CN210845815U

CN210845815U - 一种节能高效的脱酸蒸氨系统

Info

Publication number: CN210845815U
Application number: CN201921626637.6U
Authority: CN
Inventors: 张素利; 毕成; 徐作锋; 段宝石; 刘维民; 薛建勋; 李昊阳
Original assignee: Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
Current assignee: Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2029-09-27

Abstract

本实用新型涉及一种节能高效的脱酸蒸氨系统，包括脱酸蒸氨塔，脱酸蒸氨塔内自上至下依次设置脱酸段、废水蒸馏段、洗氨水蒸馏段；脱酸段蒸馏得到热贫液，废水蒸馏段蒸馏得到含氨量为200mg/l的蒸氨废水，洗氨水蒸馏段蒸馏得到含氨量50mg/l的洗氨水。本实用新型采用多级分步蒸馏法，在得到满足排放标准蒸氨废水的同时，又得到了高质量的洗氨水，同时减少了加热蒸汽耗量和冷却水耗量。

Description

一种节能高效的脱酸蒸氨系统

技术领域

本实用新型涉及焦炉煤气净化技术领域，尤其涉及一种节能高效的脱酸蒸氨系统。

背景技术

焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法两种，湿法脱硫工艺又包括湿式吸收法和湿式氧化法两类，其中以煤气中氨为碱源的湿式吸收法工艺具有不使用催化剂、氨硫同时脱除、无废渣/废液排放的优点，在环保标准日益严苛的背景下，越来越受到人们的关注。

氨水工艺是以焦炉煤气中的氨为碱源，含氨溶液为介质，采用氨硫循环洗涤脱除煤气中H₂S和NH₃的方法。该法由洗涤单元和脱酸蒸氨单元两部分组成，洗涤单元是H₂S和NH₃等组分的吸收部分，脱酸蒸氨单元是H₂S和NH₃等组分的解吸部分。在煤气洗涤单元，将脱硫塔配置在洗氨塔前，以水洗氨得到的富氨水和脱酸蒸氨单元返回的脱酸贫液为洗涤介质来脱除煤气中的H₂S，形成含H₂S和NH₃的富液送往脱酸蒸氨单元。在脱酸蒸氨单元，富液通过水蒸气汽提解吸得到的脱酸贫液和低浓度氨水再返回煤气洗涤单元循环使用，多余的废水送往水处理单元，解吸得到的含H₂S酸性汽体可用于制取硫磺或硫酸。

为降低净化后煤气中的含氨量，通常在洗氨塔中设置软水段，利用氨极易溶解于水的特性强化吸收煤气中的氨。专利号为CN201710898781的中国专利公开了“一种精制粗氨气的方法”，其采用先水洗再碱洗的工艺得到了净氨气。专利号为CN201120022278的中国专利公开了“一种焦炉煤气脱硫脱氨联合净化装置”，其洗氨塔上部可采用软水吸收氨。

采用软水吸收氨虽可降低净煤气中的含氨量，但同时也会增加软水消耗，软水随富液进入下级蒸氨系统后，还会增大加热蒸汽和冷却水消耗量并增加外排废水量。如果能利用脱酸蒸氨塔汽提后的水替代软水，则可避免上述问题。

在保证煤气洗氨效果的前提下，用洗氨水代替软水需将洗氨水中的含氨量降至50mg/l，这一指标高于外排废水含氨量200mg/l的要求。显然，将全部洗涤富液蒸馏至外排废水标准是难以满足煤气高效洗氨要求的，但全部蒸馏至洗氨水标准又会增大加热蒸汽和冷却水消耗，从生产运行的角度上看不合理。

发明内容

本实用新型提供了一种节能高效的脱酸蒸氨系统，采用多级分步蒸馏法，在得到满足排放标准蒸氨废水的同时，又得到了高质量的洗氨水，同时减少了加热蒸汽耗量和冷却水耗量。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种节能高效的脱酸蒸氨系统，包括脱酸蒸氨塔；所述脱酸蒸氨塔内自上至下依次设置脱酸段、废水蒸馏段、洗氨水蒸馏段；脱酸蒸氨塔的顶部设酸汽出口及富液第一入口，富液第一入口与富液输送管道相连；脱酸段上方的塔体上设富液第二入口，富液第二入口通过贫富液换热器与富液输送管道相连；脱酸段底部的塔体上设贫液出口，贫液出口通过贫液输送管道连接外部洗涤单元，贫液输送管道上沿贫液流动方向依次设有贫富液换热器、贫液循环水冷却器和贫液低温水冷却器；废水蒸馏段上方的塔体上设蒸汽第一入口及剩余氨水入口，蒸汽第一入口连接外部的蒸汽输送管道，剩余氨水入口通过氨水换热器连接剩余氨水输送管道；废水蒸馏段底部的塔体上设废水出口，废水出口通过废水输送管道连接水处理系统，废水输送管道上沿废水流动方向依次设有废水循环水冷却器和废水低温水冷却器；洗氨水蒸馏段底部的塔体上设蒸汽第二入口，蒸汽第二入口通过蒸氨喷射器连接蒸汽输送管道；脱酸蒸氨塔的底部设洗氨水贮槽，洗氨水贮槽上方的塔体上设蒸汽第三入口，蒸汽第三入口连接蒸汽输送管道；洗氨水贮槽一侧的塔体上设洗氨水出口，洗氨水出口连接闪蒸槽上部的液体入口，闪蒸槽顶部的蒸汽出口连接蒸汽喷射器，闪蒸槽底部的液体出口连接洗氨水输送管道，洗氨水输送管道上沿洗氨水流动方向依次设有泵、氨水换热器、洗氨水循环水冷却器和洗氨水低温水冷却器。

