無蒸汽導(dǎo)熱油蒸氨簡介

1、無蒸汽導(dǎo)熱油蒸氨 無蒸汽導(dǎo)熱油蒸氨簡介 傳統(tǒng)的蒸氨工藝簡介 導(dǎo)熱油蒸氨工藝介紹 兩種工藝技術(shù)比較 兩種工藝節(jié)能效果對比 無蒸汽導(dǎo)熱油蒸氨節(jié)能效益分析 無蒸汽導(dǎo)熱油蒸氨應(yīng)用實例 焦化廠的污水包括剩余氨水、粗苯分離水、苯精制分離水、焦油加工分離水、煤氣水封冷凝水、刷車和直接蒸汽冷凝水等，其中80%以上為配煤所含水分和煉焦時生成的剩余氨水。該水中含有多種化合物（如酚、氨、硫化物、氰化物、油類及機械雜質(zhì)等），其成分復(fù)雜，處理難度大，處理設(shè)備易腐蝕。傳統(tǒng)的焦化廠多采用直接蒸汽蒸餾法處理含多種廢水的剩余氨水，工藝相對落后，蒸氨效率低、能耗高、操作環(huán)境差，且每處理1 t 污水就會多產(chǎn)生廢水約200 kg。在

2、生產(chǎn)過程中通入的是蒸汽，排出的是冷凝下來的廢水，能源使用很不合理。因此，研究開發(fā)新蒸氨工藝技術(shù)，提高焦化行業(yè)化產(chǎn)生產(chǎn)水平，實現(xiàn)高效、低耗、清潔節(jié)能生產(chǎn)意義重大。無蒸汽導(dǎo)熱油蒸氨簡介 傳統(tǒng)的蒸氨工藝是利用蒸汽為熱源，直接進入蒸氨塔進行蒸氨，不僅消耗大量蒸汽，蒸汽冷凝水也進入蒸氨廢水中，增加了廢水處理的負(fù)荷及成本。 將除去焦油后的剩余氨水送入原料氨水槽，原料氨水經(jīng)原料氨水泵抽出，與蒸氨塔底出來的蒸氨廢水換熱后進入蒸氨塔的上部，同時將濃度30左右的NaOH 溶液按一定的比例送入原料氨水泵，以分解剩余氨水中的固定銨鹽。蒸汽由蒸氨塔底直接進入，與氨水逆向接觸進行蒸餾。蒸氨塔底的蒸氨廢水與原料氨水換熱后進

3、入廢水冷卻器冷卻后，送往酚氰污水處理站進行處理。傳統(tǒng)的蒸氨工藝由于原料氨水和水蒸汽直接接觸，產(chǎn)生的蒸汽冷凝水全部進入蒸氨廢水系統(tǒng)，加大了廢水量，增加了生化污水處理站的負(fù)荷。傳統(tǒng)蒸氨工藝簡介 導(dǎo)熱油蒸氨工藝是一種間接蒸氨工藝。由冷凝鼓風(fēng)裝置送來的剩余氨水進入蒸氨裝置原料氨水槽，由蒸氨塔給料泵抽出后，經(jīng)流量控制送入氨水換熱器，與塔底出來的蒸氨廢水換熱后，進入蒸氨塔。塔底部分廢水經(jīng)再沸器用導(dǎo)熱油間接加熱后，產(chǎn)生的蒸汽返回塔底作為蒸氨的熱源。蒸氨塔頂出來的氨汽經(jīng)分縮器部分冷凝后，去硫銨裝置飽和器。塔底出來的蒸氨廢水由蒸氨廢水泵抽出，經(jīng)換熱器與原料氨水換熱，經(jīng)廢水冷卻器冷卻后，送往酚氰污水處理站處理3。

4、從脫硫裝置送來的2.55%的NaOH 溶液進入混合器，與進塔的原料氨水混合后進入蒸氨塔，以分解剩余氨水中的固定氨，降低蒸氨廢水中的全氨含量。蒸氨塔底產(chǎn)生的瀝青定期排至瀝青坑，冷卻后人工取出送煤廠兌入配煤。瀝青坑排出的廢水流入地下槽，再由液下泵送至機械刮渣槽。 導(dǎo)熱油的生產(chǎn)工藝為：外來導(dǎo)熱油首先進入地下放空槽，經(jīng)補油泵送至導(dǎo)熱油貯槽，再經(jīng)泵送至導(dǎo)熱油爐，脫水后加熱至200240用導(dǎo)熱油泵送至蒸氨再沸器，經(jīng)與蒸氨廢水換熱后的導(dǎo)熱油進入回油總管至油氣分離器，易揮發(fā)的水分和輕質(zhì)組分由頂部排出送至膨脹槽，導(dǎo)熱油除去系統(tǒng)雜質(zhì)后進入導(dǎo)熱油循環(huán)泵再回導(dǎo)熱油爐循環(huán)加熱。加熱用煤氣采用焦?fàn)t煤氣，煤氣燃燒后產(chǎn)生的廢

