CN106334326A - 一种焦化剩余氨水蒸馏工艺 - Google Patents

一种焦化剩余氨水蒸馏工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种焦化剩余氨水蒸馏工艺，所述工艺包括以下步骤：利用回收荒煤气中的余热加热剩余氨水和蒸氨废水；加热后的剩余氨水进入负压蒸馏装置，蒸馏分离出氨气和水汽；氨气和水汽经冷凝冷却器冷凝成氨水；冷凝后的氨水进入稀氨水槽；稀氨水槽中的一部分氨水回流到负压蒸馏装置，其它氨水进入真空系统，其中，真空系统采用喷射‑吸收联合工艺产生负压以满足蒸馏工艺需要。本发明的焦化剩余氨水蒸馏工艺以减压蒸馏为基础，降低蒸馏温度，使之能够利用荒煤气的余热为热源，不需另外补充蒸馏所需热量。

Description

一种焦化剩余氨水蒸馏工艺
技术领域
本发明涉及节能减排领域，具体地，本发明提供了一种可广泛应用于焦化行业的剩余氨水超低能耗蒸馏工艺技术。
背景技术
炼焦煤进入焦炉生成焦炭和荒煤气，炼焦煤中水分含量约10％，以及高温干馏过程中产生化合水，合计为炼焦煤消耗量的12％的水分转化为剩余氨水。剩余氨水中全氨含量为5000mg/L左右，另有少量H2S、HCN等，必须通过蒸馏的方式将剩余氨水中的氨、H2S、HCN等分离出来，分离后的废水方可去生化污水处理工序处理后实现达标排放。传统的剩余氨水蒸馏工艺一般为常压蒸馏，蒸馏温度为105℃，需要用蒸汽或煤气进行加热，一般每蒸馏1吨剩余氨水需要消耗热量96000kcal，相当于标准煤13.7kg，综合能耗较高。塔顶氨气还需要大量的冷却水进行冷凝冷却，废水量大。而现有的减压蒸馏工艺存在成品氨水浓度偏低的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种焦化剩余氨水蒸馏工艺。所述工艺包括以下步骤：利用回收荒煤气中的余热加热剩余氨水和蒸氨废水；加热后的剩余氨水进入负压蒸馏装置，蒸馏分离出氨气和水汽；氨气和水汽经冷凝冷却器冷凝成氨水；冷凝后的氨水进入稀氨水槽；稀氨水槽中的一部分氨水回流到负压蒸馏装置，其它氨水进入真空系统，其中，真空系统采用喷射-吸收联合工艺产生负压以满足蒸馏工艺需要。
在本发明的示例性实施例中，回收荒煤气中的余热将剩余氨水加热到蒸馏工艺需要的温度。
在本发明的示例性实施例中，回收荒煤气中的余热还将所述蒸氨废水加热到蒸馏工艺需求的温度。
在本发明的示例性实施例中，来自负压蒸馏装置底部的蒸氨废水在荒煤气余热回收装置中被加热后返回负压蒸馏装置底部为蒸馏补充能量。
在本发明的示例性实施例中，荒煤气的温度降低使得其中的大量焦油汽、水蒸气冷凝下来。
在本发明的示例性实施例中，喷射-吸收联合工艺包括：真空循环槽中氨水经喷射泵打出到冷却器中；在冷却器中将氨水冷却后进入喷射器；氨水经喷射器喷射产生负压以满足负压蒸馏装置的需要并且将冷凝冷却器中的未凝气体吸入，与氨水充分接触，未凝气体中的氨气溶解到氨水中。
在本发明的示例性实施例中，在喷射-吸收联合工艺中从喷射器喷射的氨水吸收未凝气体中的氨气，直到浓度到达20％后作为产品氨水排出。
在本发明的示例性实施例中，剩余未吸收的未凝气体排入焦炉煤气负压系统。
在本发明的示例性实施例中，喷射-吸收联合工艺利用氨易溶于水的物理特性产生负压。
本发明研究的焦化剩余氨水超低能耗蒸馏工艺，以减压蒸馏为基础，降低蒸馏温度，使之能够利用焦化工艺系统内部的余热为热源，不需另外补充热源。本发明研究的真空系统充分利用氨易溶于水的物理特性增强真空度，既能最大限度地降低蒸馏温度，又能解决减压蒸馏生产浓氨水浓度偏低的问题
本发明从初冷器中回收荒煤气中的余热，将剩余氨水和蒸氨废水加热到工艺需求的温度；采用减压蒸馏的方式最大限度地降低蒸馏温度；充分利用氨气易溶于水的特性采用喷射-吸收联合真空系统，降低产生真空的能耗，同时保证成品浓氨水浓度达到20％。整个工艺科学合理地实现了焦化剩余氨水超低能耗蒸馏，使较低品位的热源得以充分利用，大大降低了剩余氨水蒸馏工序的能耗。
本发明的有益效果是：
(Ⅰ)从初冷器中回收荒煤气余热作为剩余氨水蒸馏的热源，整个剩余氨水蒸馏工序不需再另外补充热源。
(Ⅱ)采用减压蒸馏的方式大大降低蒸馏温度，使之适应荒煤气余热回收所能得到的剩余氨水温度，且负压蒸馏对设备材质要求低，投资少。
(Ⅲ)采用喷射-吸收联合工艺产生真空，充分利用氨气易溶于水的物理特性，降低产生真空的能耗，同时避免减压蒸馏成品氨水浓度偏低的问题，成品氨水浓度可达20％。
