專利名稱：利用焦化循環(huán)氨水余熱處理剩余氨水的負(fù)壓蒸氨工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及負(fù)壓精餾蒸氨工藝，尤其是涉及一種利用焦化循環(huán)氨水余熱處理剩余氨水的負(fù)壓蒸氨工藝方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有焦化行業(yè)生產(chǎn)過程中，焦化配合煤中的外水份和焦化過程中產(chǎn)生的化合水混入荒煤氣中，而用于噴灑冷卻荒煤氣中的氨會溶解在水中形成氨水，氨水除部份用于補(bǔ)充焦?fàn)t集氣管循環(huán)冷卻荒煤氣成為循環(huán)氨水外，其余熱氨水就成為剩余氨水。且剩余氨水總量約占干煤重的10%，由于剩余氨水中含有較多的揮發(fā)氨、固定氨、硫化氫等嚴(yán)重污染環(huán)境的有害物質(zhì)，剩余氨水成為焦化生產(chǎn)過程的蒸氨廢水，剩余氨水必須經(jīng)過蒸氨處理達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)入生化系統(tǒng)處理，最后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)才能外排?，F(xiàn)有剩余氨水處理蒸氨工藝按蒸氨方法分為簡單蒸氨、平衡蒸氨(閃蒸)、精餾蒸館和特殊蒸氨，按壓力分為常壓、加壓和減壓蒸氨。目前在焦化行業(yè)中廣泛使用常壓精餾蒸氨工藝對剩余氨水進(jìn)行蒸氨處理。但常壓蒸氨工藝還存在有下列問題:一是常壓蒸氨采用蒸汽作為熱源，在蒸氨過程中氨水需要消耗大量蒸汽，能耗高，每噸原料氨要消耗180-200Kg蒸汽；二是，逸出的氨氣溫度高達(dá)105°C，而且具有強(qiáng)腐蝕性作用，對主體設(shè)備要采用能耐腐蝕的貴重材料制造，一般鑄鐵和碳鋼不能滿足使用要求，因而增加了設(shè)備投資和維護(hù)成本；三是消耗的蒸汽冷凝后全部轉(zhuǎn)入到蒸氨廢水中，增加了蒸氨廢水量，增加了酚氰污水生化處量系統(tǒng)負(fù)荷，提高了處理成本。專利CN1872707A公開了一種廢水中氨氮的真空抽吸脫除方法，它利用真空負(fù)壓抽吸脫除廢水中的氨氮并將氨氮轉(zhuǎn)化為可供資源化利用的純凈氨水，該方法在處理含氨氮的廢水時(shí)，所需真空度高，能耗大，且處理量小，用于工業(yè)生產(chǎn)投資量大，處理成本高，不經(jīng)濟(jì)合理。

專利CN1401409公開了一種負(fù)壓法氨氣尾氣安全環(huán)?；厥占夹g(shù),它通過射流、冷卻、負(fù)壓循環(huán)將氨氣尾氣吸入，溶解在水中制成成品氨水，該方法應(yīng)用在焦化行業(yè)剩余氨水處理不大合適。雖然目前還有導(dǎo)熱油蒸氨和管式爐蒸氨，但它們都和蒸汽蒸氨一樣，要消耗大量的熱能量，同時(shí)還需要一整套專用裝置，其處理成本高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)剩余氨水常壓蒸氨處理中所存在的問題，本發(fā)明提出了一種利用冷卻煤氣管用的循環(huán)氨水余熱作為熱源，在負(fù)壓狀態(tài)下對剩余氨水進(jìn)行蒸氨處理的工藝方法。