專利名稱：一種煤化工廢水回收氨的凈化方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煤化工廢水資源化技術領域，涉及一種煤化工廢水回收氨的凈化方法和裝置。
背景技術：
在煤化工生產過程中，會產生大量的含氨廢水，必須先用蒸汽汽提等方法回收氨后才能進入后續(xù)的處理裝置或者回用。由于煤化工廢水組成比煉油廢水更加復雜，汽提出的氨中含有大量的酚類、H2s、有機硫、CO2、油、等污染物。經過當前的氨凈化技術處理后，氨氣中的酚、油、酸性氣體等含量仍嚴重超過后續(xù)脫硫或者液氨用的質量要求。因而，最近幾年投產的諸多煤化工項目中都存在回收氨雜質含量高而無法使用的現(xiàn)象，不僅影響了效益，嚴重的是氨的隨意排放造成了嚴重的環(huán)境污染。煤化工回收氨的雜質種類和含量都高于煉油等過程的回收氨，因而必須要有一種效率更高的氨凈化技術，以較徹底的除去酚類、H2S、有機硫、CO2、油等雜質，才能使回收氨有利用價值，避免氨的隨意排放，保護環(huán)境。
發(fā)明內容
本發(fā)明針對煤化工廢水回收氨組成的復雜性，目的在于提供一種高效的煤化工廢水回收氨的凈化方法和裝置，可以有效地脫除回收氨中的酚類、H2S、有機硫、CO2、油等雜質，使氨的純度得到較大的提高。技術方案
一種煤化工廢水回收氨的凈化方法，工藝步驟是
(I)氨水雙段循環(huán)洗滌從煤化工廢水處理裝置汽提脫氨塔出來的粗氨氣從底部進入氨氣凈化塔，在氨氣凈化塔中依次通過下段洗滌段和上段洗滌段，與循環(huán)洗滌氨水逆流接觸?？刂粕隙?、下段氨水循環(huán)液量，使上段液氣質量比為10-30，下段液氣質量比為12-20?？刂蒲h(huán)氨水的冷卻溫度為15_35°C，使氨氣凈化塔的塔頂溫度20-45°C。粗氨氣中的酚、硫化氫、二氧化碳和少量水、少量氨被吸收到稀氨水中，凈化后的粗氨氣從凈化塔頂部采出。氨氣凈化塔上段洗滌段所用的稀氨水由塔中部抽出的稀氨水和塔頂部補入的新鮮稀氨水混合而成；下段洗滌段所用的稀氨水是塔釜抽出的稀氨水循環(huán)而來。氨氣凈化塔釜多余的污氨水經泵打回原料水罐，再進行汽提脫氨。氨氣凈化塔的上、下段為規(guī)整填料，上段理論級數(shù)為8-20級，優(yōu)選10-20級，下段理論級數(shù)為6-16級，優(yōu)選10-16級。(2)低溫除雜質經步驟(I)處理過的粗氨氣進入冷凝結晶罐。冷凝結晶罐下部通入少量液氨，利用液氨氣化吸熱，控制罐內冷凝結晶溫度-5_7°C，通過冷凝、結晶進一步脫除粗氨氣中的酚、油、水、硫等雜質。冷凝結晶溫度優(yōu)選2-4 V。
(3)堿洗脫酚經步驟(2)處理過的粗氨氣與堿洗泵送來的燒堿溶液一起進入堿氨混合器?？刂茐A液質量濃度為5%-30%，堿液與氨氣質量比為8-20，洗滌時溫度5-30°C。在混合器中氣液兩相完成接觸傳質，酚類物質和少量酸性氣體被吸收到堿液中。混合后的堿和氨在堿洗沉降罐中進行氣液分離，氨氣從堿洗沉降罐上部出口采出后進入吸附塔；堿洗沉降罐下部的堿液回流回堿液槽。堿液槽中的堿液連續(xù)地送往廢水處理裝置汽提脫氨塔中，并連續(xù)補充新鮮堿液。在堿液脫酚時優(yōu)選堿液質量濃度為10-30%，堿液與氨氣質量比為12-20，洗滌時溫度 25-30°C。(4)吸附精制氨氣進入吸附塔利用吸附劑將氨氣中殘存的酚、硫類物質等進一步吸附脫除。吸附劑為堿浸過的活性炭。吸附后的氨氣進入氨吸收器吸收成稀氨水或者壓縮成液氨。
