入烟气脱硝系统，作为脱硝系统的脱硝剂，但硫化氢的存在使得催化剂失效，并且容易还原出单质硫，造成系统堵塞。为解决第一种方式下的变换冷凝液综合利用问题，本申请人已开发出了相关的专利技术，并且在实际实施中很好地解决了问题；第二种方式中，如仍采取第一种方式的解决办法，变换冷凝液水量少时也是可以的，但如果企业变换冷凝液水量过大，则投资有可能非常高，使得企业难以承受，因此可以将变换冷凝液汽提后冷凝下来的稀氨水进行进一步净化和提浓，去除其中的硫化氢、二氧化碳等杂质，将浓度提高到20％以上，企业就可以用于烟气脱硫、脱硝，或直接对外出售。为此，积极探索新的处理方法和处理装置，在满足国家环保标准的前提下，实现资源综合利用的目标，成为上述企业和科研机构的重要和急切的任务。
因此，煤化工企业和甲醇、烯烃、新兴能源企业和化工、化肥企业，急需一种方法能将变换冷凝液汽提气冷凝形成的稀氨水进一步净化和提浓，实现资源综合利用和废水零排放；同时投资相对适中，并实现运行正收益。只有这样，才能保障煤化工产业的长期健康发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合利用方法，使冷凝液经处理后完全能达到企业回用要求和国家环保要求，并将氨气、二氧化碳、硫化氢分离和分别回收，实现资源综合利用，从而变废为宝，最终提高生产质量，提升社会和经济效益。
为实现上述目的，本发明采用的方案是：一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合利用方法,包括以下步骤：
A、原变换冷凝液汽提系统汽提气冷却降温后形成的冷凝稀氨水，温度35-60℃，经增压泵(3)打入冷凝稀氨水缓冲罐(4)；
B、缓冲罐(4)的冷凝稀氨水分两路进入汽提塔(1)：其中体积流量75-90％作为热进料，经热进料增压泵(5)增压后，先与汽提塔(2)塔顶排出的含氨水蒸气在一级冷凝冷却器(6)中间接换热，温度上升到110-130℃，再与汽提塔(1)排出的高温汽提合格液在二级预热器(7)中间接换热，温度上升到140-150℃，然后从汽提塔(1)下段上部进塔，经布液后自上而下经过塔内塔盘或填料；温度为176-193℃的外部低压余热水蒸汽直接通入汽提塔(1)底部，与塔底高温合格液换热后，闪蒸产生155-165℃的二次蒸汽作为塔内气提介质，自下而上在塔板或填料间对汽提塔(1)内向下流动的冷凝稀氨水进行气提；另外体积流量10-25％冷凝稀氨水作为冷进料，经冷进料增压泵(8)增压后，进入一级预冷器(9),被循环冷却水降温至35-45℃，从汽提塔(1)中段上部进塔，布液后自上而下经过塔中段填料层，对汽提塔(1)下段气提出来的氨气、二氧化碳、硫化氢混合气进行降温吸收，质量流量98-99％的氨气、质量流量1-10％的二氧化碳、质量流量1-5％的硫化氢被吸收，重新回到下行的冷凝液中，在下降过程中被重新气提；同时，为进一步降低汽提塔(1)顶部排出酸性气中的氨气含量，另引入相当于冷进料体积流量10-20％的脱盐水作为洗涤水，经脱盐水泵(10)增压后，进入二级预冷器(11),被循环冷却水降温至33-40℃，从汽提塔(1)上段上部进塔，布液后自上而下经过塔上段填料层，对经过汽提塔(1)中段填料层后，未被吸收的汽提气进行二次吸收，质量流量99-100％的氨气、质量流量0.1-1％的二氧化碳、质量流量0.1-1％的硫化氢被吸收，重新回到汽提塔(1)中段的冷进料中，与中段冷进料混合，对下段汽提出来的汽提气进行吸收；
C、汽提塔(1)中的汽提气，经中段、上段两极冷却洗涤和吸收，自塔顶排出时，二氧化碳质量含量93-94％，硫化氢质量含量1-3％，水分质量含量2-4％，氨气质量含量低于0.1％，引入企业原有硫回收系统进一步回收硫后达标排放；
