CN209081467U - 一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置；包括变换冷凝液管道、气化高压闪蒸汽管道以及0.8MPa的低压蒸汽管道，气化高压闪蒸汽管道通过第一三通与0.8MPa的低压蒸汽管道相连，第一三通的第三端与变换冷凝液预混汽提塔的蒸汽进口相连，变换冷凝液预混汽提塔的上部设有变换冷凝液进口，变换冷凝液预混汽提塔的顶部设有气相出口，变换冷凝液预混汽提塔的底部设有液相出口；具有结构简单、流程设计合理、处理过程高效环保、产品附加值高、设备运行稳定高效和工作效率高的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于变换冷凝液汽提脱氨技术领域，具体涉及一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置。
背景技术
采用水煤浆气化工艺生产合成气的工艺流程中，煤气化进入变换工序的粗煤气中含有大量水蒸气，这些水蒸气除部分参与变换反应外，大部分被冷却后成为需要排除的工艺冷凝液。在变换后气体进一步降温过程中，大量的工艺冷凝液被分离出来，其中部分凝液直接返回气化工序回用，剩余部分经蒸汽汽提除氨后再返回气化工序。返回气化工段参与灰水系统的循环，但该股水中含有大量的游离氨和铵盐，若不进行脱除，则会导致铵盐在灰水系统累积，增大灰水、黑水管线结垢的风险，另该股废水中的氨，如果可以通过有效技术分离出来，资源化利用的同时，降低污水终端氨氮处理的负荷。随着环境排放标准的日益严格，该工艺的环保、经济效益日趋明显。
国内现有汽提脱氨工艺，一般采用传统的单塔汽提和双塔汽提工艺，近年来新兴的单塔侧线脱氨技术也有了一些示范装置，但存在运行故障率高，频繁出现设备腐蚀、管线堵塞和产出的氨水纯度较低，其中单塔工艺，汽提的尾气直接送往火炬或烟气脱硫塔，导致烟气脱硫系统设备运行出现问题，而双塔工艺由于其设备较高，且塔顶气相管段存在严重的设备腐蚀，如塔顶冷凝器腐蚀穿孔，回流泵机封频繁更换，阀门腐蚀内漏，塔盘腐蚀等给现场安全生产和环保造成较大的压力。
通过长期的生产实践和多种实验分析数据证明，变换冷凝液是一种高COD、高氨氮、高碱度的废水，在合成氨生产过程中，来自煤或空气中的氮在气化炉中转化成N2、NH3、HCN以及少量的NO，NH3和HCN经过洗涤、净化后，一部分存在合成气中，但是大部分的NH3和HCN会进入到变换冷凝液中，成为高氨氮和高COD、高碱度的废水。这主要是因为在变化工段高压的作用下，大量的CO2 气体和NH3溶解在凝液中，从而导致高氨氮和高碱度的发生，而高COD主要是因为甲醇含量高造成的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种结构简单、流程设计合理、处理过程高效环保、产品附加值高、设备运行稳定高效和工作效率高的节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置。
本实用新型的目的是这样实现的：包括变换冷凝液管道、气化高压闪蒸汽管道以及0.8MPa的低压蒸汽管道，所述气化高压闪蒸汽管道通过第一三通与 0.8MPa的低压蒸汽管道相连，第一三通的第三端与变换冷凝液预混汽提塔的蒸汽进口相连，变换冷凝液预混汽提塔的上部设有变换冷凝液进口，变换冷凝液预混汽提塔的顶部设有气相出口，变换冷凝液预混汽提塔的底部设有液相出口；所述变换冷凝液管道通过管道依次与变换凝液储槽的第一进口、汽提塔进料泵和废水预热器的壳程与变换冷凝液预混汽提塔的变换冷凝液进口相连；变换冷凝液预混汽提塔的底部液相出口通过第二三通以及废水预热器的管程与气化灰水除氧系统相连；换冷凝液预混汽提塔顶部气相出口通过塔顶气相冷凝器与气液分离器中部的进口相连，气液分离器底部的液相出口与碳铵结晶器内上部的喷淋装置相连，碳铵结晶器的外部设有换热夹套，碳铵结晶器的内部设有搅拌推料机，喷淋装置下部相对应的碳铵结晶器侧壁上开设有低温甲醇洗尾气进口，碳铵结晶器的底部通过管道与离心出料机相连，离心出料机的侧部开设有固体碳酸氨外送通道，离心出料机的底部设有液相出口，离心出料机液相出口通过离心机排水泵与变换凝液储槽的第二进口相连。
优选地，所述第二三通的第三端与变换凝液储槽的第一进口相连。
