CN208732630U - 一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，包括酸性水‑净化水换热器、脱酸‑浓缩汽提塔、酸气冷却分离器、含硫氨水换热器、脱氨汽提塔、氨精制单元以及三级粗氨分凝器，所述酸性水‑净化水换热器、脱酸‑浓缩汽提塔、酸气冷却分离器以及相关管道构成变换冷凝液的浓缩和脱酸单元；所述含硫氨水换热器、脱氨汽提塔、三级粗氨分凝器以及相关管道构成脱氨单元，前后两单元组成变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，具有蒸汽消耗低、流程简单、可分阶段建设以及投资较低的特点。

Description

一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置

技术领域

本实用新型属于煤化工废水处理技术领域，具体涉及一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置。

背景技术

在煤气化炉和变换炉中，副反应会产生少量对系统有害的氨气，并最终富集在变换冷凝液中。现阶段，三种主流的煤气化工艺中，鲁奇碎煤加压气化及BGL气化因洗涤后煤气水中氨含量较高和酚回收的必要性，设置了酚氨回收装置对氨予以回收。水煤浆气化和粉煤气化因副反应产生的氨量较少，都将氨作为无法利用的有害物质，通过设置变换汽提单元简单脱氨，并配套SBR等生化处理设施来接收与处理气化高氨氮废水。另一方面，煤化工都配套建设有用于动力蒸汽调峰的锅炉电站，锅炉烟气脱硫脱硝现大量采用氨法脱硫和SCR脱硝技术，需要外购液氨或氨水作为脱硫吸收剂和脱硝还原剂。如能回收变换冷凝液中的氨用于氨法脱硫，则可以变废为宝，年节约液氨40％以上。

在变换冷凝液氨的回收和处理技术上，现有的技术大致可分为四类，第一类是为了解决变换冷凝液汽提设备和管线结晶堵塞和腐蚀问题的，并不回收氨，故其实质还是单塔低压汽提法，如中国五环工程有限公司的低压单塔汽提技术，也有一些公司在汽提塔前增加了闪蒸罐，以减少CO2气对汽提设备、管线结晶和腐蚀的影响。第二类是基于单塔加压测线抽氨汽提法的改进和完善，使塔器的结构达到最低耗能的效果，如中国石化集团宁波工程有限公司和郑州和易环保科技有限公司的相关技术。第三类是基于双塔加压汽提法的完善，如中国天辰工程有限公司充分考虑了气化黑水闪蒸气的利用，中国石化集团宁波工程有限公司则采用上塔脱酸度段和下塔脱氨段的变形组合达到节能和节省投资的目的。第四类则将汽提塔顶含硫氨水和含氨酸性气用于联合制碱，如中盐安徽红四方股份有限公司开发的工艺。

后三类技术都能达到氨回收和利用的目的，但生产实践表明，单塔低压汽提法无法将回收的含硫氨水用于氨法脱硫。对变换冷凝液中氨的回收，张思广等借鉴石油炼化的成熟技术，较早地提出了单塔加压侧线抽氨汽提法和结晶-吸附法生产无水氨的技术方案，陈莉也提出了单塔加压侧线抽氨汽提法回收氨的方案。但以上两个氨回收方案和第二类以及第三类技术中，都没有充分考虑到变换冷凝液和炼厂酸性水的差异。与炼厂酸性水相比，变换冷凝液中氨含量和氨总量较低，是同规模炼厂酸性水汽提装置的1/3，但其CO2却是炼厂酸性水的50倍，其H2S酸性气含量仅为炼厂的1/15。这导致变换冷凝液用单塔加压测线抽氨汽提法或双塔加压汽提法直接汽提时，存在着三级粗氨分凝的氨循环量大、蒸汽消耗高以及抽不出氨的情况。同时因CO2含量高，易出现设备、管线结晶堵塞以及腐蚀情况。其次，单塔加压侧线抽氨汽提法还存在着操作波动大、不易操控、易冲塔以及淹塔等问题。

相对于炼厂酸性水来说，变换冷凝液不含油类等有机物，不含固定氨。故汽提时无需除油脱焦等预处理设备，流程较短。且汽提后净化水较为洁净，含杂少，副产氨的质量比炼厂酸性水汽提装置的质量好。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术的不足，提供一种分别设置脱酸-浓缩汽提塔与脱氨汽提塔的变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，脱酸-浓缩汽提塔可有效利用企业现有的单塔低压汽提塔，脱氨汽提塔配置同典型双塔加压汽提法中的脱氨塔，企业可依据装置规模等情况分段建设，具有蒸汽消耗低、流程简单、可分阶段建设以及投资较低的特点。

本实用新型所采用的技术方案是：一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，包括酸性水-净化水换热器、脱酸-浓缩汽提塔、酸气冷却分离器、含硫氨水换热器、脱氨汽提塔、氨精制单元以及三级粗氨分凝器。

