CN106139823B - 一种煤化工变换冷凝液汽提尾气的综合回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤化工变换冷凝液汽提尾气的综合回收利用方法，在较高压力和较低温度下，采用两极冷却并用低温脱盐水多级洗涤的方法，将汽提尾气中的氨气和水分充分脱除，从而使汽提尾气达到进入企业硫回收系统和火炬系统的标准，从根本上解决汽提尾气排放的环保问题；装置具有显著的经济效益和社会效益，两年左右即可收回投资，并实现环保全面达标；装置可用于类似废气的综合处理利用。

Description

一种煤化工变换冷凝液汽提尾气的综合回收利用方法
技术领域
本发明属于煤化工、新能源化工、石油化工等化工领域的废水、废气处理环节，具体涉及煤化工变换冷凝液汽提净化过程中，从汽提塔汽提出来的汽提气经冷凝冷却并气液分离后，向大气排放的含二氧化碳、氨气、硫化氢的汽提尾气(简称汽提尾气)的深度净化和综合利用方法。
背景技术
煤化工、甲醇、乙醚、二甲醚等新兴能源和化工企业在煤气化和气化气的冷却和洗涤过程中，由于温度下降，压力较高，会有大量氨气、二氧化碳和少量的硫化氢、一氧化碳、氢气等冷凝并溶解到冷凝液中，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4-8g/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。由于气提出来的混合气冷凝后温度在60-80℃，氨气含量和含水率较高，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，不到三个月就无法使用，为此大多数企业将这部分气体(汽提尾气)直接排放，形成了更严重的大气污染。随着环保和节能新标准的实施，以及监管力度的加大，这类废水和废气必须加以处理，并实现资源综合利用。为此，积极探索新的汽提尾气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、二甲醚等新兴能源企业，急需一种方法，能将变换冷凝液汽提尾气进行净化，实现资源综合利用和尾气达标排放，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煤化工变换冷凝液汽提尾气的综合回收利用方法，使汽提尾气经处理后达到国家环保排放要求，并回收其中的氨气、二氧化碳、硫化氢等有用组分，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：一种煤化工变换冷凝液汽提尾气的综合回收利用方法，包括以下步骤：
A、增加变换冷凝液低温汽提塔(1)的绝对压力0.45MPa以上的水蒸气供应，按每吨变换冷凝液150-160千克水蒸气计算，使汽提塔(1)塔顶压力提升至0.30-0.4M0Pa；塔顶排出的汽提尾气，气体尾气按质量百分比，水蒸气占84.5-92.3％。二氧化碳占5-10％，氨气占2.5-5％，硫化氢占0.05-0.10％，一氧化碳、氢气、氮气占0.15-0.4％，与汽提塔(1)进料在预热器(2)换热初步冷凝后，进入冷凝冷却器(3)降温冷凝，并进入分离器(4)气液分离，液相由增压泵(6)泵入企业的变换冷凝液氨回收汽提塔(7)进行汽提，进一步回收氨气，分离二氧化碳和硫化氢，或者由凝液泵(5)直接泵入企业磨煤车间回用；分离器(4)中气液分离后的汽提尾气靠余压引入增压风机(8)，进一步增压后，从下部进入酸性气洗涤塔(9)；
B、在酸性气洗涤塔(9)中，汽提尾气自下而上流动；脱盐水或蒸汽冷凝水由洗涤水进料泵(11)打入洗涤水冷却器(10)降温至5-10℃，靠余压从洗涤塔(9)顶部进入，经喷嘴喷淋后自上而下流动，对汽提尾气进行洗涤降温；洗涤水到达塔釜时，由洗涤塔循环泵(12)从塔底引出，再从塔中部重新打入洗涤塔，经喷嘴喷淋后自上而下流动，对汽提气进行循环洗涤；尾气中绝大部分氨气和少量二氧化碳、硫化氢被洗涤液吸收，水分进一步降低，尾气得到净化；当汽提尾气达到进入企业原有硫回收系统或火炬系统要求时，从洗涤塔(9)顶部排出，靠余压引入硫回收或火炬系统；洗涤液从洗涤塔(9)底部排出，作为氨回收汽提塔(7)的冷进料，由增压泵(13)泵入氨回收汽提塔(7)顶部，与塔内的变换冷凝液一起汽提，进一步回收氨气，分离二氧化碳和硫化氢，或由凝液泵(5)泵入企业磨煤车间回用；洗涤塔(9)顶部设置调节阀(14)保持塔内洗涤吸收压力在0.30-0.40MPa。
本发明的主要特点在于：在较高压力和较低温度下，采用两极冷却并用低温脱盐水多级洗涤的方法，将汽提尾气中的氨气和水分充分脱除，从而使汽提尾气达到进入企业硫回收系统和火炬系统的标准，从根本上解决汽提尾气排放的环保问题；装置具有显著的经济效益和社会效益，两年左右即可收回投资，并实现环保全面达标；装置可用于类似废气的综合处理利用。
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
一种煤化工变换冷凝液汽提尾气的综合回收利用方法，包括以下步骤：
A、增加变换冷凝液低温汽提塔(1)的绝对压力0.45MPa以上的水蒸气供应，按每吨变换冷凝液150-160千克水蒸气计算，使汽提塔(1)塔顶压力提升至0.30-0.4M0Pa；塔顶排出的汽提尾气，气体尾气按质量百分比，水蒸气占84.5-92.3％。二氧化碳占5-10％，氨气占2.5-5％，硫化氢占0.05-0.10％，一氧化碳、氢气、氮气占0.15-0.4％，与汽提塔(1)进料在预热器(2)换热初步冷凝后，进入冷凝冷却器(3)降温冷凝，并进入分离器(4)气液分离，液相由增压泵(6)泵入企业的变换冷凝液氨回收汽提塔(7)进行汽提，进一步回收氨气，分离二氧化碳和硫化氢，或者由凝液泵(5)直接泵入企业磨煤车间回用；分离器(4)中气液分离后的汽提尾气靠余压引入增压风机(8)，进一步增压后，从下部进入酸性气洗涤塔(9)；
B、在酸性气洗涤塔(9)中，汽提尾气自下而上流动；脱盐水或蒸汽冷凝水由洗涤水进料泵(11)打入洗涤水冷却器(10)降温至5-10℃，靠余压从洗涤塔(9)顶部进入，经喷嘴喷淋后自上而下流动，对汽提尾气进行洗涤降温；洗涤水到达塔釜时，由洗涤塔循环泵(12)从塔底引出，再从塔中部重新打入洗涤塔，经喷嘴喷淋后自上而下流动，对汽提气进行循环洗涤；尾气中绝大部分氨气和少量二氧化碳、硫化氢被洗涤液吸收，水分进一步降低，尾气得到净化；当汽提尾气达到进入企业原有硫回收系统或火炬系统要求时，从洗涤塔(9)顶部排出，靠余压引入硫回收或火炬系统；洗涤液从洗涤塔(9)底部排出，作为氨回收汽提塔(7)的冷进料，由增压泵(13)泵入氨回收汽提塔(7)顶部，与塔内的变换冷凝液一起汽提，进一步回收氨气，分离二氧化碳和硫化氢，或由凝液泵(5)泵入企业磨煤车间回用；洗涤塔(9)顶部设置调节阀(14)保持塔内洗涤吸收压力在0.30-0.40MPa。
经过上述步骤A-B，汽提尾气中，按质量百分比，水分占1-3％，二氧化碳占88-94.5％，氨气占0.5-1％，硫化氢占1-2％，一氧化碳、氢气、氮气共占3-6％，达到进入企业硫回收系统和火炬系统的要求，从根本上解决汽提尾气排放的环保问题。
本发明主要设备包括：
1、汽提尾气增压系统：由增压风机8等组成；
2、汽提尾气洗涤净化系统：由冷凝冷却器3、分离器4、洗涤塔9、循环泵12等设备组成；
3、汽提尾气冷凝液、洗涤液回收系统：由凝液泵5、增压泵6、13、汽提塔1、7等设备组成；
4、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，能量消耗较低；系统本身无物料富集问题。

