[实用新型]一种含氨变换凝液废水制取纯液氨的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种含氨变换凝液废水制取纯液氨技术领域，特别涉及一种含氨变换凝液废水制取纯液氨的方法及装置。

背景技术

我国是个煤多气少的国家，目前，大多数化工企业均采用煤为原料，而变换工段是每个煤化工装置必不可少的工段。由于煤气化后的气体中含有少量氨，在变换工段的高温气体经过换热冷却后生产了大量的含氨废水。尤其水煤浆气化工艺中产生的变换凝液废水中的氨含量要高出粉煤气化工艺很多。

目前正在运行的煤化工厂中对含氨变换凝液废水的处理主要有单塔蒸汽气提、双塔汽提和单塔加压侧线抽氨汽提、单塔加压侧线抽出汽提+冷却吸收等方式。

如图1所示，单塔蒸汽气提主要流程描述如下：变换工段中所有的冷凝液经冷凝器1加热后送至变换汽提塔2上部，变换汽提塔2的塔底通入一定量的低压蒸汽。变换凝液中的轻组分在蒸汽气提的作用下从变换凝液中分离出来，从汽提塔顶部排出，经冷凝器1冷凝后送入气液分离器3分离成酸性气和冷凝污水。酸性气排入火炬或硫回收装置，含氨冷凝液经冷凝器4冷凝后，通过泵5返回汽提塔上部或者不回流作为污水外排。

此流程存在如下不足：

(1)来自变换工段的变换凝液中一般含有来自煤中的H₂S、CO₂、氨、Cl^-、CN^-等组分。这些组分如不加以处理直接送至变换汽提塔中，将会对变换汽提塔、塔内件及其附属设备产生腐蚀。目前众多煤化工厂都已出现此类问题。

(2)如采用上述单塔蒸汽气提工艺处理变换凝液，如果塔顶分凝器的含氨冷凝液不回流，则有汽提污水需要外排。如果冷凝液返回汽提塔内参与洗涤，二氧化碳，硫化氢和氨则会在回流流程中累积，造成设备、管道的腐蚀和堵塞。

(3)如采用上述单塔蒸汽气提工艺处理变换凝液，汽提塔塔顶排出的是二氧化碳、硫化氢与氨的混合气，在后续的冷凝过程中，气相管线因降温时二氧化碳、硫化氢和氨极易生成NH₄HS和NH₄HCO₃铵盐结晶，造成汽提塔塔顶塔板、塔顶冷凝器的腐蚀和管道堵塞。

(4)如采用上述单塔蒸汽气提工艺处理变换凝液，氨作为有害物质进行焚烧处理，不仅浪费资源，也造成了环境污染。

如图2所示，双塔汽提主要流程描述如下：变换凝液经加热后进入二氧化碳汽提塔10上部，二氧化碳汽提塔10塔底通入氨汽提塔20上部产出的二次低压蒸汽。二氧化碳和硫化氢气体从二氧化碳汽提塔10顶部排出，经冷凝器30冷凝后送入气液分离器40分离成酸性气和冷凝污水，气液分离器40顶部不凝的酸性气排入火炬或硫回收工段，二氧化碳汽提塔10底部凝液废水进入氨汽提塔20上部，氨汽提塔20通入一定量的低压蒸汽，氨蒸气从氨汽提塔20塔顶排出，经过冷凝器50一次冷凝后，送入气液分离器60内进行气液分离，得到富氨气和冷凝污水，冷凝污水作为一级冷凝液返回氨汽提塔20内，富氨气经过冷凝器70二次冷凝后送入气液分离器80进行气液分离，气液分离器80分离的冷凝污水作为二级冷凝液作为污水外排，富氨气排入火炬或硫回收工段。

此流程克服了单塔蒸汽气提中的部分缺陷，但是仍然把氨当做有害物质处理，没有回收，流程中有污水需要外排。

如图3所示，单塔加压侧线抽出汽提主要流程描述如下：

变换凝液经过冷凝器10a和加热器20a分别冷凝和加热后，分冷、热两股分别从汽提塔30a的上部和中上部进入汽提塔30a，汽提出的CO₂、H₂S等酸性气体及微量氨、水蒸气由汽提塔30a顶部送出，直接送入火炬或硫回收装置。变换凝液中的氨在汽提塔30a的中部富集，被侧采出来后经冷凝器40a、40b、40c、40d和气液分离器50a、50b、50c进行三级冷凝和分液后，得到较高浓度的粗氨气，送至氨精制部分进一步处理。三级分凝液混合后返回原料罐。

此流程改进了双塔汽提工艺，但是也存在如下不足：

(1)氨蒸气经过三级冷凝，可以得到浓度为99％左右的富氨气，其中CO₂含量约为20ppm，H₂S含量约为1000ppm，但是仍然不能直接用来配制H₂S的含量小于100ppm，浓度为20％的合格稀氨水。