一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統的製作方法
2023-08-22 07:38:41 1
專利名稱：一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及焦化剩餘氨水處理技術領域，具體地說是一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統。
背景技術：
煤在焦化過程中產生一定量的氨氮、氰化物、硫化物、酚和COD濃度都較高的剩餘氨水。剩餘氨水一般要經過除油、脫酚、蒸氨、酚氰汙水等處理工序。蒸氨是通過蒸餾脫除剩餘氨水中的氨、氰化物和硫化物，改善廢水水質，滿足酚氰汙水處理工序要求，同時回收氨用於脫硫或生產硫銨。剩餘氨水蒸氨工藝按加熱方式分為水蒸汽蒸氨、導熱油蒸氨和管式爐蒸氨；按操作壓力又可分為常壓蒸氨和負壓蒸氨，無論哪種剩餘氨水蒸氨工藝塔頂氨 汽帶走蒸餾耗熱量的約80-90%，且氨汽需要在分縮器中用中溫水冷凝冷卻為液體氨水，中溫水經涼水架冷卻後循環使用，塔底再以煤氣或蒸汽為加熱熱源提供蒸餾熱量。蒸氨塔塔頂氨汽熱能未回收利用，增加了能耗和水耗，降低了能源利用率。熱泵是一種餘熱利用裝置，主要對於工業中的蒸汽乏汽進行回收再利用，可以有效的節能。
發明內容
本發明的目的在於提供一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統，通過優化設計，將熱泵技術應用到蒸氨系統中，起到能源回收和利用的目的。本發明解決其技術問題所採取的技術方案是一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統，包括蒸氨塔，剩餘氨水槽通過第一泵向蒸氨塔中注入剩餘氨水，蒸氨塔底部的蒸氨廢水通過第二泵後一部分通過第一支路再回流到蒸餾塔，另一部分通過第二支路直接排出，在第一支路上串接接入第一熱交換器對蒸氨廢水進行加熱，在第二支路上設有第二熱交換器與剩餘氨水進行熱交換；其特徵在於，在所述蒸氨塔頂部的蒸汽出口通過三通閥同時連接到熱泵和分縮器，然後，所述熱泵和分縮器中的蒸汽乏汽匯集到冷卻器，所述冷卻器中的氨水向後依次經過成品氨水槽和回流泵後去脫硫裝置；所述熱泵中的冷凝器與第一熱交換器進行並聯。蒸氨塔頂氨汽冷凝使用熱泵，熱泵中的蒸發器和分縮器並聯，原分縮器作為備用；熱泵回收塔頂氨汽潛熱並將能量轉移到冷凝器，替代第一換熱器加熱部分塔底蒸氨廢水，產生飽和蒸汽或過熱水，返回蒸餾塔塔底，提供蒸餾熱量，不足部分由第一換熱器提供。本發明的有益效果是本發明通過對原有的蒸餾系統增加一套熱泵，通過熱泵回收利用塔頂氨汽潛熱用於加熱塔底蒸氨廢水產生飽和蒸汽，飽和蒸汽返回塔內提供蒸餾熱量，實現能量的循環利用，從而降低煤氣或蒸汽消耗。具有以下特點( I )回收利用塔頂氨汽潛熱生產蒸汽或過熱水，返回塔內提供蒸餾熱量，提高了能源利用效率，降低了煤氣(蒸汽)消耗；(II)熱泵加熱蒸氨廢水產生蒸汽或過熱水，不增加廢水總量；
(III)以熱泵生產為主，原分縮器作為備用，降低了中溫水消耗，從而降低水耗；
toon](IV)本工藝只是增加熱泵，不影響原蒸氨主體設備，工程量小，投資低；(V)通過塔頂新裝三通閥，實現熱泵與分縮器的不停機轉換，保證系統連續安全運轉。(VI)該工藝可適於蒸汽蒸氨、導熱油蒸氨及管式爐蒸氨，推廣應用範圍廣。同時該系統改造基於原有設備，不影響主體設備，改造費用低，具有較好的經濟效益和社會效益。