D、冷凝稀氨水经汽提塔(1)汽提后，到达汽提塔(1)底部时，氨气含量基本未变，为10-90g/L，二氧化碳含量0.1-1g/L,硫化氢含量0.05-0.2g/L，温度155-165℃；这部分汽提塔(1)合格液经增压泵(12)增压后，进入二级预热器(7)，与汽提塔(1)热进料间接换热后，温度下降到135-145℃，从汽提塔(2)顶部进塔，经布液后自上而下经过塔内塔盘或填料；温度为145-193℃的外部低压余热水蒸汽直接通入汽提塔(2)底部，与塔底高温合格液换热后，闪蒸产生135-145℃的二次蒸汽作为塔内气提介质，自下而上在塔板或填料间对进入汽提塔(2)内向下流动的汽提塔(1)合格液进行二次汽提脱氨；
E、汽提塔(1)合格液在汽提塔(2)中自上而下流动至塔底时，其中的氨气含量低于0.2g/L，二氧化碳含量低于0.05g/L,硫化氢含量低于0.01g/L，靠余压返回企业气化系统循环利用；
F、从汽提塔(2)顶部排出的含氨蒸汽首先进入一级冷凝冷却器(6)中，与汽提塔(1)热进料间接换热后，温度下降到100-125℃，进入一级分凝器(13)分凝脱水后，进入二级冷凝冷却器(14)，被循环冷却水冷却到70-90℃，再进入二级分凝器(15)二次分凝脱水后，进入三级冷凝冷却器(16)，被循环冷却水冷却到40-60℃，然后进入三级分凝器(17)进一步气液分离；一级分凝器(13)、二级分凝器(15)、三级分凝器(17)冷凝下来的分凝液，靠余压排出，进入分凝液罐(18),混合后，经分凝液回流泵(19)打入缓冲罐(4)，重新进入汽提塔(1)中汽提；
G、三级分凝器中未被冷凝的气体主要是粗氨气，其中水分含量低于质量百分比4％，二氧化碳低于质量百分比1％，硫化氢低于质量百分比0.15％，这部分粗氨气靠余压进入氨气精制塔(20)；氨气精制塔(20)分作上下两部分，粗氨气首先进入精制塔(20)上段下部，根据进入精制塔(20)的氨气量，由制冷剂计量泵(21)从液氨储罐(22)引入液氨，进入精制塔(20)上段蒸发吸热，将粗氨气温度降低至-10-0℃，粗氨气中的二氧化碳、硫化氢分别以碳酸铵、氢硫化铵的形式结晶出来，沉积到精制塔(20)上段底部，进而使粗氨气中的二氧化碳、硫化氢再次被脱除，成为精制氨气，从精制塔(20)顶部排出；当精制塔(20)上段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)上段高度的10-15％时，粗氨气、液氨切换到从精制塔(20)下段引入，将进入下段的粗氨气温度降低至-10-0℃，粗氨气中的二氧化碳、硫化氢分别以碳酸铵、氢硫化铵的形式结晶出来，沉积到精制塔下段底部，进而使粗氨气中的二氧化碳、硫化氢再次被脱除，成为精制氨气，从精制塔(20)下段顶部排出；当精制塔(20)下段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)下段高度的10-15％时，粗氨气、液氨重新切回到从精制塔(20)上段引入，如此循环使用；同时，当精制塔(20)上段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)上段高度的10-15％时，通过脱盐水溶解泵(23)打入25-50℃的脱盐水，将上段结晶全部溶解后，由晶浆泵(24)将溶液打入分凝液罐(18)；当精制塔(20)下段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)下段高度的10-15％时，脱盐水溶解泵(23)切换到从精制塔(20)下段打入25-50℃的脱盐水，将下段结晶全部溶解后，由晶浆泵(24)将溶液打入分凝液罐(18)，如此循环使用；
