CN114906897B - 一种焦化废水蒸氨治理装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种焦化废水蒸氨治理装置，涉及化工生产领域，为了解决统的蒸氨汽提塔一般采用全脱的工艺路线，此类蒸氨工艺存在制取的氨水浓度低、H2S含量高，塔釜液氨含量超标的问题，本发明通过汽提塔、再沸器、进料冷却器、酸性分离器、净化水泵、分凝液冷却器，汽提塔顶端连接酸性分离器，所述汽提塔中部通过一级预热器连接一级分凝器，所述汽提塔底部一端通过净化水泵连接至二级预热器，另一端通过再沸器连接回汽提塔底部，本发明，彻底解决传统工艺氨水浓度低、H2S含量高，塔釜液氨含量超标等问题，增加二级冷进料系统避免了氨气资源的损失浪费以及造成的环保问题。
Description
技术领域
本发明属于化工生产领域，具体涉及一种焦化废水蒸氨治理装置及工艺方法。
背景技术
近年来焦化厂的剩余氨水带米的环境问题口益严重。焦化行业每年约排放出数千万吨的含氨废水，使许多江河湖泊受到污染。因为这些焦化在当时设计建设时，焦化废水处理技术尚处于较低水平，对含氨废水的处理还在研制开发当中，绝大部分厂家用的普通生化技术对氨氮污染降解效果甚微，这就使排水中的氨氮严重超标。这些废水的排放对受纳水体造成了较大的污染，使水体产生富营养化，影响了水体的使用功能。
焦化厂广泛使用的普通生化处理，基本上由除油池，调节池，浮选池，曝气池，污泥沉淀池，混凝沉淀池和鼓风机等设施设备组成，由于氨氨浓度太高，故在进入生化处理前，废水先混合送蒸氨装置脱去大部分氨氮污染物。传统的蒸氨汽提塔一般采用全脱的工艺路线，此类蒸氨工艺存在制取的氨水浓度低、H2S含量高，塔釜液氨含量超标等问题。
发明内容
为了解决统的蒸氨汽提塔一般采用全脱的工艺路线，此类蒸氨工艺存在制取的氨水浓度低、H2S含量高，塔釜液氨含量超标的问题。
本发明公开一种焦化废水蒸氨治理装置，包括原料水罐、原料水泵、汽提塔、再沸器、进料冷却器、酸性分离器、净化水泵、二级预热器、一级预热器、一级分凝器、二级冷凝器、二级分凝器、三级冷凝器、三级分凝器、分凝液冷却器；
所述原料水罐底部通过原料水泵分为两路，一路经过进料冷却器连接汽提塔中上部，另一路依次通过一级预热器、二级预热器连接至汽提塔中部；
所述汽提塔顶端连接酸性分离器，所述汽提塔中部通过一级预热器连接一级分凝器，所述汽提塔底部一端通过净化水泵连接至二级预热器，另一端通过再沸器连接回汽提塔底部；
所述酸性分离器底端连接原料水罐中部；
所述一级分凝器顶部通过二级冷凝器连接二级分凝器中部，所述二级分凝器顶部通过三级冷凝器连接三级分凝器；
所述一级分凝器底部、二级分凝器底部经过分凝液冷却器后与三级分凝器底部一通连接至原料水罐中部。
低压蒸汽经过酸性分离器排出蒸汽凝液。
一种焦化废水蒸氨治理的工艺方法，包括以下步骤：
第一步：经过预处理的剩余氨水首先进入原料水罐，经原料水泵增压到1.5 ±0.2mpaG后，分为两路进入汽提塔，一路作为冷进料经进料冷却器冷却到30-45℃从汽提塔的中上部进入，另一路作为热进料先与侧线气通过一级预热器进行一次换热，再与塔釜液通过二级预热器进行二次换热，热进料被加热到120-150℃，然后进入汽提塔的中上部进行汽提；
第二步：经过汽提后的剩余氨水，酸性气从汽提塔顶部排出，温度约40-80℃，酸性气含量≥98％，主要成分为二氧化碳和硫化氢，氨气含量≤500ppm，然后进入酸性气分凝器气液分离，酸性气分凝器设置酸性气加热系统，内将酸性气加热到 100-120℃，防止酸性气在运输过程中冷却形成铵盐结晶堵塞管道，分离的液相返回原料水罐；