一種煤化工廢水回收氨的凈化裝置，主要包括氨氣凈化塔、冷凝結晶器、堿氨混合器、堿洗沉降罐、吸附塔、堿液槽、換熱器和泵等。粗氨氣(10)進料管道連在氨氣凈化塔(I)底部，新鮮稀氨水(9)進料管道連在氨氣凈化塔(I)頂部，氨氣凈化塔(I)的塔頂連冷凝結晶器(2)，塔底通過泵連冷卻器(8)和煤化工廢水處理裝置的原料水罐。冷卻器(8)連氨氣凈化塔(I)的下部循環(huán)返回口，氨氣凈化塔(I)中部側線連另一冷卻器(7)，冷卻器(7)連氨氣凈化塔(I)的上部循環(huán)返回口。液氨進料管道連冷凝結晶器(2)的下部，冷凝結晶器(2)塔頂出口連堿氨混合器
(3)入口，冷凝結晶器(2)底部液相出口通過泵連接煤化工廢水處理裝置的原料罐。堿氨混合器(3)的入口同時通過泵與堿液槽(5)底部一個出口相連，堿氨混合器
(3)的出口與堿洗沉降罐(4)相連。堿液槽(5)底部的另一出口通過泵與煤化工廢水處理裝置的汽提脫氨塔相連。堿洗沉降罐(4)的上部和下部出口分別連吸附塔(6)和堿液槽(5)。吸附塔(6)的頂部出口與后續(xù)的氨吸收裝置或液氨壓縮機相連。吸附塔(6)的底部出口通過泵連煤化工廢水處理裝置的原料罐。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
I)可以更有效地脫除氨中的酚類、H2S、有機硫、CO2、油等雜質，使氨氣得到凈化精制，實現(xiàn)變廢為寶，不擔可以提高經濟效益，還可以避免氨排放造成的環(huán)境污染。尤其是對酚類物質的脫除，與現(xiàn)有技術相比，氨水中酚的殘留量可以由1000mg/L降低至10mg/L以下，避免了酚類物質對農作物的污染。2)本發(fā)明中氨氣凈化塔中采用雙段氨水洗滌，可以在減少塔頂補氨量的情況下，有效地提高氨水洗滌時的液氣比，從而降低了系統(tǒng)的整體能耗，并改善了處理效果。
圖1煤化工廢水處理汽提回收氨凈化工藝流程示意圖
圖中標識1-氨氣凈化塔，2-冷凝結晶器，3-堿氨混合器，4-堿洗沉降罐，5-堿液槽，6-吸附塔，7-上段冷卻器7，8-下段冷卻器。
具體實施方式
下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明作進一步說明，但并不是對本發(fā)明的進一步限定。如圖1所示，粗氨氣(10)從底部進入氨氣凈化塔(I )，在氨氣凈化塔(I)中依次通過下段洗滌段和上段洗滌段，與循環(huán)洗滌氨水逆流接觸。控制上段、下段氨水循環(huán)液量，使上段液氣質量比為10-30，下段液氣質量比為12-20?？刂评鋮s器(7)與(8)出口循環(huán)氨水的冷卻溫度為15-35°C，凈化后的粗氨氣從氨氣凈化塔(I)塔頂采出。氨氣凈化塔(I)上段洗滌段所用的稀氨水由塔中部抽出的稀氨水(19)和塔頂部補入的新鮮稀氨水(9)混合而成；下段洗滌段所用的稀氨水(17)是塔釜抽出的稀氨水(16)循環(huán)而來。氨氣凈化塔塔釜多余的污氨水(20)經泵打到原料水罐。氨氣凈化塔(I)塔頂出來的氨氣進入冷凝結晶罐(2)。冷凝結晶罐下部通入少量液氨(11 )，利用液氨氣化吸熱，控制罐內溫度-5-7V。冷凝結晶罐(2)頂部出來的氨氣與由堿液槽(5)泵送來的燒堿溶液一起進入堿氨混合器(3)?；旌虾蟮膲A和氨在堿洗沉降罐中
(4)進行氣液分離，氨氣從堿洗沉降罐(4)上部出口采出后進入吸附塔(6);堿洗沉降罐(4)下部的堿液回流到堿液槽(5 )。堿液槽(5 )中的堿液(14)連續(xù)地送往煤化工廢水處理裝置的汽提脫氨塔中，并連續(xù)補充新鮮堿液(12)。氨氣進入吸附塔(6)，利用吸附劑將氨氣中殘存的酚、硫類等進一步吸附脫除。吸附后的氨氣(13)進入后續(xù)的氨吸收器吸收成稀氨水或者壓縮成液氨。冷凝結晶罐(2)和吸附塔(6)底部的污水(15)間歇地通過泵打回煤化工廢水處理裝置的原料水罐。實施例1:
將流量2000kg/h酚含量4000mg/m3、H2S含量O. 5%、CO2含量O. 8%、油含量O. 05%的粗
