一种从酸性水中回收氨的装置的制作方法

本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种从酸性水中回收氨的装置。酸性水来源于煤化工、石油化工装置，具体来源包括煤化工的变换、半水煤气脱硫、煤低温干馏、气化、煤焦油深加工装置，石油化工的加氢裂化、加氢精制、常减压等装置。

背景技术：

酸性水来源于煤化工、石油化工装置，具体来源包括煤化工的变换、半水煤气脱硫、煤低温干馏、气化、煤焦油深加工装置，石油化工的加氢裂化、加氢精制、常减压等装置。主要污染物包括硫化氢、氨氮、酚类等，对人及环境都有很大危害，需要对其进行处理，以回收氨、酸性气，节约水资源，保护环境，促进经济的可持续发展。

现有工艺回收的成品氨水或液氨存在很多缺点，例如杂质含量高，难以综合利用，能耗高，投资大，酸性气管道容易堵塞，难以回收至硫回收装置等。如将成品氨水用于锅炉烟气氨法脱硫时，会产生氧化率下降、电耗增加、离心机故障率提高等问题。

现有技术已经公开了一些从酸性水中回收氨水、酸性气的装置及方法。

CN97115113.X公开了一种炼油厂酸性污水的多段汽提处理方法。将碱性化学品加入带侧线抽出的汽提塔中，从而在塔内形成化学分解段、水解汽提段和精制提浓段，将酸性水中的固定铵分解，在回收硫化氢和氨的同时，可降低汽提净化水中的总氨。侧线采出的气氨需再经结晶吸附精制得到99.9w％以上的工业液氨，汽提净化水中的总氨可降低到20mg/L以下。该方法氨回收率高，具有处理高浓度污水能力，且能保证产品液氨和净化水的质量，但该法存在两个问题：1)该单塔汽提的塔板数低，分离效率低，侧线采出的氨汽中酸性气、杂质含量较高，增加了后续结晶吸附系统的压力，处理成本增加；2)三级分凝液返回不合理易造成侧线抽出的氨汽中酸性气、杂质含量过高，且增加了能量消耗。

CN200610033932公开了一种高浓度含酚煤气化废水的处理及回收方法，工序包括：(1)脱酸工段；(2)萃取脱酚工段；(3)萃取溶剂再生工段；(4)氨回收和残留萃取溶剂回收工段。以甲基异丁基甲酮为萃取剂，高浓度含酚煤气化废水经过该工艺处理后，能回收废水中92％以上的总酚和99.5％以上的氨。所用萃取剂可采用精馏法分离再生，再生后的萃取剂纯度高，满足循环萃取要求。同时，有效回收废水中的酚类物质特别是多元酚，废水的CODCr也大幅度降低，有利于废水的生化处理达标。该方法中氨回收和残留萃取溶剂在同一塔内进行，侧线氨采出率低，氨中溶剂含量及其他杂质难以控制，且无其他净化措施，氨水品质难以保证。

CN200710010393.4公开了一种含硫废水的处理方法。本专利的工艺过程是首先向含硫废水中加入硫酸，调节pH值至4～6，用适量空气曝气，使H2S随空气逸出，出水经加碱中和后，排入污水处理厂。含H2S的曝气尾气进入焚烧炉或催化焚烧反应器生成SO2、SO3，SO2、SO3被吸收液吸收形成稀酸。产生的稀酸可回用于含硫废水调节pH，系统正常运行时，基本不再向含硫废水中补充加入新鲜硫酸，整个工艺形成封闭系统处理含硫废水，适用范围广泛，成本低廉。该法不回收氨、酸性气，不适用于回收氨的废水处理成本高，形成资源浪费。

CN200910192442.X公开了一种处理含高浓度酚氨煤气化污水的方法，该方法包括污水汽提塔注碱加压汽提脱除酸性气和氨、侧线抽出富氨汽经过三级分凝浓缩、脱酸脱氨后的污水以MIBK为溶剂萃取其中的酚。处理过程实现煤气化污水在污水汽提塔中同时脱除酸性气、游离铵和固定铵，并获得高浓度氨气。此法侧线抽出的富氨汽中硫化氢、酚含量高，实际运行过程中经三级分凝后获得的氨气浓度94％～98％，仍含有较高浓度的硫化氢，难以满足对氨水品质的要求，且后续精制过程复杂、投资大。

CN200710053952.X公开了一种处理含硫化氢和氨酸性污水的工艺，含硫化氢和氨的酸性污水与分凝液混合后，分成两路进入汽提塔，其中一路与汽提塔底来的净化水混合后进入汽提塔顶的填料段上部，另一路分别与净化水和侧线气换热至130℃～155℃后，进入汽提塔的第1层塔盘；汽提塔的塔底净化水分成两部分，其中占汽提塔底净化水0～50重量％的一部分与冷原料水混合，剩余部分送至装置外；从汽提塔中部侧线抽出的氨混合气经冷凝分液后，粗氨气出装置，分凝液如上所述与酸性污水混合。该工艺仅仅得到粗氨气，且未明确酸水汽提的工艺选择原则，以及通过加入碱性物质的方法调整pH。

