一種焦化剩余氨水負壓脫氨的節能型脫氨方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煤化工、新能源化工、石油化工等化工行業的廢水處理領域，具體涉及含氨氣的焦化剩余氨水采用負壓脫氨的節能型脫氨方法，以及脫除出來的氨氣的綜合利用方法。
【背景技術】
[0002]煤化工等化工企業在焦炭生產和煤氣化的冷卻和洗滌過程中，形成大量的含氨、酚、氰化物、硫化物的稀氨水，該部分廢水去除煤塵、煤粉、焦油后，作為冷卻水在系統內循環使用，稱為循環氨水；隨著循環次數的增加，氨氮等有害成分富集，必須定期排出一部分，同時補充部分工藝凈水，循環氨水才能正常循環使用，排出的這部分氨水稱為剩余氨水，首先要進行脫氨，然后才能進入企業的廢水處理系統進行深化處理。目前對這部分剩余氨水的脫氨處理，大部分企業采用高溫蒸氨工藝，將廢水加熱至102-105°C，用高溫生蒸汽將氨氮從廢水中汽提出來，經冷凝成干凈的稀氨水后，用于脫硫或制取硫酸銨。該工藝特點是能耗高，每處理I噸剩余氨水，僅僅蒸氨環節蒸汽耗費就高達150公斤，按120元/公斤的蒸汽價格，費用15元。按年產焦炭220萬噸的濕法熄焦焦化企業來講，一年的剩余氨水總量約48萬噸，生蒸汽的耗費達到720萬元，對企業是一個沉重的負擔。同時企業的循環氨水溫度高達72-80°C，需要較多的冷量冷卻降溫才能循環使用，熱量被白白浪費掉，同時還要增加冷卻設施的投資。隨著企業經濟效益的下滑和國家節能、環保新標準的實施以及監管力度的加大，積極探索新的脫氨方法和處理工藝，在滿足國家環保標準的前提下，實現節能降耗和資源綜合利用，成為上述企業和科研機構的重要和急切的任務。
[0003]因此，煤化工等能源、化工企業，急需一種方法，既能將剩余氨水中的氨氣回收利用，又能大大降低蒸汽等能源耗費，實現資源綜合利用和能源節約；同時投資相對適中，并盡可能實現運行正收益。只有這樣，才能保障煤化工等能源、化工企業的長期健康發展。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種焦化剩余氨水負壓脫氨的節能型脫氨方法，使剩余氨水脫氨后完全能達到企業進一步生化處理要求，并將氨氣進行回收，制取10-20%濃度的氨水，同時完全不用蒸汽，實現余熱利用和資源綜合利用，從而變廢為寶，最終提高生產質量，提升社會和經濟效益。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的方案是:一種焦化剩余氨水負壓脫氨的節能型脫氨方法:包括以下步驟:
[0006]A、廢水車間的剩余氨水排入廢水緩存池，溫度70_75°C，經過濾后的剩余氨水pH值調節至11.5-12之間，由脫氨塔進料泵(2)經脫氨塔進料口輸送至脫氨塔(I)提餾段上部的布液器，經布液后自上而下流過提餾段填料層，脫氨塔(I)內壓力只有絕壓20-28KPa，剩余氨水蒸發1.5-1.8%，溫度隨之降低到60-65?，到達脫氨塔⑴底部后，由循環泵(3)經換熱器(4)冷進料入口輸送至換熱器(4)冷進料一側；溫度72-77?循環稀氨水由循環氨水循環泵經換熱器(4)熱進料入口輸送至換熱器(4)熱進料一側；
[0007]剩余氨水、循環氨水經換熱器(4)間接換熱，循環氨水溫度降至63_68°C，熱量不斷傳遞給剩余氨水，剩余氨水溫度由60-65°C上升至68-73°C ;剩余氨水經換熱器(4)出口重新流回脫氨塔(I)底部，塔內壓力只有絕壓20-28KPa，對應飽和水蒸氣溫度60-65°C，剩余氨水不斷蒸發產生二次蒸汽；二次蒸汽自下而上穿過提餾段填料層，與自上而下流動的剩余氨水逆向接觸，氨氣不斷從剩余氨水中逸出，進入二次蒸汽中；
[0008]剩余氨水到達塔底時，氨氣絕大部分被汽提出來，根據不同要求，剩余氨水中氨氣含量只有5-200mg/L ;符合要求的剩余氨水由脫氨塔(I)出料泵(5)從塔內抽出，輸送至企業下道工序深化處理；
[0009]B、二次蒸汽到達脫氨塔(I)提餾段上部時，吸收了大部分氨氣，繼續向上進入脫氨塔(I)精餾段，與脫氨塔(I)外回流的冷凝稀氨水在精餾段填料間逆流接觸，再次對回流稀氨水中的氨氣進行吸收，然后自脫氨塔(I)頂部引出，進入冷凝器(6);
[0010]在冷凝器(6)中，溫度27-30?的循環冷卻水對脫氨塔⑴頂部引出的含氨二次蒸汽進行冷凝降溫，自身溫度上升至37-40?，從冷凝器￠)中排出，進入冷卻塔進行循環冷卻；
[0011]為保證脫氨塔(I)中壓力維持在20-28KPa的負壓水平，設置水環式真空泵(7)，與冷凝器(6) 二次蒸汽所在的一側的殼程聯通，不斷將冷凝器(6)中的不凝氣抽出，由于冷凝器(6)殼程通過二次蒸汽管道與脫氨塔直接聯通，從而使脫氨塔(I)中壓力維持在20-28KPa的固定水平；
