申请日2015.02.11
公开(公告)日2015.06.03
IPC分类号C02F1/20; C02F1/04
摘要
本发明涉及一种剩余氨水处理装置和工艺，包括剩余氨水槽，相分离器，氨水换热器、强化蒸氨设备，剩余氨水槽连接相分离器，相分离器连接氨水换热器，相分离器的底部连接有焦油中间槽;相分离器的上部安装有出氨水的氨水管道，氨水管道连接在氨水换热器上;相分离器和氨水换热器之间的氨水管道上依次安装有氨水缓冲罐和氨水换热器泵;氨水换热器上安装有蒸汽管道，再沸器顶部安装有将蒸汽导入强化蒸氨设备的蒸汽管道。本发明无需任何外部动力即可实现高效脱油，该装置能有效减小设备大小，同时满足足够的停留时间，剩余氨水中的固体颗粒不会堵塞设备，能保证除油过程连续稳定运行，同时采用的强化蒸氨设备尺寸小，所需蒸汽量小，蒸氨效率高。
权利要求书
1.一种剩余氨水处理装置，其特征在于：所述剩余氨水处理装置包括剩余 氨水槽，相分离器，氨水换热器、强化蒸氨设备，
剩余氨水槽通过管道连接相分离器，相分离器通过管道连接氨水换热器， 剩余氨水槽和相分离器之间的管道上安装有剩余氨水泵;
相分离器的底部连接有将相分离器中分离出的焦油回收的焦油中间槽;相 分离器的上部安装有出氨水的氨水管道，氨水管道连接在氨水换热器上;
相分离器和氨水换热器之间的氨水管道上依次安装有氨水缓冲罐和将氨水 导入氨水换热器的氨水换热器泵;
氨水换热器上安装有氨蒸汽进入强化蒸氨设备的蒸汽管道，强化蒸氨设备 上部连接将氨汽进入脱硫工段的管道，强化蒸氨设备下部安装废水出水管道， 废水出水管道连接废水缓冲罐，废水缓冲罐出来的废水管道分为两支，其中一 支连接再沸器，另外一支连接氨水换热器;
再沸器的顶部安装有将蒸汽导入强化蒸氨设备的蒸汽管道。
2.根据权利要求1所述的剩余氨水处理装置，其特征在于：所述相分离器 包括：
一筒体;
一设置在筒体一端上侧的物料进口，所述物料进口上设有进口阀门，所述 物料进口的一端连接一进料管;
一与物料进口另一端连接的进口件，所述进口件通过法兰与物料进口连接， 并延伸至筒体的中部;
一与进口件连接的整流器;
一设置在整流器后方的纤维填料段，所述纤维填料段通过焊接在筒体内的 填料段支架进行固定;
一设置在纤维填料段后方的折流板组段，所述折流板组段通过焊接在筒体 内的板组支架进行固定;
一设置在折流板组段后方的沉降段，所述沉降段为液液分离提供足够的停 留时间，防止轻相和重相相互夹带;
一设置在筒体底部外侧面上的小筒体，所述小筒体的上端与筒体内部导通， 所述小筒体的底部设有焦油出口;
若干个设置在筒体上的便于观测筒体反应情况的界面计口;
一设置在筒体顶部的氨蒸汽出口;
所述相分离器还包括开在相分离器的壳体上的备用口、安装孔、多个人孔、 多个排污口;
筒体下方固定有支撑整个相分离器的支座。
3.根据权利要求2所述的剩余氨水处理装置，其特征在于：所述相分离器 还包括安装在设备筒体上的备用口。
4.根据权利要求2所述的剩余氨水处理装置，其特征在于：所述相分离器 还包括筒体的顶部还设有排空口。
5.根据权利要求2所述的剩余氨水处理装置，其特征在于：所述相分离器 还包括筒体的顶部还设有安全阀口。
6.根据权利要求1所述的剩余氨水处理装置，其特征在于：所述强化蒸氨 设备包括壳体，壳体内腔中设有转鼓，转鼓内设有旋转填料，壳体内腔的中心 位置设有液体分布器，液体分布器位于旋转填料的内环之内并与旋转填料的内 环之间留有间隙，转鼓下部设有转轴，转轴与转鼓同心连接并且下端穿出壳体 与旋转动力结构连接;所述的壳体的顶部设有液体进口和气体出口，壳体的底 部设有液体出口和气体进口，液体进口经由泵装置与废水储罐连接，气体进口 与蒸汽来源连接，液体出口连接废水缓冲罐，气体出口连接气体吸收系统或下 一级设备的气体进口。
