CN108384582B - 一种强化脱酸蒸氨解吸的系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种强化脱酸蒸氨解吸的系统及工艺，脱酸蒸氨塔的顶部设有混合气排出口及富液入口，脱酸蒸氨塔的中部设有贫液侧线采出口、剩余氨水入口及碱液入口，脱酸蒸氨塔下部设加热热源入口，脱酸蒸氨塔底部设蒸氨废水排出口；冷凝器或分缩器的混合气入口与脱酸蒸氨塔的混合气排出口连接；脱酸蒸氨塔的富液入口连接换热器的第一换热介质出口，换热器的第一换热介质入口连接富液输送管道；脱酸蒸氨塔的贫液侧线采出口依次连接贫液泵和换热器的第二换热介质入口，换热器的第二换热介质出口连接贫液输送管道。本发明通过提高富液中硫化氢的解吸效率，同时防止过多氨气从塔顶随混合气体逸出，从而改善脱硫贫液质量，并且最终达到提高脱硫效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉煤气净化技术领域，尤其涉及一种强化脱酸蒸氨解吸的系统及工艺。
背景技术
焦炉煤气脱除硫化氢是煤气净化过程的重要步骤，氨水法脱硫工艺是一种用于脱除荒煤气中硫化氢的常见工艺。氨水法脱硫是以煤气中的氨为碱源，以含氨水溶液为洗涤介质，采用氨硫联合洗涤(吸收)工艺脱除煤气中的硫化氢。该法由洗涤装置和脱酸蒸氨装置组成吸收和解吸两大工艺主体部分，并使氨和硫化氢的洗涤和汽提解吸工艺紧密结合在一起。在洗涤装置中，硫化氢洗涤塔配置在洗氨塔之前，以水洗氨得到的富氨水和由脱酸蒸氨装置返回含氨较高的脱酸贫液(以满足脱硫所要求的氨硫比)来脱除煤气中的硫化氢，形成含氨和硫化氢的富液，送往脱酸蒸氨装置。在脱酸蒸氨装置中，富液通过脱酸蒸氨装置解吸得到的脱酸贫液和汽提水(蒸氨废水的一部分)送回洗涤装置循环脱硫脱氨使用。
氨水法脱硫工艺相比于其它脱硫工艺，具有仅以水为洗涤介质、煤气中氨为碱源的吸收法脱硫，不产生脱硫废液的优点。但是，其吸收以及解吸的机理对其脱硫指标产生了一定限制。具体如下：
如图1所示，在现有的脱酸蒸氨工艺中，从脱硫塔过来的富液6混入一定量碱液5后，一部分直接进入脱酸蒸氨塔1塔顶，另外一部分经换热器2与脱酸蒸氨塔1侧线采出的贫液7换热后进入脱酸蒸氨塔1中部。脱酸蒸氨塔1自上而下依次进入未预热富液、预热富液和剩余氨水8。脱酸蒸氨塔1在剩余氨水入口上方以及塔底通入蒸汽9、10用于气提。硫化氢、氨气以及水蒸气的混合物以混合气3形式从塔顶直接逸出，侧线产生贫液7由贫液泵11抽出后经换热返回脱硫塔用于焦炉煤气脱硫，蒸氨废水4从塔底排出。
目前配套氨水法脱硫过程的脱酸蒸氨工艺，用于脱硫的贫液从脱酸蒸氨塔侧线采出，脱酸蒸氨塔塔底(或侧线蒸汽)负荷加大时，会加大贫液中氨的逸出量，导致侧线贫液含氨不足，返回脱硫塔难以满足脱硫要求。如果脱酸蒸氨塔塔底(或侧线蒸汽)负荷减小，又会导致硫化氢不能被有效地从富液中提取出来，使硫化氢从塔顶逸出量不足，同时侧线采出的贫液含有硫化氢较多，同样难以满足脱硫塔中的脱硫要求。另外，由于碱液直接加入富液中，在一定程度上会降低硫化氢从富液中汽提的数量，同样也会造成贫液中硫化氢含量的过多残留，降低贫液的质量。以上原因极大的限制了氨水法脱硫的应用范围，并且对现场应用开工调节参数有很大的限制。
发明内容
本发明提供了一种强化脱酸蒸氨解吸的系统及工艺，通过提高富液中硫化氢的解吸效率，同时防止过多氨气从塔顶随混合气体逸出，从而改善脱硫贫液质量，并且最终达到提高脱硫效率的目的。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种强化脱酸蒸氨解吸的系统，包括脱酸蒸氨塔、换热器、贫液泵，还包括冷凝器或分缩器；所述脱酸蒸氨塔的顶部设有混合气排出口及富液入口，脱酸蒸氨塔的中部设有贫液侧线采出口、剩余氨水入口及碱液入口，脱酸蒸氨塔的下部设有加热热源入口，脱酸蒸氨塔的底部设蒸氨废水排出口；所述冷凝器或分缩器的混合气入口通过管道与脱酸蒸氨塔的混合气排出口连接，冷凝器或分缩器设气体出口；脱酸蒸氨塔的富液入口连接换热器的第一换热介质出口，换热器的第一换热介质入口连接富液输送管道；脱酸蒸氨塔的贫液侧线采出口通过管道依次连接贫液泵和换热器的第二换热介质入口，换热器的第二换热介质出口连接贫液输送管道。