技术实现要素：

本发明目的是，一种从酸性水中回收硫化物含量≤20mg/L的氨水的装置，该可从酸性气中回收氨质量分数20％以上、硫化物含量≤20mg/L的成品氨水，副产酸性气送硫回收装置。成品氨水既可外售、又可资源化利用，满足工业和农业用氨水质量要求。本发明工艺流程简单，操作简便，装置运行稳定，避免了已有工艺的一些缺点。

本发明技术方案是，一种从酸性水中回收氨的装置，包括汽提脱酸脱氨单元、分级冷凝单元、氨气精制单元、酸性气处理单元、生化处理单元、氨气吸收单元，酸性水的输入管道接汽提脱酸脱氨单元，汽提脱酸脱氨单元的氨气输出端与分级冷凝单元、氨气精制单元、氨气吸收单元依次连接，汽提脱酸脱氨单元废水与废气输出端还分别与生化处理单元、酸性气处理单元连接。

设有压缩冷凝单元部分代替吸收单元，压缩冷凝单元与氨气精制单元的输出端连接。

分级冷凝级数为2-4级，优选3级，每级冷凝均包括冷凝器、分离器。

氨气精制单元包括洗涤设备、结晶设备、吸附设备中的至少一种或其组合；优选洗涤设备加吸附设备。

氨气精制单元还包括氧化设备，优选氧化铁氧化设备或氧化锌氧化设备，且洗涤设备、吸附设备、氧化设备依次连接。

汽提脱酸脱氨单元包括汽提塔，汽提塔为脱酸脱氨一体化塔；汽提塔上至少有2个酸性水入口。

酸性水通过预热设备后与汽提塔酸性水入口连接，预热设备优选分级冷凝单元的冷凝器。

设有酚回收单元，酚回收单元为萃取塔。

汽提塔高度40-60m，直径1.5-3.6m，汽提塔为浮阀塔或填料塔，选用浮阀塔时，塔盘数量40-80块。汽提塔从上至下依次设有酸性气出口、冷酸性水入口、含氨气出口、加碱口、热酸性水入口、废水出口，酸性气出口与冷酸性水入口之间的距离为1-6m。

一种从酸性水中回收合格氨的装置的工艺流程为：

将酸性水通过加压汽提将酸性水中硫化氢和氨都汽提脱除，得到的酸性气去克劳斯硫回收装置处理达标后排放，含氨体积分数10％～20％的蒸汽去分级冷凝，利用气液平衡原理、采用变压变温操作逐级实现氨气的浓缩，得到满足后续处理要求的粗氨气。将分级冷凝单元得到的粗氨气送入氨气精制单元，氨气精制单元采用洗涤设备、结晶设备、吸附设备、氧化设备的一种或组合，其中洗涤设备使用合格氨水及循环氨水对粗氨气进行洗涤，通过控制温度、成品氨水加入量、循环氨水流量等因素对杂质予以高效脱除。氨气精制单元精制后精氨气中的硫化氢质量分数≤200ppm。将得到的精氨气送入氨气吸收单元进行吸收，用水吸收氨气，得到合格氨水。如酸性水含有酚，则酸性水还需经过酚回收单元，回收粗酚后送生化处理单元处理或回用。如需生产液氨，可以将氨气精制单元得到的精氨气经压缩冷凝，或将氨气吸收单元得到的合格氨水经精馏得到。

附图说明

图1为本实用新型构造的示意图；

图2为氨气精制单元示意图。

附图标记说明，1.气提脱酸脱氢单元；2.分级冷凝单元；3.氨气精制单元；4.压缩冷凝单元；5.氨气吸收单元；6.酚回收单元；7酸性水；8酸性气处理单元；9.生化处理单元；

10.合格氨水；11.液氨；12.粗氨气；13.精氨气；14.洗涤设备；15.结晶设备；16.吸附设备；17.氧化设备。

具体实施方式

本发明提出一种从酸性水中回收合格氨的装置，包括汽提脱酸脱氨单元1、分级冷凝单元2、氨气精制单元3、酸性气处理单元8、生化处理单元9、氨气吸收单元5，酸性水7送汽提脱酸脱氨单元1，汽提脱酸脱氨单元1与分级冷凝单元2、氨气精制单元3、氨气吸收单元5依次连接，汽提脱酸脱氨单元1还与生化处理单元9、酸性气处理单元7连接。

