一種剩余氨水蒸氨所得氨水的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及焦爐煤氣凈化技術領域，尤其是涉及一種剩余氨水蒸氨所得氨水的處理方法。
【背景技術】
[0002]焦爐煤氣，是指將幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦爐中經過高溫干餾后，在產出焦炭和焦油等產品的同時所產生的一種可燃性氣體，是煉焦工業的副產品。焦爐煤氣的主要成分為水蒸汽、氫氣、甲烷、焦油氣、苯蒸汽、萘蒸汽、氨氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氰化氫等氣體。
[0003]隨著環保要求的提高，需要對煉焦爐產出的焦爐煤氣進行凈化處理，脫除其中的硫化氫、氰化氫、氨、焦油及萘等各種雜質，使之達到國家或行業標準，供給工業或民用用戶使用；同時，對上述雜質以化工副產品的形式進行回收利用。
[0004]焦爐煤氣凈化的工藝流程包括數個子工序，其中包括先后進行的脫硫工序和脫氨工序。脫硫工序的工藝方法有很多種，目前應用較多的是氧化法:利用含有催化劑的堿性溶液作為吸收液，吸收焦爐煤氣中的硫化氫和氰化氫，再在催化劑作用下析出元素硫，吸收液用空氣氧化再生后循環使用。上述的堿性溶液多是焦爐煤氣凈化工序中剩余氨水蒸氨得到的氨水。隨著脫硫工序運轉，作為堿性溶液的氨水會有一定量的損耗，因此，需要向脫硫工序補充新的氨水。但是隨著科技進步，目前的脫硫工序已不再像之前一樣需要補充大量氨水，而是利用焦爐煤氣中自帶的氨氣補充到堿性溶液中，以保證堿性溶液的脫硫性能。但也造成另外一個問題，剩余氨水蒸氨產出的大量氨水不再有后續工序需要或者處理，如果作為廢水處理的話需要大量的處理劑，成本太高，從而使得其所含的氨元素得不到回收利用，造成了資源浪費和環境污染。
[0005]因此，如何處理目前大量積攢的剩余氨水蒸氨得到的氨水，回收其中的氨元素，減少資源浪費和環境污染是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]有鑒于此，本發明的目的是提供一種剩余氨水蒸氨所得氨水的處理方法，該方法能夠處理目前大量積攢的剩余氨水蒸氨得到的氨水，回收其中的氨元素，減少資源浪費和環境污染。
[0007]為解決上述的技術問題，本發明提供的技術方案為:
[0008]—種剩余氨水蒸氨所得氨水的處理方法，包括以下步驟:
[0009]1)將剩余氨水進行蒸氨處理，得到溫度為95°C?97°C的氨氣；
[0010]2)將一部分所述氨氣與焦爐煤氣混合，然后將摻有所述氨氣的焦爐煤氣送入煤氣預熱器進行加熱升溫，然后將加熱升溫后的焦爐煤氣送入飽和器生產硫酸銨鹽；將剩余部分的氨氣經冷凝器冷凝成氨水，然后將所述氨水與氮氣經由霧化噴嘴產生霧滴狀氨水，然后將所述霧滴狀氨水從上到下噴入飽和器中吸收室內的母液中。
[0011]優選的，所述步驟2)中，控制摻入焦爐煤氣的氨氣占全部氨氣的體積百分比為40%?60%。
[0012]優選的，所述步驟2)中，摻入焦爐煤氣中的氨氣與摻入氨氣之前的焦爐煤氣的體積百分比為0.04%?0.05%，摻入氨氣后的焦爐煤氣在進入煤氣預熱器之前的溫度為45°C?50°C。
[0013]優選的，所述步驟2)中，經煤氣預熱器加熱升溫后的焦爐煤氣的溫度為50°C?55。。。