H、从氨精制塔(20)排出的精制氨气中，还有质量百分比0.005-0.02％的硫化氢，靠余压进入脱硫罐(25)，在脱硫剂构成的填料中自下而上穿过，进一步脱除硫化氢，氨气从脱硫罐(25)顶部排出，脱硫剂每年更换一次；
I、从脱硫罐(25)顶部排出的氨气中，氨气质量占99.5％以上，硫化氢质量低于0.0002％，二氧化碳质量低于0.0001％，已经完全符合回用或销售要求；这部分精制氨气分作两部分：其中一部分经引风机(26)引入企业原有烟气脱硫系统用于烟气氨法脱硫；另一部分进入高位吸氨器(27)，用脱盐水喷淋泵(28)打入的脱盐水进行吸收，温度升高，从高位吸氨器(27)底部排出进入氨水冷却器(29)，经循环冷却水降温至30-40℃，氨气被进一步吸收后，进入稀氨水罐(30)；同时从稀氨水罐(30)内抽出部分稀氨水，由氨水循环喷淋泵(31)打入高位吸氨器(27)中段，对氨气进行循环吸收，当稀氨水罐(30)内氨水浓度达到20-30％时，由合格氨水泵(32)打入合格氨水罐(33)储存备用；脱盐水喷淋泵(28)的流量根据冷凝稀氨水的流量以及其中氨气的质量浓度进行控制。
冷凝稀氨水经过上述步骤A-I，在汽提塔(1)和汽提塔(2)两级汽提，将其中的二氧化碳、硫化氢等酸性气从汽提塔(1)汽提出来，进入硫回收系统进一步回收利用；氨气从汽提塔(2)汽提出来，经多级净化后，一部分直接用于烟气脱硫，另一部分制取质量浓度20-30％的氨水，用于对外出售；冷凝稀氨水汽提后从汽提塔(2)排出的合格液中氨气、二氧化碳、硫化氢含量达到回用标准，由企业直接回用，从而达到资源完全回收利用的环保、节能要求。
本发明的主要特点在于：先将氨气浓度较高的冷凝稀氨水在汽提塔(1)中汽提，脱除二氧化碳和硫化氢等酸性气，然后再进入汽提塔(2)进行二次汽提，脱除其中的高浓度氨气；合格液直接回用；高浓度氨气经进一步净化后，一部分直接用于企业烟气脱硫脱硝，另一部分制取质量浓度20-30％高纯浓氨水，用于对外出售或间接用于脱硫脱硝。该装置具有显著的经济效益和社会效益，一年左右即可收回投资，并实现环保全面达标，可用于类似废液的综合处理利用。
附图说明
图1为本发明实施例实验装置结构示意图。
具体实施方式
一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合回收利用方法,包括以下步骤：
A、原变换冷凝液汽提系统汽提气冷却降温后形成的冷凝稀氨水，温度35-60℃，经增压泵3打入冷凝稀氨水缓冲罐4；
B、缓冲罐4的冷凝稀氨水分两路进入汽提塔1：其中体积流量75-90％作为热进料，经热进料增压泵5增压后，先与汽提塔2塔顶排出的含氨水蒸气在一级冷凝冷却器6中间接换热，温度上升到110-130℃，再与汽提塔1排出的高温汽提合格液在二级预热器7中间接换热，温度上升到140-150℃，然后从汽提塔1下段上部进塔，经布液后自上而下经过塔内塔盘或填料；温度为176-193℃的外部低压余热水蒸汽直接通入汽提塔1底部，与塔底高温合格液换热后，闪蒸产生155-165℃的二次蒸汽作为塔内气提介质，自下而上在塔板或填料间对汽提塔1内向下流动的冷凝稀氨水进行气提；另外体积流量10-25％冷凝稀氨水作为冷进料，经冷进料增压泵8增压后，进入一级预冷器9,被循环冷却水降温至35-45℃，从汽提塔1中段上部进塔，布液后自上而下经过塔中段填料层，对汽提塔1下段气提出来的氨气、二氧化碳、硫化氢混合气进行降温吸收，质量流量98-99％