焦化干熄焦与负压蒸氨热耦合设备的制作方法

本实用新型涉及一种焦化干熄焦与负压蒸氨热耦合设备，属于化工生产设备。

背景技术：

剩余氨水是焦化厂的主要污水，是一种成分复杂、浓度高、毒性大、难降解的工业废水，产生于炼焦过程中。剩余氨水中的主要成份有nh3、h2s、c02、hcn、铵盐等，为了防止剩余氨水对环境中的水体造成污染，剩余氨水必需经过深度处理后才能排放。

蒸氨工艺是剩余氨水废水预处理的有效方法，能够使剩余氨水的氨氮浓度由3000～4000mg/l水平降低到100～200mg/l水平。蒸氨工艺按照蒸氨塔操作压力可分为常压蒸馏和负压蒸馏工艺；按照能源结构可分为直接蒸汽加热法蒸氨工艺和塔底再沸器间接蒸汽加热工艺。直接蒸汽加热法蒸氨工艺为我国大部分焦化厂所采用。

目前，降低蒸氨工艺的蒸汽单耗的节能措施主要有两方面：第一，采用负压蒸馏，减少蒸汽用量；第二，改变加热方式，开发无蒸汽蒸氨新工艺。

负压蒸氨工艺就是将蒸氨塔的操作压力从常压条件改为负压条件。在负压操作下，由于蒸氨塔内压力低，氨气在水中的溶解度减小，更易蒸出，从而可节省蒸汽耗量；同时随着操作压力的下降，蒸氨塔塔内的操作温度降低，从塔底出来的蒸氨废水温度较低，减轻对氨水冷却器的压力。这是目前的蒸氨选用工艺。

改变加热方式就是采用间接式加热方式，目前热源的选择有管式炉加热法、导热油加热法、烟道气加热法等。这几种间接加热方式在能源消耗、运行的可靠性以及设备投资等方面均存在不足。管式炉加热法需要利用焦炉煤气为燃料，存在资源的浪费，且管式炉加热存在结焦的生产安全风险；烟道气加热法是利用焦炉的烟道废气作为热源，利用热管换热器换热产生的蒸汽作为蒸氨热源，设备庞大，且需动力风机将烟道气抽出进行换热，存在动力消耗大、运行费用高的问题。导热油加热法同样面临上述问题。

与此同时，在焦化厂生产中，经焦化厂干熄焦余热锅炉排出的循环气体会被直接通到干熄焦炉中，由于循环气体温度较高且温度波动较大，会导致干熄焦炉的出焦温度不稳定、降低了产品质量。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种焦化干熄焦与负压蒸氨热耦合设备，能够将焦化干熄焦过程与负压蒸氨有机结合起来，将焦化干熄焦过程产生的热量充分利用到负压蒸氨过程中，提升干熄焦炉出焦温度稳定性，同时可以减少蒸汽成本投入，降低能源消耗和设备投资，提升运行的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种焦化干熄焦与负压蒸氨热耦合设备，包括蒸氨塔、干熄焦余热锅炉和污水处理区，干熄焦余热锅炉中从上至下设有多层换热器，所述蒸氨塔塔底的废水出口通过连接管与一循环泵的进水口连接，所述循环泵的泵出口分别通过换热通道和排污通道与干熄焦余热锅炉中的下层换热器的入口、污水处理区连接，所述下层换热器的出口与蒸氨塔的底部入口通过循环管道连接，所述蒸氨塔的顶部出口通过氨汽管道与一真空系统连接，且蒸氨塔的上部侧壁上设有原料氨水入口。

原料氨水可通过多种方式经原料氨水入口输入到蒸氨塔的上部。优选的，还包括一输送电机，所述输送电机的输入口通过管道与一用于存放原料氨水的原料氨水储罐连接，输出口与原料氨水入口连接。输送电机可以根据生产需要快速将原料氨水储罐中的氨水通过原料氨水入口输送到蒸氨塔顶部，保证了生产的持续进行。

