CN111717948A - 一种焦化气相循环蒸氨工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦化气相循环蒸氨工艺，包括如下步骤：开启蒸汽‑蒸氨废水换热器；启动压缩机和蒸氨废水循环泵，使氨汽压缩升温并通过氨汽管道进入氨汽‑蒸氨废水换热器，氨汽的热量通过氨汽‑蒸氨废水换热器由蒸氨废水带入蒸氨塔内；开启原料氨水泵和蒸氨废水泵，原料氨水经原料氨水泵、原料氨水‑蒸氨废水换热器、原料氨水‑氨汽冷凝液换热器进入蒸氨塔，蒸氨塔塔底蒸氨废水经蒸氨废水泵、原料氨水‑蒸氨废水换热器、原料氨水‑蒸氨废水冷却器去后道工序处理；本发明还提供了一种焦化气相循环蒸氨装置。本发明利用了氨汽的潜热，回收了热量，流程合理，提高了能效，节约蒸汽能源，运行成本低，可稳定蒸氨废水指标。

Description

一种焦化气相循环蒸氨工艺及装置
技术领域
本发明属于焦化技术领域，具体涉及一种焦化气相循环蒸氨工艺，本发明还涉及一种焦化气相循环蒸氨装置。
背景技术
在焦化行业炼焦过程中，炼焦装炉煤水分和炼焦过程中生产的化合水，随着焦炉荒煤气一同被带出进入初步冷却***，冷凝成水并溶解煤气中的氨形成氨水。大部分氨水循环送至焦炉上升管喷洒焦炉煤气，该部分称之为循环氨水，除循环氨水外多余部分外排，外排部分为剩余氨水，这部分剩余氨水就成为炼焦生产过程中的的废水，剩余氨水在进入生化处理***前必须先进行蒸氨。同时，在水洗氨工艺中，富氨水的处理也同样采用蒸氨方式。蒸氨工艺按照蒸氨塔操作压力可分为常压蒸馏和负压蒸馏工艺；按照能源结构可分为直接蒸汽加热方式和塔底再沸器间接加热方式蒸氨。目前我国大部分焦化厂主要采用直接蒸汽加热法蒸氨工艺。蒸氨工艺主要是保证废水含氨合格的前提下，尽量减少直接蒸汽消耗，以节省运行费用。一般以直接蒸汽作为能源的蒸氨能耗约在200kg/t(原料氨水)，氨水蒸氨工序是焦化厂蒸汽消耗主要用户。减少蒸氨工艺所需的直接蒸汽用量，降低直接蒸汽单耗，提高效益具有积极的意义。
降低蒸氨工艺的蒸汽单耗的节能措施主要有两方面：第一，采用负压蒸馏，减少蒸汽用量；第二，改变加热方式，开发其它热源蒸氨工艺。
目前，焦化现有生产技术中蒸汽蒸氨工艺如图1所示，其存在以下缺陷：蒸氨塔顶产生的气相---氨汽需要用水冷却成氨水，部分回流入蒸氨塔控制氨汽中氨含量，其余部分氨水合格后外送。一方面冷却氨汽需消耗大量冷却水；另一方面，氨汽中的汽化潜热没有得到充分利用造成浪费，使蒸氨工艺能耗高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焦化气相循环蒸氨工艺及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种焦化气相循环蒸氨工艺，包括如下步骤：
开启蒸汽-蒸氨废水换热器，使蒸汽的热量通过蒸汽-蒸氨废水换热器由蒸氨废水带入蒸氨塔内；
当蒸氨塔塔顶达到一定温度产生氨汽后，启动压缩机和蒸氨废水循环泵，使氨汽压缩升温并通过氨汽管道进入氨汽-蒸氨废水换热器，氨汽的热量通过氨汽-蒸氨废水换热器由蒸氨废水带入蒸氨塔内；
开启原料氨水泵和蒸氨废水泵，原料氨水经原料氨水泵、原料氨水-蒸氨废水换热器、原料氨水-氨汽冷凝液换热器进入蒸氨塔，蒸氨塔塔底蒸氨废水经蒸氨废水泵、原料氨水-蒸氨废水换热器、原料氨水-蒸氨废水冷却器去后道工序处理。
优选的，还包括原料氨水-氨汽冷凝液换热器中的氨汽冷凝液流入回流槽中，回流槽中的一部分氨汽冷凝液通过回流泵回流入蒸氨塔塔顶内，剩余的部分流入浓氨水槽中。
优选的，所述压缩机对氨汽的压缩比为1.5～3，氨汽温升为10℃～30℃。
优选的，所述压缩机对氨汽的压缩比为2，氨汽温升为20℃。
优选的，所述蒸氨塔塔顶压力为-10KPa。
优选的，所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器中原料氨水流量为其中氨汽冷凝液的两倍。