优选地，所述气液分离器的中部设有第二填料层，气液分离器顶部的气相出口和碳铵结晶器顶部的气相出口分别通过管道与燃烧火炬相连。
优选地，所述碳铵结晶器的底部为倒置的圆锥体结构。
优选地，所述汽提塔进料泵和离心机排水泵均为离心泵。
优选地，所述变换冷凝液预混汽提塔的上部安装有变径部，变径部的内上部设有液体分布器，液体分布器的下部设有第一填料层，第一填料层的上部一侧设有变换冷凝液进口，第一填料层的高度为变径部高度的3/5，变径部的直径与变换冷凝液预混汽提塔的直径比4∶7。
优选地，所述液体分布器和第一填料层之间的距离为0.5～0.8m。
优选地，所述变换冷凝液预混汽提塔的内部设有塔板，塔板为10～12层，塔板之间的间距为500～600mm，顶层塔板与变径部之间的距离为0.8～1.2m；塔板为筛板。
优选地，所述换热夹套上设有循环水进口和循环水出口。
按照上述方案制成的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，通过设置变换冷凝液预混汽提塔以及碳铵结晶装置，能够实现结构简单、设备运行平稳以及变换凝液汽提高效的目的，同时变换冷凝液预混汽提塔操作简单，不存在结晶堵塞的现象，碳铵结晶器的引入，可以高效的利用甲醇洗尾气塔的废气，同时将变换凝液中汽提的氨气结合，形成复合肥原料碳铵晶体，供后工段使用，起到以废治废的目的，节能环保的同时，有较大的经济效益；具有结构简单、流程设计合理、处理过程高效环保、产品附加值高、设备运行稳定高效和工作效率高的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1所示，本实用新型为一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，包括变换冷凝液管道1、气化高压闪蒸汽管道2以及0.8MPa的低压蒸汽管道3，所述气化高压闪蒸汽管道2通过第一三通26与0.8MPa的低压蒸汽管道3相连，第一三通26的第三端与变换冷凝液预混汽提塔4的蒸汽进口相连，变换冷凝液预混汽提塔4的上部设有变换冷凝液进口，变换冷凝液预混汽提塔4的顶部设有气相出口，变换冷凝液预混汽提塔4的底部设有液相出口；所述变换冷凝液管道1通过管道依次与变换凝液储槽5的第一进口、汽提塔进料泵6和废水预热器7的壳程与变换冷凝液预混汽提塔4的变换冷凝液进口相连；变换冷凝液预混汽提塔4的底部液相出口通过第二三通27以及废水预热器7的管程与气化灰水除氧系统8相连；换冷凝液预混汽提塔4顶部气相出口通过塔顶气相冷凝器9 与气液分离器10中部的进口相连，气液分离器10底部的液相出口与碳铵结晶器11内上部的喷淋装置12相连，碳铵结晶器11的外部设有换热夹套13，碳铵结晶器11的内部设有搅拌推料机14，喷淋装置12下部相对应的碳铵结晶器11 侧壁上开设有低温甲醇洗尾气进口24，碳铵结晶器11的底部通过管道与离心出料机15相连，离心出料机15的侧部开设有固体碳酸氨外送通道16，离心出料机15的底部设有液相出口，离心出料机15液相出口通过离心机排水泵25与变换凝液储槽5的第二进口相连。所述第二三通27的第三端与变换凝液储槽5的第一进口相连。所述气液分离器10的中部设有第二填料层17，气液分离器10 顶部的气相出口和碳铵结晶器11顶部的气相出口分别通过管道与燃烧火炬28 相连。所述碳铵结晶器11的底部为倒置的圆锥体结构。所述汽提塔进料泵6和离心机排水泵25均为离心泵。所述变换冷凝液预混汽提塔4的上部安装有变径部18，变径部18的内上部设有液体分布器19，液体分布器19的下部设有第一填料层20，第一填料层20的上部一侧设有变换冷凝液进口，第一填料层20的高度为变径部18高度的3/5，变径部18的直径与变换冷凝液预混汽提塔4的直径比4∶7。所述液体分布器19和第一填料层20之间的距离为0.5～0.8m。所述变换冷凝液预混汽提塔4的内部设有塔板21，塔板21为10～12层，塔板21之间的间距为500～600mm，顶层塔板21与变径部18之间的距离为0.8～1.2m；塔板21为筛板。所述换热夹套13上设有循环水进口22和循环水出口23。
一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置的脱氨方法，该脱氨方法包括如下步骤：