装置还包括用压缩冷凝单元4部分代替氨气吸收单元5，压缩冷凝单元4与氨气精制单元3连接。

分级冷凝单元2分级冷凝级数为2-4级，优选3级，每级冷凝均包括冷凝器、分离器。

氨气精制单元3包括洗涤设备14、结晶设备15、吸附设备16中的至少1种。优选洗涤设备14+吸附设备16。

氨气精制单元还包括氧化设备17，优选氧化铁氧化设备、氧化锌氧化设备，且洗涤设备14、吸附设备16、氧化设备17依次连接。

汽提脱酸脱氨单元包括汽提塔、换热器、冷凝器，汽提塔优选脱酸脱氨一体化塔。汽提塔需设置在线pH计，至少有2个酸性水入口。

酸性水通过预热设备后与汽提塔酸性水入口连接，预热设备优选分级冷凝单元的冷凝器。

废水处理酚回收单元包括萃取塔。

汽提塔高度40-60m，直径1.5-3.6m，汽提塔为浮阀塔或填料塔，汽提塔从上至下依次设有酸性气出口、冷酸性水入口、含氨气出口、加碱口、热酸性水入口、废水出口，酸性气出口与冷酸性水入口之间的距离为1-6m。

一种从酸性水中回收合格氨的装置的工艺流程为：将分级冷凝单元得到的粗氨气送入氨气精制单元，依次经洗涤设备、结晶设备、活性炭吸附设备、氧化设备中的1-2项，净化后精氨气中的硫化氢质量分数≤20ppm，其中洗涤设备使用合格氨水及循环氨水对得到的粗氨气进行洗涤，通过控制洗涤温度、成品氨水加入量、循环氨水流量等因素对杂质予以高效洗涤脱除。将氨气精制单元得到的精氨气送入氨气吸收装置进行吸收，用水吸收氨气，得到成品氨水。

如酸性水含有酚，则酸性水还需经过酚回收单元，回收粗酚后送生化处理单元处理或回用。如需生产液氨，可以将氨气精制步骤得到的精氨气经压缩冷凝，也可以将氨气吸收单元得到的合格氨水经精馏得到。

应用实例

1)某合成氨半水煤气脱硫副产氨水项目装置

酸性水来自某煤制天然气项目鲁奇煤气化装置、变换装置，酸性水处理量100m³/h，总氨浓度20000mg/L，H2S含量3000mg/L，CO2含量15000mg/L，酚含量6400mg/L，pH9.5。

采用本实用新型所述的“一种从酸性水中回收合格氨的装置”，采用单塔加压侧线抽氨汽提工艺，酸性气由塔顶采出去克劳斯硫回收，氨蒸汽由侧线采出，经三级分凝、氨气精制、氨气吸收后制成10t/h 25％的合格氨水，其中部分合格氨水返回氨气洗涤塔。

汽提脱酸脱氨装置加入烧碱。汽提塔底部的酸性水经过酚回收单元，回收粗酚后送污水处理装置。分级冷凝级数为3级。

汽提塔高度53m，直径2.2m，汽提塔为浮阀塔，塔盘数量12+54块。汽提塔从上至下依次设有酸性气出口、冷酸性水入口、含氨气出口、加碱口、热酸性水入口、废水出口，酸性气出口与冷酸性水入口之间的距离为2.5m。

该实例氨回收利用率99.8％，酸性气中NH3含量0.7％，回收的25％氨水中硫化氢含量10mg/L，满足工业和农业用氨水质量要求。

2)某石油化工酸性水处理装置

酸性水来自某石油化工项目的加氢精制、加氢裂化及常减压装置，酸性水处理量80m³/h，总氨浓度9600mg/L，H2S含量8400mg/L，CO2含量300mg/L。

采用本实用新型所述的“一种从酸性水中回收合格氨的装置”，采用单塔加压侧线抽氨汽提或双塔汽提工艺均可，酸性气由塔顶采出去克劳斯硫回收，氨蒸汽由侧线或脱氨塔塔顶(双塔汽提工艺)采出，经四级分凝、氨气洗涤、氨气净化、氨气吸收后制成3.8t/h 28％的合格氨水，其中部分合格氨水返回氨气洗涤塔，部分合格氨水经加压精馏得到液氨。

汽提脱酸脱氨装置加入碳酸钠。汽提塔底部的酸性水回用至加氢精制、加氢裂化及常减压装置。

分级冷凝级数为4级。

汽提塔高度55m，直径1.8m，汽提塔为填料塔，填料高度为8米+10*3米。汽提塔从上至下依次设有酸性气出口、冷酸性水入口、含氨气出口、加碱口、热酸性水入口、废水出口，酸性气出口与冷酸性水入口之间的距离为3m。

该实例氨回收利用率99.5％，酸性气中NH3含量0.3％，回收的28％氨水中硫化氢含量

7.9mg/L，满足工业和农业用氨水质量要求。