CN104986816B - 一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焦化污水解吸工艺，包括：1)焦化污水进入解吸塔顶部经蒸汽汽提解吸后由塔顶排出；2)解吸气体进入降膜蒸发器与高温废水换热后形成氨浓度为10～20％的氨汽和凝缩液；3)从解吸塔引入降膜蒸发器的循环废水蒸发产生低温二次蒸汽；4)压缩机将低温二次蒸汽压缩为压力为0.14～0.6MPa(A)，温度110～220℃的高温高压过热蒸汽并送入解吸塔作为加热蒸汽的补充蒸汽。用于实现该工艺的装置包括解吸塔、降膜蒸发器和压缩机。与现有技术相比，本发明的有益效果是：可将解吸塔顶解吸气体的余热回收利用，并通过压缩机将低温热源转化为高温热源返回解吸塔使用，减少新蒸汽用量60～75％以上，且流程合理紧凑，操作简单，设备配置少、投入成本低。
Description
技术领域
本发明涉及焦化污水处理技术领域，尤其涉及一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺及装置。
背景技术
炼焦生产过程产生的焦化污水主要包括炼焦煤表面水、炼焦化合水和生产排污水，焦化污水所含杂质成分复杂，主要含有H2S、NH3、HCN、酚类及多环芳香烃等组分。焦化污水处理主要过程为：溶剂法脱酚，解吸法脱除H2S、NH3、HCN，生物降解法降低外排废水的COD，其中解吸法是污水处理的重要工序之一，其热能消耗(蒸汽消耗、煤气消耗等)与焦化污水处理全过程的成本密切相关。
目前，焦化污水解吸工艺通常采用解吸法脱除其中的H2S、NH3、HCN等组分，主要工艺过程为：焦化污水与解吸塔底废水换热升温后，送入解吸塔上部，并在解吸塔内与上升蒸汽逆流接触而得以加热、汽提，解吸塔顶产生含有NH3、H2S、HCN、H2O等组分的解吸气体，进入氨分缩器；在氨分缩器中利用冷却水将解吸气体冷却、凝缩，凝缩产生的氨汽送至焦炉煤气***，分缩器凝缩液回流解吸塔顶，解吸塔底产生的高温废水经冷却后送生化处理工序。
增加解吸塔底的蒸汽量会有效地降低废水中杂质含量，但也会相应增加解吸工序的生产成本，因此对焦化污水解吸工艺的改进一直致力于在提高解吸效率的同时减少热能的消耗。
申请号为201210275298.8(申请日为2012年8月3日)的中国专利公开了“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，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”。该专利所述剩余氨水热泵蒸馏***是通过吸收式热泵利用塔顶氨汽热量用于塔底加热。吸收式热泵中的工质在氨汽换热器与氨汽换热，工质吸收氨汽热量汽化成蒸汽，蒸汽再经压缩机加压送至冷却器；氨汽冷凝成氨水，部分氨水回流、外送。塔底废水送冷却器冷却压缩的蒸汽，废水吸收热量返回蒸氨塔底。该***中吸收式热泵热量移送是通过两次换热(氨汽—工质，工质—废水)来实现，存在***操作复杂、设备投资高、热量利用率低的问题。这些问题极大地阻碍了该***在焦化行业的推广应用。
发明内容
本发明提供了一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺，可将解吸塔顶解吸气体的余热回收利用，并通过压缩机将低温热源转化为高温热源返回解吸塔使用，减少新蒸汽用量60～75％以上，且流程合理紧凑，操作简单，设备配置少、投入成本低；本发明同时提供了用于实现该工艺的装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺，包括如下步骤：
1)换热后的焦化污水进入解吸塔顶部，加热蒸汽进入解吸塔底，焦化污水中的NH3、H2S、HCN等组分经蒸汽汽提解吸后解吸气体由塔顶排出；