步骤一：来至变换冷凝液管道1的变换冷凝液通过变换凝液储槽5的第一进口进入变换凝液储槽5内进行缓冲；所述变换冷凝液在变换凝液储槽5内的停留时间为30～40min，能够溶解在变换冷凝液中的酸性气体，降低变换凝液储槽 5的压力并降低进入变换冷凝液预混汽提塔4内酸性气体的含量，减少变换冷凝液预混汽提塔4内蒸汽的消耗，所述变换凝液储槽5内的压力为0.6Mpa；
步骤二：变换凝液储槽5内的变换冷凝液通过汽提塔进料泵6进入废水预热器7的壳程进行换热，换热后进入变换冷凝液预混汽提塔4内；所述通过汽提塔进料泵6后的变换冷凝液的压力为0.6～0.7Mpa；通过废水预热器7壳程换热后的变换冷凝液的温度为105～110℃；
步骤三：进入变换冷凝液预混汽提塔4内的变换冷凝液通过液体分布器19 进入第一填料层20中；
步骤四：气化高压闪蒸汽管道2通过三通与0.8MPa的低压蒸汽管道3相连，经过三通减压后通过变换冷凝液预混汽提塔4的蒸汽进口进入变换冷凝液预混汽提塔4内；所述气化高压闪蒸汽管道2内的高压闪蒸汽压力为0.8Mpa，温度为160～180℃；所述0.8MPa的低压蒸汽管道3内的低压蒸汽压力为0.8Mpa，温度为160～180℃；
步骤五：初始阶段进入变换冷凝液预混汽提塔4内的变换冷凝液的液位到达40～50％时，打开阀门使液相进入的废水预热器7管程；当液相进入的废水预热器7管程时，进入变换冷凝液预混汽提塔4内的变换冷凝液与出变换冷凝液预混汽提塔4的液相流量一致，以达到变换冷凝液预混汽提塔4内的平衡；当出水的氨氮不合格时，液相通过第二三通27的第三端以及变换凝液储槽5的第一进口进入变换凝液储槽5内；当出水氨氮不合格时，液相通过第二三通27进入废水预热器7的管程内；所述变换冷凝液预混汽提塔4塔顶的压力为：0.25～ 0.27MPa(g)，塔顶的温度为：100～120℃，变换冷凝液预混汽提塔4塔底的压力为：0.23～0.26MPa(g)；变换冷凝液预混汽提塔4的液位为1.5～2.5m，变换冷凝液预混汽提塔4内的变换冷凝液流量为10～20m3/h；当出水的氨氮含量为200～300mg/L时，判定为合格；
步骤六：步骤五中汽提后的液相通过变换冷凝液预混汽提塔4底部液相出口以及废水预热器7的管程进入气化灰水除氧系统8中；所述汽提后的液相温度为：125～135℃，进入废水预热器7的管程后液相温度为：90～95℃；步骤五中汽提后的气相进入塔顶气相冷凝器9的管程进行换热，换热后气相进入气液分离器10内进行气液分离；换热前的气相温度为：125～130℃，换热后的气相温度为：90～95℃；
步骤七：步骤六中进入气液分离器10内的气相进行气液分离，分离后的气相通过气液分离器10顶部的气相出口进入燃烧火炬28中燃烧处理，分离后的液相通过喷淋装置进入碳铵结晶器11内；所述分离后的液相为碳铵浓缩液；
步骤八：碳铵结晶器11内的温度通过换热夹套13调节至65℃以下；低温甲醇洗尾气通过低温甲醇洗尾气进口进入碳铵结晶器11中，低温甲醇洗尾气上升的过程中与步骤七中所述的碳铵浓缩液逆流接触，液相中的游离氨形成了碳酸氨结晶，多余的低温甲醇洗尾气通过碳铵结晶器11顶部的气相出口进入燃烧火炬28内燃烧；所述碳铵结晶器11为碳铵浓缩液以及碳酸氨结晶体混合物，通过在结晶器内的停留使固液进行分离，当碳铵结晶器11底部的比重达到 1.23～1.28kg/m3时，开启阀门使上述使碳铵浓缩液以及碳酸氨结晶体混合物进入离心出料机15；
步骤九：步骤八中所述的比重为1.23～1.28kg/m3碳铵浓缩液以及碳酸氨结晶体进入离心出料机15中，在离心出料机15的旋流干燥下，产出含水量为5-7％碳酸氨结晶体并通过固体碳酸氨外送通道16外送；废水通过离心出料机15液相出口、离心机排水泵11以及变换凝液储槽5的第二进口进入变换凝液储槽5 内循环使用；
步骤十：当步骤九中离心出料机15连续工作3～3.5h后，离心出料机15进入冲洗阶段，冲洗阶段需要冲洗10min，冲洗的废水过离心出料机15液相出口、离心机排水泵11以及变换凝液储槽5的第二进口进入变换凝液储槽5内。
