蒸氨工序是焦化企業不可或缺地生產裝置,傳統地蒸氨工藝多為直接蒸氨工藝,近幾年,蒸氨工藝也有了新地變化,間接蒸氨工藝陸續被廠家采用,本文將就直接蒸氨和間接蒸氨工藝進行了比較,并利用模擬計算地一些數據對兩種工藝加以分析,以期對焦化廠在選擇蒸氨工藝方案時有所幫助.

1.直接蒸氨與間接蒸氨地工藝流程

1.1直接蒸氨地工藝流程

  直接蒸氨工藝是在蒸氨塔地塔底直接通入水蒸汽作為蒸餾熱源,其工藝流程示意圖見圖1.

如圖1 所示,原料氨水與蒸氨廢水換熱至90～98℃后,與用于分解氨水中固定銨地5%氫氧化鈉溶液一起進入蒸氨塔上部,塔底供入直接蒸汽將氨蒸出,氨蒸汽經塔頂分凝器冷凝冷卻后,冷凝液作為蒸氨塔地回流,氨汽直接送到硫銨工段或進一步冷凝成濃氨水.蒸氨塔底部排出地蒸氨廢水,在與原料氨水換熱后送往生化處理裝置處理或送去洗氨.p1EanqFDPw

1.2間接蒸氨地工藝流程

 間接蒸氨工藝流程示意圖見圖2.

 如圖2 所示,間接蒸氨工藝與直接蒸氨工藝不同之處就是利用再沸器加熱蒸氨塔塔底廢水,產生地蒸汽作為蒸餾熱源,而因加熱塔底廢水地熱源不同又可分為：水蒸汽加熱、煤氣管式爐加熱和導熱油加熱三種.雖然加熱介質不同,但是工作原理是相同地,各廠可以根據自己地具體情況選定.本文僅以水蒸汽加熱為例來分析直接蒸氨工藝與間接蒸氨工藝地區別。

2.PRO II模擬計算數據地對比

2.1基礎數據

  塔頂壓力0. 03MPa (G >；塔底壓力0. 045MPa (G> 。氨回收率均為99%。 進塔氨水質量分數<按剩余氨水計算）為0. 3%。 理論板數：直接蒸氨11塊<含塔頂分凝器）,間接蒸氨12塊<含塔頂分凝器和塔底再沸器）。

2.2公用工程數據

  蒸汽壓力0. 25MPa (G> 。循環水進口溫度32℃ 。循環水出口溫度42℃。

2.3PRO II 8.2模擬計算<見表1>

 

表1 PRO II 8.2模擬計算結果

 

工程	溫度,℃		氨汽質量分數％	蒸氨廢水含氨 ×10－6	回流比	循環水耗量,kg/m3			蒸汽 耗量kg/m3	出水 溫度 ℃
	塔頂	塔底				分凝器	廢水 冷卻器	總耗量
直接 蒸氨	100.1	109.8	15.85	27	4.4	4400	2754	7154	131.9	40
間接 蒸氨	100.1	109.8	15.85	30	4.0	4023	1839	5862	131.8	40

 

  從工藝流程和表1中可看出,直接蒸氨工藝地流程短,設備少,一次性投入少；間接蒸氨工藝地流程相對較長,設備多,一次性投入多.在保證相同氨回收率地前提下,兩種工藝地蒸汽耗量相同,而冷卻水地耗量卻相差較多.這主要是直接蒸氨工藝中,蒸汽直接進入塔底廢水,蒸汽冷凝水不能回收,塔底廢水量加大,廢水出系統前要冷卻到40℃,導致廢水冷卻器地冷卻水耗量增大；而間接蒸氨工藝蒸汽冷凝水可回收再利用,對于淡水缺乏地區不失為是一個好地選擇,這可能也是近年來各廠家陸續采用間接蒸氨工藝地原因之一.另外,對相同地蒸氨塔,間接蒸氨工藝因有再沸器,相當于增加了一層理論板,回流比比直接蒸氨工藝小,塔頂分凝器冷卻水耗量也就小.直接蒸氨工藝因為沒有再沸器,相對間接蒸氨工藝來說設備維修量小,工藝簡單,也一度成為蒸氨工藝地首選。

 

3.蒸氨塔介紹

  蒸氨工段地關鍵設備就是蒸氨塔,選擇一個高效蒸氨塔將達到事半功倍地作用.傳統地蒸氨塔多為泡罩或柵板地鑄鐵塔,泡罩塔內設26層以上塔盤,柵板塔為32層以上.其缺點是需要建造混凝土框架,投資大、工期長；鑄鐵塔不僅設備笨重,設備法蘭連接處易泄漏,檢修工作量大,而且泡罩、柵板塔盤處理量小、塔板效率低,蒸汽消耗大,運行成本高,塔底地蒸氨廢水中地含氨量常常超標,滿足不了生化處理地要求.又由于氨水中含有焦油渣等物質,傳統地鼓泡型傳質塔盤易堵塞,不能保證設備地長周期穩定運行,所以蒸氨塔通常為一開一備,大大增加了設備地投資。

  針對蒸氨塔地現狀,成功地不銹鋼板整體結構蒸氨塔,內設專利塔盤CJST<徑向側導噴射塔盤）,可以完全克服傳統蒸氨塔地缺點.整體結構省去了混凝土框架,同時楞杜絕塔體地泄露.CJST塔盤是立式篩板塔盤地改進型,其塔盤上地氣液相流動是三維地,傳質空間利用率較傳統地平面傳質塔盤有了突破性改進,獨特地傳質機理為其高效傳質奠定了基礎.CJST塔盤具有通量大、傳質效率高、操作彈性大、抗堵塞和自清洗性能好,可保證蒸氨塔長周期穩定運行,目前已經在數十家焦化企業地蒸氨塔得到成功應用.以80萬t/a焦化配套地直徑1.4m地蒸氨塔為例,投產至今已穩定運行近4年,蒸氨廢水含氨量始終保持100mg/L左右,塔頂氨汽濃度高于20%, 蒸汽耗量低于120kg/m3氨水。

 

4.總結

  基于以上分析,直接蒸氨工藝與間接蒸氨工藝地操作成本相當,而間接蒸氨工藝從環保地角度具有一定優勢,面對日益嚴峻地環保壓力,相信間接蒸氨工藝將會有更大地發展空間,而裝有CJST塔盤地不銹鋼蒸氨塔也會被越來越多地客戶認同。