(Ⅳ)该工艺不产生多余废水和固体废物，所有尾气均实现回收净化，具有节能减排增效的特点。
附图说明
图1为本发明的工艺路线示意图。
具体实施方式
将参照图1来描述焦化剩余氨水超低能耗蒸馏工艺。
首先，利用荒煤气中的余热加热剩余氨水和蒸氨废水。
如图1所示，80℃左右的荒煤气从荒煤气余热回收利用装置10的荒煤气进口15进入，从荒煤气余热回收利用装置10下段的荒煤气出口16排除。焦化剩余氨水和蒸氨废水分别通过剩余氨水进口11和蒸氨废水进口12进入荒煤气余热回收利用装置10上段的下半部分和上半部分。
荒煤气从荒煤气余热回收利用装置10的荒煤气进口15流到荒煤气出口16的过程中，剩余氨水和蒸氨废水通过荒煤气余热回收利用装置10中的换热管17吸收荒煤气中的余热，并且同时为荒煤气降温。
在本发明的示例实施例中，剩余氨水的温度可以从55℃升高到65℃后经过剩余氨水出口19进入负压蒸馏装置20，蒸氨废水的温度可以从65℃加热到72℃后，经蒸氨废水出口18返回负压蒸馏装置20底部的热废水返回口28，为剩余氨水的蒸馏补充热量。例如，在荒煤气余热回收利用装置10中，剩余氨水被加热到满足后续负压蒸馏所要求的温度。
因此，回收的荒煤气中的余热作为剩余氨水蒸馏的热源，分别将剩余氨水、蒸氨废水加热到蒸馏工艺需要的温度，使得整个剩余氨水蒸馏工序不需再另外补充热源。同时，荒煤气的温度降低使得其中大量焦油汽、水蒸气冷凝下来，减少了冷凝冷却所需的循环水量，实现双向节能效果。其中，荒煤气余热回收利用装置10可以是初冷器。在本示例实施例中，初冷器的中段和下段可以分别是循环水冷却段13和低温水冷却段14。然而，本发明的荒煤气余热回收利用装置不限于此。
接下来，在负压环境下蒸馏剩余氨水。
具体地，通过真空系统30为剩余氨水的蒸馏工艺提供负压环境，以便剩余氨水可以在较低的温度下汽化。蒸氨废水经蒸氨废水出口18和热废水进口28返回负压蒸馏装置20的底部为蒸馏补充热量。剩余氨水进入负压蒸馏装置20的进料盘21，剩余氨水进入负压蒸馏装置20后汽化分离成氨气和水汽，大量氨气和部分水汽经塔顶蒸出。在本示例实施例中，负压蒸馏装置20可以是蒸氨塔或蒸馏塔等。
剩余氨水蒸馏工艺采用减压蒸馏的方式，相比较常压蒸馏而言能够最大限度地降低蒸馏温度，使之适应荒煤气余热回收装置10所能得到的剩余氨水温度。剩余氨水负压蒸馏装置20通过真空系统30使剩余氨水在负压环境中蒸馏，从而能够以比较低的温度汽化，使得剩余氨水蒸馏使用温度不高的余热成为可能，从而实现利用低品味余热蒸馏分离氨气的目的。
蒸氨废水进入负压蒸馏装置20后经蒸氨废水泵23流出，一部分蒸氨废水经第一出口24进入生化工艺，一部分蒸氨废水经第二出口22和荒煤气余热回收装置10的蒸氨废水进口12回到荒煤气余热回收装置10中，从而实现循环利用蒸氨废水，减少废水的产生。此外，为剩余氨水的蒸馏工艺提供负压环境的真空系统30采用喷射-吸收联合工艺产生负压以满足蒸馏工艺需要。
从负压蒸馏装置20蒸出的氨气和水汽进入冷凝冷却器25，将大部分水汽和部分氨气冷凝成氨水后进入稀氨水槽26，稀氨水槽26中的氨水一部分经回流泵27进行塔顶回流，其他氨水流入真空循环槽31。真空循环槽31中的氨水经喷射泵32打出，在冷却器33中将其冷却至22℃以下后进入喷射器34。氨水经喷射器34喷射产生负压将冷凝冷却器25的未凝气体吸入，与氨水充分接触，未凝气体中的氨气溶解到氨水中，产生负压，控制喷射器34的喷射量以得到满足蒸馏工艺需要的负压。氨水不断吸收气体中的氨气，浓度达到20％后作为产品排出。剩余未吸收的不凝气体排入焦炉煤气负压系统40。
真空系统30充分利用氨易溶于水的物理特性，采取喷射-吸收联合工艺既能得到满足减压蒸馏的真空度，以最大限度地降低蒸馏温度，较其他方法大大降低产生真空的能耗，节约能源。同时该系统又可以是成品氨水提浓装置，可以解决减压蒸馏过程中成品氨水浓度偏低(5％-8％)的问题，成品氨水浓度可以达到20％以上。
本说明书中省略了本领域技术人员已知的工艺技术。
整个工艺科学合理地实现了焦化剩余氨水超低能耗蒸馏，它是以减压蒸馏为基础，降低蒸馏温度，使之能够利用焦化工艺系统内部的余热为热源，不需另外补充热源，使得较低品位的热源得以充分利用，大大降低了剩余氨水蒸馏工序的能耗。该工艺不产生固体、液体废物，所有废气尾气均实现回收净化，没有污染，实现了焦化剩余氨水超低能耗蒸馏处理。