本实用新型改变常规变换冷凝液汽提脱氨装置投入较高运行成本获得纯度高的氨水的净化工艺，利用CO2和NH3、H2O等三相图容易结晶的特点，使汽提塔的气相直接生成碳酸铵晶体，汽提1t.废水仅消耗150-200kg的压力为0.5-0.7MPA的蒸汽，减少蒸汽消耗的同时可以制得纯度为75-85％的碳酸铵晶体，真正做到了资源化高氨氮废水的目的，作为复合肥产品的原料使用。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。上文的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，包括变换冷凝液管道(1)、气化高压闪蒸汽管道(2)以及0.8MPa的低压蒸汽管道(3)，其特征在于：所述气化高压闪蒸汽管道(2)通过第一三通(26)与0.8MPa的低压蒸汽管道(3)相连，第一三通(26)的第三端与变换冷凝液预混汽提塔(4)的蒸汽进口相连，变换冷凝液预混汽提塔(4)的上部设有变换冷凝液进口，变换冷凝液预混汽提塔(4)的顶部设有气相出口，变换冷凝液预混汽提塔(4)的底部设有液相出口；
所述变换冷凝液管道(1)通过管道依次与变换凝液储槽(5)的第一进口、汽提塔进料泵(6)和废水预热器(7)的壳程与变换冷凝液预混汽提塔(4)的变换冷凝液进口相连；变换冷凝液预混汽提塔(4)的底部液相出口通过第二三通(27)以及废水预热器(7)的管程与气化灰水除氧系统(8)相连；换冷凝液预混汽提塔(4)顶部气相出口通过塔顶气相冷凝器(9)与气液分离器(10)中部的进口相连，气液分离器(10)底部的液相出口与碳铵结晶器(11)内上部的喷淋装置(12)相连，碳铵结晶器(11)的外部设有换热夹套(13)，碳铵结晶器(11)的内部设有搅拌推料机(14)，喷淋装置(12)下部相对应的碳铵结晶器(11)侧壁上开设有低温甲醇洗尾气进口(24)，碳铵结晶器(11)的底部通过管道与离心出料机(15)相连，离心出料机(15)的侧部开设有固体碳酸氨外送通道(16)，离心出料机(15)的底部设有液相出口，离心出料机(15)液相出口通过离心机排水泵(25)与变换凝液储槽(5)的第二进口相连。
2.根据权利要求1所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述第二三通(27)的第三端与变换凝液储槽(5)的第一进口相连。
3.根据权利要求1所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述气液分离器(10)的中部设有第二填料层(17)，气液分离器(10)顶部的气相出口和碳铵结晶器(11)顶部的气相出口分别通过管道与燃烧火炬(28)相连。
4.根据权利要求1所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述碳铵结晶器(11)的底部为倒置的圆锥体结构。
5.根据权利要求1所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述汽提塔进料泵(6)和离心机排水泵(25)均为离心泵。
6.根据权利要求1所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述变换冷凝液预混汽提塔(4)的上部安装有变径部(18)，变径部(18)的内上部设有液体分布器(19)，液体分布器(19)的下部设有第一填料层(20)，第一填料层(20)的上部一侧设有变换冷凝液进口，第一填料层(20)的高度为变径部(18)高度的3/5，变径部(18)的直径与变换冷凝液预混汽提塔(4)的直径比4∶7。
7.根据权利要求6所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述液体分布器(19)和第一填料层(20)之间的距离为0.5～0.8m。
8.根据权利要求1所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述变换冷凝液预混汽提塔(4)的内部设有塔板(21)，塔板(21)为10～12层，塔板(21)之间的间距为500～600mm，顶层塔板(21)与变径部(18)之间的距离为0.8～1.2m；塔板(21)为筛板。
9.根据权利要求1所述的一种节能高效变换冷凝液汽提脱氨装置，其特征在于：所述换热夹套(13)上设有循环水进口(22)和循环水出口(23)。
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| GR01 | Patent grant | ||
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