2018年7月第49卷第4期
燃料与化工
Fuel&Chemical Processes
焦炉烟道气脱硝系统氨气化工艺的比较
于清野薛建勋杜立广赵丹萍田孝东
(中冶焦耐工程技术有限公司,大连116085)
摘要:介绍了液氨气化、氨水精馏、浓氨水气化3种工艺流程,并分别从工艺特点、项目投资、介质消耗和操作费用进行比较分析,为脱硝系统氨气化工艺的选择提供参考。
关键词:烟道气;脱硝;液氨气化;氨水精馏;浓氨水气化
中图分类号:X784文献标识码:A文章编号:1001-3709(2018)04-0059-03
Comparison of ammonia vaporization processes of
coke oven flue gas denitration system
Yu Qingye Xue Jianxun Du Liguang Zhao Danping Tian Xiaodong
(ACRE Coking&Refractory Engineering Consulting Corporation,MCC,Dalian116085,China) Abstract:Three ammonia vaporization processes,liquid ammonia vaporization,ammonia liquor distillation and concentrated ammonia liquor vaporization,are introduced and compared with respect to process features,project investment,media consumption and operating cost.It provides a reference for selection of ammonia vaporization process.
Key words:Flue gas;Denitration;Vaporization of liquid ammonia;Distillation of ammonia liquor;
Vaporization of concentrated ammonia liquor
收稿日期:2018-03-16
作者简介:于清野(1985-),男,工程师
基金项目:
燃料与化工
Fuel &Chemical Processes
Jul.2018Vol.49No.4
馏塔内,氨水被从塔底进来的1.6MPa 中压蒸汽加热、蒸馏,从塔顶逸出氨气(浓度为99.8%),经精馏塔冷凝器冷凝成液氨,液氨经回流罐后由回流泵送往精馏塔。
产品氨气由精馏塔冷凝器前氨气管道采出,减压至0.2~0.3MPa 后经缓冲罐送往焦炉烟道气脱硝系统。
精馏塔顶压力控制在1.45MPa、操作温度约40℃,精馏塔底压力控制在1.5MPa、操作温度约200℃。
蒸氨塔送来的氨气中所含S 2-、CN -等酸根离
子在氨水给料槽中与蒸氨装置碱液贮槽送来的碱液中和为钠盐,随精馏废水排至蒸氨装置。
加入碱液也用于分解固定铵,不增加消耗。
蒸氨塔送来的氨气中所含油类等杂质由精馏塔上部设置的油侧线采出,送至脱硫脱氨前煤气管道。
图2 氨水精馏工艺
1.3 浓氨水气化工艺
浓氨水气化工艺见图3。
储罐车运送的20%合格浓氨水通过卸车泵送入氨水槽储存,再由氨水泵送入氨气化器中,通过蒸汽加热气化为0.2~0.3MPa、约130℃的氨气,然后经管道输送至焦炉烟道气脱硝系统。
氨水气化工艺设置氨气化器,20%氨水蒸发所需要的热量由蒸汽提供。
氨气化器顶部设有压力调节,通过进入氨气化器的蒸汽流量调节氨气化器的气相压力,当压力过高时停止加热。
2 氨气化工艺比较
2.1 工艺特点的比较
液氨气化工艺操作简单,主要以低压蒸汽为热源,利用氨气化器对外购液氨进行气化,操作温度低,须在1.6MPa 压力下对液氨进行储存和使用,对
运输和设备制造的要求较高。
液氨品质应符合
GB 536—88《液体无水氨》技术指标的要求,保证供
应脱硝系统的氨气品质稳定。
液氨气化工艺的设计应满足国家对乙类危险品罐区的有关规定。
同时,液氨属于国家重点监管的危险化学品,存在一定的安全隐患,需要进行重大危险源辨识。
结合厂区周边情况,液氨气化工艺可能会提升重大危险源危险程度,增加自动化控制系统的投资。
图3 浓氨水气化工艺
氨水精馏工艺主要是利用焦炉煤气净化装置蒸氨塔送来的氨气,以中压蒸汽为热源,精馏制取纯氨气,供脱硝系统使用。
原料自给,无需外购液氨或氨水,不仅节约原料成本,而且避免了液氨装卸、储存带来的潜在危险。
