剩余氨水蒸氨工藝探討

摘要  分別介紹了水蒸氣蒸氨工藝、導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝、管式爐加熱間接蒸氨工藝以及水蒸氣加熱間接蒸氨工藝的工藝流程和特點(diǎn)。國內(nèi)大多采用水蒸氣直接蒸氨工藝，該工藝成熟、簡(jiǎn)單安全；導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝、管式爐加熱間接蒸氨工藝相對(duì)較為復(fù)雜，但降低了蒸氨廢水排放量，在節(jié)能減排、增加效益方面有很大的優(yōu)勢(shì)。并對(duì)蒸氨過程中采用的塔盤形式和性能及塔設(shè)備的材質(zhì)進(jìn)行了分析比較，可為企業(yè)在選擇蒸氨工藝及塔設(shè)備時(shí)提供參考。

關(guān)鍵詞  剩余氨水   蒸氨工藝

引  言

蒸氨是將焦化工序產(chǎn)生的化工分離廢水和剩余氨水進(jìn)行蒸餾，通過蒸氨處理后，降低其NH₃—N含量，為下一步生化處理進(jìn)行必要的前期處理。目前，國內(nèi)大多采用水蒸氣蒸氨的工藝，這種工藝具有工藝成熟的特性。另外，也已經(jīng)出現(xiàn)了一些新的蒸氨工藝：導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝和管式爐加熱間接蒸氨工藝以及水蒸氣加加熱間接氨工藝法等。降低生產(chǎn)成本、節(jié)能減排，已經(jīng)成為國家和企業(yè)均十分重視的課題，焦化企業(yè)合理選擇蒸氨工藝及其相關(guān)塔設(shè)備有著常重要的意義。

內(nèi)  容

1 蒸氨工藝

1.1  水蒸氣直接蒸氨工藝

剩余氨水經(jīng)除油后，作為蒸氨的原料氨水，進(jìn)料經(jīng)氨水換熱器換熱升溫后，從蒸氨塔的上部進(jìn)信，塔底通入飽和蒸汽作為熱源，對(duì)氨水進(jìn)行直接蒸餾。送入蒸氨裝置處理的廢水主要含有揮發(fā)性氨和固定銨鹽，廢水中的固定銨是強(qiáng)酸弱堿生成的鹽類，在水中加熱難以分解，所以在塔的適當(dāng)部位，加入30%左右的NaOH,進(jìn)行固定銨分解，反應(yīng)式如下：

NH₄CL+NaOH     NH₄OH+NaCL

NH₄SCN+NaOH    NH₄OH+NaSCN

其工工藝流程示于圖1

圖1   水蒸氣直接蒸氨工藝流程示意圖

目前，國內(nèi)大多采用水蒸氣直接蒸氨的工藝，這種工藝具有工藝成熟的特性，工藝簡(jiǎn)單，投資省，安全可靠性高。

用用水蒸氣直接蒸氨的蒸汽消耗大，通常是焦化生產(chǎn)工藝過程中水蒸氣的最大用戶，它與企業(yè)重點(diǎn)開展的節(jié)能降耗、增加企業(yè)效益的愿景不符，同時(shí)增加了外排廢水量。

部分冶金企業(yè)采用的是余壓蒸汽，水蒸氣壓力的不穩(wěn)定和壓力達(dá)不到0.4MPa—0.6Pa要求，使得蒸氨塔底溫度無法滿足生產(chǎn)要求，導(dǎo)致蒸氨塔的廢氨水含氨量指標(biāo)超標(biāo)，生產(chǎn)單位通常采用的方法是增加蒸汽使用量，使得蒸汽消耗進(jìn)一步加大，形成惡性循環(huán)，加重企業(yè)的生產(chǎn)成本。

1.2  導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝

國內(nèi)首先采用導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝的是濟(jì)鋼焦化廠。該廠原采用水蒸氣直接蒸氨工藝，其蒸氨塔是隔柵塔板，水蒸氣消耗大，采用這種蒸氨工藝后，蒸氨塔改為板式斜孔塔，水蒸氣完全取消，采用導(dǎo)熱油爐加熱導(dǎo)熱油，加熱后的導(dǎo)熱油給蒸氨塔底的廢氨水再沸器提供蒸氨熱源，其工藝流程如圖2。