第三步：在汽提塔中部的氨气富集区，将含氨蒸汽从汽提塔的侧线抽出，温度140-155℃，氨含量10-20％，从侧线采出的含氨蒸汽分别经过一级预热器冷却到120-130摄氏度、二级冷凝器冷却到90-100℃、三级冷凝器冷却到40-50℃，然后在一级分凝器、二级分凝器、三级分凝器进行气液分离，一二级分凝的液相经过分凝液冷却器冷却到40-50℃后，与经过三级分凝的液相混合，然后重新回到原料水罐，从三级分凝器分离的纯氨气引出装置，所述纯氨气的浓度NH3≥98％；
第四步：汽提塔底部由再沸器间接加热；
第五步：为进一步降低塔顶酸性气的含氨量，汽提塔塔顶引入一股脱盐水作为二级冷进料来吸收氨气，脱盐水温度约25-40℃；
第六步：通过控制汽提塔的塔顶酸性气的排出量，将汽提塔塔顶压力维持在 0.5-0.6mPaG,通过控制塔釜再沸器蒸汽量，将塔釜温度控制在163±5℃，通过控制侧线含氨蒸汽采出量，使塔釜液中的NH3含量≤200mg/L。
所述酸性气加热系统包括立式气液分离器，所述立式气液分离器内部设置低压蒸气加热盘管。
所述塔釜液包括脱除掉酸性气和氨气的废水，其中H2S＜30mg/L、NH3＜ 100mg/L。
本发明优点：
使用本发明，采用单塔汽提、侧线抽出的工艺，彻底解决传统工艺氨水浓度低、H2S含量高，塔釜液氨含量超标等问题，增加二级冷进料系统避免了氨气资源的损失浪费以及造成的环保问题，增加侧线汽提塔，汽提塔中部设置多个气相出口，根据不同的物料组分或工艺要求，可以选择不同的含氨蒸气侧线采出口。
附图说明
图1是本发明的示意图；
附图标记说明：
1、原料水罐；2、原料水泵；3、汽提塔；4、再沸器；5、进料冷却器；6、酸性气分凝器；7、净化水泵；8、二级预热器；9、一级预热器；10、一级分凝器；11、二级冷凝器；12、二级分凝器；13、三级冷凝器；14、三级分凝器；15、分凝液冷却器。
具体实施方式
如图1所示：
一种焦化废水蒸氨治理装置，包括原料水罐1、原料水泵2、汽提塔3、再沸器4、进料冷却器5、酸性分离器6、净化水泵7、二级预热器8、一级预热器9、一级分凝器10、二级冷凝器11、二级分凝器12、三级冷凝器13、三级分凝器14、分凝液冷却器15；
所述原料水罐1底部通过原料水泵2分为两路，一路经过进料冷却器5连接汽提塔3中上部，另一路依次通过一级预热器9、二级预热器8连接至汽提塔3 中部；
所述汽提塔3顶端连接酸性分离器6，所述汽提塔3中部通过一级预热器9 连接一级分凝器10，所述汽提塔3底部一端通过净化水泵7连接至二级预热器8，另一端通过再沸器4连接回汽提塔3底部；
所述酸性分离器6底端连接原料水罐1中部；
所述一级分凝器10顶部通过二级冷凝器11连接二级分凝器12中部，所述二级分凝器12顶部通过三级冷凝器13连接三级分凝器14；
所述一级分凝器10底部、二级分凝器12底部经过分凝液冷却器15后与三级分凝器14底部一通连接至原料水罐1中部。
低压蒸汽经过酸性分离器6排出蒸汽凝液。
一种焦化废水蒸氨治理的工艺方法，包括以下步骤：
第一步：经过预处理的剩余氨水首先进入原料水罐1，经原料水泵2增压到 1.5±0.2mpaG后，分为两路进入汽提塔3，一路作为冷进料经进料冷却器5冷却到30-45℃从汽提塔3的中上部进入，另一路作为热进料先与侧线气通过一级预热器9进行一次换热，再与塔釜液通过二级预热器8进行二次换热，热进料被加热120-150℃，然后进入汽提塔3的中上部进行汽提；
第二步：经过汽提后的剩余氨水，酸性气从汽提塔3顶部排出，温度约40-80℃，酸性气含量≥98％，主要成分为二氧化碳和硫化氢，氨气含量≤500ppm，然后进入酸性气分凝器6气液分离，酸性气分凝器6设置酸性气加热系统，内将酸性气加热到100-120℃，除了酸性气加热系统也可用其它形式进行加热，防止酸性气在运输过程中冷却形成铵盐结晶堵塞管道，分离的液相返回原料水罐1；