氨水精馏工艺对煤气净化工艺流程的依赖较强,只有剩余氨水蒸氨的工艺才能配套使用氨水精馏工艺,蒸氨塔送来的氨气质量需稳定,否则直接影响送往脱硝系统的氨气质量。
氨水精馏工艺较为复杂,操作难度大且产生废水,同时减少了
煤气净化系统中的氨源,对于利用煤气自身碱源脱硫的工艺(如HPF 工艺)会造成一定影响。
浓氨水气化工艺是在常压下对20%合格浓氨水进行卸车和储存,利用低压蒸汽加热的氨气化器制取20%氨气。
工艺和操作简单,供应脱硝系统的氨气品质稳定,不属于重大危险源,安全系数高。
但因为氨水中含水较多,因此氨气化器负荷较大,同时浓氨水具有一定的腐蚀性,对设备材质要求较高。
2.2 项目投资、介质消耗和操作费用的比较以处理焦炉烟道气120000m 3/h、纯氨消耗量
65kg /h 的脱硫脱硝装置作为比较基准,项目投资费用比较见表1,介质消耗量比较见表2,操作费用比较见表3。
表1 项目投资费用比较
万元
项目液氨气化工艺
氨水精馏工艺浓氨水气化工艺
投资费用∗
155
300
119
注:“∗”表示投资费用包括工艺、土建、安装及配套设施如电气、仪
表等投资。
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燃料与化工
Fuel &Chemical Processes
表2 介质消耗量比较
项目循环水/(m 3·h -1)
操作电量/kW 低压蒸汽/(t ·h -1)中压蒸汽/(t ·h -1)外购液氨/(kg ·h -1)
外购氨水/(kg ·h -1)产生废水∗/(t ·h -1)
液氨气化工艺3
5.50.05—65—— 氨水精馏工艺255.5—0.2——0.2 浓氨水气化工艺
—
1.5
0.35
—
—
325
—
注:“∗”表示连同整个煤气净化系统增加的废水量。
表3 操作费用比较
万元/a
项目液氨气化工艺
氨水精馏工艺
浓氨水气化工艺
单价
循环水费用1.2110.07—0.46元/t 耗电费用
2.602.600.710.54元/kWh 低压蒸汽费用
3.85—26.9888元/t 中压蒸汽费用—19.27—110元/t 外购液氨费用125.27——2200元/t 外购氨水费用——113.88400元/t 废水处理费用
—4.38—25元/t
运行费用总计∗
132.93
36.32
141.57
注:“∗”表示运行费用中不含运输成本和工业水费用。
3 结论
液氨气化工艺的优势在于操作简单,一次性投资较少,系统运行较稳定。
但液氨属于国家重点监管的危险化学品,给生产带来一定的安全隐患,需要进行重大危险源辨识,对防火间距、消防系统均有严格的要求,且后期运行成本较高。
氨水精馏工艺最大的优势是无需外购液氨或氨水,可以实现原料的自给,后期运行成本低,长期的经济性明显优于其他2种工艺。
但流程较为复杂,操作困难,一次性投资较大,且依赖于煤气净化所选择工艺,适用范围窄。
浓氨水气化工艺流程简单,操作容易,一次性投资少,供应脱硝系统的氨气品质稳定,且氨水危险性
明显低于液氨,安全可靠。
但后期运行成本略高于液氨气化工艺,明显高于氨水精馏工艺。
综上所述,在煤气净化系统配备剩余氨水蒸氨工艺,且靠外来碱源脱硫或利用煤气自身碱源脱硫,煤气中氨硫比较大的焦化厂,氨水精馏工艺具有较大的优势,应优先选择。
其他情况,根据原料取得的难易、原料价格、运输条件以及重大危险源配置等因素,选择液氨气化工艺或浓氨水气化工艺。
参考文献
[1]李鹏元,李宝东,杨懿,等.焦炉烟道气脱硫脱硝及余热回收利
用一体化技术[J].冶金能源,2016,35(1):48-51.
张晓林 编辑
一种带有新型进气方式和气流分布结构的袋式除尘器
本发明涉及一种带有新型进气方式和气流分布结构的袋式除尘器,包括尘气入口、重力分离区、灰斗、滤袋区、外壁板、清灰组件、净气出口、花板,其特征在于,在尘气入口侧安装有迷宫式导流分离板组,迷宫式导流分离板组位于除尘器外壁板的内侧,除尘器滤袋区的外侧。
迷宫式导流分离板组由两组错位对扣相互咬合布置的型板组成,可为C 型、或V 型、或[型、或〔型。
本发明的有益效果是:使含尘气流进入除尘器后形成突扩状态,经过迷宫式导流板组再次分离,在滤袋区形成由下向上的气体运动趋势,利于清除滤袋灰尘,适用于各种气体净化,尤其适用于高浓度、大颗粒、磨琢性强的粉尘过滤,能够比常规除尘器提高除尘滤袋使用寿命1/2以上。
[专利申请号ZL 200910219866.0 专利发明人:王充霍延中吴绍军等]
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