圖2 導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝流程示意圖

這種蒸氨工藝在原有蒸氨系統(tǒng)上需要增加一套導(dǎo)熱油加熱爐、2臺(tái)導(dǎo)熱油儲(chǔ)槽、1臺(tái)高溫油泵和1臺(tái)再沸器，工藝相對(duì)較為復(fù)雜，建設(shè)投資大。該蒸氨工藝能夠確保蒸氨系統(tǒng)操作的穩(wěn)定運(yùn)行，廢氨水含氨量指標(biāo)完全達(dá)到生產(chǎn)工藝要求，不增加外排廢水量。

導(dǎo)熱油長期在250℃條件下運(yùn)行，會(huì)存在變質(zhì)問題，少量裂解氣排入大氣也會(huì)對(duì)與環(huán)境造成污染，通常一年需要更換一次新的導(dǎo)熱油，目前導(dǎo)熱油價(jià)格約8000元/t—9000元/t，一次更換成本約20萬元—30萬元，而且更換新的導(dǎo)熱油，需要請(qǐng)專業(yè)隊(duì)伍清洗所有導(dǎo)熱油管道和儲(chǔ)槽；用于導(dǎo)熱加熱的設(shè)備管道必須防止泄漏，一方面查找漏點(diǎn)十分困難，另一方面則會(huì)造成昂貴的導(dǎo)熱油損失，甚至引發(fā)其他事故。

1.3 管式爐加熱間接蒸氨工藝

管式爐加熱間接蒸氨工藝早期在原南京梅山焦化廠采用，2006年5月新疆大黃山投產(chǎn)的焦化工程中的蒸氨也是采用該工藝，這種蒸氨工藝采用管工爐加熱蒸氨塔底的廢水，形成部分汽凈化，返回塔底提供給蒸氨塔所需要的熱能，其工藝流程圖如圖3

這種蒸氨工藝在原有水蒸氨直接蒸氨系統(tǒng)是需要增加1套管式爐和1臺(tái)氨水循環(huán)泵，工藝相對(duì)較為復(fù)雜，生產(chǎn)管理方便。該蒸氨工藝能夠確保蒸氨系統(tǒng)操作的穩(wěn)定運(yùn)行，廢氨水含量氨時(shí)指標(biāo)完全達(dá)到生產(chǎn)工工藝的要求，不增加外排量。

工藝主要缺點(diǎn)是：對(duì)管式爐爐管材質(zhì)有一定要；同時(shí)管式爐是明火設(shè)備，要求與易燃易爆區(qū)域的安全距離較大，否則該工藝存在安全隱患。

1.4  水蒸氣加熱間接蒸氨工藝

 這種工藝采用水蒸氣通過蒸氨塔底廢氨水再沸器間接加熱作為蒸氨能源，在間接蕭氨工藝中相對(duì)最為簡(jiǎn)單、安全，生產(chǎn)管理最為方便，建設(shè)投資最省，首鋼京塘焦化工程就是采用這種工藝。

該工藝作為間接加熱的熱源蒸汽必須保證足夠的壓力，氣源要求充足且穩(wěn)定，這是確保蒸氨系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和廢氨水含氨量指標(biāo)完全達(dá)標(biāo)到生產(chǎn)工藝要求的前提條件。該工藝不增加外排蒸氨廢水量。

2             結(jié)  論

2.1、國內(nèi)大都是采用水蒸氣直接蒸氨工藝，這種工藝具有工藝成熟、簡(jiǎn)單安全的特性。

2.2、間接蒸氨工藝（水蒸氣間接加熱除外）比直接蒸氨工藝復(fù)雜，但節(jié)約了生產(chǎn)蒸汽所消耗的水，降低了蒸氨廢水排放量，尤其適合淡水嚴(yán)重短缺地區(qū)。

2.3、導(dǎo)熱油加熱間接蒸氨工藝和管式爐加熱間接蒸氨工藝在企業(yè)節(jié)能降耗、減少廢水外排量、增加效益方面有優(yōu)勢(shì)。

企業(yè)在具有壓力足夠穩(wěn)定、量充足的剩余水蒸氣氣源時(shí)，可以考慮選擇用水蒸氣加熱間接蒸氨工藝，以達(dá)到合理利用和降低蒸氨廢水排放量的目的。

2.4、選擇新型高效的塔設(shè)備對(duì)提高蒸氨效率以及節(jié)能降耗有著重要意義。

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