优选的，所述多层换热器为间壁式换热器。在间壁式换热器中，冷热两种介质被间壁隔开，并通过间壁直接进行热量交换。

使用时，干熄焦循环气会从顶部进入干熄焦余热锅炉并从上至下从多层换热器穿过。蒸氨塔底部的蒸氨循环废水经由循环泵抽出后分成两路：第一路通过换热通道送入干熄焦余热锅炉的下层换热器中与160-200℃的干熄焦循环气体进行换热，控制循环泵的流量，使换热后的蒸氨循环废水获得足够的热量、温度在125℃左右；蒸氨循环废水换热后由下层换热器的上部出口经循环管道输送至蒸氨塔的底部入口进入蒸氨塔闪蒸，产生的蒸汽作为蒸氨塔蒸馏操作的热源，使从原料氨水入口输入蒸氨塔的原料氨水中的氨变成氨汽逸出，通过氨汽管道与输出至真空系统，实现蒸氨塔的负压蒸氨操作；第二路过量的蒸氨循环废水通过排污通道直接排放到污水处理区中被处理，经处理后向外排出。

本实用新型设置方式简洁，能够将焦化干熄焦过程与负压蒸氨有机结合起来，通过以蒸氨循环废水作为换热介质的能量交换过程将焦化干熄焦过程产生的热量充分利用到负压蒸氨过程中，以蒸氨循环废水产生的蒸汽作为蒸氨塔蒸馏操作的热源，不需要单独提供蒸汽，大大缩减了成本；不需要消耗多余的能源供热，且没有增加新投入的设备，降低了设备投入、也不会带来生产安全的风险，蒸氨循环废水的循环过程对动力的要求也较低、降低了运行成本；进入干熄焦余热锅炉的干熄焦循环气由于换热后温度降低，经二次除尘、从干熄焦炉出来后温度大大降低且温度数值稳定，提升了后续干熄焦炉的出焦温度稳定性、直接提升了产品质量，且由于干熄焦循环气换热后温度降低，降低了对后续设备的高温损伤，延长了使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构布置示意图；

图中，1、蒸氨塔，1-1、底部入口，1-2、氨汽管道，2、干熄焦余热锅炉，3、循环泵，4-1、换热通道，4-2、排污通道，5、污水处理区，6、原料氨水储罐，7、输送电机，10、多层换热器，11、下层换热器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图所示，一种焦化干熄焦与负压蒸氨热耦合设备，包括蒸氨塔1、干熄焦余热锅炉2和污水处理区5，干熄焦余热锅炉2中从上至下设有多层换热器10，所述蒸氨塔1塔底的废水出口通过连接管与一循环泵3的进水口连接，所述循环泵3的泵出口分别通过换热通道4-1和排污通道4-2与干熄焦余热锅炉2中的下层换热器11的入口、污水处理区5连接，所述下层换热器11的出口与蒸氨塔1的底部入口1-1通过循环管道连接，所述蒸氨塔1的顶部出口通过氨汽管道1-2与真空系统连接，且蒸氨塔1的上部侧壁上设有原料氨水入口。

使用时，干熄焦循环气会从顶部进入干熄焦余热锅炉2并从上至下从多层换热器10穿过。蒸氨塔底部的蒸氨循环废水经由循环泵3抽出后分成两路：第一路通过换热通道4-1送入干熄焦余热锅炉2的下层换热器11中与160-200℃的干熄焦循环气体进行换热，控制循环泵3的流量，使换热后的蒸氨循环废水获得足够的热量、温度在125℃左右；蒸氨循环废水换热后由下层换热器11的上部出口经循环管道输送至蒸氨塔1的底部入口1-1进入蒸氨塔闪蒸，产生的蒸汽作为蒸氨塔1蒸馏操作的热源，使从原料氨水入口输入蒸氨塔1的原料氨水中的氨变成氨汽逸出，通过氨汽管道1-2与输出至真空系统，实现蒸氨塔的负压蒸氨操作；第二路过量的蒸氨循环废水通过排污通道4-2直接排放到污水处理区5中被处理，经处理后向外排出。

干熄焦循环气与下层换热器11中的蒸氨循环废水换热后温度降低，进入二次除尘器，进入循环气风机升压升温，然后进入副省煤器降温，送入干熄焦炉中循环使用。

原料氨水可通过多种方式经原料氨水入口输入到蒸氨塔1的上部。优选的，还包括一输送电机7，所述输送电机7的输入口通过管道与一用于存放原料氨水的原料氨水储罐6连接，输出口与原料氨水入口连接。输送电机7可以根据生产需要快速将原料氨水储罐6中的氨水通过原料氨水入口输送到蒸氨塔1顶部，保证了生产的持续进行。

优选的，所述多层换热器10为间壁式换热器。在间壁式换热器中，冷热两种介质被间壁隔开，并通过间壁直接进行热量交换。