5、氣，與空氣換熱，以節(jié)約能源和降低廢氣排放溫度。導(dǎo)熱油蒸氨工藝簡介 導(dǎo)熱油爐是以有機熱載體為介質(zhì)，經(jīng)過循環(huán)泵強制液相循環(huán)將高溫?zé)彷d體輸送給用熱設(shè)備放熱后，再返回加熱爐重新加熱的特種工業(yè)爐。燃料經(jīng)過燃燒裝置充分燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，以輻射和對流兩種換熱型式與爐內(nèi)熱載體充分進行換熱。爐內(nèi)高溫?zé)彷d體在循環(huán)油泵強制循環(huán)下將熱能供至用熱設(shè)備，經(jīng)換熱后再返回加熱爐，從而實現(xiàn)熱載體爐對用熱設(shè)備的供熱。該流程不使用直接蒸汽，利用導(dǎo)熱油加熱廢水產(chǎn)生的蒸汽蒸餾，節(jié)省蒸汽，減少廢水產(chǎn)生。同時系統(tǒng)的導(dǎo)熱油閉路循環(huán)，供熱穩(wěn)定，基本實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。兩種工藝技術(shù)比較兩種工藝技術(shù)比較u傳統(tǒng)蒸氨工藝以蒸汽為熱源每處理1噸剩余氨水

6、消耗0.6MPa蒸汽200kg，蒸氨熱效率低，蒸汽冷凝后多產(chǎn)生廢水200kg。無蒸汽蒸氨導(dǎo)熱油替代蒸汽作為熱介質(zhì)每處理1噸剩余氨水消耗焦?fàn)t煤氣13立方米，蒸氨熱效率高，少產(chǎn)生廢水。 u傳統(tǒng)蒸汽蒸氨受蒸汽壓力和溫度波動的影響工藝操作不穩(wěn)定、塔底蒸氨廢水含氨高0.05%以上、且波動大。無蒸汽蒸氨導(dǎo)熱油加熱爐控制出入20度溫差，導(dǎo)熱油循環(huán)使用，操作穩(wěn)定塔底蒸氨廢水含氨低0.02%. u傳統(tǒng)蒸氨塔盤一般采用柵板或泡罩傳質(zhì)效率低，設(shè)備材質(zhì)一般采用鑄鐵和碳鋼耐腐蝕性差，設(shè)備維修量大，影響正常生產(chǎn)，操作環(huán)境差。無蒸汽蒸氨運用美國SIMSCI公司PRO-II軟件進行系統(tǒng)模擬優(yōu)化設(shè)計，采用高效斜孔塔板作為內(nèi)部構(gòu)

7、件，使塔的處理能力比傳統(tǒng)蒸氨提高了50%以上，阻力降低了30%以上，能耗降低30-40%。設(shè)備的防腐是根據(jù)蒸氨過程中各種介質(zhì)腐蝕性不同選擇不同的耐腐蝕材質(zhì)，解決蒸氨腐蝕嚴(yán)重問題。如精餾高濃區(qū)采用鈦質(zhì)板材，提留段采用不銹鋼板材，塔殼精餾段用復(fù)合鋼板等；在蒸氨系統(tǒng)中利用蒸氨廢水與原料氨水多級換熱，充分利用余熱降低能源，解決環(huán)境污染問題。 u傳統(tǒng)蒸汽蒸氨工藝生產(chǎn)影響因素多、控制不穩(wěn)定，操作人員多。無蒸汽蒸氨工藝生產(chǎn)穩(wěn)定、設(shè)備使用壽命長，可采用集中控制現(xiàn)場無人操作，節(jié)省人力，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。 節(jié)能效果對比節(jié)能效果對比 導(dǎo)熱油蒸汽蒸氨導(dǎo)熱油蒸汽蒸氨 (1) 煤氣消耗約：15m3/t廢水 (2) 中溫冷卻水

