焦爐煙道氣余熱蒸氨脫硫一體化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種可廣泛應用于焦化行業(yè)的焦爐煙道氣蒸氨脫硫一體化技術(shù)，屬于節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，具體的說是一種焦爐煙道氣余熱蒸氨脫硫一體化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在煉焦過程中，需要燃燒焦爐煤氣來提供煉焦所需的耗熱量，在此過程中，煤氣燃燒產(chǎn)物成為煙道廢氣。這些煙道廢氣一般溫度為200?270°C，且由于煤氣中含有200mg/m3左右的H2S,煙道氣中一般還含有50mg/m3(甚至含量更高)左右的S02。通常情況下，這些高溫廢氣被通過焦爐煙囪直接排入大氣，既造成了能量浪費，又污染了環(huán)境。
[0003]目前，有部分企業(yè)通過回收煙道氣余熱來生產(chǎn)低壓飽和蒸汽，但是，鍋爐水質(zhì)要求為除氧水，工藝復雜、熱效率低，且用在化工生產(chǎn)中，蒸汽又會成為難以處理的化產(chǎn)廢水，后期處理成本較高。2012年10月隨著GB16171《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》的頒布實施，焦爐煙道氣302的排放標準更加嚴格，自2015年起，焦爐排放的煙道氣SO2S求小于50mg/m3,結(jié)合最新環(huán)保法的實施，焦爐煙道氣的能否達標排放已成為影響焦化企業(yè)生存的關(guān)鍵要素，因此，焦化企業(yè)必須從降低加熱用煤氣含H2S和對煙道氣進行脫除502等兩方面考慮。
[0004]通常在煉焦過程中，配合煤中的水分及其所含化合水分會成為氨氮含量較高的剩余氨水，要達到排放要求，就必須通過蒸餾將氨氮降至300mg/L以下才能進入生化工序；為進一步將剩余氨水中的氨提取利用，一般在將其在蒸氨塔進行蒸餾，在塔頂?shù)玫?0?15%的濃氨水，濃氨水呈堿性，是302的吸收劑之一。但是，蒸氨是能耗較高的化工單元，一般每處理一噸剩余氨水約消耗150?200kg的蒸汽。隨著技術(shù)發(fā)展，已開發(fā)了煙道氣余熱負壓蒸氨技術(shù)，即通過熱管換熱器，直接回收煙道氣余熱用于加熱蒸氨塔底廢水，使蒸氨廢水由80?85°C上升到95°C上下，從而為蒸氨提供塔底熱量，既降低了水耗，又提高了熱效率，同時不增產(chǎn)廢水，但目前僅用于負壓蒸氨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述情況，本發(fā)明的目的旨在提供一種焦爐煙道氣余熱蒸氨脫硫一體化系統(tǒng)，主要是通過熱管換熱器回收焦爐煙道氣余熱加熱蒸氨塔底廢水，加熱后的廢水返回蒸氨塔提供蒸餾熱量，實現(xiàn)了零蒸汽蒸氨；同時，降溫后的焦爐煙道氣以蒸氨塔頂制得的氨水為堿源，在煙氣脫硫塔中脫除焦爐煤氣中的SO2，得到硫酸銨產(chǎn)品，實現(xiàn)廢棄物的回收利用。既高效利用了焦爐煙道氣余熱，又減排了 SCV污染物，實現(xiàn)了氨的循環(huán)利用，具有較好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述方法由以下技術(shù)方案解決:
[0007]焦爐煙道氣余熱蒸氨脫硫一體化系統(tǒng)，包括焦爐和煙囪，其特征是，還包括，
[0008]利用引自焦爐中的煙道廢氣余熱制備成品氨水的蒸氨子系統(tǒng):