脱酸-浓缩汽提塔单元：所述酸性水-净化水换热器一端与变换冷凝液输送管连接，所述酸性水-净化水换热器通过第一输送管道与脱酸-浓缩汽提塔中部相连，所述脱酸-浓缩汽提塔上部与酸气冷却分离器通过管道相连，所述酸气冷却分离器上设有酸性气输出管，所述脱酸-浓缩汽提塔底部与并排设置的气化黑水高压闪蒸气管和第一低压蒸汽管连接，所述酸性水-净化水换热器与脱酸-浓缩汽提塔底部通过第一净化水管相连；

脱氨汽提塔单元：所述酸气冷却分离器与含硫氨水换热器通过管道相连，所述含硫氨水换热器与脱氨汽提塔中部通过第二输送管道相连，所述脱氨汽提塔与三级粗氨分凝器通过管道连接，所述三级粗氨分凝器通过管道与氨精制单元相连接，所述脱氨汽提塔上设有第二低压蒸汽管，所述脱氨汽提塔与含硫氨水换热器底部通过第二净化水管相连。

优选的，所述酸性水-净化水换热器和含硫氨水换热器通过水管均与气化装置相连接，即脱酸-浓缩汽提塔和脱氨汽提塔底各产生一股净化水。

更优选的，所述三级粗氨分凝器与脱酸-浓缩汽提塔上部通过管道相连，作为脱酸-浓缩汽提塔塔顶回流。

进一步更优选的，控制所述酸气冷却分离器的温度到40～70℃。

相较于现有技术，本实用新型具有的有益效果：

所述变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置理论上比石油化工上的单塔加压侧线抽氨汽提法的蒸汽消耗要高，但气化黑水高闪气基本可满足预浓缩塔-脱酸塔的汽提热量，而进脱氨汽提塔的含硫氨水量(预浓缩液)仅是原变换冷凝液总量的1/5，故反而使其能耗更低，同时极大的减少了脱氨汽提塔蒸汽消耗；

所述脱酸-浓缩汽提塔和脱氨汽提塔底各产生一股净化水，合并后送气化装置回用，氨氮不大于100mg/L即可，所述酸气冷却分离器的温度到40～70℃，以便于提高酸性气浓度，减少氨损失；

所述三级粗氨分凝器得到的氨分凝液进入脱酸-浓缩汽提塔作为塔顶回流，进一步提高了含硫氨水的浓度，从而保证脱氨汽提塔能够稳定运行和产出粗氨气，也可将带入脱氨汽提塔的H2S再返回到脱酸-浓缩汽提塔，使其脱硫率高达98.5％以上，不仅有助于提高酸性气中H2S浓度，也有利于减少后续的氨精制单元的脱硫剂消耗量；

所述脱酸-浓缩汽提塔可组成一个完整的单塔低压汽提单元，脱酸-浓缩汽提塔与脱氨汽提塔的操作相对独立，99％以上的CO2在脱酸-浓缩汽提塔中被除去，脱氨汽提塔和三级粗氨分凝器和管线不会产生碳铵结晶堵塞，易于操作和控制。

总的来说，同传统的双塔加压汽提法相比，其流程相对较短，投资较少。现阶段，单塔低压汽提单元就是变换冷凝液处理的一个必须的标配，企业可根据实际情况，分阶段建设变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，参阅图1，包括酸性水-净化水换热器1、脱酸-浓缩汽提塔4、酸气冷却分离器2、含硫氨水换热器5、脱氨汽提塔3、氨精制单元8以及三级粗氨分凝器6，所述酸性水-净化水换热器1通过第一输送管道12与脱酸-浓缩汽提塔4中部相连，所述脱酸-浓缩汽提塔4上部与酸气冷却分离器2通过管道相连，所述酸气冷却分离器2与含硫氨水换热器5通过管道相连，所述含硫氨水换热器5与脱氨汽提塔3中部通过第二输送管道51相连，所述脱氨汽提塔3与三级粗氨分凝器6通过管道连接，所述三级粗氨分凝器6通过管道与氨精制单元8相连接，所述酸性水-净化水换热器1与脱酸-浓缩汽提塔4底部通过第一净化水管43相连，所述脱氨汽提塔3与含硫氨水换热器5底部通过第二净化水管32相连，所述酸性水-净化水换热器1一端与变换冷凝液输送管11连接，所述脱酸-浓缩汽提塔4底部与并排设置的气化黑水高压闪蒸气管42和第一低压蒸汽管41连接，所述脱氨汽提塔3上设有第二低压蒸汽管31，所述酸气冷却分离器2上设有酸性气输出管21，变换冷凝液通过变换冷凝液输送管11经过酸性水-净化水换热器1后进入脱酸-浓缩汽提塔4中部，然后与气化黑水高压闪蒸气和低压蒸汽传质传热后，从脱酸-浓缩汽提塔4顶部进入酸气冷却分离器2内冷却分离，分离得到的酸性气通过酸性气输出管21进入硫回收装置，分离得到的含硫氨水进入含硫氨水换热器5换热后进入脱氨汽提塔3中部与低压蒸汽传质传热后进入三级粗氨分凝器6分离，分离得到的氨分凝液进入脱酸-浓缩汽提塔4，进一步提高了含硫氨水的浓度，从而保证脱氨汽提塔3能够稳定运行和产出粗氨气，避免了因变换冷凝液氨浓度低脱氨汽提塔3抽不出氨的现象，也可将带入脱氨汽提塔3的H2S再返回到脱酸-浓缩汽提塔4，有助于提高酸性气中H2S浓度。

