专利名称：高新循环加热的闪蒸法蒸氨工艺技术
技术领域：
本发明涉及一种焦化厂高效处理剩余氨水的蒸氨工艺。
背景技术：
在炼焦生产中，炼焦煤的表面湿存水和化合水转化为多余的剩余氨水，水中含有 酚、氰、氨等多种有害化合物。其中氨虽是促进植物生长的肥料，但含氨的外排废水排入江 河湖泊时，会使水体富营养化，降低水体自净化能力。为此，焦化厂蒸氨塔的功能已由最早 的从塔顶回收氨制取化肥，转化为尽量降低塔底外排废水含氨量以保护生态环境的装置。目前，蒸氨工艺有以下三种方式1)仅处理挥发氨；该工艺由于未分解固定氨使外排废水全氨含量高；2)设挥发氨和固定氨两套处理装置；该工艺流程复杂，占地面积大，基建投资高， 操作费用大；3)采用中间加碱在一套装置同时处理挥发氨和固定氨。该方法由于加碱处挥发氨 尚未热解，碱液不能充分发挥效力。现有的蒸氨塔多以外来直接蒸汽为热源，直接蒸汽冷凝将与蒸氨废水混为一体， 增加了外排废水处理量。
发明内容
本发明的目的是提供一种循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，该工艺采用循环加热闪蒸 法提供蒸氨热源以替代外来蒸汽；在充分热分解挥发氨后再加碱分解固定铵盐，可充分利 用碱液，通过设在蒸氨塔外的两条汽相通道管，合理安排塔内各层塔板汽相浓度；可有效降 低外排废水全氨含量，并能减少外排废水总量。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现一种循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，该工艺将蒸氨塔塔底的蒸氨废水在塔外加热成 过热水，过热水返回蒸氨塔内闪蒸成的蒸汽作为蒸氨塔热源进行蒸氨。该工艺首先对进入蒸氨塔的原料氨水进行热分解，使溶解在水中的氨蒸发并使水 中的挥发铵盐最大限度热解后，再加入分解固定铵盐的碱液，使碱液充分利用于分解固定 铵盐，显著降低塔底外排蒸氨废水的全氨含量。该工艺具体步骤如下1)蒸氨塔自上而下分为挥发铵盐热分解蒸馏段、固定铵盐化学分解蒸馏段、循环 过热水闪蒸段；挥发铵盐热分解蒸馏段上部为精馏段al，下部为提馏段a2 ；2)挥发铵盐热分解蒸馏段与固定铵盐化学分解蒸馏段之间设有断塔盘，所述的断 塔盘用以截断其下部的固定铵盐化学分解蒸馏段的汽相直接上升，允许蒸氨水溢流至其下 部的固定铵盐化学分解蒸馏段；断塔盘侧部设有用于分解固定铵盐的碱液加入口 ；3)挥发铵盐热分解蒸馏段的提馏段中部和底部塔壁上分别设有汽体进口，分别接 收来自固定铵盐化学分解蒸馏段上升的固定铵分解汽；
4)循环过热水闪蒸段位于蒸氨塔底部，蒸氨废水由蒸氨塔塔底抽出，通过管式炉 或换热器加热成过热水，过热水返回蒸氨塔内经闪蒸器闪蒸变为蒸汽，用于蒸氨塔底的加 热。所述的循环过热水闪蒸段下部还设有蒸氨废水分离焦油段，下降到最下一层塔盘 上的蒸氨废水通过受液盘与蒸氨水下降通道连接。所述的闪蒸器为箱体结构，包括进水管、中央分配管、分布板、薄膜闪蒸管和外圈 挡板，进水管连接中央分配管，分布板位于箱体内部；薄膜闪蒸管为多个，其管口高于分布 板。所述的闪蒸器的薄膜闪蒸管可为整体结构，也可为上下分体结构，上下分体结构
可使闪蒸管高度可调。在断塔盘上部挥发铵盐热分解蒸馏段下部设有加热蒸汽备用口。该工艺可用于单独处理剩余氨水工艺，也可用于将循环洗氨水和剩余氨水合并处 理的水洗氨工艺。本工艺用在水洗氨工艺时，断塔盘与其上层塔盘间距要大，溢流堰要高，形成一个 中间槽，在蒸氨塔提馏段下部塔壁上设置连接洗氨塔的氨水出口 ；用在单独处理剩余氨水 工艺时断塔盘与其上层塔盘间距可与其它塔盘间距相同，不设置氨水出口。与现有技术相比，本发明的有益效果是1)本装置改变了通常以外来蒸汽作为蒸氨塔热源，采取将蒸氨塔底蒸氨废水引出 塔外，快速加热成为过热水后返回塔内，在薄膜闪蒸器内闪蒸成蒸汽作为蒸氨塔热源；采用 塔外间接加热，塔内闪蒸的塔底蒸氨废水闭路循环法产生蒸氨用蒸汽，避免塔内加入直接 蒸汽被冷凝后增加外排废水量。2)分解固定铵盐用碱液利用率高，蒸氨效率高，外排废水全氨量低。3)本装置可用于单独处理剩余氨水流程，也可用在水洗氨流程，将循环洗氨水和 剩余氨水合并处理。
