利用汽提法處理合成氨變換工序含硫含氨污水的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及污水處理及資源回收領域，特別涉及一種利用汽提法處理合成氨變換 工序含硫含氨污水的方法。
【背景技術】
[0002] 很多化工行業在生產過程中都會產生大量的含硫含氨污水。污水中的硫化物有毒 性、腐蝕性，并且有臭味，對環境造成極大的污染。國內外含硫含氨污水處理技術日臻成熟， 常見的有物理法、化學法和生化法，其中物理法中的水蒸氣汽提法因效果明顯、操作簡單、 無二次污染在國內得到廣泛應用。汽提法主要包括雙塔汽提和單塔汽提兩種工藝，在含硫 含氨污水的處理中都獲得了廣泛的應用，但主要應用于煉油、石化等污水量較大的行業，未 見將汽提法應用于處理合成氨變換工序含硫含氨污水的報道。
[0003] 雙塔汽提：含硫含氨污水雙塔汽提工藝流程如圖1所示，含硫含氨污水分兩路進 入酸性氣汽提塔，一路作為熱進料進入汽提塔的中上部，而另一路作為冷進料進入汽提塔 的上部，酸性氣汽提塔的熱源用再沸器或直補蒸汽提供，塔頂采出的包括H2S、0)2和少量水 蒸氣等組分的酸性氣體進入硫回收裝置；酸性氣汽提塔塔底凈化水進入氨汽提塔的上部， 氨汽提塔的熱源由再沸器或直補蒸汽提供，含氨蒸汽由塔頂排出，經冷卻分離后的氨氣配 制氨水或進一步精制后制成液氨，凈化水從塔底排出裝置。較單塔汽提工藝而言，雙塔汽提 雖然流程較為復雜、投資較大，但是雙塔汽提具有流程靈活、操作平穩、適應性強等特點。同 時，雙塔汽提避免了單塔汽提側線抽出氣氨濃度低、H2S含量高的缺點。
[0004] 單塔汽提：含硫含氨污水單塔汽提工藝流程如圖2所示，單塔汽提實質上是把雙 塔汽提流程中的氨汽提塔和酸性氣汽提塔重疊在一個塔內，利用H2S和0)2的相對揮發度高 于氨的特性，先將污水中的H2S和0)2從汽提塔塔頂汽提出去，再通過控制適宜的塔體溫度 分布，在塔體中部形成一個NH3的高濃度區，即/7NH3//7H2S+a)2> 10的區域，通過側線抽出，經過 變溫變壓三級分凝獲得較高純度的氨氣，塔底得到NH3-N含量低于50mg/L、H2S含量低于 l〇mg/L的凈化水。汽提塔主要采用側線抽氨技術，以達到同時除去酸性氣體（H2S、0)2等） 和NH3的目的。進料污水分為冷進料和熱進料分別從塔頂和塔中上部進入塔內，其中冷進 料被冷卻器冷卻至35~40°C，加入到汽提塔上部；熱進料需要自塔釜采出物流、側線采出 物流共3次換熱至140~150°C后進入汽提塔中部。經過再沸器或者直補蒸汽加熱，H2S和 冊13汽化上升，經過塔盤和塔頂進來的冷進料接觸，傳質傳熱，塔頂采出的包括H 2S、CO2和少 量水蒸氣等組分的酸性氣體進入硫回收裝置。氨氣上升遇到冷進料被溶解下來，下降后又 遇高溫汽化上升，因此大量NH3在塔內循環，在塔的中部形成順3高濃度區，因此從側線可以 抽出濃度很高的氨。塔釜由再沸器或直補蒸汽加熱至160~165°C。較雙塔汽提工藝而言， 單塔汽提具有流程簡單、投資少、能耗低、可同時回收氨和H2S等酸性物質、操作平穩且靈活 等優點，適用于處理中等濃度的含硫含氨污水。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是，提供一種利用汽提法處理合成氨變換工序含硫含 氨污水的方法，脫硫率高、氨回收率高，以克服現有技術中的不足。
[0006] 本發明的技術方案：含硫含氨污水與來自汽提塔塔底的凈化水在進料換熱器中換 熱溫度升至60-88?后進入汽提塔中上部，換熱后凈化水由凈化水泵加壓送走，汽提塔塔頂 的酸性氣體送往硫回收裝置，蒸汽為汽提塔提供熱量，在進入進料換熱器前對含硫含氨污 水進行加酸；汽提塔塔頂用脫鹽水進行洗滌；汽提塔塔頂溫度為45-58. 5°C，汽提塔塔底溫 度為 110-122°C。
[0007] 上述的為汽提塔提供熱量的蒸汽壓力為0. 5MPa。
[0008] 前述的含硫含氨污水進行加酸后，污水pH值< 5。
[0009] 前述的凈化水由凈化水泵加壓送走后，用于氨法脫硫生產硫酸銨或者用于制水煤 漿或者再次進行污水處理。
[0010] 與現有技術相比，本發明突破性地將汽提法應用于處理合成氨變換工序含硫含氨 污水，汽提塔塔頂的酸性氣體送往硫回收裝置，汽提塔塔底的凈化水富含氨、可直接用于 氨法脫硫生產硫酸銨或者用于制水煤漿等后續工序，脫硫率高于98%，氨回收率高于98%。
[0011] 運行參數對比 汽提塔分離器出來的含硫、含污水設計流量為6. 7t/h，NH3含量為3. 24%，H2S含量為 0. 09%，0)2為0. 02%，實際運行數據與采用本發明工藝處理后運行參數對比見表1。