2)从解吸塔顶排出的解吸气体进入降膜蒸发器的加热室，解吸塔底的部分高温废水进入降膜蒸发器的分离室，解吸气体与废水换热后形成氨浓度为10～20％的氨汽和凝缩液；其中氨汽送焦炉煤气***，凝缩液流入原料污水槽中与焦化污水汇集，然后由原料污水泵送污水/废水换热器，与通过废水泵从解吸塔底抽出的高温废水换热后进入解吸塔顶；换热降温后的废水送生化工序进一步处理；
3)从解吸塔引入降膜蒸发器底部的循环废水用循环废水泵送至降膜蒸发器顶部的液体分布装置形成均匀液膜后进入加热管，并在管内部分蒸发产生低温二次蒸汽；低温二次蒸汽与循环废水一并流入分离室，气液分离后的低温二次蒸汽送入压缩机；
4)压缩机将低温二次蒸汽压缩为压力为0.14～0.6MPa(A)，温度110～220℃的高温高压过热蒸汽并送入解吸塔作为加热蒸汽的补充蒸汽。
解吸塔顶排出的解吸气体温度为95～135℃，凝缩后氨汽温度为90～115℃，解吸塔底高温废水温度为98～155℃，降膜蒸发器加热管内产生的低温二次蒸汽温度为75～110℃。
用于实现一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺的装置，包括通过管道连通的解吸塔、降膜蒸发器和压缩机，所述解吸塔塔顶的解吸气体出口连接降膜蒸发器加热室的气体入口，降膜蒸发器的蒸汽出口连接压缩机的蒸汽入口，压缩机的蒸汽出口连接解吸塔底部补充蒸汽入口；降膜蒸发器的氨汽出口另外连接煤气***，降膜蒸发器的凝缩液出口连接原料污水槽；降膜蒸发器分离器的循环废水入口连接解吸塔下部高温废水出口，降膜蒸发器底部分离室和顶部液体分布装置连通管道上设循环废水泵。
所述原料污水槽另外设有焦化污水入口，原料污水槽的焦化污水出口通过原料污水泵、污水/废水换热器连通解吸塔顶部焦化污水入口，污水/废水换热器另外通过废水泵连通解吸塔底部高温废水出口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)对解吸塔顶解吸气体的余热回收利用，通过加热循环废水产生低温二次蒸汽，采用压缩机对低温二次蒸汽压缩做功，使其成为高温高压过热蒸汽并作为热源返回解吸塔使用，减少新蒸汽用量60～75％以上；
2)采用降膜蒸发器蒸发，蒸发能力强，热利用率高，可提高解吸效率，降低蒸氨废水杂质含量；
3)降膜蒸发器采用从解吸塔引出高温废水进行循环换热的方式，无需外引循环冷却水，节能降耗；
4)解吸塔塔顶无回流，可提高污水解吸效率；
5)工艺流程合理紧凑，操作简单，设备配置少、投入成本低。
附图说明
图1是本发明所述工艺的流程简图。
图中：1.解吸塔 2.降膜蒸发器 3.污水/废水换热器 4.压缩机 5.原料污水槽 6.废水泵 7.循环废水泵 8.原料污水泵
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明所述工艺的流程简图，本发明所述一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺，包括如下步骤：
1)换热后的焦化污水进入解吸塔1顶部，加热蒸汽进入解吸塔底，焦化污水中的NH3、H2S、HCN等组分经蒸汽汽提解吸后解吸气体由塔顶排出；
2)从解吸塔顶排出的解吸气体进入降膜蒸发器2的加热室，解吸塔底的部分高温废水进入降膜蒸发器2的分离室，解吸气体与废水换热后形成氨浓度为10～20％的氨汽和凝缩液；其中氨汽送焦炉煤气***，凝缩液流入原料污水槽5中与焦化污水汇集，然后由原料污水泵8送污水/废水换热器3，与通过废水泵6从解吸塔底抽出的高温废水换热后进入解吸塔顶；换热降温后的废水送生化工序进一步处理；
3)从解吸塔1引入降膜蒸发器2底部的循环废水用循环废水泵7送至降膜蒸发器2顶部的液体分布装置形成均匀液膜后进入加热管，并在管内部分蒸发产生低温二次蒸汽；低温二次蒸汽与循环废水一并流入分离室，气液分离后的低温二次蒸汽送入压缩机4；