本發(fā)明所述利用焦化循環(huán)氨水余熱處理剩余氨水負(fù)壓蒸氨工藝方法是；將用氨水冷卻荒煤氣所產(chǎn)生的剩余氨水輸入到負(fù)壓蒸氨塔內(nèi)，打開循環(huán)氨水，通過熱交換器將循環(huán)氨水余熱輸送到負(fù)壓蒸氨內(nèi)，使從上至下流動的剩余氨水與從下至上流動的循環(huán)氨水余熱氣流在負(fù)壓下進(jìn)行氣液接觸傳遞，剩余氨水中的氨汽化變成氨氣從氨氣出口進(jìn)入分縮器逸出，而負(fù)壓蒸氨塔塔內(nèi)已除氨的剩余氨水除少部份為循環(huán)氨水用于補(bǔ)充氨水冷卻外，大部份已除氨的剩余氨水成為蒸氨廢水，蒸氨廢水經(jīng)再沸泵輸入到酚氰生化處理系統(tǒng)處理后向外排出。本發(fā)明的工作原理，如圖1所示，原料泵工作將原料氨水槽中用氨水冷卻荒煤氣所產(chǎn)生的剩余氨水泵入到負(fù)壓蒸氨塔上部內(nèi)，并將通往用于焦?fàn)t煤氣管噴灑的循環(huán)氨水所產(chǎn)生的循環(huán)氨水余熱通過熱交換器輸入到負(fù)壓蒸氨塔下部內(nèi)，從上至下流動的剩余氨水與從下至上流動的循環(huán)氨水余熱氣流在負(fù)壓下實(shí)現(xiàn)氣液接觸傳遞，使剩余氨水中的在60°C下汽化閃蒸變成低溫從氨氣出口中進(jìn)入分縮器逸出，使負(fù)壓蒸氨塔處于低溫負(fù)壓狀態(tài)工作，而留在負(fù)壓蒸氨塔內(nèi)已去除氨的剩余氨水除少部份作為煤氣管冷卻的循環(huán)氨水進(jìn)入原料氨水槽外，其它大部份為剩余氨水作為蒸氨廢水經(jīng)再沸泵輸入到酚氰生化處理系統(tǒng)處理后向外排出，達(dá)到對剩余氨水進(jìn)行蒸氨處理的目的，脫氨后的剩余氨水中的含氨氮量下降，剩余氨水經(jīng)酚氰污水處理站生化處理達(dá)標(biāo)后，向外排出。本發(fā)明所述剩余氨水進(jìn)行蒸氨處理的工藝方法與現(xiàn)有常壓蒸氨工藝相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、充分利用循環(huán)氨水60-8(TC的余熱作為蒸氨熱源，不需要使用蒸汽，不僅節(jié)省了蒸汽，降低了能耗，而且減少了蒸氨廢水量，降低了酚氰生化處理負(fù)載，提高了處理效率，降低了處理成本；
2、可實(shí)現(xiàn)負(fù)壓低溫操作，絕對壓力為一20KPa以下，操作溫度為60°C以內(nèi)，銨鹽在低溫下腐蝕性降低，因而主體設(shè)備可使用一般碳鋼材料，對主體設(shè)備材料要求下降，避免了現(xiàn)有常壓蒸氨工藝中主體設(shè)備需要使用鈦質(zhì)材料的問題，大大節(jié)約了設(shè)備投資，降低了處理成本； 3、蒸氨廢水排出 溫度低，無需冷卻變可直接輸入到酚氰生化處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。本發(fā)明剩余氨水負(fù)壓蒸氨處理前后水質(zhì)效果比較:
類別蒸氨處理前蒸氨處理后
揮發(fā)物860mg/l540-680 mg/1
氰化物35.7 mg/112-26 mg/1
氨氮2900 mg/1^ 250 mg/1
COD3300-8100 mg/13030-5060 mg/1
油質(zhì)< 400 mg/170-300 mg/1
PH 值6-97.1-9.3