Claims (9)

1.一种焦化剩余氨水蒸馏工艺，所述工艺包括以下步骤：
利用回收荒煤气中的余热加热剩余氨水和蒸氨废水；
加热后的剩余氨水进入负压蒸馏装置，蒸馏分离出氨气和水汽；
氨气和水汽经冷凝冷却器冷凝成氨水；
冷凝后的氨水进入稀氨水槽；
稀氨水槽中的一部分氨水回流到负压蒸馏装置，其它氨水进入真空系统，
其中，真空系统采用喷射-吸收联合工艺产生负压以满足蒸馏工艺需要。
2.根据权利要求1所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，回收荒煤气中的余热将剩余氨水加热到蒸馏工艺需要的温度。
3.根据权利要求1所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，回收荒煤气中的余热还将所述蒸氨废水加热到蒸馏工艺需求的温度。
4.根据权利要求1所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，来自负压蒸馏装置底部的蒸氨废水在荒煤气余热回收装置中被加热后返回负压蒸馏装置底部为蒸馏补充能量。
5.根据权利要求1所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，荒煤气的温度降低使得其中的大量焦油汽、水蒸气冷凝下来。
6.根据权利要求1所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，喷射-吸收联合工艺包括：
真空循环槽中氨水经喷射泵打出到冷却器中；
在冷却器中将氨水冷却后进入喷射器；
氨水经喷射器喷射产生负压以满足负压蒸馏装置的需要并且将冷凝冷却器中的未凝气体吸入，与氨水充分接触，未凝气体中的氨气溶解到氨水中。
7.根据权利要求6所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，在喷射-吸收联合工艺中从喷射器喷射的氨水吸收未凝气体中的氨气，直到浓度到达20％后作为产品氨水排出。
8.根据权利要求7所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，剩余未吸收的未凝气体排入焦炉煤气负压系统。
9.根据权利要求6所述的焦化剩余氨水蒸馏工艺，其特征在于，喷射-吸收联合工艺利用氨易溶于水的物理特性产生负压。
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