CN220003002U - 一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及煤化工变换工段的技术领域，具体涉及一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置。包括汽提塔、塔顶冷凝器、分离器、塔釜换热器；汽提塔的顶部出口通过管道连通着塔顶冷凝器管层进口，塔顶冷凝器管层出口通过管道连通着分离器的上部进口，分离器的底部出口通过管道自流返回汽提塔的上部；变换冷凝液进入塔顶冷凝器壳层进口，塔顶冷凝器壳层出口通过管道连通塔釜换热器壳层进口，塔釜换热器壳层出口通过管道连通汽提塔中部进口，汽提塔底部出口通过管道连通塔釜换热器管层进口。因此本实用新型直接采用需要汽提的变换冷凝液作为冷源来冷却塔顶汽提气和塔釜净化凝液，达到了最大化能量利用的效果，从而节省装置运行费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤化工变换工段的技术领域，具体涉及一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置。
背景技术
煤化工变换工段中产生的冷凝液，含有大量的NH3、H2S、CO2等杂质，直接排放将对地下水及周边空气造成污染，由于杂质含量高，也不能直接经由污水处理装置进行处理。
一般需要经过汽提装置预处理，将其中的NH3、H2S、CO2等杂质汽提分离出来，达到净化冷凝液回收利用的目的，汽提出的含NH3、H2S、CO2等杂质的尾气送至下游装置进一步处理。
根据汽提出来的含杂质的蒸汽冷却后冷凝液是否送往污水处理，汽提工艺分为两种。一种是汽提蒸汽冷凝液送往污水处理，称为开式汽提工艺，另一种是汽提蒸汽冷凝液直接回到汽提塔重复汽提，称为闭式汽提工艺。而根据汽提时使用的塔数，汽提工艺又分为单塔汽提和双塔汽提工艺。
目前针对单塔闭式汽提工艺，汽提的原理是通过蒸汽将工艺冷凝液加热至饱和状态，减少气体在水中的溶解度，从而达到提取出冷凝液中的杂质的目的，因此单塔闭式汽提工艺塔顶汽提气（或塔釜汽提冷凝液）需要通过换热器进行降温，而冷却介质多采用循环水、脱盐水或其他冷源。这样，就需要额外消耗循环水、脱盐水或者其他冷源，能量的回收利用率较低。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置，使用进料低温冷凝液作为冷源，最大限度的利用汽提后气体和冷凝液中的余热，解决汽提工艺能量利用浪费的问题，达到能量高效利用的目的。
具体技术方案如下：一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置，包括汽提塔1、塔顶冷凝器2、分离器3、塔釜换热器4；
所述汽提塔1的顶部出口通过管道连通着塔顶冷凝器2管层进口，塔顶冷凝器2管层出口通过管道连通着分离器3的上部进口，分离器3的底部出口通过管道自流返回汽提塔1的上部，分离器3顶部出口通过管道连通下游装置，将分离出的酸性气送往下游装置处理；
变换冷凝液进入塔顶冷凝器2壳层进口，塔顶冷凝器2壳层出口通过管道连通塔釜换热器4壳层进口，塔釜换热器4壳层出口通过管道连通汽提塔1中部进口，汽提塔1底部出口通过管道连通塔釜换热器4管层进口，塔釜换热器4管层出口通过管道连通下游装置，将净化后的变换净化冷凝液送出汽提装置。
进一步，所述塔顶冷凝器2的设计温度180℃，设计压力1.0 MPaG；塔釜换热器4的设计温度为180℃，设计压力为1.0 MPaG。
进一步，所述分离器3的设计温度为130 ℃，设计压力1.0 MPaG，分离器3的顶部设有丝网，用于分离汽提气中的液滴。
本实用新型的有益技术效果如下：
本实用新型的一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置，省去了塔釜换热器或塔顶换热器需要用循环水来冷却的步骤，直接采用需要汽提的变换冷凝液作为冷源来冷却塔顶汽提气和塔釜净化凝液，达到了最大化能量利用的效果，提高了装置的能量利用率，减少了装置能源消耗，从而节省装置运行费用；同时本实用新型由于采用变换冷凝液自身作为冷源，节省了外接循环水管道及其管道上的阀门等管件的配置，部分节省了装置管道投资。
附图说明
图1为单塔开式汽提能量利用优化工艺流程图。
其中：1汽提塔、2塔顶冷凝器、3分离器、4塔釜换热器。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
见图1，一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置，包括汽提塔1、塔顶冷凝器2、分离器3、塔釜换热器4；
所述汽提塔1的顶部出口通过管道连通着塔顶冷凝器2管层进口，塔顶冷凝器2管层出口通过管道连通着分离器3的上部进口，分离器3的底部出口通过管道自流返回汽提塔1的上部，分离器3顶部出口通过管道连通下游装置，将分离出的酸性气送往下游装置处理；
变换冷凝液进入塔顶冷凝器2壳层进口，塔顶冷凝器2壳层出口通过管道连通塔釜换热器4壳层进口，塔釜换热器4壳层出口通过管道连通汽提塔1中部进口，汽提塔1底部出口通过管道连通塔釜换热器4管层进口，塔釜换热器4管层出口通过管道连通下游装置，将净化后的变换净化冷凝液送出汽提装置。
所述塔顶冷凝器2的设计温度180℃，设计压力1.0 MPaG；塔釜换热器4的设计温度为180℃，设计压力为1.0 MPaG。
