焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法
2023-04-25 13:37:26 2
專利名稱：焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法
技術領域：
本發明涉及的是焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法。具體地說，本發明涉及的是焦化廠回收車間從粗煤氣回收氨生產碳酸氫銨的方法。
國內外焦化廠從焦爐出來的焦爐煤氣，其淨化大部分採用如煤氣設計手冊(中國建築工業出版社出版，1986年12月第一版)一書中所述的先脫氨後脫硫的工藝流程，氨的回收產品，大部分為硫酸銨，其它還有無水氨和氨水，先脫氨獲得的氨水中氰、酚、硫等毒物含量高。
近年來國外開發的焦爐煤氣淨化工藝大多數採用較先進的先脫硫後脫氨的工藝，國內寶山鋼鐵廠引進的塔-希法(TAKAHAX-HEROHAX)以及天津第二煤氣廠引進日本大阪煤氣公司的FRC法(FUMAX法)也均採用先脫硫後脫氨工藝，脫硫後的回收氨產品是硫酸銨。後脫氨工藝流程也可製得氨水或無水氨。氨水製造可以用軟水或磷酸銨溶液作為吸收劑，加熱蒸餾獲得18～20%氨水，再經濃縮可得無水氨。
回收生產一噸硫酸銨，需耗硫酸740公斤，用料費用昂貴，設備腐蝕嚴重，而且產品硫酸銨質量差。回收生產的氨水或無水氨，儲存、運輸不方便;且氨水中毒物含量高，不適用於農業施肥，只得就地排放，造成嚴重汙染;另如用磷酸銨溶液作為吸收劑生產氨水，設備材質需採用合金鋼，投資高。
本發明的目的是開發一種目前國內外焦爐煤氣淨化回收車間從未生產過的氨回收產品-碳酸氫銨的生產方法。將焦化廠淨化焦爐煤氣技術和化肥生產中碳酸氫銨生產技術結合在一起，以解決目前國內外氨回收產品生產中存在的設備腐蝕嚴重、汙染嚴重、原料費用貴、產品質量差、設備投資高等問題。
本發明的工藝流程見附圖
，其各個裝置的名稱如下蒸氨塔1、橫冷器2、風機3、橫冷器4、電捕焦油器5、脫硫塔6、吸氨塔7、稀氨水泵8、換熱器9、第一蒸餾塔10、冷凝器11、氨水槽12、氨水泵13、換熱器14、第二蒸餾塔15、冷凝器16、濃氨水槽17、濃氨水泵18、壓縮機19、碳化塔20、予碳化塔21、洗滌塔22、稠厚器23、離心機24、母液槽25、稀氨水泵26、母液泵27、碳化泵28和碳化泵29。橫冷器冷卻採用冷水間接冷卻。
本發明具體方法是來自焦爐的粗煤氣經橫冷器2冷卻後，由風機3加壓，經橫冷器4冷卻，電捕焦油器5除去焦油及脫硫塔6除去硫、氰等雜質後，進入吸氨塔7下部，含有4～12克/米3NH3的氣體在塔內與洗滌用軟水逆流接觸，生成稀氨水，其反應式如下NH3+H2O / NH4OH，吸氨塔內裝填有用金屬、塑料、陶瓷等材質製作的鮑爾環、矩鞍型及波紋填料等填料，塔頂氣體去後工段處理，塔底排出稀氨水濃度為0.7～1%，由稀氨水泵8增壓，經換熱器9提高溫度後送入第一蒸餾塔10中部，第一蒸餾塔10下部由低壓蒸汽加熱，蒸氨後的廢水由塔底排出，經過換熱器9熱量回收後排放。第一蒸餾塔10塔頂氣體經冷凝器11冷凝液化，一部分作為塔頂回流給料，另一部分進入氨水槽12，其濃度為18～20%，再由氨水泵13增壓，經換熱器14換熱後進入第二蒸餾塔15中部，第二蒸餾塔下部用低壓蒸汽加熱，蒸氨後的廢水由塔底排出，經換熱器14熱量回收後排放。第二蒸餾塔15頂部氣體經冷凝器16冷凝液化，一部分作為塔頂回流給料，另一部分進入濃氨水槽17，其濃度為40～80%。40～80%左右的濃氨水由濃氨水泵18加入母液槽25，與離心機24出口的母液混合配成8.5～9.5當量濃度的碳化氨水，由母液泵27加入洗滌塔22下段，洗滌塔出口溶液由碳化泵28打入予碳化塔21，予碳化塔21下部的溶液再由碳化泵29打入碳化塔20，以吸收焦爐煙氣中的二氧化碳。焦爐煙氣則由壓縮機19加壓後，依次經過碳化塔20，予碳化塔21及洗滌塔22，與碳化氨水呈逆流接觸，焦爐煙氣中二氧化碳為碳化氨水吸收生成碳酸氨銨，其化學反應式為NH3+CO2+H2O / NH4HCO3。在洗滌塔22上部加入軟水，回收排放氣體中的氨。碳化塔20底部生成的碳酸氫銨結晶借塔壓壓入稠厚器23，然後由稠厚器23放入離心機24分離，即獲含氮量為17%，水份＜3.5%的一級碳酸氫銨成品。
本發明的另一特點是，在焦化廠粗煤氣由水冷卻分離焦油後均有剩餘氨水產生，其含氮約為0.2～0.25%，原來均經蒸氨送去硫銨工段。本發明將剩餘氨水經蒸氨塔1蒸出氨氣進入粗煤氣管，蒸氨塔1放在焦爐粗煤氣淨化之前，既可增加氨產量，又可提高氨水純度。
