焦化厂剩余氨水蒸氨工艺的探讨
剩余氨水蒸氨工艺探讨
摘要 分别介绍了水蒸气蒸氨工艺、导热油加热间接蒸氨工艺、管式炉加热间接蒸氨工艺以及水蒸气加热间接蒸氨工艺的工艺流程和特点。国内大多采用水蒸气直接蒸氨工艺，该工艺成熟、简单安全；导热油加热间接蒸氨工艺、管式炉加热间接蒸氨工艺相对较为复杂，但降低了蒸氨废水排放量，在节能减排、增加效益方面有很大的优势。并对蒸氨过程中采用的塔盘形式和性能及塔设备的材质进行了分析比较，可为企业在选择蒸氨工艺及塔设备时提供参考。
关键词 剩余氨水 蒸氨工艺
引 言
蒸氨是将焦化工序产生的化工分离废水和剩余氨水进行蒸馏，通过蒸氨处理后，降低其NH3—N含量，为下一步生化处理进行必要的前期处理。目前，国内大多采用水蒸气蒸氨的工艺，这种工艺具有工艺成熟的特性。另外，也已经出现了一些新的蒸氨工艺：导热油加热间接蒸氨工艺和管式炉加热间接蒸氨工艺以及水蒸气加加热间接氨工艺法等。降低生产成本、节能减排，已经成为国家和企业均十分重视的课题，焦化企业合理选择蒸氨工艺及其相关塔设备有着常重要的意义。
内 容
1蒸氨工艺
1.1水蒸气直接蒸氨工艺
剩余氨水经除油后，作为蒸氨的原料氨水，进料经氨水换热器换热升温后，从蒸氨塔的上部进信，塔底通入饱和蒸汽作为热源，对氨水进行直接蒸馏。送入蒸氨装置处理的废水主要含有挥发性氨和固定铵盐，废水中的固定铵是强酸弱碱生成的盐类，在水中加热难以分解，所以在塔的适当部位，加入30%左右的NaOH,进行固定铵分解，反应式如下：
NH4CL+NaOH NH4OH+NaCL
NH4SCN+NaOH NH4OH+NaSCN
其工工艺流程示于图1
目前，国内大多采用水蒸气直接蒸氨的工艺，这种工艺具有工艺成熟的特性，工艺简单，投资省，安全可靠性高。
用水蒸气直接蒸氨的蒸汽消耗大，通常是焦化生产工艺过程中水蒸气的最大用户，它与企业重点开展的节能降耗、增加企业效益的愿景不符，同时增加了外排废水量。
部分冶金企业采用的是余压蒸汽，水蒸气压力的不稳定和压力达不到0.4MPa—0.6MPa要求，使得蒸氨塔底温度无法满足生产要求，导致蒸氨塔的废氨水含氨量指标超标，生产单位通常采用的方法是增加蒸汽使用量，使得蒸汽消耗进一步加大，形成恶性循环，加重企业的生产成本。
1.2导热油加热间接蒸氨工艺
国内首先采用导热油加热间接蒸氨工艺的是济钢焦化厂。该厂原采用水蒸气直接蒸氨工艺，其蒸氨塔是隔栅塔板，水蒸气消耗大，采用这种蒸氨工艺后，蒸氨塔改为板式斜孔塔，水蒸气完全取消，采用导热油炉加热导热油，加热后的导热油给蒸氨塔底的废氨水再沸器提供蒸氨热源，其工艺流程如图2。
图2 导热油加热间接蒸氨工艺流程示意图
这种蒸氨工艺在原有蒸氨系统上需要增加一套导热油加热炉、2台导热油储槽、1台高温油泵和1台再沸器，工艺相对较为复杂，建设投资大。该蒸氨工艺能够确保蒸氨系统操作的稳定运行，废氨水含氨量指标完全达到生产工艺要求，不增加外排废水量。
导热油长期在250℃条件下运行，会存在变质问题，少量裂解气排入大气也会对与环境造成污染，通常一年需要更换一次新的导热油，目前导热油价格约8000—9000元/t，一次更换成本约20—30万元，而且更换新的导热油，需要请专业队伍清洗所有导热油管道和储槽；用于导热加热的设备管道必须防止泄漏，一方面查找漏点十分困难，另一方面则会造成昂贵的导热油损失，甚至引发其他事故。
1.3 管式炉加热间接蒸氨工艺
管式炉加热间接蒸氨工艺早期在原南京梅山焦化厂采用，2006年5月新疆大黄山投产的焦化工程中的蒸氨也是采用该工艺，这种蒸氨工艺采用管工炉加热蒸氨塔底的废水，形成部分汽净化，返回塔底提供给蒸氨塔所需要的热能，其工艺流程图如图3
这种蒸氨工艺在原有水蒸氨直接蒸氨系统是需要增加1套管式炉和1台氨水循环泵，工艺相对较为复杂，生产管理方便。该蒸氨工艺能够确保蒸氨系统操作的稳定运行，废氨水含量氨时指标完全达到生产工工艺的要求，不增加外排量。
工艺主要缺点是：对管式炉炉管材质有一定要；同时管式炉是明火设备，要求与易燃易爆区域的安全距离较大，否则该工艺存在安全隐患。
1.4水蒸气加热间接蒸氨工艺
这种工艺采用水蒸气通过蒸氨塔底废氨水再沸器间接加热作为蒸氨能源，在间接萧氨工艺中相对最为简单、安全，生产管理最为方便，建设投资最省，首钢京塘焦化工程就是采用这种工艺。
该工艺作为间接加热的热源蒸汽必须保证足够的压力，气源要求充足且稳定，这是确保蒸氨系统稳定运行和废氨水含氨量指标完全达标到生产工艺要求的前提条件。该工艺不增加外排蒸氨废水量。
2 结 论
2.1 国内大都是采用水蒸气直接蒸氨工艺，这种工艺具有工艺成熟、简单安全的特性。
2.2 间接蒸氨工艺（水蒸气间接加热除外）比直接蒸氨工艺复杂，但节约了生产蒸汽所消耗的水，降低了蒸氨废水排放量，尤其适合淡水严重短缺地区。
2.3 导热油加热间接蒸氨工艺和管式炉加热间接蒸氨工艺在企业节能降耗、减少废水外排量、增加效益方面有优势。
企业在具有压力足够稳定、量充足的剩余水蒸气气源时，可以考虑选择用水蒸气加热间接蒸氨工艺，以达到合理利用和降低蒸氨废水排放量的目的。
2.4 选择新型高效的塔设备对提高蒸氨效率以及节能降耗有着重要意义。
