焦炉烟气直接蒸氨装置

烟道气蒸氨技术方案与研发过程

所谓烟道气负压蒸氨，即是在负压状态下，利用烟道气余热加热从废水中回收氨的过程。

烟道气蒸氨的工艺流程如图3-1所示。

图3-1  烟道气蒸氨工艺流程图

    来自剩余氨水槽的剩余氨水，经过贫富液换热器与蒸氨废水进行换热后，在管道混合器与来自界区外的碱液混合后从蒸氨塔的中部加入。蒸氨塔底部分热废水通过循环泵进入烟气热管换热器循环加热后返回蒸氨塔釜；另外部分废水从塔底用釜底抽出泵抽出，与贫富液换热器换热，加热剩余氨水进料，再送至生化系统处理。蒸氨塔顶氨汽进入塔顶分缩器冷却调节回流和氨气浓度，氨气*终在全凝器中冷凝为氨水流入氨水中间罐，*后送入氨水大罐，供硫铵和脱硫使用。氨水中间罐与负压系统连通，以保持系统在负压下操作。

3.3 技术关键和解决方案

   实现烟道气蒸氨的关键技术有以下两个，一个是烟道气的高效利用技术，另一个是负压技术，包括负压形成技术-真空泵和负压精馏技术-负压精馏技术。

3.3.1烟道气高效利用技术-烟气热管换热器

    目前工业上回收烟道气余热大多**于烟道气间接利用，间接利用方式增加了能源转换环节，降低了能效。因此考虑烟道气工艺直用，即不经过另外转换，直接将烟道气用于加热废水.为了强化烟道气直用效果，本方案采用热管换热技术，可大幅提高了总传热系数，降低传热面积，有利保障烟道气蒸氨的成功实施。

3.3.2 负压成套技术

由于负压蒸氨可有效提高氨-水的相对挥发度，改善蒸氨效果；降低蒸馏温度，因此本技术方案中采用在负压下进行蒸氨。负压操作的技术关键有两个：一个是负压形成技术，即真空泵，另一个则是负压蒸馏技术，即负压精馏塔。

3.3.2.1负压形成技术-真空泵

工业装置负压的形成通常采用真空泵，氨水在负压下泡点降低，在工况波动时有可能形成不凝气带入真空泵，将对目前常用的机械式真空泵、液环式真空泵的润滑液体和工作液体产生损害，因此机械式真空泵和液环式真空泵均不适合用于负压蒸氨场合；而工业上经常使用的蒸汽喷射泵能耗较高，而且极易产生蒸汽冷凝废水，因此综合考虑之下，本技术方案*终确定采用水喷射式真空泵。采用水喷射真空泵除了运行能耗较低外，*大的优点在于可以较好地解决真空泵可能吸入不凝氨气后产生的废水的消纳问题。

3.3.2.2负压精馏技术-负压精馏塔

与常压精馏过程相比，负压精馏具有低温节能、相对挥发度提高，改善分离效果的优点，但是由于在负压下操作，气相密度降低，气体体积膨胀，负压精馏往往需要更大的精馏塔径和更低的气相压降。因此，开发处理能力大和气相阻力小的精馏塔内件是保证负压精馏成功运行的技术关键之一。填料虽然具有气相阻力小的特点，但是由于进料氨水中含有一定的悬浮物，有可能造成填料堵塞，因此填料不适合用于提馏段，提馏段采用板式塔较为合理，而且提馏段使用的塔板应具有气相阻力小的特点。传统塔板泡罩、浮阀和筛板由于处理量小和塔板阻力大不宜用于负压蒸氨场合，经过反复对比论证，本技术方案决定采用我公司自主研发的高效塔板-微元超导浮阀塔板。与常规塔板浮阀与筛板相比较，该塔板具有处理量大、分离效率高、塔板阻力小等优点，可保持稳定的液层和均匀的汽液接触过程。