图1是本发明采用塔底设内降液板的蒸氨塔结构图；图2是薄膜闪蒸器的结构图；图3是本发明采用塔底设外降液管的蒸氨塔结构图；图4是本发明采用塔底由受液盘引出蒸氨废水的蒸氨塔结构图。
具体实施例方式下面结合附图详细叙述本发明的具体实施方式
。图1是循环加热闪蒸法供热的蒸氨塔典型结构图。该装置自上而下由挥发铵盐热 分解蒸馏段a、固定铵盐化学分解蒸馏段6、循环过热水闪蒸段c和蒸氨废水分离焦油段d 组成。蒸氨装置采用板式塔。在塔中部设一断塔盘16将塔分成处理挥发氨和固定氨两 段。断塔盘16阻断塔内汽相上升，仅允许液相经溢流通道由上层到下层，并在此处加碱。基 于断塔盘下方的汽相浓度与挥发氨段中部某处相等。断塔盘上方的汽相浓度与固定氨段中部某处相等。在断塔盘上部的汽相空间设汽相入口与固定氨段中部一塔盘汽相相连；在断 塔盘下部的汽相空间设汽相出口与挥发氨段中部一塔盘汽相相连。在塔底设蒸氨废水闭路循环用进、出口和薄膜闪蒸器。将抽出的蒸氨废水，用管式 炉或换热器间接加热成过热水，返回塔内在薄膜闪蒸器上闪蒸出蒸汽，用于塔底加热。上升 蒸汽在塔盘上冷凝成水再降回塔底形成闭路循环。避免外加直接蒸汽在塔内冷凝增加外排 废水量。本发明工艺将蒸氨塔塔底的蒸氨废水在塔外加热成过热水，过热水返回蒸氨塔内 闪蒸成的水蒸汽作为蒸氨塔热源进行蒸氨。首先对进入蒸氨塔的原料氨水进行热分解，使 溶解在水中的氨蒸发并使水中的挥发铵盐最大限度热解后，再加入分解固定铵盐的碱液， 使碱液充分利用于分解固定铵盐，显著降低塔底外排蒸氨废水的全氨含量。富氨水由蒸氨水入口 2进入蒸氨塔，塔顶的氨汽出口 1与氨分缩器相连。图中第 10层塔盘是断塔盘16，将塔分为挥发铵盐热分解蒸馏段和固定铵盐化学分解蒸馏段。该装 置可用于单独处理剩余氨水工艺，也可用于将循环洗氨水和剩余氨水合并处理的水洗氨工 艺。用在水洗氨流程时，断塔盘16与其上层塔盘间距要大，溢流堰要高，形成一个中间槽， 设有去洗氨塔用氨水出口 7。用在单独处理剩余氨水流程时断塔盘16与其上层塔盘间距可 与其它塔盘间距相同不设氨水出口。断塔盘16上设有加热蒸汽备用口 6，当塔底加热装置部分检修，供热量不足时，由 加热蒸汽备用口 6补入蒸汽。断塔盘16侧部设有碱液加入口 5，加入的碱液随剩余氨水溢 流到断塔盘下固定铵盐化学分解蒸馏段。断塔盘16上、下汽相空间各设一接口。断塔盘16上部固定铵分解汽进口 3与断 塔盘16下部固定铵分解汽出口 8相连；断塔盘16下部固定铵分解汽出口 9与断塔盘16上 部的固定铵分解汽进口 4相连。相连塔盘的汽相浓度大致相等。由于剩余氨水内带有少量焦油，下降到最下一层塔盘的蒸氨废水应避免与循环过 热水相混。用降液板隔成的蒸氨水下降通道14越过循环过热水闪蒸段直插入塔底蒸氨废 水分离焦油段。分离出的焦油由焦油出口 15间歇排放。剩余氨水上升，混入循环过热水。 为保证塔内液面高于循环过热水出口 13，仅排出多余的蒸氨废水，蒸氨废水出口 12应在循 环过热水出口 13之上。循环过热水闪蒸段是为了代替通常采用的外来直接蒸汽。其操作为经循环过热水 出口 13引出循环水，在塔外通过管式炉或换热器间接换热后从循环过热水进口 10到薄膜 闪蒸器11的中心，经薄膜闪蒸管闪蒸出蒸汽。图2是薄膜闪蒸器的结构图。闪蒸器为箱体结构，包括进水管17、中央分配管18、 分布板20、上部薄膜闪蒸管19、下部薄膜闪蒸管21和外圈挡板22，进水管17连接中央分配 管18，分布板20位于箱体内部；薄膜闪蒸管为上下分体结构，由上部薄膜闪蒸管19和下部 薄膜闪蒸管21组成高度可调节结构，其管口高于分布板。过热水经进水管17到中央分配 管18经分布板20分布到箱体内，箱体内的过热水经薄膜闪蒸管管口溢流入闪蒸管内，液体 在每根薄膜闪蒸管管壁上都能均勻成膜。图3所示蒸氨塔除塔底采用外降液管与图1不同外，其它结构与图1相同。采用 外降液管后可以加大薄膜闪蒸器直径。图4所示蒸氨塔将蒸氨废水单独引出与循环过热水分开。蒸氨废水出塔后经焦油
5分离器再换热外排。塔底循环过热水中焦油量低。为避免蒸氨废水全流向塔底，使液面升 高，淹没薄膜闪蒸器，蒸氨废水出口 12应低于塔内蒸氨水下降通道管14的上口。
权利要求
1.一种循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，该工艺将蒸氨塔塔底的蒸氨废水在 塔外加热成过热水，过热水返回蒸氨塔内闪蒸成的蒸汽作为蒸氨塔热源进行蒸氨。
