申请日2015.04.07
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C02F1/20; C01C1/12
摘要
本实用新型属于煤化工领域。具体地，本实用新型涉及一种用于碎煤加压气化污水处理工艺的氨气净化系统及其酚氨回收装置。所述氨气净化系统包括：脱氨塔、三级冷凝分液装置、氨气净化塔、碱液槽和中间循环管线;其中，所述脱氨塔经所述三级冷凝分液装置和中间循环管线与所述氨气净化塔底部相连，所述氨气净化塔又在塔顶与所述碱液槽连通;所述氨气净化塔经除氨后的塔釜液一部分并入中部循环管线返回氨气净化塔继续做吸收剂，另一部分返回碱液槽循环使用。利用碱液吸收氨气净化塔中氨气，使氨水中酚含量达到送往烟气脱硫装置酚含量指标，实现氨气净化塔运行安、稳、长、满、优的良性循环。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于碎煤加压气化污水处理工艺的氨气净化系统，其特征在于，所述氨气净化系统包括：
脱氨塔、三级冷凝分液装置、氨气净化塔、碱液槽和中间循环管线;
其中，所述脱氨塔经所述三级冷凝分液装置和中间循环管线与所述氨气净化塔底部相连，所述氨气净化塔又在塔顶与所述碱液槽连通;所述氨气净化塔经除氨后的塔釜液一部分并入中部循环管线返回氨气净化塔继续做吸收剂，另一部分返回碱液槽循环使用。
2.根据权利要求1所述的氨气净化系统，其特征在于，所述三级冷凝分液装置包括：
一级冷凝器，其壳程与其管程原料污水换热至125度左右后，进入一级分液罐进行气液分离;
二级冷凝器，其壳程与其管程循环冷却水换热冷却至90℃左右后进入二级分液罐进行气液分离;
三级冷凝器，其壳程与其管程循环冷却水换热冷却至45℃左右后进入三级分液罐进行气液分离;
所述一、二、三级分液罐进行气液分离后的氨凝液分别排入氨凝液分油罐。
3.根据权利要求1或2所述的氨气净化系统，其特征在于，所述氨气净化系统还包括自所述碱液槽底至所述氨气净化塔的回流泵入口管线。
4.根据权利要求1或2所述的氨气净化系统，其特征在于，所述氨气净化塔连接有导出所述塔釜液的塔釜泵出口管线，从所述塔釜泵出口管线上在调节阀前增加一条去中冷循环泵出口的管线。
5.根据权利要求1或2所述的氨气净化系统，其特征在于，所述氨气净化塔连接有导出所述塔釜液的塔釜泵出口管线，从所述塔釜泵出口管线上在调节阀后增加一条去碱液槽的管线。
6.根据权利要求1或2所述的氨气净化系统，其特征在于，所述碱液槽连接有放空管线，在所述放空管线增加呼吸阀。
7.根据权利要求1或2所述的氨气净化系统，其特征在于，所述碱液槽连接有溶碱槽。
8.根据权利要求7所述的氨气净化系统，其特征在于，在所述溶碱槽上设置泵回流管线。
9.一种用于碎煤加压气化污水处理的酚氨回收装置，其特征在于，所述酚氨回收装置包括：
脱酸系统;
根据权利要求1-8任一项所述的氨气净化系统;
萃取系统;
溶剂气提系统;
溶剂回收系统。
说明书
用于碎煤加压气化污水处理工艺的氨气净化系统及其酚氨回收装置
技术领域
本实用新型属于煤化工领域。具体地，本实用新型涉及一种用于碎煤加压气化污水处理工艺的酚氨回收装置的氨气净化装置。
背景技术
我国资源的基本特点是富煤、贫油、少气，据统计，我国煤炭资源储量可供国家使用200年，其中褐煤和长焰煤等所占比较最大，约占60%以上。碎煤加压气化所用煤种范围比较宽，从低阶的褐煤到高级烟煤、无烟煤均可气化。对于劣质的褐煤、长焰煤更是比较合理、廉价的气化用煤，将这部分低阶煤转化为清洁的气体燃料，尤其在煤制天然气、煤制甲醇、煤制合成氨及煤间接液化工艺路线上具有很强的竞争力，同时是国家十二五规划提出的煤炭洁净转化利用方式，有广阔的发展前景。