所述脱酸段的塔体内自上至下依次设有富液喷淋装置、液体分布器、填料段、塔盘及断液盘。

所述废水蒸馏段的塔体内自上至下依次设有剩余氨水喷淋装置、液体分布器、填料段、塔盘及断液盘。

所述洗氨水蒸馏段设有多层填料及塔盘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)使用洗氨水替代软水脱除煤气中的NH3，没有软水消耗，减少了富液量和外排废水量；

2)采用多级分步蒸馏工艺，减少了加热蒸汽耗量和冷却水耗量，具有节能的特点；

3)提高了洗氨水质量，使其中的氨含量降至50mg/l，可满足煤气的高效脱氨要求；

4)所述系统的工艺流程简单、投资运行费用少，易于实现和推广

附图说明

图1是本实用新型所述一种节能高效的脱酸蒸氨系统的结构示意图

图中：1.脱酸蒸氨塔 Ⅰ.脱酸段 Ⅱ.废水蒸馏段 Ⅲ.洗氨水蒸馏段 2.闪蒸槽 3.蒸汽喷射器 4.贫富液换热器 5.贫液循环水冷却器 6.贫液低温水冷却器 7.泵 8.氨水换热器 9.洗氨水循环水冷却器 10.洗氨水低温水冷却器 11.废水循环水冷却器 12.废水低温水冷却器

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述一种节能高效的脱酸蒸氨系统，包括脱酸蒸氨塔1；所述脱酸蒸氨塔1内自上至下依次设置脱酸段Ⅰ、废水蒸馏段Ⅱ、洗氨水蒸馏段Ⅲ；脱酸蒸氨塔Ⅱ的顶部设酸汽出口及富液第一入口，富液第一入口与富液输送管道相连；脱酸段Ⅰ上方的塔体上设富液第二入口，富液第二入口通过贫富液换热器4与富液输送管道相连；脱酸段Ⅰ底部的塔体上设贫液出口，贫液出口通过贫液输送管道连接外部洗涤单元，贫液输送管道上沿贫液流动方向依次设有贫富液换热器4、贫液循环水冷却器5和贫液低温水冷却器6；废水蒸馏段Ⅱ上方的塔体上设蒸汽第一入口及剩余氨水入口，蒸汽第一入口连接外部的蒸汽输送管道，剩余氨水入口通过氨水换热器8连接剩余氨水输送管道；废水蒸馏段Ⅱ底部的塔体上设废水出口，废水出口通过废水输送管道连接水处理系统，废水输送管道上沿废水流动方向依次设有废水循环水冷却器11和废水低温水冷却器12；洗氨水蒸馏段Ⅲ底部的塔体上设蒸汽第二入口，蒸汽第二入口通过蒸氨喷射器3连接蒸汽输送管道；脱酸蒸氨塔1的底部设洗氨水贮槽，洗氨水贮槽上方的塔体上设蒸汽第三入口，蒸汽第三入口连接蒸汽输送管道；洗氨水贮槽一侧的塔体上设洗氨水出口，洗氨水出口连接闪蒸槽2上部的液体入口，闪蒸槽2顶部的蒸汽出口连接蒸汽喷射器3，闪蒸槽2底部的液体出口连接洗氨水输送管道，洗氨水输送管道上沿洗氨水流动方向依次设有泵7、氨水换热器8、洗氨水循环水冷却器9和洗氨水低温水冷却器10。

所述脱酸段Ⅰ的塔体内自上至下依次设有富液喷淋装置、液体分布器、填料段、塔盘及断液盘。

所述废水蒸馏段Ⅱ的塔体内自上至下依次设有剩余氨水喷淋装置、液体分布器、填料段、塔盘及断液盘。

所述洗氨水蒸馏段Ⅲ设有多层填料及塔盘。

本实用新型所述一种节能高效的脱酸蒸氨系统的工艺过程如下：

1)从洗涤单元来的冷富液一部分经贫富液换热器4与热贫液换热后进入脱酸蒸氨塔1，另一部分直接进入脱酸蒸氨塔1；

2)在脱酸蒸氨塔1顶部的脱酸段Ⅰ蒸馏得到热贫液经贫富液换热器4换热，再经贫液循环水冷却器5和贫液低温水冷却器6冷却后送往洗涤单元脱硫；

3)在脱酸蒸氨塔1中部设废水蒸馏段Ⅱ，采出的废水经废水循环水冷却器11和废水低温水冷却器12冷却后送往水处理单元；

4)经脱酸及蒸馏后的其余液相进入脱酸蒸氨塔1下部的洗氨水蒸馏段Ⅱ继续蒸馏，脱酸蒸氨塔1底部的洗氨水经泵7送至氨水换热器8与剩余氨水换热，再经洗氨水循环水冷却器9和洗氨水低温水冷却器冷10却后，送往洗涤单元洗氨；

