一种负压蒸氨塔及蒸氨方法
【专利摘要】本发明涉及一种负压蒸氨塔及蒸氨方法，包括塔器主体、裙座、焦油排出口、人孔、蒸氨废水出口、导热油入口、导热油出口、再沸器、满流挡板、连通管、塔盘、碱液入口、原料氨水入口、氨分缩器、冷却水入口、冷却水出口和氨汽出口，其特征在于，再沸器置于塔器主体内，氨分缩器置于塔器主体上部，原料氨水入口位于塔器主体上部，碱液入口位于塔器中部，通过连通管将最下层塔盘降液管中的蒸氨废水引到塔釜底层，塔器主体底层设满流挡板。优点是：蒸氨塔在负压下工作，溶液沸点低，降低蒸馏温度，从而降低能耗。优化了防腐工艺，改善了介质腐蚀，节省材料成本。将再沸器集成于蒸氨塔内，简化蒸氨流程，减少流程中的损耗。
【专利说明】一种负压蒸氨塔及蒸氨方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼焦剩余氨水的处理领域，尤其涉及一种内置再沸器式负压剩余氨水蒸氨装置及蒸氨方法。
【背景技术】
[0002]目前，焦化厂剩余氨水蒸氨工艺普遍采用蒸汽汽提法脱除氨、酚及COD等有害杂质，处理后氨气由蒸氨塔塔顶排至煤气系统，塔底蒸氨废水送至生化处理装置。这种正压蒸汽蒸馏在90-110°C高温下操作，能耗大，介质腐蚀十分严重；同时常规管壳式塔底再沸器和塔顶氨分缩器换热效率不高，需要消耗大量蒸汽和循环水，体积大，尤其氨分缩器为钛材，造价昂贵，由此导致蒸氨工艺设备投资和运行成本高，检修费用大。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种设备投资省、运行成本低、节约能源、蒸氨废水指标好的内置再沸器式负压蒸氨塔及蒸氨方法。
[0004]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0005]一种负压蒸氨塔，包括塔器主体、裙座、焦油排出口、人孔、蒸氨废水出口、导热油入口、导热油出口、再沸器、满流挡板、连通管、塔盘、碱液入口、原料氨水入口、氨分缩器、冷却水入口、冷却水出口和氨汽出口，再沸器置于塔器主体内，氨分缩器置于塔器主体上部，原料氨水入口位于塔器主体上部，碱液入口位于塔器中部，通过连通管将最下层塔盘降液管中的蒸氨废水引到塔釜底层，塔器主体底层设满流挡板。
[0006]所述塔盘及氨分缩器材料全部采用不锈钢。
[0007]所述满流挡板将塔器主体底层分为两个腔体，一个腔体底部设置焦油排出口。
[0008]所述氨分缩器和再沸器采用螺旋板式结构，由不锈钢板卷制而成。
[0009]所述螺旋板式再沸器和氨分缩器内再沸蒸汽和氨汽流道内采用条式定距撑结构。
[0010]利用负压蒸氨塔实现的蒸氨方法，包括以下步骤:
[0011]I)通过真空装置使蒸氨塔在负压下工作，原料氨水经蒸氨塔上部的原料氨水入口进入塔器主体，在55?70°C和15?35kPa状态下进行蒸馏；
[0012]2)为分解剩余氨水中的固定铵盐，在塔器中部的中部碱液入口加入氢氧化钠溶液；
[0013]3)通过连通管将最下层塔盘降液管中的蒸氨废水引到塔釜底层，静置分离后通过焦油排出口排出重相混合物，一部分蒸氨废水排出塔外进入后续废水处理流程，另一部分则满流进入内至于塔釜内的螺旋板式再沸器，通过导热油对剩余氨水进行循环供热；蒸氨废水受热变为再沸蒸汽沿塔向上流动，经过塔盘进行传质与传热；随着蒸氨的进行，氨汽由塔器顶部进入螺旋板式氨分缩器，在循环水冷却下，部分冷凝下来的液相作为回流，汽相经顶部氨汽出口进入后续流程。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]I)蒸氨塔在负压下工作，溶液沸点低，降低了蒸馏温度，从而降低了能耗。