8、消耗約：10 t/t廢水 直接蒸汽汽提工藝直接蒸汽汽提工藝 (1) 蒸汽消耗約：290kg/t 廢水 (2) 中溫冷卻水消耗約：10 t/ t廢水 環(huán)保效果對比環(huán)保效果對比 導(dǎo)熱油蒸氨工藝導(dǎo)熱油蒸氨工藝 廢水排放：0.9t/t 廢水 蒸汽汽提工藝蒸汽汽提工藝 廢水排放：1.2t/t 廢水 效益分析效益分析 效益計算（按照效益計算（按照80t/h含氨廢水計算）含氨廢水計算）1 節(jié)能效益節(jié)能效益（計算依據(jù)，煤氣按照0.6元/m3，蒸汽按照120元/t，中溫循環(huán)水按照0.5元/t，低溫循環(huán)水按照1.0元/t）（2900.12+100.5-150.6-100.5）8024365=1808萬元/年2 環(huán)

9、保效益環(huán)保效益（計算依據(jù)，廢水處理費用30元/t，包括廢水處理與排放收費）導(dǎo)熱油工藝可減少外排廢水290kg/t廢水，可計算減排效益為：2908010003024365=609 萬元/年3 新增電耗的扣除新增電耗的扣除（電價 0.6元/kwh）導(dǎo)熱油新增電耗主要為 導(dǎo)熱油循環(huán)泵 操作功率約 300kw，則新增電耗計算300243650.6=157萬元/年4 新增導(dǎo)熱油損耗新增導(dǎo)熱油損耗 約10萬元/年由此可見，本項目每年新增效益: 1808+609-157-10=2250萬元。 導(dǎo)熱油蒸氨已經(jīng)在濟鋼公司、唐鋼公司、黑龍江建龍導(dǎo)熱油蒸氨已經(jīng)在濟鋼公司、唐鋼公司、黑龍江建龍集團公司、包鋼公司取得了

10、成功應(yīng)用。集團公司、包鋼公司取得了成功應(yīng)用。 導(dǎo)熱油除了在蒸氨系統(tǒng)取得成功應(yīng)用以外，在粗苯精導(dǎo)熱油除了在蒸氨系統(tǒng)取得成功應(yīng)用以外，在粗苯精餾、硫銨干燥、焦油加熱脫水和管道保溫等領(lǐng)域均餾、硫銨干燥、焦油加熱脫水和管道保溫等領(lǐng)域均取得了取得了理想應(yīng)用業(yè)績。理想應(yīng)用業(yè)績。 目前正在開發(fā)利用冶金目前正在開發(fā)利用冶金焦化系統(tǒng)中余熱加熱導(dǎo)熱油工焦化系統(tǒng)中余熱加熱導(dǎo)熱油工藝以及利用高爐煤氣替代焦?fàn)t煤氣技術(shù)，以期取得更為顯藝以及利用高爐煤氣替代焦?fàn)t煤氣技術(shù)，以期取得更為顯著的節(jié)能效果。著的節(jié)能效果。 為適應(yīng)清潔節(jié)能生產(chǎn)的要求和日益提高的環(huán)境要求，濟鋼本著源頭削減、過程控制、能源綜合利用的原則，提出了減少污水、

11、清潔生產(chǎn)的針對性解決方案。通過入爐煤調(diào)濕技術(shù)的應(yīng)用降低含酚廢水的產(chǎn)生，通過無蒸汽蒸氨技術(shù)的應(yīng)用避免蒸餾過程污水的新增，通過蒸氨廢水與原料氨水多級換熱、廢氣與空氣換熱實現(xiàn)能源高效利用。其中導(dǎo)熱油無蒸汽蒸氨技術(shù)的開發(fā)更處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。導(dǎo)熱油作為一種優(yōu)良的中間傳熱介質(zhì)，在使用過程中具有生產(chǎn)穩(wěn)定、傳熱高效、溫度變化小的特點，而且導(dǎo)熱油無腐蝕性，生產(chǎn)清潔，加熱和控制簡單，有利于實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制。1）濟鋼焦化廠導(dǎo)熱油蒸氨工藝由校企聯(lián)合、合作開發(fā)，并應(yīng)用了當(dāng)時最新設(shè)計軟件。濟鋼聯(lián)合清華大學(xué)、濟南冶金化工環(huán)保設(shè)備有限公司合作研制開發(fā)了導(dǎo)熱油蒸氨技術(shù)，于2002 年10 月4 日開工投產(chǎn)第1 套工業(yè)化導(dǎo)熱油蒸