所述冷凝器还设有冷凝液出口，冷凝液出口通过管道连接脱酸蒸氨塔顶部的冷凝液入口。
所述脱酸蒸氨塔的富液入口与贫液侧线采出口之间、剩余氨水入口与碱液入口之间、碱液入口与加热热源入口之间分别设置一至多层填料或塔盘。
所述脱酸蒸氨塔的加热热源入口连接蒸汽输送管道或再沸器。
基于所述系统的一种强化脱酸蒸氨解吸工艺，包括如下步骤：
1)来自脱硫洗涤塔的富液进入换热器与自脱酸蒸氨塔采出的贫液进行热交换，换热后的富液从顶部进入脱酸蒸氨塔；
2)进入脱酸蒸氨塔的富液向下流动，在脱酸蒸氨塔底部供入的蒸汽或再沸器提供的热量作用下，富液中的硫化氢和氨气被提取出来，富液转化为贫液从贫液侧线采出口被采出；采出的贫液在贫液泵的驱动下进入换热器与来自脱硫洗涤塔的富液换热，然后送至外部脱硫单元；
3)从脱酸蒸氨塔内被提取出来的硫化氢和氨气与水汽混合，形成的混合气向塔顶流动，在冷凝器或分缩器的作用下，混合气中夹带的水汽被冷凝下来形成冷凝液；冷凝液从塔顶向下流动，并与混合气充分接触；
4)从外部其它工段送来的剩余氨水进入脱酸蒸氨塔中部，与自下部进入脱酸蒸氨塔的碱液接触后，在蒸汽或再沸器提供热量的加热作用下，剩余氨水中的氨气被提取出来，并在脱酸蒸氨塔底部形成蒸氨废水，由蒸氨废水排出口排出；
5)从剩余氨水中提取的氨气在塔内向上流动，与贫液和冷凝液接触，部分进入贫液，部分随混合气从塔顶进入冷凝器或分缩器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)加强硫化氢解吸的同时，避免氨气逸出过量，从而提高贫液的质量，并最终达到提高脱硫效率的目的.
2)与现有脱酸蒸氨工艺相比较，无需额外增加占地，方便操作。
附图说明
图1是现有脱酸蒸氨工艺的流程图。
图2是发明所述一种强化脱酸蒸氨解吸系统的结构示意图一(脱酸蒸氨塔顶设冷凝器)。
图3是发明所述一种强化脱酸蒸氨解吸系统的结构示意图二(脱酸蒸氨塔顶设分缩器)。
图中：1.脱酸蒸氨塔 2.换热器 3.混合气 4.蒸氨废水 5.碱液 6.富液 7.贫液8.剩余氨水 9.蒸汽(脱酸蒸氨塔中部进入) 10.蒸汽(脱酸蒸氨塔下部进入) 11.贫液泵12.冷凝器 13.分缩器
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图2、图3所示，本发明所述一种强化脱酸蒸氨解吸的系统，包括脱酸蒸氨塔1、换热器2、贫液泵11，还包括冷凝器12或分缩器13；所述脱酸蒸氨塔1的顶部设有混合气排出口及富液入口，脱酸蒸氨塔1的中部设有贫液侧线采出口、剩余氨水入口及碱液入口，脱酸蒸氨塔1的下部设有加热热源入口，脱酸蒸氨塔1的底部设蒸氨废水排出口；所述冷凝器12或分缩器13的混合气入口通过管道与脱酸蒸氨塔1的混合气排出口连接，冷凝器12或分缩器13设气体出口；脱酸蒸氨塔1的富液入口连接换热器2的第一换热介质出口，换热器2的第一换热介质入口连接富液输送管道；脱酸蒸氨塔1的贫液侧线采出口通过管道依次连接贫液泵11和换热器2的第二换热介质入口，换热器2的第二换热介质出口连接贫液输送管道。
所述冷凝器12还设有冷凝液出口，冷凝液出口通过管道连接脱酸蒸氨塔1顶部的冷凝液入口。
所述脱酸蒸氨塔1的富液入口与贫液侧线采出口之间、剩余氨水入口与碱液入口之间、碱液入口与加热热源入口之间分别设置一至多层填料或塔盘。
所述脱酸蒸氨塔1的加热热源入口连接蒸汽输送管道或再沸器。
基于所述系统的一种强化脱酸蒸氨解吸工艺，包括如下步骤：
1)来自脱硫洗涤塔1的富液6进入换热器2与自脱酸蒸氨塔1采出的贫液7进行热交换，换热后的富液从顶部进入脱酸蒸氨塔1；
2)进入脱酸蒸氨塔1的富液6向下流动，在脱酸蒸氨塔1底部供入的蒸汽10或再沸器提供的热量作用下，富液6中的硫化氢和氨气被提取出来，富液6转化为贫液7从贫液侧线采出口被采出；采出的贫液7在贫液泵11的驱动下进入换热器2与来自脱硫洗涤塔的富液6换热，然后送至外部脱硫单元；