第三步：在汽提塔3中部的氨气富集区，将含氨蒸汽从汽提塔3的侧线抽出，温度140-155℃，氨含量10-20％，从侧线采出的含氨蒸汽分别经过一级预热器9 冷却到120-130摄氏度、二级冷凝器11冷却到90-100℃、三级冷凝器13冷却到 40-50℃，然后在一级分凝器10、二级分凝器12、三级分凝器13进行气液分离，一二级分凝的液相经过分凝液冷却器15冷却到40-50℃后，与经过三级分凝的液相混合，然后重新回到原料水罐1，从三级分凝器13分离的纯氨气引出装置，所述纯氨气的浓度NH3≥98％；
第四步：汽提塔3底部由再沸器4间接加热，也可通入蒸汽等其他方式直接加热；
第五步：为进一步降低塔顶酸性气的含氨量，汽提塔3塔顶引入一股脱盐水作为二级冷进料来吸收氨气，脱盐水温度约25-40℃，也可用的低温净化水代替；
第六步：通过控制汽提塔3的塔顶酸性气的排出量，将汽提塔3塔顶压力维持在0.5-0.6mPaG,通过控制塔釜再沸器4蒸汽量，将塔釜温度控制在163±5℃，通过控制侧线含氨蒸汽采出量，使塔釜液中的NH3含量≤200mg/L。
所述酸性气加热系统包括：台立式气液分离器，内部设置低压蒸气加热盘管；也可采用蒸汽夹套伴热，酸性气量大时可在气液分离器后设置酸性气换热器，采用低压蒸汽或者塔釜的高温净化水加热酸性气或者其他同等效果加热方式。
所述塔釜液主要包含什脱除掉酸性气和氨气的废水，其中H2S＜30mg/L、NH3 ＜100mg/L。
工作过程：来自焦化工序的剩余氨水经过预处理后进入原料水罐1，通过原料水泵2加压后分为两路，一路作为冷进料经过进料冷却器5冷却后进入汽提塔 3的上部，另一路作为热进料先与侧线气通过一级预热器9进行一次换热，再与塔釜液通过二级预热器8进行二次换热，然后进入汽提塔3的中上部进行汽提，汽提塔3利用低压蒸汽作为热源，通过再沸器4将塔釜循环液加热后返回到汽提塔3中。
游离的氨气、二氧化碳、硫化氢及其他不凝气不断从液相中向蒸汽中转移，到达汽提塔3上段时，氨气、二氧化碳、硫化氢及其他不凝气绝大部分进入气相；自上而下流动的冷进料对气相中的氨气和水蒸气进行吸收，从汽提塔3顶部排出时，酸性气主要成分为二氧化碳和硫化氢，氨气含量达到设计值，从汽提塔3部排出，然后进入酸性气分离器6气液分离，分离的液相返回原料水罐，酸性气通过低压蒸汽加热后排出装置。
在汽提塔3中部的氨气富集区，将含氨蒸汽从汽提塔3侧线抽出，从侧线采出的含氨蒸汽分别经过一级冷凝器9、二级冷凝器11、三级冷凝器13逐级冷却后，在一级分凝器10、二级分凝器12、三级分凝器14进行气液分离，一二级分离的液相经过分凝液冷却器15冷却后，与三级分离的液相混合，然后重新回到原料水罐1，从三级分凝器13分离的纯氨气引出装置。
增加侧线汽提塔3，在一个塔内实现NH3、CO2、H2S三种物质的分离，CO2、 H2S从塔顶排除，氨气从塔中部抽出，汽提塔3中部设置多个气相出口，根据不同的物料组分或工艺要求，可以选择不同的含氨蒸气侧线采出口；
增加二级冷进料系统，在汽提塔3的顶部增加一段洗涤填料，通过脱盐水或者干净的工艺水洗涤吸收，脱除酸性气中的氨气，即防止了酸性气与氨气在后系统形成铵盐结晶而堵塞管道，也避免了氨气资源的损失浪费以及造成的环保问题；
增加酸性气加热系统，在汽提塔3顶酸性气管线设置酸性分离器6，分离掉水分的酸性气经过低压蒸汽加热，形成过饱和状态，防止在酸性气在管道输送过程中降温冷凝，从而防止酸性气与氨气形成铵盐结晶而堵塞管道；
增加三级冷却分凝系统，大部分的酸性气从汽提塔脱除，其余的酸性气在逐级冷却的过程中被氨气固定在分离液中，从而得到高纯度的氨气。
Claims (4)
1.一种焦化废水蒸氨治理的工艺方法，其特征在于：使用一种焦化废水蒸氨治理装置，包括原料水罐（1）、原料水泵（2）、汽提塔（3）、再沸器（4）、进料冷却器（5）、酸性气分凝器（6）、净化水泵（7）、二级预热器（8）、一级预热器（9）、一级分凝器（10）、二级冷凝器（11）、二级分凝器（12）、三级冷凝器（13）、三级分凝器（14）、分凝液冷却器（15）；