本发明还提供了一种焦化气相循环蒸氨装置，包括蒸氨塔和原料氨水槽；
所述蒸氨塔塔顶通过氨汽管道与氨汽-蒸氨废水换热器氨汽入口相连通，所述氨汽管道上设置有压缩机，所述氨汽-蒸氨废水换热器氨汽冷凝出口通过管道与原料氨水-氨汽冷凝液换热器相连通；
所述蒸氨塔塔底通过管道与原料氨水-蒸氨废水换热器相连通，所述蒸氨塔塔底与所述原料氨水-蒸氨废水换热器之间的管道上设置有蒸氨废水泵，所述原料氨水-蒸氨废水换热器通过管道与原料氨水-蒸氨废水冷却器相连通；
所述原料氨水槽通过管道与所述原料氨水-蒸氨废水换热器相连通，所述原料氨水槽与所述原料氨水-蒸氨废水换热器之间的管道上设置有原料氨水泵，所述原料氨水-蒸氨废水换热器通过管道与所述蒸氨塔塔顶相连通，所述原料氨水槽通过管道与所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器相连通，所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器通过管道连通在所述原料氨水槽与所述原料氨水-蒸氨废水换热器之间的管道上；
所述蒸氨塔塔底通过管道与所述氨汽-蒸氨废水换热器蒸氨废水入口相连通，所述蒸氨塔塔底与所述氨汽-蒸氨废水换热器蒸氨废水入口之间的管道上设置有蒸氨废水循环泵，所述氨汽-蒸氨废水换热器的管程内为蒸氨废水，壳程内为氨汽；
所述蒸氨塔塔底通过管道与蒸汽-蒸氨废水换热器蒸氨废水入口相连通，所述蒸汽-蒸氨废水换热器的管程内为蒸氨废水，壳程内为蒸汽。
优选的，所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器的入原料氨水管道上设置有原料氨水流量调节阀，所述原料氨水流量调节阀通过调节原料氨水流量调节氨汽冷凝温度。
优选的，所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器通过管道与回流槽相连通，所述回流槽通过管道分别与浓氨水槽和所述蒸氨塔塔顶相连通，所述回流槽与所述蒸氨塔塔顶之间的管道上设置有回流泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
无需采用外来蒸汽作为蒸馏介质，采用气相循环加热蒸氨塔塔底废水闪蒸产生的蒸汽作为蒸馏介质，取消了氨汽的直接冷却，减少了冷却水用量，利用了氨汽的潜热，回收了热量，流程合理，提高了能效，节约蒸汽能源，运行成本低，可稳定蒸氨废水指标。
附图说明
图1为现有生产技术中蒸汽蒸氨工艺；
图2为本发明的一种实施例的工艺流程图。
图中：101、蒸氨塔；102、氨汽管道；103、压缩机；104、氨汽-蒸氨废水换热器；105、原料氨水-氨汽冷凝液换热器；106、回流槽；107、回流泵；108、浓氨水槽；109、蒸氨废水循环泵；110、原料氨水槽；111、原料氨水泵；112、原料氨水流量调节阀；113、蒸汽-蒸氨废水换热器；114、原料氨水-蒸氨废水换热器；115、原料氨水-蒸氨废水冷却器；116、蒸氨废水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2，本发明提供一种技术方案：一种焦化气相循环蒸氨工艺，包括如下步骤：
开启蒸汽-蒸氨废水换热器113，使蒸汽的热量通过蒸汽-蒸氨废水换热器113由蒸氨废水带入蒸氨塔101内；
当蒸氨塔101塔顶达到一定温度产生氨汽后，蒸氨塔101塔顶压力为-10KPa，启动压缩机103和蒸氨废水循环泵109，使得压缩机103对氨汽的压缩比为2，氨汽温升20℃后通过氨汽管道102进入氨汽-蒸氨废水换热器104，氨汽的热量通过氨汽-蒸氨废水换热器104由蒸氨废水带入蒸氨塔101内；
开启原料氨水泵111和蒸氨废水泵116，原料氨水经原料氨水泵111、原料氨水-蒸氨废水换热器114、原料氨水-氨汽冷凝液换热器105进入蒸氨塔101，蒸氨塔101塔底蒸氨废水经蒸氨废水泵116、原料氨水-蒸氨废水换热器114、原料氨水-蒸氨废水冷却器115去后道工序处理，其中，原料氨水-氨汽冷凝液换热器105中原料氨水流量为其中氨汽冷凝液的两倍；