4)压缩机4将低温二次蒸汽压缩为压力为0.14～0.6MPa(A)，温度110～220℃的高温高压过热蒸汽并送入解吸塔1作为加热蒸汽的补充蒸汽。
解吸塔顶排出的解吸气体温度为95～135℃，凝缩后氨汽温度为90～115℃，解吸塔底高温废水温度为98～155℃，降膜蒸发器2加热管内产生的低温二次蒸汽温度为75～110℃。
用于实现一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺的装置，包括通过管道连通的解吸塔1、降膜蒸发器2和压缩机4，所述解吸塔1塔顶的解吸气体出口连接降膜蒸发器2加热室的气体入口，降膜蒸发器2的蒸汽出口连接压缩机4的蒸汽入口，压缩机4的蒸汽出口连接解吸塔1底部补充蒸汽入口；降膜蒸发器2的氨汽出口另外连接煤气***，降膜蒸发器2的凝缩液出口连接焦油原料污水槽5；降膜蒸发器2分离器的循环废水入口连接解吸塔1下部高温废水出口，降膜蒸发器2底部分离室和顶部液体分布装置连通管道上设循环废水泵7。
所述原料污水槽5另外设有焦化污水入口，原料污水槽5的焦化污水出口通过原料污水泵8、污水/废水换热器3连通解吸塔1顶部焦化污水入口，污水/废水换热器3另外通过废水泵6连通解吸塔1底部高温废水出口。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
焦化污水进入原料污水槽5中，用原料污水泵8抽出送污水/废水换热器3与高温废水换热升温至97℃后，送入解吸塔1上部，在塔内与上升蒸汽逆流接触，通过加热、汽提作用以解吸其中所含NH3、H2S、HCN等组分。
解吸后所得高温废水温度105℃，大部分用废水泵6经污水/废水换热器3与焦化污水换热降温后送生化工序进一步处理，少部分高温废水进入降膜蒸发器2的分离室。降膜蒸发器2底部的循环废水用循环废水泵7送至蒸发器2顶部的液体分布装置形成均匀液膜进入加热管，并在管内部分蒸发产生0.085MPa(A)、95℃的低温二次蒸汽。
低温二次蒸汽与循环废水一并流入降膜蒸发器2的分离室，在此气液分离后，蒸汽进入压缩机4，通过压缩机4对其压缩做功，使其成为0.15MPa(A)、125℃的过热蒸汽。压缩机4输出的过热蒸汽进入解吸塔1加热塔釜废水产生解吸所需上升蒸汽。
解吸塔1顶产生的0.12MPa(A)、103℃的解吸气体进入降膜蒸发器2的加热室，加热循环废水的同时而被降温至99℃，形成凝缩液和氨浓度15％的氨汽。氨汽送焦炉煤气***，凝缩液流入原料污水槽5中。
【实施例2】
焦化污水进入原料污水槽5中，用原料污水泵8抽出送污水/废水换热器3与高温废水换热升温至98℃后，送入解吸塔1上部，在塔内与上升蒸汽逆流接触，通过加热、汽提作用以解吸其中所含NH3、H2S、HCN等组分。
解吸后所得高温废水温度106℃，大部分用废水泵6经污水/废水换热器3与焦化污水换热降温后送生化工序进一步处理，少部分高温废水进入降膜蒸发器2的分离室。降膜蒸发器2底部的循环废水用循环废水泵7送至蒸发器2顶部的液体分布装置形成均匀液膜进入加热管，并在管内部分蒸发产生0.051MPa(A)、82℃的低温二次蒸汽。
低温二次蒸汽与循环废水一并流入降膜蒸发器2的分离室，在此气液分离后，蒸汽进入压缩机4，通过压缩机4对其压缩做功，使其成为0.157MPa(A)、135℃的过热蒸汽。压缩机输出的过热蒸汽进入解吸塔1加热塔釜废水产生解吸所需上升蒸汽。
解吸塔1顶产生的0.125MPa(A)、103.5℃的解吸气体进入降膜蒸发器2的加热室，加热循环废水的同时而被降温至98℃，形成凝缩液和氨浓度15.2％的氨汽。氨汽送焦炉煤气***，凝缩液流入原料污水槽5中。
【实施例3】