的氨气、质量流量1-10％的二氧化碳、质量流量1-5％的硫化氢被吸收，重新回到下行的冷凝液中，在下降过程中被重新气提；同时，为进一步降低汽提塔1顶部排出酸性气中的氨气含量，另引入相当于冷进料体积流量10-20％的脱盐水作为洗涤水，经脱盐水泵10增压后，进入二级预冷器11,被循环冷却水降温至33-40℃，从汽提塔1上段上部进塔，布液后自上而下经过塔上段填料层，对经过汽提塔1中段填料层后，未被吸收的汽提气进行二次吸收，质量流量99-100％的氨气、质量流量0.1-1％的二氧化碳、质量流量0.1-1％的硫化氢被吸收，重新回到汽提塔1中段的冷进料中，与中段冷进料混合，对下段汽提出来的汽提气进行吸收；
C、汽提塔1中的汽提气，经中段、上段两极冷却洗涤和吸收，自塔顶排出时，二氧化碳质量含量93-94％，硫化氢质量含量1-3％，水分质量含量2-4％，氨气质量含量低于0.1％，引入企业原有硫回收系统进一步回收硫后达标排放；
D、冷凝稀氨水经汽提塔1汽提后，到达汽提塔1底部时，氨气含量基本未变，为10-90g/L，二氧化碳含量0.1-1g/L,硫化氢含量0.05-0.2g/L，温度155-165℃；这部分汽提塔1合格液经增压泵12增压后，进入二级预热器7，与汽提塔1热进料间接换热后，温度下降到135-145℃，从汽提塔2顶部进塔，经布液后自上而下经过塔内塔盘或填料；温度为145-193℃的外部低压余热水蒸汽直接通入汽提塔2底部，与塔底高温合格液换热后，闪蒸产生135-145℃的二次蒸汽作为塔内气提介质，自下而上在塔板或填料间对进入汽提塔2内向下流动的汽提塔1合格液进行二次汽提脱氨；
E、汽提塔1合格液在汽提塔2中自上而下流动至塔底时，其中的氨气含量低于0.2g/L，二氧化碳含量低于0.05g/L,硫化氢含量低于0.01g/L，靠余压返回企业气化系统循环利用；
F、从汽提塔2顶部排出的含氨蒸汽首先进入一级冷凝冷却器6中，与汽提塔1热进料间接换热后，温度下降到100-125℃，进入一级分凝器13分凝脱水后，进入二级冷凝冷却器14，被循环冷却水冷却到70-90℃，再进入二级分凝器15二次分凝脱水后，进入三级冷凝冷却器16，被循环冷却水冷却到40-60℃，然后进入三级分凝器17进一步气液分离；一级分凝器13、二级分凝器15、三级分凝器17冷凝下来的分凝液，靠余压排出，进入分凝液罐18,混合后，经分凝液回流泵19打入缓冲罐4，重新进入汽提塔1中汽提；
G、三级分凝器中未被冷凝的气体主要是粗氨气，其中水分含量低于质量百分比4％，二氧化碳低于质量百分比1％，硫化氢低于质量百分比0.15％，这部分粗氨气靠余压进入氨气精制塔20；氨气精制塔20分作上下两部分，粗氨气首先进入精制塔20上段下部，根据进入精制塔20的氨气量，由制冷剂计量泵21从液氨储罐22引入液氨，进入精制塔20上段蒸发吸热，将粗氨气温度降低至-10-0℃，粗氨气中的二氧化碳、硫化氢分别以碳酸铵、氢硫化铵的形式结晶出来，沉积到精制塔20上段底部，进而使粗氨气中的二氧化碳、硫化氢再次被脱除，成为精制氨气，从精制塔20顶部排出；当精制塔20上段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔20上段高度的10-15％时，粗氨气、液氨切换到从精制塔20下段引入，将进入下段的粗氨气温度降低至-10-0℃，粗氨气中的二氧化碳、硫化氢分别以碳酸铵、氢硫化铵的形式结晶出来，沉积到精制塔下段底部，进而使粗氨气中的二氧化碳、硫化氢再次被脱除，成为精制氨气，从精制塔20下段顶部排出；当精制塔20下段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔20下段高度的10-15％时，粗氨气、液氨重新切回到从精制塔20上段引入，如此循环使用；同时，当精制塔20上段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔20上段高度的10-15％时，通过脱盐水溶解泵23打入25-50℃的脱盐水，将上段结晶全部溶解后，由晶浆泵24将溶液打入分凝液罐18；当精制塔20下段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔20下段高度的10-15％时，脱盐水溶解泵23切换到从精制塔20下段打入25-50℃的脱盐水，将下段结晶全部溶解后，由晶浆泵24将溶液打入分凝液罐18，如此循环使用；
H、从氨精制塔20排出的精制氨气中，还有质量百分比0.005-0.02％的硫化氢，靠余压进入脱硫罐25，在脱硫剂构成的填料中自下而上穿过，进一步脱除硫化氢，氨气从脱硫罐25顶部排出，脱硫剂每年更换一次；
I、从脱硫罐25顶部排出的氨气中，氨气质量占99.5％以上，硫化氢质量低于0.0002％，二氧化碳质量低于0.0001％，已经完全符合回用或销售要求；这部分精制氨气分作两部分：其中一部分经引风机26引入企业原有烟气脱硫系统用于烟气氨法脱硫；另一部分进入高位吸氨器27，用脱盐水喷淋泵28打入的脱盐水进行吸收，温度升高，从高位吸氨器27底部排出进入氨水冷却器29，经循环冷却水降温至30-40℃，氨气被进一步吸收后，进入稀氨水罐30；同时从稀氨水罐30内抽出部分稀氨水，由氨水循环喷淋泵31打入高位吸氨器27中段，对氨气进行循环吸收，当稀氨水罐(30)内氨水浓度达到20-30％时，由合格氨水泵32打入合格氨水罐33储存备用；脱盐水喷淋泵28的流量根据冷凝稀氨水的流量以及其中氨气的质量浓度进行控制。
冷凝稀氨水经过上述步骤A-I，在汽提塔1和汽提塔2两级汽提，将其中的二氧化碳、硫化氢等酸性气从汽提塔1汽提出来，进入硫回收系统进一步回收利用；氨气从汽提塔2汽提出来，经多级净化后，一部分直接用于烟气脱硫，另一部分制取质量浓度20-30％的氨水，用于对外出售；冷凝稀氨水汽提后从汽提塔2排出的合格液中氨气、二氧化碳、硫化氢含量达到回用标准，由企业直接回用，从而达到资源完全回收利用的环保、节能要求。
本发明主要设备包括：
1、冷凝稀氨水物料分配系统：由冷凝稀氨水增压泵3、缓冲罐4和流量气动调节阀、热进料增压泵5、冷进料增压泵8、脱盐水增压泵10组成；
2、汽提系统：由汽提塔1、2、一级冷凝冷却器6、二级预热器7、一级预冷器9、二级预冷器11、塔1合格液增压泵12等设备组成；
3、氨气净化系统：由二、三级冷凝冷却器14、16、一、二、三级分凝器13、15、17、氨精制塔20、脱硫罐25、分凝液罐18、分凝液回流泵19、液氨储罐22、脱盐水溶解泵23、制冷剂计量泵21等设备组成；
4、氨气回用和高纯浓氨水制取系统：包括引风机26、高位吸氨器27、氨水冷却器29、稀氨水罐30、合格氨水罐33、脱盐水喷淋泵28、循环稀氨水喷淋泵31、合格氨水泵32等设备组成；
5、酸性气脱硫系统：由企业自身的硫回收系统替代；
6、电气、仪表控制系统：由电气系统、DCS控制系统和控制阀门、控制仪表等组成。
本发明装置中，汽提塔1合格液本身压力在0.6MPa以上，只需较小功率的增压泵进行增压即可进入汽提塔2汽提；汽提塔2中的物料在沸点以上进料，大大节约了汽提塔2汽提所需蒸汽耗费；汽提塔1进料利用汽提塔2排出的含氨蒸汽冷凝放热和汽提塔1高温合格液热量进行预热，节约了汽提塔1蒸汽耗费；系统外部热源采用低压余热蒸汽，价格低廉；汽提塔采用变径设计；系统本身无物料富集问题。