原料氨水-氨汽冷凝液换热器105中的氨汽冷凝液流入回流槽106中，回流槽106中的一部分氨汽冷凝液通过回流泵107回流入蒸氨塔101塔顶内，剩余的部分流入浓氨水槽108中。
本发明还提供了一种焦化气相循环蒸氨装置，包括蒸氨塔101和原料氨水槽110；
蒸氨塔101塔顶通过氨汽管道102与氨汽-蒸氨废水换热器104氨汽入口相连通，氨汽管道102上设置有压缩机103，压缩机(103)为通用机械标准设备，主要利用它的绝热压缩作功使介质温升的作用，氨汽-蒸氨废水换热器104氨汽冷凝出口通过管道与原料氨水-氨汽冷凝液换热器105相连通，原料氨水-氨汽冷凝液换热器105的入原料氨水管道上设置有原料氨水流量调节阀112，原料氨水流量调节阀112通过调节原料氨水流量调节氨汽冷凝温度，原料氨水-氨汽冷凝液换热器105通过管道与回流槽106相连通，回流槽106通过管道分别与浓氨水槽108和蒸氨塔101塔顶相连通，回流槽106与蒸氨塔101塔顶之间的管道上设置有回流泵107；
蒸氨塔101塔底通过管道与原料氨水-蒸氨废水换热器114相连通，蒸氨塔101塔底与原料氨水-蒸氨废水换热器114之间的管道上设置有蒸氨废水泵116，原料氨水-蒸氨废水换热器114通过管道与原料氨水-蒸氨废水冷却器115相连通；
原料氨水槽110通过管道与原料氨水-蒸氨废水换热器114相连通，原料氨水槽110与原料氨水-蒸氨废水换热器114之间的管道上设置有原料氨水泵111，原料氨水-蒸氨废水换热器114通过管道与蒸氨塔101塔顶相连通，原料氨水槽110通过管道与原料氨水-氨汽冷凝液换热器105相连通，原料氨水-氨汽冷凝液换热器105通过管道连通在原料氨水槽110与原料氨水-蒸氨废水换热器114之间的管道上；
蒸氨塔101塔底通过管道与氨汽-蒸氨废水换热器104蒸氨废水入口相连通，蒸氨塔101塔底与氨汽-蒸氨废水换热器104蒸氨废水入口之间的管道上设置有蒸氨废水循环泵109，氨汽-蒸氨废水换热器104的管程内为蒸氨废水，壳程内为氨汽；
蒸氨塔101塔底通过管道与蒸汽-蒸氨废水换热器113蒸氨废水入口相连通，蒸汽-蒸氨废水换热器113的管程内为蒸氨废水，壳程内为蒸汽。
综上所述，当蒸氨塔101塔顶氨汽经过压缩机103后因绝热压缩氨汽温度得到提高，进入氨汽-蒸氨废水换热器104后，氨汽的热量传递给蒸氨废水，氨汽的潜热释放出来，为蒸氨提供热量，同时利用原料氨水-氨汽冷凝液换热器105使部分原料氨水温度得到提高，无需采用外来蒸汽作为蒸馏介质，采用气相循环加热蒸氨塔101塔底废水闪蒸产生的蒸汽作为蒸馏介质，取消了氨汽的直接冷却，减少了冷却水用量，利用了氨汽的潜热，回收了热量，流程合理，提高了能效，节约蒸汽能源，运行成本低，可稳定蒸氨废水指标。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种焦化气相循环蒸氨工艺，其特征在于，包括如下步骤：
开启蒸汽-蒸氨废水换热器(113)，使蒸汽的热量通过蒸汽-蒸氨废水换热器(113)由蒸氨废水带入蒸氨塔(101)内；
当蒸氨塔(101)塔顶达到一定温度产生氨汽后，启动压缩机(103)和蒸氨废水循环泵(109)，使氨汽压缩升温并通过氨汽管道(102)进入氨汽-蒸氨废水换热器(104)，氨汽的热量通过氨汽-蒸氨废水换热器(104)由蒸氨废水带入蒸氨塔(101)内；
开启原料氨水泵(111)和蒸氨废水泵(116)，原料氨水经原料氨水泵(111)、原料氨水-蒸氨废水换热器(114)、原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)进入蒸氨塔(101)，蒸氨塔(101)塔底蒸氨废水经蒸氨废水泵(116)、原料氨水-蒸氨废水换热器(114)、原料氨水-蒸氨废水冷却器(115)去后道工序处理。
