蒸氨工艺的实际应用与改进.doc

蒸氨工艺的实际应用与改进

申报工种：气体净化
单 位：首钢京唐钢铁公司焦化部
姓 名：王悦敏
日 期：2013年8月6日

蒸氨工艺的实际应用与改进

剩余氨水来源于炼焦生产的焦炉煤气经过冷凝鼓风阶段，煤气中的NH3-N和水分子会冷凝成成分复杂的冷凝氨水，其中一部分氨水用来循环冷凝焦炉煤气，为循环氨水，剩下的外排水称为剩余氨水。焦化废水中的NH3-N主要来源于煤在高温干馏过程中氮﹑氢元素化合生成氨进入荒煤气中。氨水的组成成分含量和剩余量与煤料外在水分﹑炼焦条件和煤气冷却温度等有关。剩余氨水具有排放量大，成分复杂 ﹑污染物浓度高、毒性大，属于难降解工业废水，不能直接外排，需要经过除油和脱酚蒸氨后由生化废水进一步处理，才能外排。
焦化废水按照NH3-N总量考察，主要集中在剩余氨水中（约占95% NH3-N总量）在剩余氨水与其他废水混合区生化处理之前，首先要把其中的NH3-N大幅度消减有利于简化处理，保证生化对NH3-N的进水要求。
唐山首钢京唐西山焦化有限公司年产焦炭420万吨，产生的剩余氨水共约100t/h，蒸氨塔共三台，两用一备，由中冶焦耐院设计，依据京唐公司整体规划结合实际情况综合考虑选用蒸汽加热废水的间接蒸氨工艺[1]，2008年8月投产以来因各种原因原工艺满足不了生产需求，对原工艺进行了适当改进，从目前运行情况来看取得了良好的效果。
一、蒸氨工艺
冷凝鼓风作业区送来的剩余氨水经过废水换热器与蒸氨废水换热后进入蒸氨塔上部与脱硫送来的5%NaOH废碱液经静态混合器混合后入塔，外线来蒸汽入再沸器加热废水，废水汽化产生的蒸汽与入塔的剩余氨水逆向接触换热，将固定铵分解，氨汽蒸出，塔顶氨汽经氨分缩器冷却后全部入饱和器前煤气中，蒸氨废水用泵打出经氨水换热器、废水冷却器冷却后大部分送往酚氰废水处理站（以下简称生化），少部分进脱硫去配5%NaOH溶液，循环利用，工艺流程图见图一。

图一

二、实际应用中出现的问题
1、原设计蒸氨用1.2MPa中压蒸汽，实际为低压蒸汽，外线蒸汽
未经区域减温减压前压力一般0.7～0.9MPa,即使蒸汽阀全开用间接蒸氨也满足不了正常生产，况且开工投产前两年因外部生产不稳蒸汽压力经常波动，导致蒸氨出水指标不稳定，水质超标严重，多次对生化造成较大冲击。
2、原加碱采用蒸氨废水去脱硫配5%NaOH溶液上脱硫塔喷洒煤
气后回蒸氨方式，利用废碱液，一旦脱硫需长期停工检修或脱硫碱泵等设备出现故障未能及时修复时（生产中均出现过），蒸氨将无碱可加，只能停工。
3、剩余氨水中焦油含量偏高，导致塔底积焦油过多，塔盘上粘有焦油影响热交换效率，过多焦油加大排放、清理焦油的难度，甚至堵塞废水冷却器导致输送困难。
4、蒸汽冷凝水用汽泵打至除油凝结水泵站，然后从泵站打至能源部进行回收，管线长，设备多，打水时管道经常出现震动易造成垫片破损，外线因故不能接水时，冷凝水只能改走雨排造成浪费，冬季打水也不利于防冻。
5、随着蒸氨废水冷却器换热效率降低，在夏季天气炎热时会出现废水出水温度偏高，导致生化进水水温高，各池温度上涨，非常不利于生化活性污泥的工作，甚至出现大面积死泥现象，严重影响生化出水水质。
三、改进措施
以上问题，在实际生产中进行了工艺上的优化或加强操作的方法，保证了蒸氨的有效运行，改进后流程图见图二。

