在煤化工技術(shù)之中煤氣化屬于核心技術(shù)，是實(shí)施煤炭深加工工藝的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，比如煤制的甲醇、油、天然氣等等。在煤氣化加工工藝中碎煤固定床加壓氣化工藝的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，該技術(shù)在使用中對(duì)于煤種的適應(yīng)范圍也較廣，對(duì)于氧的消耗量也較少，在產(chǎn)出的氣體中甲烷的含量也較高，由于這種工藝具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以被城市煤氣、煤制天然氣等生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛的運(yùn)用。但是勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量高濃度的煤氣化廢水，通過業(yè)內(nèi)深入的研究提出了單塔加壓脫酸脫氨裝置來對(duì)煤氣化廢水實(shí)施處理，并在工業(yè)項(xiàng)目當(dāng)中的酚氨回收裝置之中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，所獲得的運(yùn)行效果十分良好。
1、單塔加壓脫酸脫氨工藝的具體流程
單塔加壓脫酸脫氨這種工藝在具體實(shí)施的過程中，實(shí)質(zhì)上就是將兩種提塔在1個(gè)塔內(nèi)進(jìn)行重疊，這兩種提塔分別為氨汽提塔、酸性氣汽提塔，該裝置主要分為兩個(gè)部分，分別為脫酸脫氨塔與三級(jí)分凝系統(tǒng)。經(jīng)過預(yù)處理之后的煤氣化廢水會(huì)被分成兩股，一股廢水經(jīng)過冷卻器冷卻之后，作為處理流程中的冷進(jìn)料在塔頂位置進(jìn)入裝置之中，另一股廢水經(jīng)過換熱之后，作為廢水處理流程中的熱進(jìn)料在塔體的中部位置進(jìn)入到裝置之中，而塔釜?jiǎng)t通過再沸器進(jìn)行間接加熱或者直接通過蒸汽來進(jìn)行加熱。在塔釜中以酸性氣體(比如CO2、H2S)為主與NH3實(shí)施加熱，建立在此的條件下，從液相釋出并隨氣相向塔頂上升。在這個(gè)上升的過程中，實(shí)現(xiàn)了氣相與冷進(jìn)料之間的接觸，在這個(gè)接觸的過程中由于酸性氣體的揮發(fā)度相對(duì)比NH3要高，使得大部分的酸性氣體在塔頂?shù)奈恢帽慌懦?，只有少量的酸性氣與NH3之間反應(yīng)并重新被吸收進(jìn)而到液相，并在塔體中部位置形成了高濃區(qū)，并以側(cè)線采出的形式進(jìn)入到三級(jí)分凝系統(tǒng)之中，這種降溫降壓的形式經(jīng)過3次循環(huán)之后，進(jìn)而獲得純度較高的氨氣。
2、進(jìn)出水煤氣化廢水的水質(zhì)指標(biāo)以及系統(tǒng)操作的相關(guān)參數(shù)
在這里以某個(gè)項(xiàng)目的酚氨回收裝置在實(shí)際生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)，該裝置處理廢水的量設(shè)計(jì)為60t/h，年運(yùn)行的總時(shí)間為7200h，其廢水入水的水質(zhì)可見表1。
通過表1我們可以看出，煤氣化廢水入水的水質(zhì)當(dāng)中，有90%的質(zhì)量為游離氨，因此，通過AspenPlus模擬計(jì)算模式實(shí)施計(jì)算的過程中，忽略了固定氨在其中占有的份額，采用游離氨的模式來代替總氨實(shí)施相應(yīng)的模擬。與此同時(shí)，將脫酸脫氨之后的出水指標(biāo)中各個(gè)物質(zhì)的濃度進(jìn)行設(shè)置，其中NH4+的質(zhì)量濃度設(shè)置為≤30mg/L，CO2與H2S等酸性氣體質(zhì)量的濃度都設(shè)置為≤200mg/L。
3、脫酸脫氨回收裝置操作相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化分析
3.1 脫酸脫氨塔操作壓力的優(yōu)化
脫酸脫氨塔在實(shí)際開展運(yùn)行的過程中，將操作的壓力作為變量，而其他參數(shù)在不發(fā)生變化的情況下，分別對(duì)操作壓力為0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa和0.7MPa時(shí)的參數(shù)分別進(jìn)行考查，脫酸脫氨塔的塔釜液組成與塔能耗產(chǎn)生的變化趨勢(shì)。其中需要注意的是，當(dāng)操作壓力參數(shù)為0.3MPa與0.4MPa時(shí)，壓力已小于三級(jí)冷凝的操作壓力0.36MPa，在這個(gè)時(shí)候需要對(duì)與其相配套的三級(jí)冷凝操作參數(shù)實(shí)施相應(yīng)的修改。隨著裝置在操作過程中的操作壓力不斷升高，塔釜的溫度也會(huì)逐漸隨之升高，相對(duì)NH4+的含量則隨之逐漸降低，這主要是由于在溫度升高的情況下，更加有利于離子氨實(shí)施相應(yīng)的分解與脫除，所以逐漸升高操作壓力對(duì)于脫酸脫氨塔的分離效率而言是非常有利的。
3.2 操作流程中冷進(jìn)料與總進(jìn)料的比
當(dāng)冷進(jìn)料在總進(jìn)料中所占比例作為變量的時(shí)候，同時(shí)其他參數(shù)也不變的情況下，分別對(duì)冷進(jìn)料所占比為0.10、0.20、0.25、0.30和0.40參數(shù)時(shí)分別進(jìn)行考查，脫酸脫氨塔的塔頂位置酸性氣體中NH3的含量以及塔能耗的變化趨勢(shì)，其結(jié)果為隨著冷進(jìn)料的不斷增加NH3不斷減少，當(dāng)冷進(jìn)料占總進(jìn)料比為0.20時(shí)，NH3的減少程度逐漸減緩。在實(shí)施設(shè)計(jì)與工業(yè)生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該對(duì)于塔頂酸性氣體中氨含量進(jìn)行最大可能的降低，這樣在后續(xù)設(shè)備與管道之中極大程度上降低碳銨結(jié)晶形成的幾率，進(jìn)而將排除的冷進(jìn)料占總進(jìn)料比為0.10。當(dāng)冷進(jìn)料的占比逐漸增大的過程中，其范圍是由0.20至0.40之間，酸性氣體中氨所占的比例為100×10-6以下，并且其變化的趨勢(shì)逐漸減緩，在冷進(jìn)料所占比例逐漸增大的同時(shí)，塔內(nèi)的能量消耗也逐漸增大。所以，應(yīng)該對(duì)裝置能耗進(jìn)行綜合性考慮，需要能夠根據(jù)廢水入水的實(shí)際情況，對(duì)冷進(jìn)料的占比實(shí)施有效控制，使其保持在0.20～0.30之間。
煤化工企業(yè)在日常生產(chǎn)的過程中，為了能夠有效的使能源利用率獲得提高，廢水酚氨回收是降低水資源消耗的重要環(huán)節(jié)。脫酸脫氨塔的有效應(yīng)用，能夠有效的將煤氣化廢水進(jìn)行良好的處理。( >
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