[0016]2)优化了设备防腐工艺，改善了介质腐蚀，节省了设备材料成本。
[0017]3)将再沸器集成于蒸氨塔内，简化了蒸氨流程，减少了流程中的损耗，降低了设备投入。
[0018]4)采用螺旋板式换热结构，制造方便，传热效率高，压降小，设备高度降低，进一步降低了设备成本。
[0019]5)优化了螺旋板内部结构，强化了传热，再沸器和氨分缩器传热效率高，为常规管壳式结构的2-3倍。
[0020]6)蒸氨工艺流程合理，蒸氨废水指标好，减轻了生化处理装置的运行负荷。
[0021]7)经济和环境效益好，减少了有害气体和各种污染物的排放，改善了工人操作环境和周边大气环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的结构示意图。
[0023]图2是再沸器和氨分缩器的螺旋结构的示意图。
[0024]图中:1_塔器主体2-裙座3-焦油排出口 4-人孔5-蒸氨废水出口 6_导热油入口 7-导热油出口 8-再沸器9-满流挡板10-连通管11-塔盘12-碱液入口 13-原料氨水入口 14-氨分缩器15-冷却水入口 16-冷却水出口 17-氨汽出口18-螺旋板19-条式定距撑20-定距柱。
【具体实施方式】
[0025]下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
[0026]见图1、图2，一种负压蒸氨塔，包括塔器主体1、裙座2、焦油排出口 3、人孔4、蒸氨废水出口 5、导热油入口 6、导热油出口 7、再沸器8、满流挡板9、连通管10、塔盘11、碱液入口 12、原料氨水入口 13、氨分缩器14、冷却水入口 15、冷却水出口 16和氨汽出口 17，再沸器8置于塔器主体I内，氨分缩器14置于塔器主体I上部，原料氨水入口 13位于塔器主体I上部，碱液入口 12位于塔器中部，通过连通管10将最下层塔盘11降液管中的蒸氨废水引到塔釜底层，塔器主体I底层设满流挡板9。
[0027]其中，塔盘11及氨分缩器14材料全部采用不锈钢。满流挡板9将塔器主体I底层分为两个腔体，一个腔体底部设置焦油排出口 3。氨分缩器14和再沸器8采用螺旋板18式结构，由不锈钢板卷制而成。螺旋板18式再沸器8和氨分缩器14内再沸蒸汽和氨汽流道内采用条式定距撑19结构。
[0028]螺旋板18式结构包括定距柱20、圆钢、螺旋板18、条式定距撑19，相邻螺旋板18之间上下通过圆钢封闭，形成液侧通道，液侧通道内设有定距柱20 ;上下敞开的螺旋板18之间形成气侧通道，气侧通道与液侧通道相互交错设置。在再沸器8中，气侧通道内通再沸蒸汽(蒸氨废水)，液侧通道内通导热油。在氨分缩器14中，气侧通道内通氨气，液侧通道内通循环冷却水。
[0029]利用负压蒸氨塔实现的蒸氨方法，具体工作过程为:
[0030]采用真空装置使蒸氨塔在负压下工作，原料氨水经上部原料氨水入口 13进入塔器主体1，在55?70°C和15?35kPa(绝压)状态下进行蒸馏，脱除游离氨及其它杂质。为分解剩余氨水中的固定铵盐，在塔器中部碱液入口 12加入相应量的氢氧化钠溶液。通过连通管10将最下层塔盘11降液管中的蒸氨废水引到塔釜底部，静置后焦油等重相混合物由塔器底部焦油排出口 3排出，蒸氨废水经满流挡板9进入塔釜另一腔体，一部分由蒸氨废水出口 5排出，进入后续废水处理流程，另一部分在塔釜内满流进入螺旋板18式再沸器8。螺旋板18式再沸器8内置于塔釜内，通过导热油对蒸氨废水进行循环供热。导热油由再沸器8下部导热油入口 6进入螺旋板18式再沸器8中心，导热油走螺旋通道，与满流进入螺旋体的蒸氨废水进行换热后，沿螺旋体外壁导热油出口 7切向流出。蒸氨废水受热变为再沸蒸汽沿塔向上流动，经过塔盘11进行传质与传热。随着蒸氨的进行，55?70°C的氨汽由塔器顶部进入螺旋板18式氨分缩器14，冷却水由冷却水入口 15进入分缩器螺旋体，换热后经冷却水出口 16切向排出，部分冷凝下来的液相作为回流，汽相经顶部氨汽出口 17进入后续流程。在再沸器8和分缩器螺旋体内，再沸蒸汽和氨汽均为轴向流动，故在其流道内采用条式定距撑19结构，其起翅片作用，以强化传热。