[0009]所述蒸氨子系統(tǒng)包括，將剩余氨水抽至貧富液換熱器的剩余氨水泵，將蒸氨塔底部的部分蒸氨廢水抽至所述貧富液換熱器的廢水泵，所述剩余氨水與所述蒸氨廢水在所述貧富液換熱器中進行熱交換后與來自加堿計量泵的堿液進行混合并進入所述蒸氨塔上部，并在所述蒸氨塔上部形成蒸氨汽，所述蒸氨汽依次流經(jīng)分縮器和冷凝器，并在氨水槽中形成成品氨水；所述蒸氨廢水經(jīng)廢水冷卻器冷卻后進入煙氣脫硫塔上方進行噴灑；
[0010]所述蒸氨塔底部的部分蒸氨廢水經(jīng)廢水循環(huán)泵抽至熱管換熱器，在所述熱管換熱器中與來自焦爐的煙道廢氣進行熱交換后形成125°C至135°C的蒸氨廢水并返回所述蒸氨塔底部，完成熱交換的所述煙道廢氣進入所述煙氣脫硫塔；
[0011]利用所述成品氨水對煙道廢氣進行沖洗、吸收廢氣中的SO2，并制得硫酸銨溶液的脫硫子系統(tǒng):
[0012]所述脫硫系統(tǒng)包括所述煙氣脫硫塔，所述煙氣脫硫塔底部為混有所述成品氨水的液相，并自煙氣脫硫塔引出一抽取硫酸銨溶液的產(chǎn)出泵；部分所述液相由小循環(huán)泵送至所述煙氣脫硫塔上部且靠近煙道廢氣入口上方處進行噴灑，部分所述液相由大循環(huán)泵送至所述煙氣脫硫塔上部進行噴灑；所述煙氣脫硫塔底部液相位置持續(xù)通入壓縮空氣；所述煙氣脫硫塔上部煙氣出口與旋流捕霧器相連通，所述旋流捕霧器與所述煙囪連通；
[0013]將所述硫酸銨溶液制成固體硫酸銨的制肥子系統(tǒng)；
[0014]所述制肥系統(tǒng)包括，自前向后依次布置的旋流器、離心機、干燥機和包裝機，所述產(chǎn)出泵向所述旋流器輸入硫酸銨溶液，并經(jīng)過離心、干燥后形成固體硫酸銨。
[0015]進一步地，所述小循環(huán)泵和大循環(huán)泵進水端與所述煙氣脫硫塔之間的管路上分別串接有第一冷卻器和第二冷卻器。
[0016]進一步地，經(jīng)所述廢水冷卻器冷卻后進入所述煙氣脫硫塔上方的蒸氨廢水，其噴灑口與所述小循環(huán)泵的噴灑口靠近或重合。
[0017]進一步地，所述旋流器、離心機和旋流捕霧器分離后的剩余液相返回至所述煙氣脫硫塔上部進行噴灑。
[0018]進一步地，所述旋流器、離心機和旋流捕霧器分離后的剩余液相返回所述煙氣脫硫塔上部混合后進行集中噴灑。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]1、以熱管換熱器回收焦爐煙道氣余熱用于為蒸氨提供蒸餾耗熱量，建立了焦化工序新的能量耦合匹配能級，簡化了工藝，提高了熱效率。
[0021]2、以蒸氨塔頂產(chǎn)品濃氨水為堿源，吸收煙道氣中的SO2,既降低了煙道氣中SCV#量使之達到排放要求，又實現(xiàn)了焦化工序內(nèi)物質(zhì)的循環(huán)利用。
[0022]3、以蒸氨廢水為熱載體回收煙道氣余熱，以蒸氨塔底廢水作為煙氣脫硫塔頂?shù)那逑匆?，不增加廢水量。
[0023]4、在煙道氣脫硫塔的大循環(huán)泵和小循環(huán)泵的循環(huán)管路上，串接有冷卻器，以將在傳質(zhì)過程中煙道氣釋放出的熱量帶出。
[0024]5、用濃氨水回收煙道氣中SO2，得到了硫酸銨產(chǎn)品，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和環(huán)保效益的有益結(jié)合，提高了推廣價值。