焦化污水进入原料污水槽5中，用原料污水泵8抽出送污水/废水换热器3与高温废水换热升温至106℃后，送入解吸塔1上部，在塔内与上升蒸汽逆流接触，通过加热、汽提作用以解吸其中所含NH3、H2S、HCN等组分。
解吸后所得高温废水温度114℃，大部分用废水泵6经污水/废水换热器3与焦化污水换热降温后送生化工序进一步处理，少部分高温废水进入降膜蒸发器2的分离室。降膜蒸发器2底部的循环废水用循环废水泵7送至蒸发器2顶部的液体分布装置形成均匀液膜进入加热管，并在管内部分蒸发产生0.096MPa(A)、98℃的低温二次蒸汽。
低温二次蒸汽与循环废水一并流入降膜蒸发器2的分离室，在此气液分离后，蒸汽进入压缩机4，通过压缩机4对其压缩做功，使其成为0.19MPa(A)、142℃的过热蒸汽。压缩机4输出的过热蒸汽进入解吸塔1加热塔釜废水产生解吸所需上升蒸汽。
解吸塔1顶产生的0.15MPa(A)、108℃的解吸气体进入降膜蒸发器2的加热室，加热循环废水的同时而被降温至105℃，形成凝缩液和氨浓度18％的氨汽。氨汽送焦炉煤气***，凝缩液流入原料污水槽5中。
Claims (4)
1.一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）换热后的焦化污水进入解吸塔顶部，加热蒸气进入解吸塔底，焦化污水中的NH3、H2S、HCN经蒸气汽提解吸后解吸气体由塔顶排出；
2）从解吸塔顶排出的解吸气体进入降膜蒸发器的加热室，解吸塔底的部分高温废水进入降膜蒸发器的分离室，解吸气体与废水换热后形成氨浓度为10～20%的氨气和凝缩液；其中氨气送焦炉煤气***，凝缩液流入原料污水槽中与焦化污水汇集，然后由原料污水泵送污水/废水换热器，与通过废水泵从解吸塔底抽出的高温废水换热后进入解吸塔顶；换热降温后的废水送生化工序进一步处理；
3）从解吸塔引入降膜蒸发器底部的循环废水用循环废水泵送至降膜蒸发器顶部的液体分布装置形成均匀液膜后进入加热管，并在管内部分蒸发产生低温二次蒸气；低温二次蒸气与循环废水一并流入分离室，气液分离后的低温二次蒸气送入压缩机；
4）压缩机将低温二次蒸气压缩为压力为0.14～0.6MPaA，温度110～220℃的高温高压过热蒸气并送入解吸塔作为加热蒸气的补充蒸气。
2.根据权利要求1所述的一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺，其特征在于，解吸塔顶排出的解吸气体温度为95～135℃，凝缩后氨气温度为90～115℃，解吸塔底高温废水温度为98～155℃，降膜蒸发器加热管内产生的低温二次蒸气温度为75～110℃。
3. 根据权利要求1所述的一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺，其特征在于，所采用的装置包括通过管道连通的解吸塔、降膜蒸发器和压缩机，所述解吸塔塔顶的解吸气体出口连接降膜蒸发器加热室的气体入口，降膜蒸发器的蒸气出口连接压缩机的蒸气入口，压缩机的蒸气出口连接解吸塔底部补充蒸气入口；降膜蒸发器的氨气出口另外连接煤气***，降膜蒸发器的凝缩液出口连接原料污水槽；降膜蒸发器分离器的循环废水入口连接解吸塔下部高温废水出口，降膜蒸发器底部分离室和顶部液体分布装置连通管道上设循环废水泵。
4. 根据权利要求3所述的一种焦化污水解吸废水降膜蒸发工艺，其特征在于，所述原料污水槽另外设有焦化污水入口，原料污水槽的焦化污水出口通过原料污水泵、污水/废水换热器连通解吸塔顶部焦化污水入口，污水/废水换热器另外通过废水泵连通解吸塔底部高温废水出口。
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| CN104986816A (zh) | 2015-10-21 |
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