Claims (1)

1.一种含氨气、二氧化碳、硫化氢的冷凝稀氨水的综合回收利用方法,其特征在于：包括以下步骤：
A、原变换冷凝液汽提系统汽提气冷却降温后形成的冷凝稀氨水，温度35-60℃，经增压泵(3)打入冷凝稀氨水缓冲罐(4)；
B、缓冲罐(4)的冷凝稀氨水分两路进入汽提塔(1)：其中体积流量75-90％作为热进料，经热进料增压泵(5)增压后，先与汽提塔(2)塔顶排出的含氨水蒸气在一级冷凝冷却器(6)中间接换热，温度上升到110-130℃，再与汽提塔(1)排出的高温汽提合格液在二级预热器(7)中间接换热，温度上升到140-150℃，然后从汽提塔(1)下段上部进塔，经布液后自上而下经过塔内塔盘或填料；温度为176-193℃的外部低压余热水蒸汽直接通入汽提塔(1)底部，与塔底高温合格液换热后，闪蒸产生155-165℃的二次蒸汽作为塔内气提介质，自下而上在塔板或填料间对汽提塔(1)内向下流动的冷凝稀氨水进行气提；另外体积流量10-25％冷凝稀氨水作为冷进料，经冷进料增压泵(8)增压后，进入一级预冷器(9),被循环冷却水降温至35-45℃，从汽提塔(1)中段上部进塔，布液后自上而下经过塔中段填料层，对汽提塔(1)下段气提出来的氨气、二氧化碳、硫化氢混合气进行降温吸收，质量流量98-99％的氨气、质量流量1-10％的二氧化碳、质量流量1-5％的硫化氢被吸收，重新回到下行的冷凝液中，在下降过程中被重新气提；同时，为进一步降低汽提塔(1)顶部排出酸性气中的氨气含量，另引入相当于冷进料体积流量10-20％的脱盐水作为洗涤水，经脱盐水泵(10)增压后，进入二级预冷器(11),被循环冷却水降温至33-40℃，从汽提塔(1)上段上部进塔，布液后自上而下经过塔上段填料层，对经过汽提塔(1)中段填料层后，未被吸收的汽提气进行二次吸收，质量流量99-100％的氨气、质量流量0.1-1％的二氧化碳、质量流量0.1-1％的硫化氢被吸收，重新回到汽提塔(1)中段的冷进料中，与中段冷进料混合，对下段汽提出来的汽提气进行吸收；
C、汽提塔(1)中的汽提气，经中段、上段两极冷却洗涤和吸收，自塔顶排出时，二氧化碳质量含量93-94％，硫化氢质量含量1-3％，水分质量含量2-4％，氨气质量含量低于0.1％，引入企业原有硫回收系统进一步回收硫后达标排放；
D、冷凝稀氨水经汽提塔(1)汽提后，到达汽提塔(1)底部时，氨气含量基本未变，为10-90g/L，二氧化碳含量0.1-1g/L,硫化氢含量0.05-0.2g/L，温度155-165℃；这部分汽提塔(1)合格液经增压泵(12)增压后，进入二级预热器(7)，与汽提塔(1)热进料间接换热后，温度下降到135-145℃，从汽提塔(2)顶部进塔，经布液后自上而下经过塔内塔盘或填料；温度为145-193℃的外部低压余热水蒸汽直接通入汽提塔(2)底部，与塔底高温合格液换热后，闪蒸产生135-145℃的二次蒸汽作为塔内气提介质，自下而上在塔板或填料间对进入汽提塔(2)内向下流动的汽提塔(1)合格液进行二次汽提脱氨；
E、汽提塔(1)合格液在汽提塔(2)中自上而下流动至塔底时，其中的氨气含量低于0.2g/L，二氧化碳含量低于0.05g/L,硫化氢含量低于0.01g/L，靠余压返回企业气化系统循环利用；