7.根据权利要求6所述的剩余氨水处理装置，其特征在于：所述旋转填料 的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/2。
8.根据权利要求6所述的剩余氨水处理装置，其特征在于：所述转轴与壳 体之间设有机械密封装置，通过连轴传动或者皮带轮传动或者齿轮传动实现旋 转传动。
9.采用权利要求1-8之一所述的剩余氨水处理装置处理剩余氨水的方法， 其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)、将剩余氨水槽中的剩余氨水，由剩余氨水泵输送至相分离器进行精 分离，剩余氨水在相分离器筒体内部做层流流动，通过纤维填料段时，分散在 剩余氨水中的焦油小液滴吸附在纤维上，小液滴在纤维上逐渐增大，增大至一 定程度后脱离纤维，进入折流板组段，焦油大液滴在折流板组段进一步增大， 同时由于折流板组段的特殊结构，在浅池沉降作用下，焦油和氨水实现高效快 速分离，氨水由相分离器氨水出口排出，由液液界面自动控制系统控制焦油由 小筒体上焦油出口排出，将剩余氨水中的焦油含量降低至其溶解度附近;
(2)、相分离器下部小筒体出焦油进入焦油中间槽，剩余氨水由氨水换热 器进行加热后进入强化蒸氨设备，通过液体分布器在转鼓内径处均匀分布，剩 余氨水和蒸汽在旋转填料中充分接触，从而将剩余氨水中的氨氮转移到蒸汽中; 强化蒸氨设备上部出氨汽并进入脱硫工段，下部出废水，一部分废水进入再沸 器为强化蒸氨设备提供蒸汽，另一部分废水作为热源进入氨水换热器，然后进 入废水处理系统。
说明书
一种剩余氨水处理装置和工艺
技术领域
本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种减少设备投资，能保证剩余氨水处理过程连续高效稳定运行，使废水污染物指标达到水处理系统要求的剩余氨水处理装置和工艺。
背景技术
在煤焦化行业中，剩余氨水主要产生于煤气的冷却过程中，从炭化室导出温度达650～700℃的荒煤气用循环氨水通过喷头强烈喷洒进行冷却，将煤气温度降到80～85℃。同时煤气中的焦油约有50%～60%被冷凝下来，部分焦油与煤尘和焦炭粒混在一起构成焦油渣。煤气冷却后，温度仍相当高，且还含有大量的焦油气和水汽。为了便于输送，减少鼓风机的动力消耗和有效地回收化学产品，煤气须经过汽液分离器后，作进一步冷却到25～35℃(立管式初冷器)或21～22℃(横管式初冷器)。冷凝液经水封槽流入上段冷凝液槽，用泵将其送入初冷器上段进行喷洒，多余部分送到机械化氨水澄清槽。由气液分离器分离下来的焦油和氨水首先进入机械化氨水澄清槽，在此进行氨水、焦油和焦油渣的分离。经机械化氨水澄清槽出来的氨水，一部分进入焦炉室喷洒冷却煤气，一部分作为剩余氨水经中间槽重力除油后直接进入蒸氨系统，由于单纯的重力油水分离效果不理想，使剩余氨水中仍含有一定量焦油(400ppm以上)，直接送入蒸氨系统后，将有大量的焦油沉淀在蒸氨塔德筛板上，严重影响蒸氨塔操作。同时也有大量的油类带入污水处理系统，使得污水处理系统污泥中的细菌活性受到抑制、严重时导致细菌中毒，需对剩余氨水除油。
对于剩余氨水处理技术，目前大多采用重力沉降、射流气浮除油技术和陶瓷膜过滤器除油后，使用蒸氨塔蒸氨工艺。
重力沉降：是现有氨水脱焦油中最主要的分离方法，采用重力沉降原理，利用氨水和焦油的密度差，当氨水在分离设备中有足够的停留时间时，氨水与焦油可较好分离，但需增加分离设备体积，增大设备投资，此外，重力沉降对于液滴粒径小于10um的液滴处理效果极差，增大停留时间也无法有效去除小粒径焦油液滴。