然而，碎煤加压气化工艺技术生产过程中会产生大量的高污染、高浓度煤气化废水，水质成分极其复杂，这些废水的污染负荷非常高，来自上游除完油、尘后的煤气水经酚氨回收装置回收有价物质(酚和氨)后的废水送往生化处理及深度处理装置进一步处理后分级回用，实现循环利用。
目前酚氨回收装置一般采用脱酸——脱氨——萃取——溶剂汽提——溶剂回收相结合的工艺路线。
其中，脱氨单元的工艺流程：脱氨塔顶采出的粗氨气经氨气一级冷凝器壳程与其管程原料污水换热至125度左右后，进入一级分液罐，进行气液分离，氨凝液排入氨凝液分油罐(后两级分离的氨凝液也相同);氨气经氨气二级冷凝器壳程与其管程循环冷却水换热冷却至90℃左右后进入二级分液罐进行气液分离，氨气经氨气三级冷凝器壳程与其管程循环冷却水换热冷却至45℃左右后进入三级分液罐。三级分液罐上部出来的富氨气约40℃进入氨气净化塔净化洗涤，除油后的氨凝液通过泵送人脱氨塔顶部做冷回流。氨在吸收过程中放出的热通过中部循环冷却系统带走。塔釜液返回原料水罐;净化塔塔顶气相进入氨吸收器壳程用新鲜水喷淋，吸收成15%稀氨水，在吸收过程放出的热量被管程的循环冷却水带走。稀氨水进入稀氨水罐，然后由 稀氨水泵送至烟气脱硫装置。送往烟气脱硫的氨水设计指标是酚<50mg/l，H2S<50mg/l，CO2<20mg/l。
该工艺中含有煤气发生、洗涤、冷却和净化过程，其间产生的焦油、酚、氨等物质大部分进入洗气废水中。废水中污染物成分复杂，属高浓度有毒难降解有机工业废水，其污水处理已成为碎煤加压气化工艺发展的瓶颈。
目前国内采用相同酚氨回收装置的厂家已投产装置都存在稀氨水中酚含量超标的问题亟待解决。具体地，现有酚氨回收装置存在的问题主要包括：
1、操作1.生产的稀氨水中的酚含量达不到设计的酚含量，且国内相同装置的指标也尽相同，总酚从100mg/l左右到1000mg/l以上的都有，都对烟气脱硫装置的运行和产品硫铵的质量造成很大的影响。
2.当烟气脱硫装置不能全部消耗掉酚回收生产的氨水时，氨水只能在酚回收系统内部循环，导致原料酚水中氨的含量累积，加重了脱氨单元的负荷，最终又会造成出口稀酚水中氨的含量增加，影响生化装置的正常运行。
3.稀氨水指标不合格导致的一系列环保问题已成为碎煤加压气化工艺满负荷生产的瓶颈。
发明内容
针对以上技术问题，本实用新型的一个目的是提供一种用于碎煤加压气化生产工艺的氨气净化系统。本实用新型的另一个目的是提供一种使用如前所述氨气净化系统的用于碎煤加压气化生产的酚氨回收装置。
为了解决上述技术问题并实现上述发明目的，本实用新型进行了大量的研究和探索，创造性地提出利用酚、CO2和H2S与NaOH发生化学反应的性质，将原氨气净化塔由氨水吸收改为用NaOH溶液吸收。方程式为：
C6H5OH+NaOH=C6H5ONa+H2O;
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
H2S+2NaOH=Na2S+2H2O。
具体地，本实用新型提供以下技术方案：
一方面，本实用新型提供一种用于碎煤加压气化生产工艺的氨气净化系统，所述氨气净化系统包括：
脱氨塔、三级冷凝分液装置、氨气净化塔、碱液槽和中间循环管线;