F、从汽提塔(2)顶部排出的含氨蒸汽首先进入一级冷凝冷却器(6)中，与汽提塔(1)热进料间接换热后，温度下降到100-125℃，进入一级分凝器(13)分凝脱水后，进入二级冷凝冷却器(14)，被循环冷却水冷却到70-90℃，再进入二级分凝器(15)二次分凝脱水后，进入三级冷凝冷却器(16)，被循环冷却水冷却到40-60℃，然后进入三级分凝器(17)进一步气液分离；一级分凝器(13)、二级分凝器(15)、三级分凝器(17)冷凝下来的分凝液，靠余压排出，进入分凝液罐(18),混合后，经分凝液回流泵(19)打入缓冲罐(4)，重新进入汽提塔(1)中汽提；
G、三级分凝器中未被冷凝的气体主要是粗氨气，其中水分含量低于质量百分比4％，二氧化碳低于质量百分比1％，硫化氢低于质量百分比0.15％，这部分粗氨气靠余压进入氨气精制塔(20)；氨气精制塔(20)分作上下两部分，粗氨气首先进入精制塔(20)上段下部，根据进入精制塔(20)的氨气量，由制冷剂计量泵(21)从液氨储罐(22)引入液氨，进入精制塔(20)上段蒸发吸热，将粗氨气温度降低至-10-0℃，粗氨气中的二氧化碳、硫化氢分别以碳酸铵、氢硫化铵的形式结晶出来，沉积到精制塔(20)上段底部，进而使粗氨气中的二氧化碳、硫化氢再次被脱除，成为精制氨气，从精制塔(20)顶部排出；当精制塔(20)上段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)上段高度的10-15％时，粗氨气、液氨切换到从精制塔(20)下段引入，将进入下段的粗氨气温度降低至-10-0℃，粗氨气中的二氧化碳、硫化氢分别以碳酸铵、氢硫化铵的形式结晶出来，沉积到精制塔下段底部，进而使粗氨气中的二氧化碳、硫化氢再次被脱除，成为精制氨气，从精制塔(20)下段顶部排出；当精制塔(20)下段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)下段高度的10-15％时，粗氨气、液氨重新切回到从精制塔(20)上段引入，如此循环使用；同时，当精制塔(20)上段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)上段高度的10-15％时，通过脱盐水溶解泵(23)打入25-50℃的脱盐水，将上段结晶全部溶解后，由晶浆泵(24)将溶液打入分凝液罐(18)；当精制塔(20)下段底部的碳酸铵、氢硫化铵结晶聚积到占精制塔(20)下段高度的10-15％时，脱盐水溶解泵(23)切换到从精制塔(20)下段打入25-50℃的脱盐水，将下段结晶全部溶解后，由晶浆泵(24)将溶液打入分凝液罐(18)，如此循环使用；
H、从氨精制塔(20)排出的精制氨气中，还有质量百分比0.005-0.02％的硫化氢，靠余压进入脱硫罐(25)，在脱硫剂构成的填料中自下而上穿过，进一步脱除硫化氢，氨气从脱硫罐(25)顶部排出，脱硫剂每年更换一次；
I、从脱硫罐(25)顶部排出的氨气中，氨气质量占99.5％以上，硫化氢质量低于0.0002％，二氧化碳质量低于0.0001％，已经完全符合回用或销售要求；这部分精制氨气分作两部分：其中一部分经引风机(26)引入企业原有烟气脱硫系统用于烟气氨法脱硫；另一部分进入高位吸氨器(27)，用脱盐水喷淋泵(28)打入的脱盐水进行吸收，温度升高，从高位吸氨器(27)底部排出进入氨水冷却器(29)，经循环冷却水降温至30-40℃，氨气被进一步吸收后，进入稀氨水罐(30)；同时从稀氨水罐(30)内抽出部分稀氨水，由氨水循环喷淋泵(31)打入高位吸氨器(27)中段，对氨气进行循环吸收，当稀氨水罐(30)内氨水浓度达到20-30％时，由合格氨水泵(32)打入合格氨水罐(33)储存备用；脱盐水喷淋泵(28)的流量根据冷凝稀氨水的流量以及其中氨气的质量浓度进行控制。
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