12、氨，并順利實現(xiàn)達產(chǎn)達標(biāo)。該工藝中，濟鋼焦化廠與清華大學(xué)合作，熱力學(xué)方程在采用修正NRTL 方程的基礎(chǔ)上，運用美國SIMSCI 公司PRO-II 軟件進行系統(tǒng)模擬優(yōu)化，確定工藝條件，包括流程的組織形式，精餾塔的理論板數(shù)與進料位置，塔內(nèi)溫度、壓力和濃度分布，回流比與采出量，換熱器、再沸器、冷凝器負(fù)荷等諸多工藝參數(shù)。提高了蒸氨過程的分離效率，降低了蒸氨能耗。無蒸汽導(dǎo)熱油蒸氨應(yīng)用應(yīng)用實例實例2）選用了清華大學(xué)研制的專利斜孔塔板作為內(nèi)構(gòu)件。斜孔塔板是清華大學(xué)在分析了原來使用的塔板形狀，液體流動和液沫夾帶產(chǎn)生機理后，自行開發(fā)的一種新型塔板，該塔板上每排斜孔與液流方向垂直，氣體從斜孔水平連續(xù)逸出，相鄰兩排的

13、孔口方向相反，交錯排列，造成液體高度湍流。具有處理能力強、范圍大、傳質(zhì)好、結(jié)構(gòu)簡單、加工費用低、不易堵塞的特點。3）設(shè)備材料采用分段防腐設(shè)計。針對焦化行業(yè)剩余氨水介質(zhì)中雜質(zhì)多，腐蝕嚴(yán)重的特點，優(yōu)化工藝設(shè)備防腐設(shè)計。根據(jù)蒸氨過程中各種介質(zhì)腐蝕性質(zhì)不同，分段選擇不同耐腐蝕材質(zhì)，解決汽相、液相界面腐蝕及蒸餾化學(xué)腐蝕問題。根據(jù)使用地點不同，塔體及塔盤分別選用了內(nèi)襯鈦復(fù)合碳鋼板、鈦材、316L、316-Q235A 復(fù)合板、普碳鋼等多種材質(zhì)，選材搭配合理，在降低成本的情況下降低設(shè)備損耗，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性、延長設(shè)備壽命。4）以導(dǎo)熱油代替蒸汽加熱實現(xiàn)無直接蒸汽蒸氨。導(dǎo)熱油工藝首先以焦?fàn)t煤氣為燃料，加熱導(dǎo)熱油

14、爐，提高導(dǎo)熱油溫度，以導(dǎo)熱油攜帶熱量供應(yīng)給用熱單位。使用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)，因采用間接加熱從而避免工藝過程廢水的產(chǎn)生，提高焦化廠清潔生產(chǎn)的水平，并解決了蒸氨能耗高、生產(chǎn)不穩(wěn)定、廢水量大和環(huán)境污染問題。5）綜合合理利用能耗。利用蒸氨后廢水與原料剩余氨水多級換熱，利用導(dǎo)熱油廢氣與冷空氣換熱，對進入導(dǎo)熱油爐空氣進行預(yù)熱，充分利用余熱，降低生產(chǎn)能耗。濟鋼導(dǎo)熱油蒸氨工業(yè)化生產(chǎn)成功之后，為探索導(dǎo)熱油的更加廣泛使用范圍，先后將導(dǎo)熱油成功地應(yīng)用到脫硫熔硫釜脫硫、硫銨干燥床空氣加熱、精苯導(dǎo)熱油蒸餾等領(lǐng)域，均取得了良好的運行效果，促進了焦化行業(yè)清潔節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，縮小了與石化行業(yè)的差距。運行效果運行效果 項目

15、投產(chǎn)后，經(jīng)過1 個月的調(diào)試，各項參數(shù)運行穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)合格，采集的運行數(shù)據(jù)見表1。運行效益運行效益 經(jīng)過在濟鋼幾年的應(yīng)用與推廣，導(dǎo)熱油蒸氨及導(dǎo)熱油的使用效益顯著，降低了企業(yè)生產(chǎn)運行成本，節(jié)能降耗，提高了清潔生產(chǎn)的水平。1）年環(huán)保效益：由于導(dǎo)熱油蒸氨是間接換熱，避免了蒸汽直接蒸氨時蒸汽冷凝廢水的產(chǎn)生，采用無蒸汽蒸氨后每小時可為濟鋼焦化廠減少污水產(chǎn)生量18 t，年降低污水產(chǎn)生15.8 萬t。2）年直接經(jīng)濟效益：濟鋼焦化廠蒸氨處理量按90 t/h，蒸汽價格按120 元/t，年生產(chǎn)時間按365 d計，每年可產(chǎn)生直接效益2 838 萬元，提高產(chǎn)品產(chǎn)量效益約328 萬元，直接減少污水經(jīng)濟效益504 萬元，減少工業(yè)