继续参阅图1，所述酸性水-净化水换热器1和含硫氨水换热器5通过水管71均与气化装置7相连接，变换冷凝液在脱酸-浓缩汽提塔4中部与气化黑水高压闪蒸气和低压蒸汽传质传热后，净化水通过酸性水-净化水换热器1回到气化装置7，含硫氨水在脱氨汽提塔3中部与低压蒸汽传质传热后，净化水通过含硫氨水换热器5回到气化装置7。

继续参阅图1，所述三级粗氨分凝器6与脱酸-浓缩汽提塔4上部通过管道相连，作为脱酸-浓缩汽提塔4塔顶回流。

继续参阅图1，控制所述酸气冷却分离器2的温度到40～70℃，减少氨损失，增加酸性气浓度，提高了酸性气质量，减少酸性气带氨量和带水现象。

脱酸-浓缩汽提塔4与脱氨汽提塔3的操作相对独立，99％以上的CO2和98.5％以上的H2S在脱酸-浓缩汽提塔4中被除去，脱氨汽提塔3和三级粗氨分凝器6和管线不会产生碳铵结晶堵塞，易于操作和控制。气化黑水高压闪蒸气基本可满足脱酸-浓缩汽提塔4的需要的汽提热量，能耗更低。

装置运行时，变换冷凝液通过变换冷凝液输送管11与酸性水-净化水换热器1进入脱酸-浓缩汽提塔4中部，然后与气化黑水高压闪蒸气和低压蒸汽传质传热后，从脱酸-浓缩汽提塔4进入酸气冷却分离器2内冷却分离，分离得到的酸性气通过酸性气输出管21进入硫回收装置，分离得到的含硫氨水进入含硫氨水换热器5换热后进入脱氨汽提塔3中部，与低压蒸汽传质传热后进入三级粗氨分凝器6分离，分离得到的粗氨气其进入氨精制单元8，分离得到的氨分凝液进入脱酸-浓缩汽提塔4，液体的输送通过输送泵进行。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型的实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，其特征在于，包括酸性水-净化水换热器(1)、脱酸-浓缩汽提塔(4)、酸气冷却分离器(2)、含硫氨水换热器(5)、脱氨汽提塔(3)、氨精制单元(8)以及三级粗氨分凝器(6)，所述酸性水-净化水换热器(1)通过第一输送管道(12)与脱酸-浓缩汽提塔(4)中部相连，所述脱酸-浓缩汽提塔(4)上部与酸气冷却分离器(2)通过管道相连，所述酸气冷却分离器(2)与含硫氨水换热器(5)通过管道相连，所述含硫氨水换热器(5)与脱氨汽提塔(3)中部通过第二输送管道(51)相连，所述脱氨汽提塔(3)与三级粗氨分凝器(6)通过管道连接，所述三级粗氨分凝器(6)通过管道与氨精制单元(8)相连接，所述酸性水-净化水换热器(1)与脱酸-浓缩汽提塔(4)底部通过第一净化水管(43)相连，所述脱氨汽提塔(3)与含硫氨水换热器(5)底部通过第二净化水管(32)相连，所述酸性水-净化水换热器(1)一端与变换冷凝液输送管(11)连接，所述脱酸-浓缩汽提塔(4)底部与并排设置的气化黑水高压闪蒸气管(42)和第一低压蒸汽管(41)连接，所述脱氨汽提塔(3)上设有第二低压蒸汽管(31)，所述酸气冷却分离器(2)上设有酸性气输出管(21)。

2.如权利要求1所述的一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，其特征在于，所述酸性水-净化水换热器(1)和含硫氨水换热器(5)通过水管(71)均与气化装置(7)相连接。

3.如权利要求2所述的一种变换冷凝液预浓缩双塔汽提氨回收装置，其特征在于，所述三级粗氨分凝器(6)与脱酸-浓缩汽提塔(4)上部通过管道相连。