基于氨水循環(huán)煤氣凈化生產工藝改造技術研究

魏玉東，馬 強

(臨渙焦化股份有限公司 淮北礦業(yè)，安徽 淮北 235141)

基于氨水循環(huán)煤氣凈化生產工藝改造技術研究

魏玉東，馬 強

(臨渙焦化股份有限公司 淮北礦業(yè)，安徽 淮北 235141)

臨渙焦化股份有限公司煤氣凈化車間由于送往焦爐的氨水循環(huán)中焦油含量高，造成粘度大，達不到工藝參數指標要求，經常出現噴頭堵塞現象，影響氨水噴灑效果，給生產工藝控制帶來一定難度，大大降低了煤氣凈化率，導致煤氣純度低，給后道工序甲醇的生產帶來不利因素，同時也增加了生產成本。為滿足焦化企業(yè)煤氣凈化車間生產實際的要求，對氨水循環(huán)系統(tǒng)生產工藝進行技術升級改造，在循環(huán)氨水泵進口增加計量泵，加入焦油氨水分離劑。改造后，確保了焦油氨水的徹底分離，提高了焦油在機槽的沉降，同時剩余氨水的COD也大為降低。改造后的生產工藝大大降低了剩余氨水的含油量，消除了因噴頭堵塞給生產帶來的影響，改善了后續(xù)生化污水處理站的生產穩(wěn)定性，同時增加了焦油的產量。

氨水循環(huán)系統(tǒng)；生產工藝；升級改造；降本增效

為解決臨渙焦化股份有限公司煤氣凈化車間氨水循環(huán)中焦油含量高，造成粘度大，經常出現噴頭堵塞現象，該公司煤氣凈化車間結合生產實際情況對氨水循環(huán)系統(tǒng)工藝進行技術升級改造。

煤氣凈化工藝流程簡介(如圖1)：1、冷凝鼓風。來自焦爐的荒煤氣與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣液分離器，經氣液分離器分離后，荒煤氣由上部出來進入橫管初冷器，冷卻后的煤氣通過電捕焦油器除去焦油霧后經鼓風機加壓送至HPE脫硫工序。由氣液分離器分離下來的焦油和氨水進入機械化氨水澄清槽，進行氨水、焦油和焦油渣的分離。鼓風機升壓后的煤氣經預冷塔預冷后，到裝有HPF復合催化劑的脫硫塔內脫除煤氣中的H2S、HCN，脫除H2S后的煤氣去硫銨工序。2、HPF脫硫。由鼓風機送來的煤氣首先進入預冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸，冷卻至30℃，循環(huán)冷卻水從塔下部用泵抽出送至循環(huán)水冷卻器，用低溫水冷卻至28℃后進入塔頂循環(huán)噴灑。采取部分剩余氨水更新循環(huán)冷卻水，多余的循環(huán)水返回冷凝鼓風工段。預冷后的煤氣進入脫硫塔，與塔頂噴淋下來的HPF脫硫液逆流接觸以吸收煤氣中的硫化氫。吸收了H2S、HCN的脫硫液從塔底流出，進入反應槽，然后用脫硫液泵送入再生塔，同時自再生塔底部通入壓縮空氣，使溶液在塔內得以氧化再生，形成硫磺泡沫。浮于再生塔頂部的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，硫泡沫經泡沫泵送入熔硫釜加熱熔融，清液流入反應槽，少量廢液定期送配煤，硫磺泥冷卻后堆放在一起，不定期用鏟車鏟走，裝袋外銷。3、硫銨生產[1]。由脫硫工序來的煤氣經煤氣預熱器進入噴淋式飽和器，煤氣在飽和器的前室分兩股入環(huán)行室經循環(huán)母液噴灑，其中的氨被母液中的硫酸吸收，然后營業(yè)所合并成一股進入后室經母液最后一次噴淋，進飽和器內旋風式除酸器，以便分享煤氣所夾帶的酸霧，再經捕霧器捕焦煤氣中的微量酸霧后送至終冷洗苯工序。飽和器下段上部的母液循環(huán)泵連續(xù)抽出送至環(huán)形室噴灑，吸收了氨的循環(huán)母液由中心下降管流至飽和器下段的底部，在此晶核通過飽和母液向上運動，使晶體長大，并引起顆粒分級。用結晶泵將其底部的漿液送至結晶槽。飽和器滿流口溢出的母液送入飽和器的后室噴淋。沖洗和加酸時，母液經滿流槽至母液貯槽，再用小母液泵送至飽和器。此外，母液貯槽還可供飽和器檢修時貯存母液使用。結晶槽的漿液排放到離心機，經分離的硫銨晶體由輸送機送至振動流化床干燥機，并用被熱風器加熱的空氣干燥，再經冷風冷卻后進入硫銨貯斗。由冷凝鼓風工段送來的剩余氨水與蒸氨塔底排出的蒸氨廢水換熱后進入蒸氨塔，用直接蒸汽加熱將氨蒸出，同時從終冷塔上段排出的含堿冷凝液進入蒸氨塔上部分解剩余氨水中固定銨，蒸氨塔頂部的氨汽經分縮器后，進入脫硫工段的預冷塔內，以增加脫硫液中的堿源。蒸氨塔底的蒸氨廢水用泵抽出，經氨水換熱器、廢水冷卻器后送至酚氰廢水處理站[2]。4、終冷洗苯。從硫銨工序來的煤氣經過終冷器降溫，進入洗苯塔與貧油逆流接觸，吸收煤氣中的粗苯，然后將凈化后的煤氣送往各用戶(焦爐、管式爐加熱、生產甲醇等)。終冷塔下段的循環(huán)冷卻水從塔中部進入終冷塔下段，與煤氣逆向接觸冷卻煤氣后用泵抽出，經下段循環(huán)噴灑液冷卻器，用循環(huán)水冷卻到37℃進入終冷塔中部循環(huán)使用。終冷塔上段的循環(huán)冷卻水從塔頂部進入終冷塔上段冷卻煤氣后用泵抽出，經上段循環(huán)噴灑液冷卻器，用低溫水冷卻到24℃進入終冷塔頂部循環(huán)使用。同時，在終冷塔上段加入一定量的堿液，進一步脫除煤氣中的H2S。下段排出的冷凝液送至酚氰廢水處理，上段排出的含堿冷凝液送至硫銨工段蒸氨塔頂，分解剩余氨水中的固定銨。由粗苯蒸餾工段送來的貧油從洗苯塔的頂部噴灑，與煤氣逆向接觸吸收煤氣中的苯，塔底富油經富油泵送至粗苯蒸餾工段脫苯后循環(huán)使用。

