CN102807259A - 一种剩余氨水热泵蒸馏*** - Google Patents

一种剩余氨水热泵蒸馏*** Download PDF

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王健
祝仰勇
刘明波
宁述芹
张顺贤
刘芬
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Abstract

一种剩余氨水热泵蒸馏***，在原有蒸氨塔顶部的蒸汽出口通过三通阀同时连接到热泵和分缩器，所述热泵和分缩器中的蒸汽乏汽汇集到冷却器，冷却器中的氨水向后依次经过成品氨水槽和回流泵后去脱硫装置；热泵中的冷凝器与第一热交换器进行并联。通过对原有的蒸馏***增加一套热泵，通过热泵回收利用塔顶氨汽潜热用于加热塔底蒸氨废水产生饱和蒸汽，饱和蒸汽返回塔内提供蒸馏热量，实现能量的循环利用，从而降低煤气或蒸汽消耗。改造后的***回收利用了塔项氨汽潜热，提高了剩余氨水蒸氨的能量利用效率，是一种节能减排技术，具有较高的经济效益和社会效益，推广应用前景广阔。

Description

一种剩余氨水热泵蒸馏***
技术领域
本发明涉及焦化剩余氨水处理技术领域，具体地说是一种剩余氨水热泵蒸馏***。
背景技术
煤在焦化过程中产生一定量的氨氮、氰化物、硫化物、酚和COD浓度都较高的剩余氨水。剩余氨水一般要经过除油、脱酚、蒸氨、酚氰污水等处理工序。蒸氨是通过蒸馏脱除剩余氨水中的氨、氰化物和硫化物，改善废水水质，满足酚氰污水处理工序要求，同时回收氨用于脱硫或生产硫铵。剩余氨水蒸氨工艺按加热方式分为水蒸汽蒸氨、导热油蒸氨和管式炉蒸氨；按操作压力又可分为常压蒸氨和负压蒸氨，无论哪种剩余氨水蒸氨工艺塔顶氨汽带走蒸馏耗热量的约80-90%，且氨汽需要在分缩器中用中温水冷凝冷却为液体氨水，中温水经凉水架冷却后循环使用，塔底再以煤气或蒸汽为加热热源提供蒸馏热量。蒸氨塔塔顶氨汽热能未回收利用，增加了能耗和水耗，降低了能源利用率。
热泵是一种余热利用装置，主要对于工业中的蒸汽乏汽进行回收再利用，可以有效的节能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种剩余氨水热泵蒸馏***，通过优化设计，将热泵技术应用到蒸氨***中，起到能源回收和利用的目的。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种剩余氨水热泵蒸馏***，包括蒸氨塔，剩余氨水槽通过第一泵向蒸氨塔中注入剩余氨水，蒸氨塔底部的蒸氨废水通过第二泵后一部分通过第一支路再回流到蒸馏塔，另一部分通过第二支路直接排出，在第一支路上串接接入第一热交换器对蒸氨废水进行加热，在第二支路上设有第二热交换器与剩余氨水进行热交换；其特征在于，在所述蒸氨塔顶部的蒸汽出口通过三通阀同时连接到热泵和分缩器，然后，所述热泵和分缩器中的蒸汽乏汽汇集到冷却器，所述冷却器中的氨水向后依次经过成品氨水槽和回流泵后去脱硫装置；所述热泵中的冷凝器与第一热交换器进行并联。蒸氨塔顶氨汽冷凝使用热泵，热泵中的蒸发器和分缩器并联，原分缩器作为备用；热泵回收塔顶氨汽潜热并将能量转移到冷凝器，替代第一换热器加热部分塔底蒸氨废水，产生饱和蒸汽或过热水，返回蒸馏塔塔底，提供蒸馏热量，不足部分由第一换热器提供。
本发明的有益效果是：
本发明通过对原有的蒸馏***增加一套热泵，通过热泵回收利用塔顶氨汽潜热用于加热塔底蒸氨废水产生饱和蒸汽，饱和蒸汽返回塔内提供蒸馏热量，实现能量的循环利用，从而降低煤气或蒸汽消耗。具有以下特点：
（Ⅰ）回收利用塔顶氨汽潜热生产蒸汽或过热水，返回塔内提供蒸馏热量，提高了能源利用效率，降低了煤气（蒸汽）消耗；
（Ⅱ）热泵加热蒸氨废水产生蒸汽或过热水，不增加废水总量；
（Ⅲ）以热泵生产为主，原分缩器作为备用，降低了中温水消耗，从而降低水耗；