射流气浮除油技术：剩余氨水利用自流的方式进人设备，再用泵将氨水加压，利用文氏管将空气吸人氨水中，使空气与氨水混合后，进入溶气室。在溶气室内，空气与氨水进一步混合，达到液体溶气的目的。然后进入气浮除油室，经过射流喷头射流释压，微气泡上浮后再经过分布器，使气泡在气浮除油室内均匀分布。在微气泡上升的过程中吸除剩余氨水中的焦油及其他杂质，上升至液面，漫过气浮除油室堰板，满流溢出，实现除油，射流气浮除油往往与机械化澄清槽联合使用，往往机械化澄清槽除油效率较低，造成射流气浮除油负荷较高，除油效果也不理想，同时增加能耗。
陶瓷膜过滤器除油：陶瓷膜过滤管存在着不规则的、大小不同的、纵横交叉的空隙，它所形成的空隙率已达到39%，具有较大的渗透通过量，剩余氨水在上述空隙中做不规则的流动(或折流)，存在于氨水中的焦油被得以截留，且使被拦截物从大到小依次拦截，同时陶瓷膜过滤管具有吸附作用，在管壁上吸附含油污水的胶脂物，在管壁上使被拦截物从大到小被依次拦截，使沉积物下降于滤管以下部位，漂浮物存在于滤管以上部位(包括浮油)，然后分别采用内灌(管内壁)外排(管外壁)水的新的过滤工作原理，新设相应的压板(阻油)、安装支架、固定卡环等，然后采用汽水反冲洗工艺，有利于连续循环使用及提高使用效率和延长使用期限。
蒸氨塔：从属于解吸塔，是使溶解于循环水中的氨气通过热载体的传热而挥发释放出来的操作设备日，采用一般的载热体水蒸汽作为加热剂，使循环水液面上氨气的平衡蒸汽压大于热载体中氨气的分压，汽液两相逆流接触进行传质传热，从而使氨气逐渐从循环水中释放出来，在塔顶得到氨蒸汽与水蒸汽的混合物，在塔底得到较纯净的循环水。蒸氨塔作为传统和成熟的蒸氨设备，被广泛应用于剩余氨水处理工艺中，但蒸氨塔有蒸氨效率容易受很多因素影响，操作复杂，水蒸汽用量大，设备投资大等缺点。
CN101172729A公布了焦化厂剩余氨水物理化学处理工艺，是将剩余氨水经蒸氨预处理后，调节pH值至11～12，通入曝气池中，加入足量的NaClO，在曝气的同时进行氧化还原反应，之后依次通过过滤池、吸附池和沉淀池进行物理处理后排放。该工艺设备投资大，占地面积大，剩余氨水中的焦油无法回收，且无法为后续的脱硫系统提供碱源。
CN 103693797A公布了一种剩余氨水处理工艺，将高温循环氨水泵入蒸氨塔顶部，析出其中的部分挥发氨，析出部分挥发氨的高温循环氨水与氢氧化钠溶液混合后，高温循环氨水中的铵盐生成游离氨，进入蒸氨段析氨。该工艺没有脱硫传统的蒸氨塔工艺，没有考虑焦油含量的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种减少设备投资，能保证剩余氨水处理过程连续高效稳定运行，使废水污染物指标达到水处理系统要求的剩余氨水处理装置和工艺。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种剩余氨水处理装置，所述剩余氨水处理装置包括剩余氨水槽，相分离器，氨水换热器、强化蒸氨设备;
剩余氨水槽通过管道连接相分离器，相分离器通过管道连接氨水换热器，剩余氨水槽和相分离器之间的管道上安装有剩余氨水泵;
相分离器的底部连接有将相分离器中分离出的焦油回收的焦油中间槽;相分离器的上部安装有出氨水的氨水管道，氨水管道连接在氨水换热器上;
相分离器和氨水换热器之间的氨水管道上依次安装有氨水缓冲罐和将氨水导入氨水换热器的氨水换热器泵;
氨水换热器上安装有氨蒸汽进入强化蒸氨设备的蒸汽管道，强化蒸氨设备上部连接将氨汽进入脱硫工段的管道，强化蒸氨设备下部安装废水出水管道，废水出水管道连接废水缓冲罐，废水缓冲罐出来的废水管道分为两支，其中一支连接再沸器，另外一支连接氨水换热器;
再沸器的顶部安装有将蒸汽导入强化蒸氨设备的蒸汽管道。
在本发明的一个优选实施例子中，所述相分离器包括：
一筒体;
一设置在筒体一端上侧的物料进口，所述物料进口上设有进口阀门，所述物料进口的一端连接一进料管;