其中，所述脱氨塔经所述三级冷凝分液装置和中间循环管线与所述氨气净化塔底部相连，所述氨气净化塔又在塔顶与所述碱液槽连通;所述氨气净化塔经除氨后的塔釜液一部分并入中部循环管线返回氨气净化塔继续做吸收剂，另一部分返回碱液槽循环使用。
优选地，根据如前所述的氨气净化系统，所述三级冷凝分液装置包括：
一级冷凝器，其壳程与其管程原料污水换热至125度左右后，进入一级分液罐进行气液分离;
二级冷凝器，其壳程与其管程循环冷却水换热冷却至90℃左右后进入二级分液罐进行气液分离;
三级冷凝器，其壳程与其管程循环冷却水换热冷却至45℃左右后进入三级分液罐进行气液分离;
上所述一至三级分液罐进行气液分离后的氨凝液分别排入氨凝液分油罐。
优选地，根据如前所述的氨气净化系统，所述氨气净化系统还包括自所述碱液槽底至所述氨气净化塔的回流泵入口管线，利用该泵将NaOH溶液作为塔顶回流，向塔内连续加入NaOH溶液。
优选地，根据如前所述的氨气净化系统，所述氨气净化塔连接有导出所述塔釜液的塔釜泵出口管线，从所述塔釜泵出口管线上在调节阀前增加一条去中冷循环泵出口的管线，使塔釜中未完全反应的NaOH溶液能循环使用，同时保留并增大中冷循环量。
优选地，根据如前所述的氨气净化系统，所述氨气净化塔连接有导出所述塔釜液的塔釜泵出口管线，从所述塔釜泵出口管线上在调节阀后增加一条去碱液槽的管线，可以把塔釜的NaOH溶液送入碱液槽以保持塔的正常液位。
优选地，根据如前所述的氨气净化系统，所述碱液槽连接有放空管线，在所述放空管线增加呼吸阀，只有当所述碱液槽内压力达到设计压力0.2MPa 时，才能进入大气。进一步优选地，为防止所述呼吸阀堵塞，在呼吸阀下部管线内增加冲洗水。
优选地，根据如前所述的氨气净化系统，为保持氨气净化塔塔顶回流和入脱氨塔的碱浓度的稳定，所述碱液槽连接有溶碱槽，通过溶碱槽向碱液槽连续补碱。进一步优选地，为防止溶碱槽泵憋泵，在所述溶碱槽上设置泵回流管线。
另一方面，本实用新型提供一种用于碎煤加压气化生产的酚氨回收装置，所述酚氨回收装置包括：
脱酸系统;
如前所述的氨气净化系统;
萃取系统;
溶剂气提系统;
溶剂回收系统。
本氨气净化塔碱液吸收方法，适用于鲁奇、碎煤加压气化酚氨回收工艺。
现有技术中一般采用氨气净化塔采用稀氨水吸收的方法，氨水中酚含量超标，达不到烟气脱硫装置接受指标，影响了烟气脱硫装置、酚回收装置和生化装置的正常运行。而本实用新型的氨气净化塔采用碱液吸收方法，能大大降低稀氨水中的酚和酸性气体的含量，满足烟气脱硫装置的需要。同时，现有工艺氨气净化塔采用稀氨水吸收，低温除杂质、碱洗、吸附等步骤，流程长，工艺复杂，投资大。而本实用新型在氨气净化塔就直接采用碱洗的方法，工艺简单，流程短，投资小。
本实用新型的脱氨系统将氨气净化塔采用碱液吸收具有以下优点：
1、改用碱液吸收后，能大大降低稀氨水中的酚、H2S的含量，可以有效降低稀氨水中的酚和酸性气体的含量，保证烟气脱硫装置的正常运行，减少硫排放。
2、可以提高烟气脱硫装置硫铵的产品质量，提高产品价格。受质量影响，有的企业根本就卖不出去;有的企业只能降价处理。
3、可以防止酚回收原料酚水中氨含量的积累和波动，保证出口稀酚水中总氨指标稳定，有利于生化装置的稳定运行，减少污水处理成本。
4、可以提高脱氨单元的脱除效率，增加送往烟气脱硫装置的稀氨水的产量，减少外购液氨量。
5、酚回收装置脱氨单元的稳定运行，可以大大减少氨放空对环境产生的污染。
6、保证酚回收装置脱除的氨能最大限度的外送，有利于原料水中氨含量的稳定，减少出口稀酚水中总氨指标的波动，保证生化装置的稳定运行。实现酚回收装置安、稳、长、满、优的良性循环。