2.根据权利要求1所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，该工艺首先对进 入蒸氨塔的原料氨水进行热分解，使溶解在水中的氨蒸发并使水中的挥发铵盐最大限度热 解后，再加入分解固定铵盐的碱液，使碱液充分利用于分解固定铵盐，显著降低塔底外排蒸 氨废水的全氨含量。
3.根据权利要求1或2所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，该工艺具体步 骤如下1)蒸氨塔自上而下分为挥发铵盐热分解蒸馏段、固定铵盐化学分解蒸馏段、循环过热 水闪蒸段；挥发铵盐热分解蒸馏段上部为精馏段，下部为提馏段；2)挥发铵盐热分解蒸馏段与固定铵盐化学分解蒸馏段之间设有断塔盘，所述的断塔盘 用以截断其下部的固定铵盐化学分解蒸馏段的汽相直接上升，允许蒸氨水溢流至其下部的 固定铵盐化学分解蒸馏段；断塔盘侧部设有用于分解固定铵盐的碱液加入口 ；3)挥发铵盐热分解蒸馏段的提馏段中部和底部塔壁上分别设有汽体进口，分别接收来 自固定铵盐化学分解蒸馏段上升的固定铵分解汽；4)循环过热水闪蒸段位于蒸氨塔底部，蒸氨废水由蒸氨塔塔底抽出，通过管式炉或换 热器加热成过热水，过热水返回蒸氨塔内经闪蒸器闪蒸变为蒸汽，用于蒸氨塔底的加热。
4.根据权利要求3所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，所述的循环过热 水闪蒸段下部还设有蒸氨废水分离焦油段，下降到最下一层塔盘上的蒸氨废水通过受液盘 与蒸氨水下降通道连接。
5.根据权利要求3所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，所述的闪蒸器为 箱体结构，包括进水管、中央分配管、分布板、薄膜闪蒸管和外圈挡板，进水管连接中央分配 管，分布板位于箱体内部；薄膜闪蒸管为多个，其管口高于分布板。
6.根据权利要求5所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，所述的闪蒸器的 薄膜闪蒸管可为整体结构，也可为上下分体结构，上下分体结构可使闪蒸管高度可调。
7.根据权利要求3所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，在断塔盘上部挥 发铵盐热分解蒸馏段下部设有加热蒸汽备用口。
8.根据权利要求1或2所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，该工艺可用于 单独处理剩余氨水工艺，也可用于将循环洗氨水和剩余氨水合并处理的水洗氨工艺。
9.根据权利要求8所述的循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，其特征在于，本工艺用在水洗 氨工艺时，断塔盘与其上层塔盘间距要大，溢流堰要高，形成一个中间槽，在蒸氨塔提馏段 下部塔壁上设置连接洗氨塔的氨水出口 ；用在单独处理剩余氨水工艺时断塔盘与其上层塔 盘间距可与其它塔盘间距相同，不设置氨水出口。
全文摘要
本发明涉及一种循环加热的闪蒸法蒸氨工艺，该工艺将蒸氨塔塔底的蒸氨废水在塔外加热成过热水，过热水返回蒸氨塔内闪蒸成的蒸汽作为蒸氨塔热源进行蒸氨。首先对进入蒸氨塔的原料氨水进行热分解，使溶解在水中的氨蒸发并使水中的挥发铵盐最大限度热解后，再加入分解固定铵盐的碱液，使碱液充分利用于分解固定铵盐，显著降低塔底外排蒸氨废水的全氨含量。优点是在充分热分解挥发氨后再加碱分解固定铵盐，可充分利用碱液，通过设在蒸氨塔外的两条汽相通道管，合理安排塔内各层塔板汽相浓度；可有效降低外排废水全氨含量，并能减少外排废水总量。该工艺可用于单独处理剩余氨水工艺，也可用于将循环洗氨水和剩余氨水合并处理的水洗氨工艺。
文档编号C02F1/04GK102107886SQ20111000723
公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者孟凡盛, 段有龙, 马增礼 申请人:中冶焦耐(大连)工程技术有限公司, 中冶焦耐工程技术有限公司