3)从脱酸蒸氨塔1内被提取出来的硫化氢和氨气与水汽混合，形成的混合气3向塔顶流动，在冷凝器12或分缩器13的作用下，混合气中夹带的水汽被冷凝下来形成冷凝液；冷凝液从塔顶向下流动，并与混合气3充分接触；
4)从外部其它工段送来的剩余氨水8进入脱酸蒸氨塔1中部，与自下部进入脱酸蒸氨塔1的碱液5接触后，在蒸汽10或再沸器提供热量的加热作用下，剩余氨水8中的氨气被提取出来，并在脱酸蒸氨塔1底部形成蒸氨废水4，由蒸氨废水排出口排出；
5)从剩余氨水8中提取的氨气在塔内向上流动，与贫液7和冷凝液接触，部分进入贫液7，部分随混合气3从塔顶进入冷凝器12或分缩器13。
本发明通过在脱酸蒸氨塔1顶部设置冷凝器12或分缩器13，将混合气4中的水汽冷凝下来，并将以水为主的冷凝液回流至脱酸蒸氨塔1塔顶，由于氨气在水中的溶解度远大于硫化氢在水中的溶解度，利用回流的冷凝液可对脱酸蒸氨塔1内混合气3中的氨气进行再次吸收，一方面降低混合气3中的氨气外逸，同时吸收了氨气的冷凝液进入贫液7，可增加贫液7中含氨量，有利于提高脱硫塔的效率。
通过在脱酸蒸氨塔1剩余氨水入口下方设置碱液入口，使碱液5只与剩余氨水8接触，在提高对剩余氨水8中氨的汽提效率的同时，不会导致富液6中硫化氢汽提效率下降。
通过加碱位置的合理调整和对混合气的适当处理，可实现对贫液7质量的有效调节和控制，实现脱酸蒸氨系统的最优操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种强化脱酸蒸氨解吸的工艺，基于一种强化脱酸蒸氨解吸的系统实现，其特征在于，所述系统包括脱酸蒸氨塔、换热器、贫液泵，还包括冷凝器或分缩器；所述脱酸蒸氨塔的顶部设有混合气排出口及富液入口，脱酸蒸氨塔的中部设有贫液侧线采出口、剩余氨水入口及碱液入口，脱酸蒸氨塔的下部设有加热热源入口，脱酸蒸氨塔的底部设蒸氨废水排出口；所述冷凝器或分缩器的混合气入口通过管道与脱酸蒸氨塔的混合气排出口连接，冷凝器或分缩器设气体出口；脱酸蒸氨塔的富液入口连接换热器的第一换热介质出口，换热器的第一换热介质入口连接富液输送管道；脱酸蒸氨塔的贫液侧线采出口通过管道依次连接贫液泵和换热器的第二换热介质入口，换热器的第二换热介质出口连接贫液输送管道；
所述强化脱酸蒸氨解吸的工艺包括如下步骤：
1）来自脱硫洗涤塔的富液进入换热器与自脱酸蒸氨塔采出的贫液进行热交换，换热后的富液从顶部进入脱酸蒸氨塔；
2）进入脱酸蒸氨塔的富液向下流动，在脱酸蒸氨塔底部供入的蒸汽或再沸器提供的热量作用下，富液中的硫化氢和氨气被提取出来，富液转化为贫液从贫液侧线采出口被采出；采出的贫液在贫液泵的驱动下进入换热器与来自脱硫洗涤塔的富液换热，然后送至外部脱硫单元；
3）从脱酸蒸氨塔内被提取出来的硫化氢和氨气与水汽混合，形成的混合气向塔顶流动，在冷凝器或分缩器的作用下，混合气中夹带的水汽被冷凝下来形成冷凝液；冷凝液从塔顶向下流动，并与混合气充分接触；
4）从外部其它工段送来的剩余氨水进入脱酸蒸氨塔中部，与自下部进入脱酸蒸氨塔的碱液接触后，在蒸汽或再沸器提供热量的加热作用下，剩余氨水中的氨气被提取出来，并在脱酸蒸氨塔底部形成蒸氨废水，由蒸氨废水排出口排出；
5）从剩余氨水中提取的氨气在塔内向上流动，与贫液和冷凝液接触，部分进入贫液，部分随混合气从塔顶进入冷凝器或分缩器。
2.根据权利要求1所述的一种强化脱酸蒸氨解吸的工艺，其特征在于，所述冷凝器还设有冷凝液出口，冷凝液出口通过管道连接脱酸蒸氨塔顶部的冷凝液入口。
3.根据权利要求1所述的一种强化脱酸蒸氨解吸的工艺，其特征在于，所述脱酸蒸氨塔的富液入口与贫液侧线采出口之间、剩余氨水入口与碱液入口之间、碱液入口与加热热源入口之间分别设置一至多层填料或塔盘。
4.根据权利要求1所述的一种强化脱酸蒸氨解吸的工艺，其特征在于，所述脱酸蒸氨塔的加热热源入口连接蒸汽输送管道或再沸器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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