[0025]6、建立了焦化內(nèi)部能量、物料的新平衡模式，是焦化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)，在行業(yè)有較高的推廣應用價值。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中，I剩余氨水槽，P堿液槽，IP加堿計量泵，11剩余氨水泵，2貧富液換熱器，2'廢液冷卻器，3蒸氨塔，31廢水泵，32廢水循環(huán)泵，33熱管換熱器，34分縮器，35冷凝器，36氨水槽，37氨水泵，4煙氣脫硫塔，41第一冷卻器，41'第二冷卻器，42小循環(huán)泵，42'大循環(huán)泵，43產(chǎn)出泵，5旋流器，51離心機，52干燥機，53包裝機，6焦爐，61焦爐煙囪，62旋流捕霧器，63引風機。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明的焦爐煙道氣余熱蒸氨脫硫一體化系統(tǒng)主要包括蒸氨系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)和制肥系統(tǒng)三個子系統(tǒng)，以及焦爐和煙囪。蒸氨系統(tǒng)主要利用煙道廢氣余熱在蒸氨塔3頂部制得含氨10?16%的成品氨水；脫硫系統(tǒng)利用蒸氨系統(tǒng)制得的成品氨水對煙道廢氣進行沖洗，吸收廢氣中的SO2，并制得硫酸銨溶液；制肥系統(tǒng)將脫硫系統(tǒng)中制得的硫酸銨溶液制成固體硫酸錢。
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0030]如圖1所示，蒸氨系統(tǒng)具體工作過程如下，剩余氨水泵11將剩余氨水從剩余氨水槽I中抽出，送至貧富液換熱器2與廢水泵31由蒸氨塔3底部抽取的蒸氨廢水進行熱交換。
[0031]其中，完成換熱的剩余氨水與加堿計量泵11’由堿液槽I’中抽取的堿液混合后進入蒸氨塔3 ;由此可知，在此過程中，剩余氨水完成傳熱與傳質(zhì)操作，被加熱的剩余氨水進入蒸氨塔3后，吸熱并在塔頂形成高溫氨蒸汽，未汽化的剩余氨水落到塔底與蒸氨廢水混入口 ο
[0032]其中，蒸氨塔3頂部的蒸氨汽首先進入分縮器34，并通過中溫水將氨蒸汽中部分冷卻后直接回流至蒸氨塔3中；未被冷凝氨蒸汽進入冷凝器35，并用中溫或低溫水將氨蒸汽冷凝冷卻至30°C，濃氨水(冷凝液)匯集到氨水槽36中，形成含氨10?16%的成品氨水，該成品氨水主要用于后續(xù)脫硫工藝中吸收廢氣中的S02。
[0033]來自廢水泵31的蒸氨廢水在貧富液換熱器2與剩余氨水完成換熱后，隨即進入廢水冷卻器2'，利用中溫水或低溫水將其冷卻至35°C左右后送至脫硫工序，即進入后面所述的煙氣脫硫塔4的上部進行噴灑，參與對煙道廢氣的清洗以及對煙氣脫硫塔4內(nèi)壁的沖洗。
[0034]具體實施例中，經(jīng)廢水冷卻器2'冷卻后進入煙氣脫硫塔4上方的蒸氨廢水，其噴灑口與后面所述小循環(huán)泵42的噴灑口靠近或重合。
[0035]由上述描述可知，蒸氨塔3底部的蒸氨廢水由廢水泵31不斷送至貧富液換熱器2與來自剩余氨水泵11的剩余氨水進行熱交換，因此，蒸氨塔3底部的蒸氨廢水需要持續(xù)加熱，以提供蒸氨所需的熱消耗，從而保持熱平衡。
[0036]為實現(xiàn)這一目的，如圖1所示，蒸氨塔3底部的蒸氨廢水由廢水循環(huán)泵32抽出，不斷送至熱管換熱器33 ;同時，焦爐6中的煙道氣由引風機63從煙道閘板閥前抽出，送至熱管換熱器33，焦爐煙道氣與蒸氨廢水在熱管換熱器3進行熱交換。
[0037]其中，蒸氨廢水吸收煙道氣熱量后溫度升高至125?135°C，并再次返回