所述原料水罐（1）底部通过原料水泵（2）分为两路，一路经过进料冷却器（5）连接汽提塔（3）中上部，另一路依次通过一级预热器（9）、二级预热器（8）连接至汽提塔（3）中部；
所述汽提塔（3）顶端连接酸性气分凝器（6），所述汽提塔（3）中部通过一级预热器（9）连接一级分凝器（10），所述汽提塔（3）底部一端通过净化水泵（7）连接至二级预热器（8），另一端通过再沸器（4）连接回汽提塔（3）底部；
所述酸性气分凝器（6）底端连接原料水罐（1）中部；
所述一级分凝器（10）顶部通过二级冷凝器（11）连接二级分凝器（12）中部，所述二级分凝器（12）顶部通过三级冷凝器（13）连接三级分凝器（14）；
所述一级分凝器（10）底部、二级分凝器（12）底部经过分凝液冷却器（15）后与三级分凝器（14）底部一通连接至原料水罐（1）中部；
包括以下步骤：
第一步：经过预处理的剩余氨水首先进入原料水罐（1），经原料水泵（2）增压到1.5±0.2mpaG后，分为两路进入汽提塔（3），一路作为冷进料经进料冷却器（5）冷却到30-45℃从汽提塔（3）的中上部进入，另一路作为热进料先与侧线气通过一级预热器（9）进行一次换热，再与塔釜液通过二级预热器（8）进行二次换热，热进料被加热到120-150℃，然后进入汽提塔（3）的中上部进行汽提；
第二步：经过汽提后的剩余氨水，酸性气从汽提塔（3）顶部排出，温度40-80℃，酸性气含量≥98%，主要成分为二氧化碳和硫化氢，氨气含量≤500ppm，然后进入酸性气分凝器（6）气液分离，酸性气分凝器（6）设置酸性气加热系统，内将酸性气加热到100-120℃，防止酸性气在运输过程中冷却形成铵盐结晶堵塞管道，分离的液相返回原料水罐（1）；
第三步：在汽提塔（3）中部的氨气富集区，将含氨蒸汽从汽提塔（3）的侧线抽出，温度140-155℃，氨含量10-20%，从侧线采出的含氨蒸汽分别经过一级预热器（9）冷却到120-130℃、二级冷凝器（11）冷却到90-100℃、三级冷凝器（13）冷却到40-50℃，然后在一级分凝器（10）、二级分凝器（12）、三级分凝器（14）进行气液分离，一二级分凝的液相经过分凝液冷却器（15）冷却到40-50℃后，与经过三级分凝的液相混合，然后重新回到原料水罐（1），从三级分凝器（13）分离的纯氨气引出装置，所述纯氨气的浓度NH3≥98%；
第四步：汽提塔（3）底部由再沸器（4）间接加热；
第五步：为进一步降低塔顶酸性气的含氨量，汽提塔（3）塔顶引入一股脱盐水作为二级冷进料来吸收氨气，脱盐水温度25-40℃；
第六步：通过控制汽提塔（3）的塔顶酸性气的排出量，将汽提塔（3）塔顶压力维持在0.5-0.6mPaG,通过控制塔釜再沸器（4）蒸汽量，将塔釜温度控制在163±5℃，通过控制侧线含氨蒸汽采出量，使塔釜液中的NH3含量≤200mg/L。
2.如权利要求1所述的一种焦化废水蒸氨治理的工艺方法，其特征在于：低压蒸汽经过酸性气分凝器（6）排出蒸汽凝液。
3.如权利要求1所述的一种焦化废水蒸氨治理的工艺方法，其特征在于：所述酸性气加热系统包括立式气液分离器，所述立式气液分离器内部设置低压蒸气加热盘管。
4.如权利要求1所述的一种焦化废水蒸氨治理的工艺方法，其特征在于：所述塔釜液包括脱除掉酸性气和氨气的废水，其中H2S＜30mg/L、NH3＜100mg/L。
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| BE855647A (fr) * | 1976-06-14 | 1977-12-13 | Bethlehem Steel Corp | Procede et dispositif pour extraire des composants volatilisables d'un liquide |
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