焦炉烟道气余热蒸氨脱硫一体化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型提供了一种可广泛应用于焦化行业的焦炉烟道气蒸氨脱硫一体化技术，属于节能环保领域，具体的说是一种焦炉烟道气余热蒸氨脱硫一体化系统。
【背景技术】
[0002]在炼焦过程中，需要燃烧焦炉煤气来提供炼焦所需的耗热量，在此过程中，煤气燃烧产物成为烟道废气。这些烟道废气一般温度为200?270°C，且由于煤气中含有200mg/m3左右的H2S,烟道气中一般还含有50mg/m3(甚至含量更高)左右的S02。通常情况下，这些高温废气被通过焦炉烟囱直接排入大气，既造成了能量浪费，又污染了环境。
[0003]目前，有部分企业通过回收烟道气余热来生产低压饱和蒸汽，但是，锅炉水质要求为除氧水，工艺复杂、热效率低，且用在化工生产中，蒸汽又会成为难以处理的化产废水，后期处理成本较高。2012年10月随着GB16171《炼焦化学工业污染物排放标准》的颁布实施，焦炉烟道气302的排放标准更加严格，自2015年起，焦炉排放的烟道气SO2S求小于50mg/m3,结合最新环保法的实施，焦炉烟道气的能否达标排放已成为影响焦化企业生存的关键要素，因此，焦化企业必须从降低加热用煤气含H2S和对烟道气进行脱除502等两方面考虑。
[0004]通常在炼焦过程中，配合煤中的水分及其所含化合水分会成为氨氮含量较高的剩余氨水，要达到排放要求，就必须通过蒸馏将氨氮降至300mg/L以下才能进入生化工序；为进一步将剩余氨水中的氨提取利用，一般在将其在蒸氨塔进行蒸馏，在塔顶得到10?15%的浓氨水，浓氨水呈碱性，是SO2的吸收剂之一。但是，蒸氨是能耗较高的化工单元，一般每处理一吨剩余氨水约消耗150?200kg的蒸汽。随着技术发展，已开发了烟道气余热负压蒸氨技术，即通过热管换热器，直接回收烟道气余热用于加热蒸氨塔底废水，使蒸氨废水由80?85°C上升到95°C上下，从而为蒸氨提供塔底热量，既降低了水耗，又提高了热效率，同时不增产废水，但目前仅用于负压蒸氨。
【实用新型内容】
[0005]针对上述情况，本实用新型的目的旨在提供一种焦炉烟道气余热蒸氨脱硫一体化系统，主要是通过热管换热器回收焦炉烟道气余热加热蒸氨塔底废水，加热后的废水返回蒸氨塔提供蒸馏热量，实现了零蒸汽蒸氨；同时，降温后的焦炉烟道气以蒸氨塔顶制得的氨水为碱源，在烟气脱硫塔中脱除焦炉煤气中的SO2，得到硫酸铵产品，实现废弃物的回收利用。既高效利用了焦炉烟道气余热，又减排了 SCV污染物，实现了氨的循环利用，具有较好的经济和环境效益。
[0006]为实现上述目的，本实用新型所述方法由以下技术方案解决:
[0007]焦炉烟道气余热蒸氨脱硫一体化系统，包括焦炉和烟囱，其特征是，还包括，
[0008]利用烟道废气余热制备成品氨水的蒸氨系统；
[0009]所述蒸氨系统包括蒸氨塔、剩余氨水槽、碱液槽和氨水槽，所述剩余氨水槽依次经过剩余氨水泵、贫富液换热器后连接到蒸氨塔的上部喷洒口，同时，所述碱液槽通过加碱计量泵也连接到蒸氨塔的上部喷洒口，且在所述蒸氨塔底部出口向外依次连接废水泵、贫富液换热器和废水冷却器，并在所述蒸氨塔底部出口向外依次连接废水循环泵和热管换热器，所述热管换热器中废液与来自焦炉的烟道废气进行热交换后再通过管道返回所述蒸氨塔底部，所述蒸氨塔顶部的蒸氨汽出口依次连接分缩器和冷凝器后与氨水槽接通；所述废水冷却器出口连接到烟气脱硫塔上部的喷洒口；
[0010]利用所述成品氨水对烟道废气进行冲洗，吸收废气中的SO2，并制得硫酸铵溶液的脱硫系统；
[0011]所述脱硫系统包括烟气脱硫塔和大、小循环泵，所述烟气脱硫塔底部液相出口通过产出泵连接到旋流器的喂料口 ；在所述烟气脱硫塔底部和上部靠近烟道废气入口之间设有将部分所述液相输送至所述烟气脱硫塔上方处进行喷洒的至少一组小循环泵或/和至少一组大循环泵；在所述烟气脱硫塔底部液相位置连接一压缩空气气路；所述烟气脱硫塔顶部的烟气出口与旋流捕雾器相连通，所述旋流捕雾器与所述烟囱连通；
[0012]将所述硫酸铵溶液制成固体硫酸铵的制肥系统；
[0013]所述制肥系统包括前后依次布置并通过通道连接的旋流器、离心机、干燥机和包装机。
[0014]进一步地，所述小循环泵和大循环泵进水端与所述烟气脱硫塔之间的管道中分别串接有第一冷却器和第二冷却器。
[0015]进一步地，与废水冷却器出口连接的所述烟气脱硫塔的喷洒口与所述小循环泵的喷洒口靠近或重合。