[0014]優選的，所述步驟2)中，經冷凝器冷凝得到的氨水的溫度為38°C?42°C，經冷凝器冷凝得到的氨水的濃度為12%?15%。
[0015]優選的，所述步驟2)中，控制加入霧化噴嘴的氨水的壓力為0.3MPa?0.35MPa，控制加入霧化噴嘴的氨水的流量為3.2L/min?3.5L/min。
[0016]優選的，所述步驟2)中，控制加入霧化噴嘴的所述氮氣的壓力為0.5MPa?0.6MPa，控制加入霧化噴嘴的所述氮氣的流量為600L/min?800L/min。
[0017]優選的，所述步驟2)中，吸收室內的母液的酸濃為4%?6%，母液的晶比為0?30%，母液的溫度為52°C?55 °C。
[0018]與現有技術相比，本發明總體思路是將剩余氨水蒸氨得到的氨水送去焦爐煤氣脫氨用的飽和器中，和焦爐煤氣脫氨一起，利用母液吸收氨水，生成硫酸銨鹽。進一步的，針對大量高濃度的氨水直接加入飽和器母液中，給飽和器正常生產硫酸銨鹽所帶來的問題，本發明一方面通過在制取氨水的過程中，將剩余氨水蒸氨產出的氨氣中的一部分摻入預熱前的焦爐煤氣，以降低氨水中的氨類物質的含量，同時，氨氣是以氣相物態從下往上運動，與從上往下運的液態母液充分接觸，混合均勻，一定程度上減小了直接添加氨水給飽和器正常生產硫酸銨鹽所帶來的消極影響；另一方面通過將剩余氨氣冷凝得到的氨水和帶壓氮氣通過霧化噴嘴以霧滴狀噴入母液中，使得氨水和母液能夠混合地更加均勻。以上兩點改進相互配合，相互促進，解決了大量高濃度的氨水直接加入飽和器母液中，給飽和器正常生產硫酸銨鹽所帶來的問題，保證了飽和器的正常生產。本發明通過將剩余氨水蒸氨得到的氨水送去飽和器生產硫酸銨鹽，同時對氨水中氨類物質的加入方式進行了優化改進，將一部分原有氨水中的氨類物質通過化學方法轉移到焦爐煤氣中，將一部分原有氨水中的氨類物質通過物理方法以實現氨水更加均勻地混入母液中，從而保證了飽和器的正常生產，解決了目前剩余氨水蒸氨所得氨水無地處理、大量積攢的問題，回收了氨水中的氨元素，減少了資源浪費和環境污染。
[0019]本發明中，將氨氣直接摻入焦爐煤氣還提高了焦爐煤氣中的氨類物質含量，促進了母液對焦爐煤氣中氨類物質的吸收，從而提高了焦爐煤氣的脫氨率，降低了經飽和器脫氨后焦爐煤氣中氨類物質的含量；將未經冷卻的氨氣直接摻入焦爐煤氣，在提高焦爐煤氣中氨類物質的含量的同時，還提高了焦爐煤氣的溫度，控制氨氣的溫度及其加入量，可以對焦爐煤氣進行粗加熱升溫，然后再在煤氣預熱器中，對焦爐煤氣進行精確加熱升溫，從而降低了煤氣預熱器的能源消耗，充分利用了系統中自身所包含的熱量，提高了熱量利用率，降低了生產成本。
【具體實施方式】
[0020]為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是進一步說明本發明的特征及優點，而不是對本發明權利要求的限制。
[0021]本發明提供了一種剩余氨水蒸氨所得氨水的處理方法，包括以下步驟:
[0022]1)將剩余氨水進行蒸氨處理，得到溫度為95°C?97°C的氨氣；
[0023]2)將一部分氨氣與焦爐煤氣混合，然后將摻有氨氣的焦爐煤氣送入煤氣預熱器進行加熱升溫，然后將加熱升溫后的焦爐煤氣送入飽和器生產硫酸銨鹽；將剩余部分的氨氣經冷凝器冷凝成氨水，然后將氨水與氮氣經由霧化噴嘴產生霧滴狀氨水，然后將霧滴狀氨水從上到下噴入飽和器中吸收室內的母液中。