[0012]C、二次蒸汽在冷凝器(6)中被循環冷卻水間接冷凝，溫度降至50_60°C，大部分二次蒸汽被冷凝下來，一部分氨氣被二次蒸氣冷凝水吸收，形成稀氨水；冷凝下來的全部稀氨水經稀氨水回流泵(14)輸送至脫氨塔(I)精餾段上部，經布液后自上而下流動，與從提餾段上升的二次蒸汽逆向接觸，大部分氨氣從稀氨水中逸出，轉移到二次蒸汽中，到達提餾段上部布液器時，其中的氨氣含量與進入脫氨塔(I)提餾段上部的剩余氨水中氨氣含量達到平衡，二者混合后一起向下經過提餾段進行脫氨；
[0013]冷凝器(6)殼程的未被冷凝下來的不凝氣體不斷被真空泵(7)抽出；真空泵(7)與氨吸收塔(8)下段直接聯通，抽出的氨混合氣由真空泵引入氨吸收塔(8)下段一級吸收段下部；
[0014]D、氨吸收塔(8)分上下兩段:下段為一級吸收段，上段為二級吸收段，采用脫鹽水進行吸收；根據剩余氨水中氨氣含量和回收氨水的濃度要求，由脫鹽水噴淋泵將脫鹽水定量輸送至氨吸收塔(8)上部，由噴嘴均勻噴灑到二級吸收段填料層上層，自上而下流過二級吸收段填料層，對經過一級吸收段吸收后未被吸收的氨氣進行二級吸收；脫鹽水吸收氨氣后成為稀氨水，繼續向下流過一級吸收段填料層，對從氨吸收塔(8)下部引入的氨混合氣進行一級吸收；吸收過程中，稀氨水濃度不斷提高；
[0015]考慮到氨水吸收過程中釋放大量的熱量，將氨吸收塔(8)高架起來，吸收塔(8)底部的稀氨水及部分氨氣自塔底錐體口自然流出，進入氨水冷卻器(10)，被冷卻器殼程的循環冷卻水間接降溫至35-40°C，隨著溫度降低，氨氣被稀氨水進一步吸收，然后自流進入稀氨水罐(11);
[0016]為防止一個循環吸收氨水濃度達不到濃度要求，設置一級吸收循環噴淋泵(9)，將稀氨水從稀氨水罐(11)輸送至氨吸收塔(8) —級吸收段上部，通過噴嘴均勻噴灑到一級吸收段填料層上層，與二級吸收段流下來的稀氨水一起，作為一級吸收段的吸收液，對由吸收塔下部自上而下穿過的氨混合氣進行循環吸收；
[0017]當稀氨水罐(11)氨水濃度達到要求時，由合格氨水泵(12)輸送至濃氨水儲罐(13)備用或備售。
[0018]本發明的主要特點在于:一是在低溫負壓的條件下，用循環氨水攜帶的熱量加熱剩余氨水，產生的二次蒸汽作為汽提脫氨的介質，從而完全取代生蒸汽；二是具備較常壓脫氨更好的脫除效果，根據企業需要，可將剩余氨水中的氨氮脫除至5-200mg/L ;三是脫出的氨氣直接用于制取濃度10-20%的濃氨水，用于企業脫硫或直接對外出售；四是節約了將循環氨水進行降溫的設備和能源耗費。該方法可用于類似廢水的綜合處理利用。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例實驗裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
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[0020]一種焦化剩余氨水負壓脫氨的節能型脫氨方法，包括以下步驟:
[0021]A、廢水車間的剩余氨水排入廢水緩存池，溫度70_75°C，經過濾后的剩余氨水pH值調節至11.5-12之間，pH值調節至11.5-12之間，并經過濾后的剩余氨水，溫度70_75°C，由脫氨塔進料泵(2)經脫氨塔進料口輸送至脫氨塔(I)提餾段上部的布液器，經布液后自上而下流過提餾段填料層，由于脫氨塔(I)內壓力只有20-28KPa(絕壓，下同))，剩余氨水蒸發一部分(1.5-1.8%)，溫度隨之降低到60-651，到達脫氨塔(I)底部后，由循環泵(3)經換熱器(4)冷進料入口輸送至換熱器(4)冷進料一側；循環稀氨水(溫度72-77? )由循環氨水循環泵經換熱器(4)熱進料入口輸送至換熱器(4)熱進料一側；
[0022]剩余氨水、循環氨水經換熱器(4)間接換熱，循環氨水溫度降至63_68°C，熱量不斷傳遞給剩余氨水，剩余氨水溫度由60-65°C上升至68-73°C ;剩余氨水經換熱器(4)出口重新流回脫氨塔(I)底部，由于塔內壓力只有20-28KPa，對應飽和水蒸氣溫度60-65°C，剩余氨水不斷蒸發產生二次蒸汽；二次蒸汽自下而上穿過提餾段填料層，與自上而下流動的剩余氨水逆向接觸，氨氣不斷從剩余氨水中逸出，進入二次蒸汽中；
[0023]剩余氨水到達塔底時，氨氣絕大部分被汽提出來，根據不同要求，剩余氨水中氨氣含量只有5-200mg/L ;符合要求的剩余氨水由脫氨塔(I)出料泵(5)從塔內抽出，輸送至企業下道工序深化處理；