5)脱酸段Ⅰ、废水蒸馏段Ⅱ及洗氨水蒸馏段所需的热量由蒸汽提供，外部蒸汽及洗氨水通过闪蒸槽2产生的蒸汽通过蒸汽喷射器3加到脱酸蒸氨塔1中，塔顶蒸出的酸汽送往后续单元处理。

所述蒸氨废水的含氨量为100～300mg/l，所述洗氨水的含氨量为10～100mg/l。

本实用新型所述一种节能高效的脱酸蒸氨系统采用多级分步蒸馏法，先将含氨量高的蒸氨废水(含氨量200mg/l)采出送往水处理单元，再将其余液相继续蒸馏至洗氨水标准(含氨量50mg/l)后送往洗涤单元。

本实用新型中，脱酸蒸氨塔1也可以由具有多个同类功能的独立塔体代替，如脱酸蒸氨塔1的脱酸段Ⅰ由独立的脱酸塔代替，脱酸蒸氨塔1的废水蒸馏段Ⅱ由独立的废水蒸馏塔代替，脱酸蒸氨塔1的洗氨水蒸馏段Ⅲ由独立的洗氨水蒸馏塔代替。蒸汽供给装置除了蒸汽喷射器3、闪蒸槽2外，也可以采用再沸器等设备。

采用全部蒸馏工艺只能得到含氨量50mg/l的洗氨水，但采用多级分步蒸馏工艺后，既能得到含氨量200mg/l的蒸氨废水和又能得到含氨量50mg/l的洗氨水，同时采用全部蒸馏工艺比采用多级分步蒸馏工艺多使用一部分加热蒸汽和冷却循环水。在得到同等质量洗氨水(含氨量50mg/l)的前提下，本实用新型对采用全部蒸馏工艺和采用多级分步蒸馏工艺的能耗进行了测算，相比于采用全部蒸馏工艺，采用多级分步蒸馏工艺后，每得到1m³蒸氨废水将节省10.4kg压力为0.4MPa的蒸汽和0.5m³温度为32～45℃的循环水。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种节能高效的脱酸蒸氨系统，包括脱酸蒸氨塔；其特征在于，所述脱酸蒸氨塔内自上至下依次设置脱酸段、废水蒸馏段、洗氨水蒸馏段；脱酸蒸氨塔的顶部设酸汽出口及富液第一入口，富液第一入口与富液输送管道相连；脱酸段上方的塔体上设富液第二入口，富液第二入口通过贫富液换热器与富液输送管道相连；脱酸段底部的塔体上设贫液出口，贫液出口通过贫液输送管道连接外部洗涤单元，贫液输送管道上沿贫液流动方向依次设有贫富液换热器、贫液循环水冷却器和贫液低温水冷却器；废水蒸馏段上方的塔体上设蒸汽第一入口及剩余氨水入口，蒸汽第一入口连接外部的蒸汽输送管道，剩余氨水入口通过氨水换热器连接剩余氨水输送管道；废水蒸馏段底部的塔体上设废水出口，废水出口通过废水输送管道连接水处理系统，废水输送管道上沿废水流动方向依次设有废水循环水冷却器和废水低温水冷却器；洗氨水蒸馏段底部的塔体上设蒸汽第二入口，蒸汽第二入口通过蒸氨喷射器连接蒸汽输送管道；脱酸蒸氨塔的底部设洗氨水贮槽，洗氨水贮槽上方的塔体上设蒸汽第三入口，蒸汽第三入口连接蒸汽输送管道；洗氨水贮槽一侧的塔体上设洗氨水出口，洗氨水出口连接闪蒸槽上部的液体入口，闪蒸槽顶部的蒸汽出口连接蒸汽喷射器，闪蒸槽底部的液体出口连接洗氨水输送管道，洗氨水输送管道上沿洗氨水流动方向依次设有泵、氨水换热器、洗氨水循环水冷却器和洗氨水低温水冷却器。

2.根据权利要求1所述的一种节能高效的脱酸蒸氨系统，其特征在于，所述脱酸段的塔体内自上至下依次设有富液喷淋装置、液体分布器、填料段、塔盘及断液盘。

3.根据权利要求1所述的一种节能高效的脱酸蒸氨系统，其特征在于，所述废水蒸馏段的塔体内自上至下依次设有剩余氨水喷淋装置、液体分布器、填料段、塔盘及断液盘。

4.根据权利要求1所述的一种节能高效的脱酸蒸氨系统，其特征在于，所述洗氨水蒸馏段设有多层填料及塔盘。