[0024]將焦爐煤氣送入飽和器是為了脫除焦爐煤氣中的氨類物質:在煉焦過程中，煤中的大部分氮以氨氣的形態進入焦爐煤氣；在脫硫工序中，用氨水作為堿源脫硫后，會有一定量的氨氣隨焦爐煤氣一起進入后續工序。由于氨氣具有一定的毒性、腐蝕性且具有刺激性惡臭的氣味，在焦爐煤氣供給工業或民用用戶使用之前需要將焦爐煤氣中的氨氣等氨類物質脫除。目前，工業生產中，焦爐煤氣脫氨工藝多采用飽和器法，在飽和器內，母液與焦爐煤氣相向運動，利用母液中的硫酸將焦爐煤氣中的氨氣等氨類物質吸收，生成硫酸銨鹽。生成的硫酸銨鹽在母液中結晶，定期抽取部分母液送往生產硫酸銨鹽成品。焦爐煤氣經飽和器脫氨后，其溫度一般在53°C左右，然后進入后續的終冷工序。
[0025]本發明總體思路是將剩余氨水蒸氨得到的氨水送去焦爐煤氣脫氨用的飽和器中，和焦爐煤氣脫氨一起，利用母液吸收氨水，生成硫酸銨鹽，解決了目前剩余氨水蒸氨所得氨水無地處理、大量積攢的問題，回收了氨水中的氨元素，減少了資源浪費和環境污染。
[0026]但是，上述的飽和器法工藝步驟及工藝參數是為脫除焦爐煤氣中的氨氣等氨類物質而設計的，焦爐煤氣中的氨氣等氨類物質的含量比較小，而加入的氨水是剩余氨水蒸氨后的產品，是對剩余氨水精煉提純后的產物，其所含的氨類物質的含量較高，因此，直接將上述氨水加入到飽和器中生產硫酸銨鹽，會對飽和器正常脫氨生產硫酸銨鹽造成消極影響:造成氨水與母液混合不均勻，局部氨水富集的地方短時間內劇烈反應，生成的硫酸銨結晶粒徑較大，容易造成飽和器及其管道堵塞，且影響產品質量；局部氨水富集的地方改變了母液的酸堿度，將酸性改成堿性，造成生成的硫酸銨結晶變色，影響產品質量。
[0027]為此，進一步的，本發明一方面通過在制取氨水的過程中，將剩余氨水蒸氨產出的氨氣中的一部分摻入預熱前的焦爐煤氣，即將一部分原有氨水中的氨類物質或者是氨元素以氨氣的形式摻入焦爐煤氣，以化學方式將一部分原有氨水中的氨類物質或者氨元素轉移到另一種載體中，以降低氨水中的氨類物質的含量，同時，氨氣是以氣相物態從下往上運動，與從上往下運的液態母液接觸充分，混合均勻，不存在上述氨水直接加入母液中混合不均勻的問題，從而減小了直接添加氨水給飽和器正常生產硫酸銨鹽所帶來的消極影響。
[0028]另一方面通過將剩余氨氣冷凝得到的氨水和帶壓氮氣通過霧化噴嘴以霧滴狀噴入母液中，噴灑面積廣，噴灑均勻，通過物理方式使得氨水和母液混合地更加均勻，不再出現局部氨水富集區，從而解決了上述硫酸銨結晶粒徑較大，以及硫酸銨結晶變色的問題。
[0029]以上兩點改進相互配合，相互促進，解決了大量高濃度的氨水直接加入飽和器母液中，給飽和器正常生產硫酸銨鹽所帶來的問題，保證了飽和器的正常生產。本發明通過將剩余氨水蒸氨得到的氨水送去飽和器生產硫酸銨鹽，同時對氨水中氨類物質的加入方式進行了優化改進，將一部分原有氨水中的氨類物質通過化學方法轉移到焦爐煤氣中，將一部分原有氨水中的氨類物質通過物理方法以實現氨水更加均勻地混入母液中，從而保證了飽和器的正常生產，解決了目前剩余氨水蒸氨所得氨水無地處理、大量積攢的問題，回收了氨水中的氨元素，減少了資源浪費和環境污染。
[0030]本發明中，將氨氣直接摻入焦爐煤氣還提高了焦爐煤氣中的氨類物質含量，促進了母液對焦爐煤氣中氨類物質的吸收，從而提高了焦爐煤氣的脫氨率，降低了經飽和器脫氨后焦爐煤氣中氨類物質的含量；將未經冷卻的氨氣直接摻入焦爐煤氣，在提高焦爐煤氣中氨類物質的含量的同時，還提高了焦爐煤氣的溫度，控制氨氣的溫度及其加入量，可以對焦爐