氨氣按附圖所示流程進行處理。氨氣凈化塔的上、下段為規(guī)整填料，理論級數(shù)都為10級，上段液氣質量比為12，下段液氣質量比為14?？刂蒲h(huán)氨水的冷卻溫度為30°C，使氨氣凈化塔的塔頂溫度38°C。冷凝結晶溫度為2-4°C。堿洗時堿液質量濃度為20%，堿液與氨氣質量比為16，洗滌時溫度30°C。處理結果處理后的氨氣中的酚含量<6mg/m3、H2S含量〈3 mg/m3、C02含量〈10 mg/m3、油含量<20mg/m3。稀釋成的稀氨水用于煙氣脫硫，穩(wěn)定運行了一月未發(fā)現(xiàn)問題，硫酸銨產品未檢出酹含量。實施例2
將流量1500kg/h的，酚含量6000mg/m3、H2S含量1%、C02含量1. 2%、油含量O. 09%的粗
氨氣按附圖所示流程進行處理。氨氣凈化塔的上、下段為規(guī)整填料，理論級數(shù)分別為18和16級，上段液氣質量比為25，下段液氣質量比為18?？刂蒲h(huán)氨水的冷卻溫度都為20°C，使氨氣凈化塔的塔頂溫度28°C。冷凝結晶溫度為2-4°C。堿洗時堿液質量濃度為10%，堿液與氨氣質量比為20，洗滌時溫度30°C。處理結果處理后的氨氣中的酚含量<5mg/m3、H2S含量〈2 mg/m3、CO2含量<8mg/m3、油含量<14mg/m3。氨氣壓縮成液氨，完全達到了一級液氨標準并滿足用戶需求。實施例3
將帶有嚴重臭味的、流量3000kg/h酚含量4500mg/m3、H2S含量1%、C02含量1. 2%、油含量O. 06%的粗氨氣按附圖所示流程進行處理。氨氣凈化塔的上、下段為規(guī)整填料，理論級數(shù)分別為16和12級，上段液氣質量比為20，下段液氣質量比為20?？刂蒲h(huán)氨水的冷卻溫度都為15°C，使氨氣凈化塔的塔頂溫度25°C。冷凝結晶溫度為2-4°C。堿洗時堿液質量濃度為30%，堿液與氨氣質量比為12，洗滌溫度為25°C。 處理結果處理后的氨氣中的酚含量<2mg/m3、H2S含量〈2 mg/m3、C02含量<10mg/m3、油含量<12mg/m3。稀釋成的稀氨水無明顯臭味，用于煙氣脫硫，穩(wěn)定運行了三月未發(fā)現(xiàn)問題，硫酸銨產品未檢出酚含量， 且無原有產品的臭味。
權利要求
1.一種煤化工廢水回收氨的凈化方法，其特征在于包括如下步驟 (1)氨水雙段循環(huán)洗滌從煤化工廢水處理裝置汽提脫氨塔出來的粗氨氣從底部進入氨氣凈化塔，在氨氣凈化塔中依次通過下段洗滌段和上段洗滌段，與循環(huán)洗滌稀氨水逆流接觸；控制上段、下段氨水循環(huán)液量，使上段液氣質量比為10-30，下段液氣質量比為12-20 ;控制循環(huán)氨水的冷卻溫度都為15-35°C，使氨氣凈化塔的塔頂溫度20_45°C，氨氣中的酚、硫化氫、二氧化碳和少量水、少量氨被吸收到稀氨水中，處理后的粗氨氣從氨氣凈化塔頂部采出，氨氣凈化塔釜多余的污氨水經泵打到原料水罐； (2)低溫除雜質經步驟(I)處理過的粗氨氣進入冷凝結晶罐，冷凝結晶罐下部通入少量液氨，利用液氨氣化吸熱，控制罐內冷凝結晶溫度-5_7°C，進一步通過冷凝、結晶等形式脫除粗氨氣中的酚、油、水、硫等雜質； (3)堿洗脫酚經步驟(2)處理過的粗氨氣與堿洗泵送來的燒堿溶液一起進入堿氨混合器，控制堿液質量濃度為5-30%，堿液與氨氣質量比為8-20，洗滌時溫度5-30°C ;在混合器中氣液兩相完成接觸傳質，酚類物質和少量酸性氣體被吸收到堿液中，混合后的堿和氨在堿洗沉降罐中進行氣液分離，氨氣從堿洗沉降罐上部出口采出后進入吸附塔；堿洗沉降罐下部的堿液回流回堿液槽，堿液槽中的堿液連續(xù)地送往煤化工廢水處理裝置汽提脫氨塔中，并連續(xù)補充新鮮堿液； (4)吸附精制氨氣進入吸附塔，利用吸附劑將氨氣中殘存的酚、硫類等進一步吸附脫除，吸附后的氨氣進入氨吸收器吸收成稀氨水或者壓縮成液氨。