[0012] 表1原工藝條件下含硫含氨污水水質與采用本發明工藝處理后的含硫含氨污水 水質對比表
從表1可以看出，處理后的污水H2S含量平均為17. Omg/L，NH3平均為20448. 6mg/L，氣 相中氨僅為1.69%，氨逃逸量非常少。處理后的污水H2S含量非常低，對氨法脫硫裝置基本 不會造成影響。
[0013] 2經濟效益分析 隨著國家對環保要求日益嚴格，變換工序含硫含氨污水的處理已經成為同類型廠家共 同關心和急待解決的問題。采用單塔汽提工藝處理后的含硫含氨污水脫硫率高于98%，氨 回收率高于98%，污水中H2S含量按1500mg/L計算，每年可生產硫磺60t左右，NH3含量按 20000mg/L計算，每年可生產硫酸銨3300t左右，從而真正實現"以廢治廢、變廢為寶、環境 友好"的目標。
[0014] 采用單塔汽提工藝對變換工序含硫含氨污水進行處理后，不但取得了良好的經濟 效益和社會效益，同時為同類型廠家提供了一種有效處理含硫含氨污水的方法，處理后的 含硫含氨污水實現回用與達標排放，既可保護環境，又可節約淡水資源。
【附圖說明】
[0015] 附圖1為含硫含氨污水雙塔汽提工藝流程圖； 附圖2為含硫含氨污水單塔汽提工藝流程圖； 附圖3為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 本發明的實施例：含硫含氨污水與來自汽提塔塔底的凈化水在進料換熱器中換熱 溫度升至60-88°C后進入汽提塔中上部，汽提塔塔頂用脫鹽水進行洗滌，0. 5MPa蒸汽為汽 提塔提供熱量，汽提塔塔頂溫度控制在45-58. 5°C，汽提塔塔底溫度控制在110_122°C，汽 提塔塔頂的酸性氣體送往克勞斯硫回收裝置生產硫磺，換熱后凈化水由凈化水泵加壓送往 氨法脫硫生產硫酸銨或者用于制水煤漿或者再次進行污水處理。
[0017] 為了提高汽提效率，要求水的pH值應盡量低，使硫化物以H2S形式存在。為此，新 增汽提系統配置加酸裝置，將污水pH值控制在5左右。當水pH=8時，S2_主要以HS _狀態存 在；當水pH=7時，50%的S2-以H 2S形式存在，50%的S2-以HS -形式存在，S 2_只占百萬分之 一；當水pH=6時，90%的S2-以H 2S形式存在；當水pH < 5時，98%的S2-以H 2S形式存在，此 時汽提效率最高。因此，在進入進料換熱器前對含硫含氨污水進行加酸，使之PH值< 5。
【主權項】
1. 一種利用汽提法處理合成氨變換工序含硫含氨污水的方法，含硫含氨污水與來自汽 提塔塔底的凈化水在進料換熱器中換熱溫度升至60-88°C后進入汽提塔中上部，換熱后凈 化水由凈化水泵加壓送走，汽提塔塔頂的酸性氣體送往硫回收裝置，蒸汽為汽提塔提供熱 量，其特征在于：在進入進料換熱器前對含硫含氨污水進行加酸；汽提塔塔頂用脫鹽水進 行洗滌；汽提塔塔頂溫度為45-58. 5°C，汽提塔塔底溫度為110_122°C。2. 根據權利要求1所述的利用汽提法處理合成氨變換工序含硫含氨污水的方法，其特 征在于：為汽提塔提供熱量的蒸汽壓力為0. 5MPa。3. 根據權利要求1或2所述的利用汽提法處理合成氨變換工序含硫含氨污水的方法， 其特征在于：含硫含氨污水進行加酸后，污水pH值< 5。4. 根據權利要求3所述的利用汽提法處理合成氨變換工序含硫含氨污水的方法，其特 征在于：凈化水由凈化水泵加壓送走，用于氨法脫硫生產硫酸銨或者用于制水煤漿或者再 次進行污水處理。
【專利摘要】本發明公開了一種利用汽提法處理合成氨變換工序含硫含氨污水的方法，含硫含氨污水與來自汽提塔塔底的凈化水在進料換熱器中換熱溫度升至60-88℃后進入汽提塔中上部，換熱后凈化水由凈化水泵加壓送走，汽提塔塔頂的酸性氣體送往硫回收裝置, 蒸汽為汽提塔提供熱量，在進入進料換熱器前對含硫含氨污水進行加酸；汽提塔塔頂用脫鹽水進行洗滌；汽提塔塔頂溫度為45-58.5℃，汽提塔塔底溫度為110-122℃。本發明突破性地將汽提法應用于處理合成氨變換工序含硫含氨污水，汽提塔塔頂的酸性氣體送往硫回收裝置,塔底的凈化水富含氨、可直接用于氨法脫硫生產硫酸銨或者用于制水煤漿等后續工序，脫硫率高于98%，氨回收率高于98%，克服了現有技術中的不足。
【IPC分類】C02F1/20, C02F103/34, C02F1/10
【公開號】CN104986817
【申請號】CN201510473186
【發明人】何家利, 董華林, 鄧海, 陳偉, 陳銘, 婁倫武, 馬禮平, 郭端華, 馮光蘋
【申請人】貴州赤天化桐梓化工有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年8月5日