（Ⅳ）本工艺只是增加热泵，不影响原蒸氨主体设备，工程量小，投资低；
（Ⅴ）通过塔顶新装三通阀，实现热泵与分缩器的不停机转换，保证***连续安全运转。
（Ⅵ）该工艺可适于蒸汽蒸氨、导热油蒸氨及管式炉蒸氨，推广应用范围广。
同时该***改造基于原有设备，不影响主体设备，改造费用低，具有较好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为热泵的工作原理图；
图中：1蒸氨塔，2剩余氨水槽，31第一泵，32第二泵，33回流泵，41第一热交换器，42第二换热器，5三通阀，6热泵，7分缩器，8冷却器，9成品氨水槽。
具体实施方式
如图1、图2所示，
一种剩余氨水热泵蒸馏***，包括蒸氨塔1，蒸馏塔上具有剩余氨水添加口、蒸汽出口和蒸氨废水排出口，并在蒸氨塔的底部具有加热部分，通过加热使得蒸氨塔中的剩余氨水进行有效的蒸发，产生氨气蒸汽。热泵是一种常见的热能回收装置，通常利用压缩机将其内部的冷凝器端和蒸发器端的能量进行搬运。其中的蒸发器端接蒸汽乏汽，冷凝器端接需要加热的一端，这些为常识，不再累述。
剩余氨水槽2是存储氨水的槽池，剩余氨水槽通过第一泵31向蒸氨塔中注入剩余氨水，并用第二换热器42对其进行初步的预加热，降低能耗。蒸氨塔底部的蒸氨废水通过第二泵32后一部分通过第一支路再回流到蒸馏塔，进行循环的蒸氨，在第一支路上串接接入第一热交换器41对蒸氨废水进行加热；另一部分通过第二支路直接排出，在第二支路上设有第二热交换器42与剩余氨水进行热交换，对于排出前的蒸氨废水中的潜热进行再利用。在氨塔顶部的蒸汽出口通过三通阀5同时连接到热泵6和分缩器7，其中的热泵使用蒸发器端，然后，初步降温后的热泵和分缩器中的蒸汽乏汽汇集到冷却器8中，再次进行冷却形成液态的成品氨水。冷却器8中的氨水向后依次经过成品氨水槽9和回流泵33后去脱硫装置即可。其中的热泵的冷凝器与第一热交换器进行并联，即两者同时并列的安装在第一支路中，具有相同的加热功能。
上述的改造的原理是：蒸氨塔1顶氨汽冷凝使用热泵6，热泵中的蒸发器和分缩器并联，原分缩器7作为备用，通过三通阀5可以方便的进行切换；热泵6回收塔顶氨蒸汽中的潜热并将能量转移到冷凝器端，替代第一换热器41加热部分塔底蒸氨废水，产生饱和蒸汽或过热水，返回蒸馏塔塔底，提供蒸馏热量，不足部分由第一换热器提供。
用第一泵31将剩余氨水从剩余氨水槽中抽出，送至第二换热器，先与蒸氨废水进行换热，温度升高至70～75℃进入蒸氨塔，塔顶得到97℃左右的氨汽，塔底得到蒸氨废水。
蒸氨1塔底废水经第二泵32抽出，一部分送至第一换热器41（再沸器）用导热油加热后返回蒸氨塔底，另一部分送至热泵冷凝器端用塔顶氨蒸汽加热并产生饱和蒸汽或过热水返回塔底，起到热能的回收再利用，再有一部分作为塔底产品与剩余氨水换热后送酚氰污水处理工序。
蒸氨塔顶氨蒸汽进入热泵加热蒸氨废水，温度降至90℃，冷凝液进氨水冷却器，用低温水冷却后冷却氨水进入回流槽或成品氨水槽。用回流泵将成品氨水从回流槽中抽出，一部分用于塔顶打回流，一路用送脱硫工序。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种剩余氨水热泵蒸馏***，包括蒸氨塔，剩余氨水槽通过第一泵向蒸氨塔中注入剩余氨水，蒸氨塔底部的蒸氨废水通过第二泵后一部分通过第一支路再回流到蒸馏塔，另一部分通过第二支路直接排出，在第一支路上串接接入第一热交换器对蒸氨废水进行加热，在第二支路上设有第二热交换器与剩余氨水进行热交换；其特征在于，在所述蒸氨塔顶部的蒸汽出口通过三通阀同时连接到热泵和分缩器，所述热泵和分缩器中的蒸汽乏汽汇集到冷却器，所述冷却器中的氨水向后依次经过成品氨水槽和回流泵后去脱硫装置；所述热泵中的冷凝器与第一热交换器进行并联。
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