所述分离器3的设计温度为130 ℃，设计压力1.0 MPaG，分离器3的顶部设有丝网，用于分离汽提气中的液滴。
实施例2
实施例1的一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置具体包括以下操作步骤：
一次换热工序：
向塔顶冷凝器2中通入变换冷凝液，变换冷凝液和汽提塔1顶部出口排出的汽提气在塔顶冷凝器2内换热，得到一次换热冷凝液和汽提冷凝液，其中冷凝液的温度40℃、压力0.6 MPaG，主要成分为：H2O 99.88%，CO20.11%，H2S 65 ppm，NH30.013%， H25.6 ppm，CO 9.3ppm，COS 5.6 ppm，N22.9 ppm（质量分数，组成会根据煤质变化而变化，但大致数量级不变）。塔顶冷凝器2的设计温度180℃，设计压力1.0 MPaG。经过一次换热后，一次换热冷凝液的温度约67℃、压力0.55 MPaG，主要成分不变；汽提冷凝液的温度110℃、压力0.3 MPaG，主要成分为：H2O 85.56%，CO27.56%，H2S 0.79%，NH36.07%， H210.6 ppm，CO 19.1 ppm，COS73.8 ppm，N25.8 ppm（质量分数，组成会根据煤质变化而变化，但大致数量级不变）。
二次换热工序：
一次换热冷凝液进入塔釜换热器4中，一次换热冷凝液和汽提塔1底部排出的净化凝液在塔釜换热器4中换热，得到二次换热冷凝液和净化凝液，其中塔釜换热器4的设计温度为180℃，设计压力为1.0 MPaG，二次换热冷凝液的温度100℃、压力0.5 MPaG，主要成分同一次换热冷凝液：H2O 99.88%，CO20.11%，H2S 65 ppm，NH30.013%， H25.6 ppm，CO 9.3ppm，COS 5.6 ppm，N22.9 ppm（质量分数）；净化凝液的温度120 ℃、压力0.3 MPaG，主要成分为： H2O 99.99%， NH3<50 ppm（质量分数）；净化凝液出塔釜换热器4后一般通过泵加压送出汽提装置再利用。
分离工序：
汽提冷凝液进入分离器3中，经分离得到酸性气体和汽提污水，酸性气主要成分为：H2O 31.32%，CO249.67%，H2S 3.96%，NH314.36%， H20.58%，CO 687 ppm，COS 187 ppm，N2211 ppm（体积分数）；汽提污水成分为：H2O 87.56%，CO25.73%，H2S 0.69%，NH36.01%，CO1.53 ppm，COS 65.4 ppm，N20.45 ppm（质量分数）；酸性气体经分离器3顶部去硫回收装置，分离器3底部汽提污水自流回汽提塔1顶部；分离器3的设计温度为130 ℃，设计压力1.0MPaG，分离器3顶部设有丝网，用于分离汽提气中的液滴。
汽提工序：
汽提塔1的下部通入低压蒸汽，低压蒸汽接触汽提塔1顶部通入的二次换热冷凝液，汽提得到净化凝液和汽提气，净化凝液通过管道通入塔釜换热器4的管层进口，汽提气从汽提塔1的顶部通入塔顶换热器的管层进口；
其中净化凝液的温度145℃、压力0.35 MPaG、主要成分为： H2O 99.99%， NH3<50ppm（质量分数），汽提气的温度145 ℃、压力0.33 MPaG、主要的成分H2O 89.58%，CO23.24%，H2S 0.44%，NH36.72%， H299.5 ppm，CO 12.8 ppm，COS 23.2 ppm，N23.94 ppm（体积分数）。
以60万吨/年的煤制甲醇项目为例，其年操作时间以8000小时计。
该项目处理工艺冷凝液40000 kg/h，温度40℃，压力0.5 MPaG，按照常规单塔闭式汽提工艺，处理这些冷凝液需要消耗0.5 MPaG饱和蒸汽8000 kg/h：30℃循环水 230 t/h；采用本实用新型的装置，则仅需要消耗0.5 MPaG饱和蒸汽5500 kg/h，不消耗循环水。即本实用新型比传统工艺可减少消耗蒸汽2500 kg/h，减少循环水消耗230 t/h。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置，其特征在于：包括汽提塔（1）、塔顶冷凝器（2）、分离器（3）、塔釜换热器（4）；
所述汽提塔（1）的顶部出口通过管道连通着塔顶冷凝器（2）管层进口，塔顶冷凝器（2）管层出口通过管道连通着分离器（3）的上部进口，分离器（3）的底部出口通过管道自流返回汽提塔（1）的上部，分离器（3）顶部出口通过管道连通下游装置，将分离出的酸性气送往下游装置处理；
变换冷凝液进入塔顶冷凝器（2）壳层进口，塔顶冷凝器（2）壳层出口通过管道连通塔釜换热器（4）壳层进口，塔釜换热器（4）壳层出口通过管道连通汽提塔（1）中部进口，汽提塔（1）底部出口通过管道连通塔釜换热器（4）管层进口，塔釜换热器（4）管层出口通过管道连通下游装置，将净化后的变换净化冷凝液送出汽提装置。
2.根据权利要求1所述一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置，其特征在于：所述塔顶冷凝器（2）的设计温度180℃，设计压力1.0 MPaG；塔釜换热器（4）的设计温度为180℃，设计压力为1.0 MPaG。
3.根据权利要求1所述一种用于变换酸水处理的单塔闭式汽提装置，其特征在于：所述分离器（3）的设计温度为130 ℃，设计压力1.0 MPaG，分离器（3）顶部设有丝网，用于分离汽提气中的液滴。
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