[0016]进一步地，所述旋流器、离心机和旋流捕雾器的剩余液相出口分别连接到所述烟气脱硫塔上部分的喷洒口。
[0017]进一步地，所述旋流器、离心机和旋流捕雾器的剩余液相出口汇集成一个通道中并连接到所述烟气脱硫塔上部分的喷洒口。
[0018]本实用新型的有益效果是:
[0019]1、以热管换热器回收焦炉烟道气余热用于为蒸氨提供蒸馏耗热量，建立了焦化工序新的能量耦合匹配能级，简化了工艺，提高了热效率。
[0020]2、以蒸氨塔顶产品浓氨水为碱源，吸收烟道气中的SO2,既降低了烟道气中SCV#量使之达到排放要求，又实现了焦化工序内物质的循环利用。
[0021]3、以蒸氨废水为热载体回收烟道气余热，以蒸氨塔底废水作为烟气脱硫塔顶的清洗液，不增加废水量。
[0022]4、在烟道气脱硫塔的大循环泵和小循环泵的循环管路上，串接有冷却器，以将在传质过程中烟道气释放出的热量带出。
[0023]5、用浓氨水回收烟道气中SO2，得到了硫酸铵产品，实现了经济效益和环保效益的有益结合，提高了推广价值。
[0024]6、建立了焦化内部能量、物料的新平衡模式，是焦化行业节能减排技术，在行业有较高的推广应用价值。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的结构示意图；
[0026]图中，I剩余氨水槽，P碱液槽，IP加碱计量泵，11剩余氨水泵，2贫富液换热器，2'废液冷却器，3蒸氨塔，31废水泵，32废水循环泵，33热管换热器，34分缩器，35冷凝器，36氨水槽，37氨水泵，4烟气脱硫塔，41第一冷却器，41'第二冷却器，42小循环泵，42'大循环泵，43产出泵，5旋流器，51离心机，52干燥机，53包装机，6焦炉，61焦炉烟囱，62旋流捕雾器，63引风机。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型的焦炉烟道气余热蒸氨脱硫一体化系统主要包括蒸氨系统、脱硫系统和制肥系统三个子系统，以及焦炉和烟囱。蒸氨系统主要利用烟道废气余热在蒸氨塔3顶部制得含氨10?16%的成品氨水；脱硫系统利用蒸氨系统制得的成品氨水对烟道废气进行冲洗，吸收废气中的SO2，并制得硫酸铵溶液；制肥系统将脱硫系统中制得的硫酸铵溶液制成固体硫酸钱。
[0028]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0029]如图1所示，蒸氨系统具体工作过程如下，剩余氨水泵11将剩余氨水从剩余氨水槽I中抽出，送至贫富液换热器2与废水泵31由蒸氨塔3底部抽取的蒸氨废水进行热交换。
[0030]其中，完成换热的剩余氨水与加碱计量泵IP由碱液槽P中抽取的碱液混合后进入蒸氨塔3 ;由此可知，在此过程中，剩余氨水完成传热与传质操作，被加热的剩余氨水进入蒸氨塔3后，吸热并在塔顶形成高温氨蒸汽，未汽化的剩余氨水落到塔底与蒸氨废水混合。
[0031]其中，蒸氨塔3顶部的蒸氨汽首先进入分缩器34，并通过中温水将氨蒸汽中部分冷却后直接回流至蒸氨塔3中；未被冷凝氨蒸汽进入冷凝器35，并用中温或低温水将氨蒸汽冷凝冷却至30°C，浓氨水(冷凝液)汇集到氨水槽36中，形成含氨10?16%的成品氨水，该成品氨水主要用于后续脱硫工艺中吸收废气中的S02。
[0032]来自废水泵31的蒸氨废水在贫富液换热器2与剩余氨水完成换热后，随即进入废水冷却器2'，利用中温水或低温水将其冷却至35°C左右后送至脱硫工序，即进入后面所述的烟气脱硫塔4的上部进行喷洒，参与对烟道废气的清洗以及对烟气脱硫塔4内壁的冲洗。
[0033]具体实施例中，经废水冷却器2'冷却后进入烟气脱硫塔4上方的蒸氨废水，其喷洒口与后面所述小循环泵42的喷洒口靠近或重合。
[0034]由上述描述可知，蒸氨塔3底部的蒸氨废水由废水泵31不断送至贫富液换热器2与来自剩余氨水泵11的剩余氨水进行热交换，因此，蒸氨塔3底部的蒸氨废水需要持续加热，以提供蒸氨所需的热消耗，从而保持热平衡。
[0035]为实现这一目的，如图1所示，蒸氨塔3底部的蒸氨废水由废水循环泵32抽出，不断送至热管换热器33 ;同时，焦炉6中的烟道气由引风机63从烟道闸板阀前抽出，送至热管换热器33，焦炉烟道气与蒸氨废水在热管换热器3进行热交换。
[0036]其中，蒸氨废水吸收烟道气热量后温度升高至125?135°C，并再次返回蒸氨塔3中，从而为蒸氨塔3提供蒸馏