一与物料进口另一端连接的进口件，所述进口件通过法兰与物料进口连接，并延伸至筒体的中部;
一与进口件连接的整流器;
一设置在整流器后方的纤维填料段，所述纤维填料段通过焊接在筒体内的填料段支架进行固定;
一设置在纤维填料段后方的折流板组段，所述折流板组段通过焊接在筒体内的板组支架进行固定;
一设置在折流板组段后方的沉降段，所述沉降段为液液分离提供足够的停留时间，防止轻相和重相相互夹带;
一设置在筒体底部外侧面上的小筒体，所述小筒体的上端与筒体内部导通，所述小筒体的底部设有焦油出口;
若干个设置在筒体上的便于观测筒体反应情况的界面计口;
一设置在筒体顶部的氨蒸汽出口;
所述相分离器还包括开在相分离器的壳体上的备用口、安装孔、多个人孔、多个排污口;
筒体下方固定有支撑整个相分离器的支座。
在本发明的一个优选实施例子中，所述相分离器还包括安装在设备筒体上的备用口。
在本发明的一个优选实施例子中，所述相分离器还包括筒体的顶部还设有排空口。
在本发明的一个优选实施例子中，所述相分离器还包括筒体的顶部还设有安全阀口。
在本发明的一个优选实施例子中，所述强化蒸氨设备包括壳体，壳体内腔中设有转鼓，转鼓内设有旋转填料，壳体内腔的中心位置设有液体分布器，液体分布器位于旋转填料的内环之内并与旋转填料的内环之间留有间隙，转鼓下部设有转轴，转轴与转鼓同心连接并且下端穿出壳体与旋转动力结构连接;所述的壳体的顶部设有液体进口和气体出口，壳体的底部设有液体出口和气体进口，液体进口经由泵装置与废水储罐连接，气体进口与蒸汽来源连接，液体出口连接废水缓冲罐，气体出口连接气体吸收系统或下一级设备的气体进口。
在本发明的一个优选实施例子中，所述旋转填料的轴向厚度为壳体内腔高度的1/4～1/2。
在本发明的一个优选实施例子中，所述转轴与壳体之间设有机械密封装置，通过连轴传动或者皮带轮传动或者齿轮传动实现旋转传动。
一种采用上述的剩余氨水处理装置处理剩余氨水的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)、将剩余氨水槽中的剩余氨水，由剩余氨水泵输送至相分离器进行精分离，剩余氨水在相分离器筒体内部做层流流动，通过纤维填料段时，分散在剩余氨水中的焦油小液滴吸附在纤维上，小液滴在纤维上逐渐增大，增大至一定程度后脱离纤维，进入折流板组段，焦油大液滴在折流板组段进一步增大，同时由于折流板组段的特殊结构，在浅池沉降作用下，焦油和氨水实现高效快速分离，氨水由相分离器氨水出口排出，由液液界面自动控制系统控制焦油由小筒体上焦油出口排出，将剩余氨水中的焦油含量降低至其溶解度附近;
(2)、相分离器下部小筒体出焦油进入焦油中间槽，剩余氨水由氨水换热器进行加热后进入强化蒸氨设备，通过液体分布器在转鼓内径处均匀分布，剩余氨水和蒸汽在旋转填料中充分接触，从而将剩余氨水中的氨氮转移到蒸汽中;强化蒸氨设备上部出氨汽并进入脱硫工段，下部出废水，一部分废水进入再沸器为强化蒸氨设备提供蒸汽，另一部分废水作为热源进入氨水换热器，然后进入废水处理系统。
在本发明的积极的进步效果在于：本发明采用的分离装置为静设备无需任何外部动力即可实现高效脱油，装置内部采用特殊结构，有效减小设备大小，同时满足足够的停留时间，剩余氨水中的固体颗粒不会堵塞设备，能保证除油过程连续稳定运行，同时采用的强化蒸氨设备尺寸小，所需蒸汽量小，蒸氨效率高。
采用本工艺之后，降低设备大小，减少设备投资，剩余氨水中焦油含量降低至其溶解度附近，消除对后续蒸氨工段的影响，同时废水中氨氮及焦油含量降低至最低水平，消除废水对水处理系统的恶劣影响，同时采用的分离设备拥有特殊内部结构，能防止剩余氨水中的固体颗粒堵塞填料，保证剩余氨水处理 过程连续高效稳定运行。