2.根据权利要求1所述的一种焦化气相循环蒸氨工艺，其特征在于：还包括原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)中的氨汽冷凝液流入回流槽(106)中，回流槽(106)中的一部分氨汽冷凝液通过回流泵(107)回流入蒸氨塔(101)塔顶内，剩余的部分流入浓氨水槽(108)中。
3.根据权利要求1所述的一种焦化气相循环蒸氨工艺，其特征在于：所述压缩机(103)对氨汽的压缩比为1.5～3，氨汽温升为10℃～30℃。
4.根据权利要求3所述的一种焦化气相循环蒸氨工艺，其特征在于：所述压缩机(103)对氨汽的压缩比为2，氨汽温升为20℃。
5.根据权利要求1所述的一种焦化气相循环蒸氨工艺，其特征在于：所述蒸氨塔(101)塔顶压力为-10KPa。
6.根据权利要求1所述的一种焦化气相循环蒸氨工艺，其特征在于：所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)中原料氨水流量为其中氨汽冷凝液的两倍。
7.一种如权利要求1所述的焦化气相循环蒸氨装置，其特征在于：包括蒸氨塔(101)和原料氨水槽(110)；
所述蒸氨塔(101)塔顶通过氨汽管道(102)与氨汽-蒸氨废水换热器(104)氨汽入口相连通，所述氨汽管道(102)上设置有压缩机(103)，所述氨汽-蒸氨废水换热器(104)氨汽冷凝出口通过管道与原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)相连通；
所述蒸氨塔(101)塔底通过管道与原料氨水-蒸氨废水换热器(114)相连通，所述蒸氨塔(101)塔底与所述原料氨水-蒸氨废水换热器(114)之间的管道上设置有蒸氨废水泵(116)，所述原料氨水-蒸氨废水换热器(114)通过管道与原料氨水-蒸氨废水冷却器(115)相连通；
所述原料氨水槽(110)通过管道与所述原料氨水-蒸氨废水换热器(114)相连通，所述原料氨水槽(110)与所述原料氨水-蒸氨废水换热器(114)之间的管道上设置有原料氨水泵(111)，所述原料氨水-蒸氨废水换热器(114)通过管道与所述蒸氨塔(101)塔顶相连通，所述原料氨水槽(110)通过管道与所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)相连通，所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)通过管道连通在所述原料氨水槽(110)与所述原料氨水-蒸氨废水换热器(114)之间的管道上；
所述蒸氨塔(101)塔底通过管道与所述氨汽-蒸氨废水换热器(104)蒸氨废水入口相连通，所述蒸氨塔(101)塔底与所述氨汽-蒸氨废水换热器(104)蒸氨废水入口之间的管道上设置有蒸氨废水循环泵(109)，所述氨汽-蒸氨废水换热器(104)的管程内为蒸氨废水，壳程内为氨汽；
所述蒸氨塔(101)塔底通过管道与蒸汽-蒸氨废水换热器(113)蒸氨废水入口相连通，所述蒸汽-蒸氨废水换热器(113)的管程内为蒸氨废水，壳程内为蒸汽。
8.根据权利要求7所述的一种焦化气相循环蒸氨装置，其特征在于：所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)的入原料氨水管道上设置有原料氨水流量调节阀(112)，所述原料氨水流量调节阀(112)通过调节原料氨水流量调节氨汽冷凝温度。
9.根据权利要求7所述的一种焦化气相循环蒸氨装置，其特征在于：所述原料氨水-氨汽冷凝液换热器(105)通过管道与回流槽(106)相连通，所述回流槽(106)通过管道分别与浓氨水槽(108)和所述蒸氨塔(101)塔顶相连通，所述回流槽(106)与所述蒸氨塔(101)塔顶之间的管道上设置有回流泵(107)。
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