含氨废水的高效回收技术

  

含氨废水的高效回收技术

1.成果简介

焦油污水来源于炼焦煤带入水、炼焦化合水、粗苯分离水、精苯分离水、焦油加工分离水、煤气水封水、蒸汽冷凝水、刷车污水等,其中炼焦煤带入水等炼焦化合水通常称为剩余氨水,剩余氨水中含有氨、硫化氢、氰化物、酚、煤焦油等多种化合物, pH值为7-10,该污水在蒸氨处理过程中具有很强的腐蚀性。原有蒸氨工艺采用格栅塔板,分离效率低、蒸汽消耗大,每吨原料水平均消耗蒸汽约0.20吨(对应塔釜游离氨浓度为300mg/L)。
项目实施采取的关键技术 运用美国SIMSCI公司PRO-Ⅱ软件进行蒸氨系统优化设计,利用清华大学自主开发高效斜孔塔板代替传统栅板塔,提高了蒸氨的分离效率,降低了蒸氨热耗;利用热导油技术解决了蒸氨蒸汽不稳定,废水量大和环境污染问题;优化工艺设备防腐设计,根据蒸氨过程中各种介质腐蚀性质不同选择不同耐腐蚀材质,解决蒸氨腐蚀严重问题;利用蒸氨废水与原料氨水多级换热,充分利用余热回收降低能耗,解决环境污染问题。

2.实施具体内容

剩余氨水蒸氨工艺与设备设计
系统工艺设计热力学方程采用修正NRTL方程的基础上运用美国SIMSCI公司的PRO-II软件进行系统模拟优化,确定工艺条件,包括流程的组织形式,精馏塔的理论板数与进料位置,塔内温度、压力和浓度分布,回流比与采出量,换热器负荷,再沸器负荷,冷凝器负荷。
在设备实施中,采用斜孔塔板作为内构件,取代原有栅板。斜孔塔板是清华大学在充分分析了现有塔板汽液流动形式和液沫夹带产生机理后,自行开发的新型塔板。具有以下特点: 1.塔板上冲有一排排斜孔与液流方向垂直,汽相从斜孔水平方向喷出,降低了由于气体垂直上喷而产生的雾沫夹带,造成液体高度湍流,使塔板单位截面积的允许气速提高,在相同条件下比浮阀塔处理能力高约30-40%;2.相邻两排孔开口相对、交错排列,斜孔气体相互牵制,消除了气液并流造成的液滴不断加速现象;3.板上保证均匀的液面,使气体与液体的有较长的的接触时间,液体能不断的分散聚合,表面不断更新,保证了气液良好接触,促进了传质;4.结构简单且不易堵塞。
导热油工艺设计
蒸氨生产以导热油代替蒸汽加热,原理是以焦炉煤气为燃料给导热油炉加热提高导热油温度,代替蒸汽用于蒸氨生产,目的是提高蒸氨效率,稳定生产,降低生产能耗,改善操作环境。导热油是一种有机载体,它具有良好流动性,耐高温,热稳定性好,抗氧化性强,导热系数大,无毒无味,无腐蚀。
设备防腐设计
设备材料采用分段防腐设计。

3.技术指标

1. 利用清华大学复合斜孔塔板代替传统栅板塔,提高了蒸氨的分离效率,降低蒸氨能耗,蒸汽消耗由原来180-200公斤/吨剩余氨水降至120-150公斤/吨剩余氨水(对应进料游离氨含量为4-6g/L,塔釜游离氨含量为300mg/L);
2.利用热导油替代蒸气作为蒸氨热源,不再使用直接蒸气,解决了蒸氨能耗高的问题,克服了冬季蒸气紧张对生产造成的不稳定影响,同时减少废水产生量,降低了环境污染;
3.优化工艺设备防腐设计,根据蒸氨过程中各种介质腐蚀性质不同选择不同耐腐蚀材质,解决蒸氨设备腐蚀严重问题。
4.应用说明及效益分析
济钢焦化厂蒸氨新工艺于2002年10月份投产,投产以来工艺运行稳定,节能效果显著,年节约蒸汽7.88万吨,降低环境污染、改善职工操作环境,每年少产生污水7.88万吨,年创效益800.7万元/年。
上述技术在根据厂方实际情况进行针对性设计后,已分别在哈尔滨气化厂、贵阳煤气气源厂成功实施。


项目联系人:汤志刚 通讯地址:清华大学化工系分离教研组
邮编:100084 电话:010-62785603 传真:010-62770304项目编号:200401