從上述對比可知:本發(fā)明對剩余氨水進(jìn)行蒸氨處理后，其剩余氨水中氨氮含量大大下降，同時(shí)揮發(fā)物，氰化物和油質(zhì) 含量下降，蒸氨處理后能達(dá)到酚氰污水生化處理的進(jìn)水水質(zhì)要求。即本發(fā)明采用循環(huán)氨水余熱代替蒸汽對剩余氨水進(jìn)行負(fù)壓蒸氨處理，不僅能達(dá)到酚氰污水生化處理水質(zhì)要求，達(dá)到甚至超過常壓蒸氨處理剩余氨水水質(zhì)，而且可節(jié)約蒸汽熱能，降低負(fù)壓蒸氨塔工作溫度，降低負(fù)壓蒸氨塔制造材料標(biāo)準(zhǔn)，減少設(shè)備投資和處理費(fèi)用，同時(shí)減少蒸氨廢水處理量，提高了處理效率。本發(fā)明與現(xiàn)有常壓蒸氨工藝的比效:
項(xiàng)目本發(fā)明負(fù)壓蒸氨現(xiàn)有常壓蒸氨處理能力35-40m3/h35_40m3/h
蒸汽耗量O180-200kg/t
廢水含氨200-270 mg/1200-250 mg/1
主要設(shè)備投資是常壓蒸氨的1/2 1/3。通過上述對比可知，本發(fā)明蒸氨工藝不僅具有常壓蒸氨同樣的處理能力和處理效果，而且不需消耗熱蒸汽，利用循環(huán)氨水余熱可使負(fù)壓蒸氨塔在低溫負(fù)壓下進(jìn)行蒸氨處理，既具備常壓蒸氨處理剩余氨水的優(yōu)點(diǎn)，又克服了常壓蒸氨處理剩余氨水所存在的問題，是一種剩余氨水負(fù)壓蒸氨處理新技術(shù)。本發(fā)明所述負(fù)壓蒸氨工藝裝置比較簡單，省去了鍋爐等熱汽源設(shè)備，只需增加真空泵和再沸泵，就可在常壓蒸氨的設(shè)備裝置基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)負(fù)壓蒸氨處理剩余氨水，與鍋爐成本和熱汽生產(chǎn)成本相比，新增的真空泵和再沸泵一次性價(jià)值成本比例很小。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。在圖中，1、原料氨水槽2、原料泵3、循環(huán)氨水4、焦?fàn)t5、負(fù)壓蒸氨塔6、分縮器 7、真空泵 8、酚氰污水處理站9、再沸泵。
具體實(shí)施例方式在圖1中，原料泵2工作將原料氨水槽I中的剩余氨水泵入到負(fù)壓蒸氨塔5上部，并將通往焦?fàn)t4用于噴灑冷卻煤氣管的循環(huán)氨水3所產(chǎn)生的循環(huán)氨水余熱通過熱交換器輸入到負(fù)壓蒸氨塔內(nèi)，此時(shí)負(fù)壓蒸氨塔處于低溫負(fù)壓狀態(tài)，從上至下流動的氨水與從下至上流動的循環(huán)氨水余熱氣流 在負(fù)壓下實(shí)現(xiàn)氣液接觸傳遞，使氨水中的氨汽化變成氨氣經(jīng)氨氣出口進(jìn)入分縮器6逸出，分縮器一端與真空泵7相連，而留在負(fù)壓蒸氨塔內(nèi)的剩余氨水除少部份作為循環(huán)氨水進(jìn)入氨水槽外，其它大部份的剩余氨水作為蒸氨廢水經(jīng)再沸泵9輸入到酚氰污水處理站8中進(jìn)行生化處理后向外排出，脫氨后的剩余氨水除一部份補(bǔ)充到氨水槽中外，其它部份則形成為蒸氨廢除水經(jīng)再沸泵輸入到酚氰處理系統(tǒng)中進(jìn)行生化處理，通過減少剩余氨水中的含氨量，達(dá)到對剩余氨水進(jìn)行蒸氨處理的目的，剩余氨水經(jīng)酚氰污水處理站生化處理達(dá)標(biāo)后，向外排出。效益分析:
1、按每小時(shí)處理35m3/h剩余氨水計(jì)算，利用循環(huán)氨水余熱不消耗蒸汽，節(jié)約蒸汽為:35m3/hX0.2m3/t = 7t/h，每年可節(jié)省能源價(jià)值為:120/元 / 噸 X 7t/hX 24hX 365 天=730Jl 7X1 ο2、負(fù)壓蒸氨同比常壓蒸氨增加電能80KW/h，按電價(jià)0.6元/KW.1ι，每年增加電費(fèi)為:80kw/hX0.6 元/KW.hX24hX365 天=53 萬元；
3、減少進(jìn)擴(kuò)生化廢水6m3/h，按蒸氨廢水生化處理15元/噸計(jì)算，減少生化處理費(fèi)用為:15元/噸X6m3/hX24小時(shí)X365天=77萬元。總效益為:730-53+ 77 = 754 萬元。本發(fā)明所述剩余氨水負(fù)壓蒸氨為沸點(diǎn)進(jìn)料，溫度為70°C的原料氨水直接地進(jìn)入負(fù)壓蒸氨塔頂部，氨水在60°C閃蒸，操作溫度低，氨水中的焦油類物質(zhì)不會出現(xiàn)蒸汽蒸餾時(shí)所形成的軟浙青而堵塞負(fù)壓蒸氨塔和熱交換器，負(fù)壓蒸氨后蒸氨廢水含氨量小于300mg/l，完全能滿足酚氰污水生化處理的技術(shù)要求 。
權(quán)利要求
1.利用焦化循環(huán)氨水余熱處理剩余氨水負(fù)壓蒸氨工藝方法，其特征在于:將用氨水冷卻荒煤氣所產(chǎn)生的剩余氨水輸入到負(fù)壓蒸氨塔內(nèi)，打開循環(huán)氨水，通過熱交換器將循環(huán)氨水余熱輸送到負(fù)壓蒸氨內(nèi)，使從上至下流動的剩余氨水與從下至上流動的循環(huán)氨水余熱氣流在負(fù)壓下進(jìn)行氣液接觸傳遞，剩余氨水中的氨汽化變成氨氣從氨氣出口進(jìn)入分縮器逸出，而負(fù)壓蒸氨塔塔內(nèi)已除氨的剩余氨水除少部份為循環(huán)氨水用于補(bǔ)充氨水冷卻外，大部份已除氨的剩余氨水成為 蒸氨廢水，蒸氨廢水經(jīng)再沸泵輸入到酚氰生化處理系統(tǒng)處理后向外排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用焦化循環(huán)氨水余熱處理剩余氨水負(fù)壓蒸氨工藝方法，將用氨水冷卻荒煤氣所產(chǎn)生的剩余氨水輸入到負(fù)壓蒸氨塔內(nèi)，通過熱交換器將循環(huán)氨水余熱輸送到負(fù)壓蒸氨內(nèi)，剩余氨水與循環(huán)氨水余熱氣流在負(fù)壓下進(jìn)行氣液接觸傳遞，剩余氨水中的氨汽化變成氨氣從氨氣出口進(jìn)入分縮器逸出，而負(fù)壓蒸氨塔塔內(nèi)已除氨的剩余氨水除少部份為循環(huán)氨水用于補(bǔ)充氨水冷卻外，大部份已除氨的剩余氨水成為蒸氨廢水，蒸氨廢水經(jīng)酚氰生化處理系統(tǒng)處理后向外排出。本發(fā)明不需要使用蒸汽，不僅節(jié)省了蒸汽，降低了能耗，而且減少了蒸氨廢水量，降低了酚氰生化處理負(fù)載，提高了處理效率，降低了處理成本。
文檔編號C02F1/20GK103159376SQ20131005487
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者張玲, 胡建華 申請人:張玲