2.根據(jù)權利要求1所述的煤化工廢水回收氨的凈化方法，其特征在于步驟(I)中所述循環(huán)洗滌稀氨水是氨氣凈化塔上段洗滌段所用的稀氨水由塔中部抽出的稀氨水和塔頂部補入的新鮮稀氨水混合而成；下段洗滌段所用的稀氨水是塔釜抽出的稀氨水循環(huán)而來。
3.根據(jù)權利要求1所述的煤化工廢水回收氨的凈化方法，其特征在于步驟(I)中所述氨氣凈化塔有兩個洗滌循環(huán)段，兩個循環(huán)段都采用填料，上段循環(huán)段的理論級數(shù)為8-20級；下段的理論級數(shù)為6-16級。
4.根據(jù)權利要求1所述的煤化工廢水回收氨的凈化方法，其特征在于步驟(2)中所述冷凝結晶溫度為2-4°C。
5.根據(jù)權利要求1所述的煤化工廢水回收氨的凈化方法，其特征在于步驟(3)中所述堿液質量濃度為10-30%，堿液與氨氣質量比為12-20，洗滌時溫度25-30°C。
6.根據(jù)權利要求1所述的煤化工廢水回收氨的凈化方法，其特征在于步驟(4)中所述的吸附劑為堿浸過的活性炭。
7.根據(jù)權利要求3所述的煤化工廢水回收氨的凈化方法，其特征在于所述的上段循環(huán)段的理論級數(shù)為10-20級；下段的理論級數(shù)為10-16級。
8.一種實現(xiàn)權利要求1所述方法的裝置，主要由氨氣凈化塔、冷凝結晶器、堿氨混合器、堿洗沉降罐、吸附塔、堿液槽、換熱器和泵組成 粗氨氣(10 )進料管道連在氨氣凈化塔(I)底部，新鮮稀氨水(9 )進料管道連在氨氣凈化塔(I)頂部，氨氣凈化塔(I)的塔頂連冷凝結晶器(2)，塔底通過泵連接冷卻器(8)和煤化工廢水處理裝置的原料水罐；冷卻器(8)連氨氣凈化塔(I)的下部循環(huán)返回口，氨氣凈化塔Cl)中部側線連另一冷卻器(7)，冷卻器(7)連氨氣凈化塔(I)的上部循環(huán)返回口 ； 液氨進料管道連冷凝結晶器(2)的下部，冷凝結晶器(2)塔頂出口連堿氨混合器(3)入口，冷凝結晶器(2)底部液相出口通過泵連煤化工廢水處理裝置的原料罐； 堿氨混合器(3)的入口同時通過泵與堿液槽(5)底部一個出口相連，堿氨混合器(3)的出口與堿洗沉降罐(4)相連；堿液槽(5)底部的另一出口通過泵與煤化工廢水處理裝置的汽提脫氨塔相連； 堿洗沉降罐(4)的上部和下部出口分別連吸附塔(6)和堿液槽(5);吸附塔(6)的頂部出口與后續(xù)的氨吸收裝置或液氨壓縮機相連；吸附塔(6)的底部出口通過泵連接煤化工廢水處理裝置的原料罐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤化工廢水回收氨的凈化方法和裝置，從煤化工廢水處理裝置汽提脫氨塔出來的粗氨氣從底部進入氨氣凈化塔，在氨氣凈化塔中依次通過下段洗滌段和上段洗滌段，與循環(huán)洗滌稀氨水逆流接觸；再經過低溫除雜質、堿洗脫酚、吸附精制脫除回收氨中的酚類、H2S、有機硫、CO2、油等雜質，與現(xiàn)有技術相比，氨水中酚的殘留量可以由1000mg/L降低至10mg/L以下；在氨氣凈化塔中采用雙段氨水洗滌，可以在減少塔頂補氨量的情況下，有效地提高氨水洗滌時的液氣比，從而降低了系統(tǒng)的整體能耗，并改善了處理效果。
文檔編號C01C1/02GK102992351SQ20121043529
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權日2012年11月5日
發(fā)明者蓋恒軍, 黃輝華, 楊富翔, 國洪躍, 朱艷紅 申請人:青島科技大學