1 氨水循環(huán)系統(tǒng)工藝流程介紹

來自焦爐的荒煤氣(約82℃)，進入煤氣凈化車間氣液分離器，在氣液分離器里焦油、氨水與煤氣分離，從氣液分離器下部流出的焦油氨水混合液進入機械化氨水澄清槽，靠比重的不同而分層，上部的氨水自流入氨水循環(huán)槽[3]。氨水槽內氨水分四部分：一部分氨水經氨水循環(huán)泵送至焦爐噴灑冷卻煤氣，一部分氨水經高壓氨水泵加壓送至焦爐進行無煙加煤，一部分氨水送至脫硫作為置換氨水用，剩余部分的氨水經除焦油器、PT963陶瓷過濾器后送入剩余氨水槽，再用泵送去蒸氨。

圖1 煤氣凈化系統(tǒng)工藝流程圖

2 氨水循環(huán)系統(tǒng)現狀

由于送往焦爐的循環(huán)氨水中焦油含量高，造成粘度大，經常出現堵塞噴頭的現象，影響氨水噴灑效果，增加了設備檢修頻率，給生產工藝控制帶來一定難度，大大降低了煤氣凈化率，降低了煤氣純度，給后道工序甲醇的生產帶來不利因素，提高了總體生產成本。

3 工藝優(yōu)化方案

3.1 生產系統(tǒng)優(yōu)化升級改造

在循環(huán)氨水泵進口增加計量泵，加入焦油氨水分離劑。一方面確保焦油氨水的徹底分離，另一方面有助于焦油在機槽的沉降，同時剩余氨水的COD也大為降低[4-5]，見圖2。

圖2 循環(huán)氨水泵進口增加計量泵示意圖

3.2 化驗數據分析

3.2.1 剩余氨水含油量小于100 mg/L

剩余氨水中的焦油含量由加藥前的200～300 mg/L左右降到了60～70 mg/L左右，且比較穩(wěn)定，如圖3。

圖3 加藥后剩余氨水含油趨勢圖表mg/L

3.2.2 蒸氨后廢水的COD 情況變化

由于剩余氨水中的焦油含量偏高，這種高含油量的蒸氨廢水進入生化系統(tǒng)，將會降低好氧池的生物分解效率，使出水各指標偏高，增加了污水處理的成本、難度，同時給環(huán)境帶來很大危害。加藥后，隨著剩余氨水含油量的下降，蒸氨廢水含油量隨之也有很大的下降，如圖4。

加藥前蒸氨廢水COD最高6243 mg/L，加藥穩(wěn)定后蒸氨廢水COD最高4673 mg/L，最低為4341 mg/L。

3.2.3 剩余氨水品質

12日至13日未投加藥劑，氨水含油化驗值最高305 mg/L。

13日下午四點開始投加藥劑，氨水含油最高273 mg/L；最低65 mg/L。

19日以后剩余氨水含油平穩(wěn)控制在100 mg/L以下。

前期藥劑投加后對系統(tǒng)設備和管道有顯著的清理作用，氨水含油量下降較慢，隨著藥劑的逐步加入氨水含油量明顯下降。19日以后，氨水含油穩(wěn)定控制在100 mg/L以下，且藥劑效果穩(wěn)定，以達到試驗目標，氨水由加藥前的深褐色變淺，浮油及懸浮物明顯減少，顏色更加透亮，如圖5。