图二

1、针对开工初期外线蒸汽压力低且波动大，从蒸氨塔放散与塔体连接处加装DN80直接蒸汽管，停用间接蒸汽改用直接蒸汽，在单塔处理剩余氨水量40m3/h以下时效果很好，蒸氨出水指标均能合格，后由于蒸氨处理量随焦炉达产逐渐增多，DN80汽管走汽量不够，改为图二直接蒸汽工艺管线，选用DN125管，因当时生化出水受限，生化压力很大且从长远看也不是长久之计，随着我公司干熄焦投产，干熄焦产生的蒸汽并入公司管网，并且公司外部生产也逐步顺稳，公司蒸汽很富裕，2012年3月设计施工一条从外线接到区域内的中压蒸汽，经过新建的减压站后与原蒸氨蒸汽管线连接，2.4MPa的中压蒸汽经减压后控制在0.7～1.0MPa到蒸氨用间接加热完全能满足生产，实际生产中剩余氨水量单台加到60m3/h时，废水氨氮在100mg/L以下，正常生产中处理量一直在50m3/h左右，氨氮均能在80 mg/L以下，另外对酚、氰脱除率也有较大提高，最重要的是减少了生化进水，减轻了生化负荷。该加热系统还保留了原直接蒸汽系统，当外线中压蒸汽因故停用时可倒用原低压蒸汽系统临时采用直接蒸汽加热，对于蒸氨来说，蒸汽的用量有了很大的保障。
2、脱硫上塔喷洒的碱液加装旁通管道，脱硫停工时配好的碱液直接回蒸氨，解决脱硫短时停工问题；为解决脱硫停工或加碱设备坏无法提供碱源的情况，利用粗苯区域拆除的精重苯槽（不生产精重苯将其拆除）在蒸氨区域作为新加碱槽使用，从管廊引入NaOH管道至碱槽安装有一台碱计量泵可供一二步蒸氨同时使用，脱硫正常生产时新加碱系统备用，一旦需要可随时投用，利用了旧物资也保证了区域局部停工时生产的连续稳定。
3、从源头抓起，自鼓冷槽区剩余氨水中间槽、剩余氨水槽底部每天白班排放积油、加强超级离心机操作后，蒸氨塔塔底从每天排放焦油一次改到每周一次，后来因焦油几乎没有而不用排放，倒蒸氨塔检修时塔底也只有少量焦油，抓好前道工序大大降低了后道工序的劳作，氨水换热器、废水冷却器也未出现堵塞以至于送水困难[2]。
4、对于循环水系统来说少量的蒸汽冷凝水对循环水的水温不会有太大影响，蒸汽冷凝水直接改管进循环水池作为循环水补水，一来减少了工业用水的消耗，二来保证了冷凝水的去处，减少浪费，减少设备使用与维护，也利于循环水的水质，也是京唐公司循环经济的体现。
5、针对夏季生化进水温度高，在废水管道经过的粗苯作业区，增加了低温水冷却器一台，将生化水在此用低温水冷却，所增加管线较少，占地也较少，使用很方便，此举有效的控制住了夏季生化进水温度，另外在入夏前，逐台对氨水换热器、废水冷却器进行各相的蒸汽吹扫，将焦油吹出，保证各换热器的工作效率，进而更好地控制温度。
四、结论
通过改进后的工艺减少了蒸氨废水，此项一年可减少生化运行费用130万元，冷凝水用作循环水补水每年可节省成本100万元，间接蒸氨工艺非常适合用于类似于京唐公司的企业，以蒸汽为清洁能源利于环保，凝结水回收利用可减少资源浪费，且该工艺投资较少，占地少，固定检修周期长，开工、停工操作比较简便[3]，正常生产期间只需中控室一人远程控制调节参数就行，现场岗位除了正常巡检、送样无需其它频繁的操作，在提倡循环经济的今天，非常适用于焦化行业的推广与应用。

参考文献
[1] 王保华.张素立.于义林.蒸氨新工艺在首钢京唐工程的应用[J].燃料与化工,2008,39(4):33-35.
[2] 李荣.高占先.蒸氨系统的技术改造和生产管理[J].燃料与化工,2012,43(6):38-40.
[3] 王增忱.焦化废水蒸氨工艺比较[J]. 燃料与化工,2012,43(5):46-47.