Claims (1)

1.一种煤化工变换冷凝液汽提尾气的综合回收利用方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、增加变换冷凝液低温汽提塔(1)的绝对压力0.45MPa以上的水蒸气供应，按每吨变换冷凝液150-160千克水蒸气计算，使汽提塔(1)塔顶压力提升至0.30-0.40MPa；塔顶排出的汽提尾气，气体尾气按质量百分比，水蒸气占84.5-92.3％，二氧化碳占5-10％，氨气占2.5-5％，硫化氢占0.05-0.10％，一氧化碳、氢气、氮气占0.15-0.4％，与汽提塔(1)进料在预热器(2)换热初步冷凝后，进入冷凝冷却器(3)降温冷凝，并进入分离器(4)气液分离，液相由增压泵(6)泵入企业的变换冷凝液氨回收汽提塔(7)进行汽提，进一步回收氨气，分离二氧化碳和硫化氢，或者由凝液泵(5)直接泵入企业磨煤车间回用；分离器(4)中气液分离后的汽提尾气靠余压引入增压风机(8)，进一步增压后，从下部进入酸性气洗涤塔(9)；
B、在酸性气洗涤塔(9)中，汽提尾气自下而上流动；脱盐水或蒸汽冷凝水由洗涤水进料泵(11)打入洗涤水冷却器(10)降温至5-10℃，靠余压从洗涤塔(9)顶部进入，经喷嘴喷淋后自上而下流动，对汽提尾气进行洗涤降温；洗涤水到达塔釜时，由洗涤塔循环泵(12)从塔底引出，再从塔中部重新打入洗涤塔，经喷嘴喷淋后自上而下流动，对汽提气进行循环洗涤；尾气中绝大部分氨气和少量二氧化碳、硫化氢被洗涤液吸收，水分进一步降低，尾气得到净化；当汽提尾气达到进入企业原有硫回收系统或火炬系统要求时，从洗涤塔(9)顶部排出，靠余压引入硫回收或火炬系统；洗涤液从洗涤塔(9)底部排出，作为氨回收汽提塔(7)的冷进料，由增压泵(13)泵入氨回收汽提塔(7)顶部，与塔内的变换冷凝液一起汽提，进一步回收氨气，分离二氧化碳和硫化氢，或由凝液泵(5)泵入企业磨煤车间回用；洗涤塔(9)顶部设置调节阀(14)保持塔内洗涤吸收压力在0.30-0.40MPa。
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