圖4 蒸氨塔后廢水的COD情況變化數據圖

圖5 剩余氨水加藥前后對比照片

3.2.4 焦油粘度

焦油粘度變化情況見圖6焦油粘度變化曲線圖。

由圖可以看出，焦油粘度的變化基本在1.9～2.0之內波動，且比較穩(wěn)定，與技改前的焦油粘度相比，有所降低，波動比以前小了很多。焦油粘度的降低可以大大降低焦油在管路運輸過程中的粘附作用，減少其對堵塞噴頭及管路的腐蝕、結垢[6]。

圖6 焦油粘度變化曲線圖

3.2.5 油庫焦油含水量

加藥后，中間槽焦油水分低于4%的占75%，這些焦油可以直接外售，從而降低焦油脫水時間，降低了脫水蒸汽消耗，降低了生產成本。其余水分最高只有4.7%，經過短暫靜止即可達標[7-8]，見圖7。

圖7 中間槽焦油水分趨勢圖表

4 結論

通過對數據和現場情況的分析，使用焦油氨水分離劑具有明顯的效益，剩余氨水含油量下降了70.35%～76.67%、蒸氨廢水COD下降了25.73%～30.47%，同時焦油水分穩(wěn)定。

技術改造總投資約5萬元，總工期15天。從目前情況看，焦油氨水分離劑的使用效果基本上是穩(wěn)定的，消除了噴頭堵塞現象，大大提高了煤氣凈化率，提高了煤焦油的回收率，降低了循環(huán)氨水中COD含量。預計年增加煤焦油回收約1200噸，加上因噴頭堵塞檢修費用和影響甲醇生產費用，預計每年增加效益350余萬元，實現了降本增效。

[1] 王柏春.煤氣凈化中的硫銨技術[J].包鋼科技，2001(01):91-93.

[2] 李友聲.篩板蒸氨塔的設計[J].化工設備與防腐蝕,2000(04):3-5.

[3] 杜竹蘭.焦化生產中剩余氨水的預處理[J].安徽化工,2003(05):29-31.

[4] 曹漢生.焦化廠剩余氨水預處理新工藝[J].化工環(huán)保,2000(04):55-56.

[5] 王朝霞,祁舉,張朝陽.煤氣凈化循環(huán)水系統(tǒng)的改進[J].煤氣與熱力,2000(03):231-233.

[6] 馮保興.太鋼焦化廠煤氣凈化冷凝系統(tǒng)工藝優(yōu)化[J].科技創(chuàng)新與生產力,2011(09):96-97.

[7] 閆長春.利用循環(huán)氨水清洗煤氣初冷器工藝改進[J].河北冶金,2012(07):50-52.

[8] 彭光文,張艾紅.弗薩姆磷酸洗氨生產氨水工藝[J].柳鋼科技,2011(01) :42.

Study on reforming process of ammonia circulating gas purification process

WEI Yu-dong，MA Qiang

(Huaibeimining,LinhuanCoking&ChemicalCo.Ltd.，Huaibei, 235141,China)

In the gas purification plant of Linhuan Coking & Chemical Co. Ltd., the tar content of ammonia sent to the coke oven is high, causing high viscosity so that it's not up to the requirements of process parameters, which often makes nozzle clog, affects ammonia spraying effect, brings certain difficulty to production process control, greatly reduces the gas purification rate, leading to low gas purity, bringing adverse factors to the production of methanol in the latter process and also increasing the cost of production. In order to meet the actual production requirements of the gas purification workshop in coking enterprises, the production process of ammonia water circulation system is upgraded and transformed technically, and the metering pump is added to the inlet of the circulating ammonia water pump, and the tar and ammonia water separating agent is added. After transformation, the complete separation of tar and ammonia is ensured, which helps to settle the tar in the tank, and the COD of the remaining ammonia water is greatly reduced. The production process after transformation greatly reduces the oil content of the residual ammonia water, eliminates the influence of nozzle clogging to the production, but also improves the subsequent biochemical sewage treatment station production stability, and increases the tar yield.

ammonia water circulation system；production process；upgrading and transformation；reducing the cost & increasing the efficiency

2017-04-03

魏玉東(1987-)，男，安徽濉溪人，大學畢業(yè)，化工工程師、注冊安全工程師，臨渙焦化股份有限公司安全員、職業(yè)衛(wèi)生管理員、宣傳報道員，長期從事化工企業(yè)生產管理、安全管理、職業(yè)衛(wèi)生管理、安全生產宣傳等工作。E-mail:774571617@qq.com

TQ546.5

A

1672-7169(2017)02-0049-06