[0031]本发明的优点:
[0032]I)本发明在负压下工作，溶液沸点低，降低了蒸馏温度，从而降低了能耗。
[0033]2)本发明优化了设备防腐工艺，改善了介质腐蚀，节省了设备材料成本。
[0034]3)本发明将再沸器集成于蒸氨塔内，简化了蒸氨流程，减少了流程中的损耗，降低了设备投入。采用螺旋板式换热结构，制造方便，传热效率高，压降小，设备高度降低，进一步降低了设备成本。优化了螺旋板内部结构，强化了传热，再沸器和氨分缩器传热效率高，为常规管壳式结构的2-3倍。采用螺旋板式换热结构，传热效率高，热损失小，结构紧凑，蒸氨废水指标好。工艺流程合理，蒸氨废水指标好，减轻了生化处理装置的运行负荷。
[0035]4)本发明经济和环境效益好，减少了有害气体和各种污染物的排放，改善了工人操作环境和周边大气环境。
【权利要求】
1.一种负压蒸氨塔，包括塔器主体、裙座、焦油排出口、人孔、蒸氨废水出口、导热油入口、导热油出口、再沸器、满流挡板、连通管、塔盘、碱液入口、原料氨水入口、氨分缩器、冷却水入口、冷却水出口和氨汽出口，其特征在于，再沸器置于塔器主体内，氨分缩器置于塔器主体上部，原料氨水入口位于塔器主体上部，碱液入口位于塔器中部，通过连通管将最下层塔盘降液管中的蒸氨废水引到塔釜底层，塔器主体底层设满流挡板。
2.根据权利要求1所述的一种负压蒸氨塔，其特征在于，所述塔盘及氨分缩器材料全部采用不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种负压蒸氨塔，其特征在于，所述满流挡板将塔器主体底层分为两个腔体，一个腔体底部设置焦油排出口。
4.根据权利要求1所述的一种负压蒸氨塔，其特征在于，所述氨分缩器和再沸器采用螺旋板式结构，由不锈钢板卷制而成。
5.根据权利要求1所述的一种负压蒸氨塔，其特征在于，所述螺旋板式再沸器和氨分缩器内再沸蒸汽和氨汽流道内采用条式定距撑结构。
6.利用权利要求1-5任意一项所述的一种负压蒸氨塔实现的蒸氨方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)通过真空装置使蒸氨塔在负压下工作，原料氨水经蒸氨塔上部的原料氨水入口进入塔器主体，在55?70°C和15?35kPa状态下进行蒸馏； 2)为分解剩余氨水中的固定铵盐，在塔器中部的中部碱液入口加入氢氧化钠溶液； 3)通过连通管将最下层塔盘降液管中的蒸氨废水引到塔釜底层，静置分离后通过焦油排出口排出重相混合物，一部分蒸氨废水排出塔外进入后续废水处理流程，另一部分则满流进入内至于塔釜内的螺旋板式再沸器，通过导热油对剩余氨水进行循环供热；蒸氨废水受热变为再沸蒸汽沿塔向上流动，经过塔盘进行传质与传热；随着蒸氨的进行，氨汽由塔器顶部进入螺旋板式氨分缩器，在循环水冷却下，部分冷凝下来的液相作为回流，汽相经顶部氨汽出口进入后续流程。
【文档编号】C02F1/04GK104355345SQ201410709589
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】任帅, 邱红, 段有龙, 于涛 申请人:中冶焦耐工程技术有限公司