在焦化廠內，不論採用何種方法獲得18～20%的氨水，均可採用本發明的第二蒸氨系統製得40～80%的氨水生產碳酸氫銨。
本發明優點是生產碳酸氫銨的原料如氨、二氧化碳均可由焦化廠內部獲得，而生產硫酸銨需外購昂貴的硫酸作原料;由於生產系統中無強腐蝕性介質，設備不需要採用合金鋼材料，投資少，檢修工作量少;另外，系統中無有毒物質排放，環境汙染大為改善。
採用本發明經濟效益顯著，與從日本引進的寶鋼焦化廠用吸收法生產硫酸銨相比，比較基準是年產100萬噸焦的焦化廠，焦爐煤氣量為50，000米3/時，相比情況如下本工藝吸收法硫酸銨投資(萬元)566966原料費用(元/時)/529.58動力費(元/時)225252.50汙水處理費(元/時)17.55/工資(元/時)20.1513.05管理、折舊、大修等費70.15119.75用(萬元/年)年支出(萬元)286.60771.11年收入(萬元)299.89347.86年收益(萬元)13.29-423.25
由此可見，採用本發明生產碳酸氫銨，較之吸收法硫酸銨工藝每年可獲利13.29-(-423.25)＝436.54萬元，對焦化廠來說，經濟效益顯著。
實施例1年產60萬噸焦炭的焦化廠，焦爐粗煤氣量30000標準米3/時，由濃氨水槽泵入母液槽的氨水量0.514米3/時，生產碳酸氫銨1.03噸/時，全年為9020噸。
實施例2年產200萬噸焦炭的焦化廠，焦爐氣量為100，000標準米3/時，由濃氨水槽泵入母液槽的氨水量1.72米3/時，生產碳酸氫銨3.44噸/時，全年為30000噸。
權利要求
1.一種焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法，其特徵是
來自焦爐的粗煤氣經橫冷器2冷卻後，由風機3加壓，經橫冷器4冷卻，再經電捕焦油器5除去焦油，進入脫硫塔6除去硫、氰雜質後，
進入裝填有填料的吸氨塔7下部，氣體在塔內與洗滌用軟水逆流接觸，生成濃度為0.7～1%的稀氨水，
稀氨水由吸氨塔7底部排出經稀氨水泵8增壓，再經換熱器9提高溫度後送入第一蒸餾塔10中部，第一蒸餾塔10下部用低壓蒸汽加熱，蒸氨後的廢水由塔底排出，經過換熱器9熱量回收後排放，第一蒸餾塔10塔頂氣體經冷凝器11冷凝液化生成濃度為18～20%的氨水，一部分作為塔頂回流給料，另一部分進入氨水槽12後，
由氨水泵13增壓，經換熱器14換熱後進入第二蒸餾塔15中部，第二蒸餾塔15頂部氣體經冷凝器16冷凝液化，生成濃度為40～80%的氨水後，
由濃氨水泵18加入母液槽25，與離心機24出口的母液混合配成8.5～9.5當量濃度的碳化氨水，由母液泵27加入洗滌塔22下段，由碳化泵28打入予碳化塔21，予碳化塔21下部的溶液再由碳化泵29打入碳化塔20，
焦爐煙氣由壓縮機19加壓後，依次經過碳化塔20、予碳化碳21及洗滌塔22，與碳化氨水呈逆流接觸，焦爐煙氣中二氧化碳為碳化氨水吸收生成碳酸氫銨，
在洗滌塔22上部加入軟水回收排放氣體中的氨，碳化塔20底部生成的碳酸氫銨結晶借塔壓壓入稠厚器23，然後由稠厚器23放入離心機24分離，獲得含氨量17%，水份＜3.5%的碳酸氫銨。
2.根據權利要求1所述的焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法，其特徵在於濃度為0.2～0.25%的剩餘氨水，經蒸氨塔1蒸出氨氣進入粗煤氣管，蒸氨塔放在焦爐煤氣淨化之前。
3.根據權利要求1所述的焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法，其特徵在於不論採用何種方法獲得18～20%的氨水，均可採用本發明的第二蒸氨系統製得濃度為40～80%的氨水生產碳酸氫銨。
4.根據權利要求1、3所述的焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法，其特徵在於用磷酸銨溶液吸收氨獲得18～20%的氨水，可採用本發明的第二蒸氨系統製得濃度為40～80%氨水生產碳酸氫銨。
全文摘要
本發明提供了焦爐煤氣淨化副產碳酸氫銨的方法。其特徵是將焦化廠淨化焦爐煤氣技術和化肥生產中碳酸氫銨的生產技術結合在一起，以解決目前國內外焦化廠氨回收產品生產中存在的設備腐蝕嚴重、汙染嚴重、原料費用貴、產品質量差、設備投資高等問題。
文檔編號C01C1/26GK1034904SQ8810548
公開日1989年8月23日 申請日期1988年2月8日 優先權日1988年2月8日
發明者鬱正容, 曹葭芳 申請人:上海化工設計院