圖I為本發明的結構圖；圖2為熱泵的工作原理圖；圖中I蒸氨塔，2剩餘氨水槽，31第一泵，32第二泵，33回流泵，41第一熱交換器，42第二換熱器，5三通閥，6熱泵，7分縮器，8冷卻器，9成品氨水槽。
具體實施例方式如圖I、圖2所示，一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統，包括蒸氨塔1，蒸餾塔上具有剩餘氨水添加口、蒸汽出口和蒸氨廢水排出口，並在蒸氨塔的底部具有加熱部分，通過加熱使得蒸氨塔中的剩餘氨水進行有效的蒸發，產生氨氣蒸汽。熱泵是一種常見的熱能回收裝置，通常利用壓縮機將其內部的冷凝器端和蒸發器端的能量進行搬運。其中的蒸發器端接蒸汽乏汽，冷凝器端接需要加熱的一端，這些為常識，不再累述。剩餘氨水槽2是存儲氨水的槽池，剩餘氨水槽通過第一泵31向蒸氨塔中注入剩餘氨水，並用第二換熱器42對其進行初步的預加熱，降低能耗。蒸氨塔底部的蒸氨廢水通過第二泵32後一部分通過第一支路再回流到蒸餾塔，進行循環的蒸氨，在第一支路上串接接入第一熱交換器41對蒸氨廢水進行加熱；另一部分通過第二支路直接排出，在第二支路上設有第二熱交換器42與剩餘氨水進行熱交換，對於排出前的蒸氨廢水中的潛熱進行再利用。在氨塔頂部的蒸汽出口通過三通閥5同時連接到熱泵6和分縮器7，其中的熱泵使用蒸發器端，然後，初步降溫後的熱泵和分縮器中的蒸汽乏汽匯集到冷卻器8中，再次進行冷卻形成液態的成品氨水。冷卻器8中的氨水向後依次經過成品氨水槽9和回流泵33後去脫硫裝置即可。其中的熱泵的冷凝器與第一熱交換器進行並聯，即兩者同時並列的安裝在第一支路中，具有相同的加熱功能。上述的改造的原理是蒸氨塔I頂氨汽冷凝使用熱泵6，熱泵中的蒸發器和分縮器並聯，原分縮器7作為備用，通過三通閥5可以方便的進行切換；熱泵6回收塔頂氨蒸汽中的潛熱並將能量轉移到冷凝器端，替代第一換熱器41加熱部分塔底蒸氨廢水，產生飽和蒸汽或過熱水，返回蒸餾塔塔底，提供蒸餾熱量，不足部分由第一換熱器提供。用第一泵31將剩餘氨水從剩餘氨水槽中抽出，送至第二換熱器，先與蒸氨廢水進行換熱，溫度升高至70 75°C進入蒸氨塔，塔頂得到97°C左右的氨汽，塔底得到蒸氨廢水。蒸氨I塔底廢水經第二泵32抽出，一部分送至第一換熱器41 (再沸器)用導熱油加熱後返回蒸氨塔底，另一部分送至熱泵冷凝器端用塔頂氨蒸汽加熱並產生飽和蒸汽或過熱水返回塔底，起到熱能的回收再利用，再有一部分作為塔底產品與剩餘氨水換熱後送酚氰汙水處理工序。蒸氨塔頂氨蒸汽進入熱泵加熱蒸氨廢水，溫度降至90°C，冷凝液進氨水冷卻器，用低溫水冷卻後冷卻氨水進入回流槽或成品氨水槽。用回流泵將成品氨水從回流槽中抽出，一部分用於塔頂打回流，一路用送脫硫工序。 除說明書所述的技術特徵外，均為本專業技術人員的已知技術。
權利要求
1.一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統，包括蒸氨塔，剩餘氨水槽通過第一泵向蒸氨塔中注入剩餘氨水，蒸氨塔底部的蒸氨廢水通過第二泵後一部分通過第一支路再回流到蒸餾塔，另一部分通過第二支路直接排出，在第一支路上串接接入第一熱交換器對蒸氨廢水進行加熱，在第二支路上設有第二熱交換器與剩餘氨水進行熱交換；其特徵在於，在所述蒸氨塔頂部的蒸汽出口通過三通閥同時連接到熱泵和分縮器，所述熱泵和分縮器中的蒸汽乏汽匯集到冷卻器，所述冷卻器中的氨水向後依次經過成品氨水槽和回流泵後去脫硫裝置；所述熱泵中的冷凝器與第一熱交換器進行並聯。
全文摘要
一種剩餘氨水熱泵蒸餾系統，在原有蒸氨塔頂部的蒸汽出口通過三通閥同時連接到熱泵和分縮器，所述熱泵和分縮器中的蒸汽乏汽匯集到冷卻器，冷卻器中的氨水向後依次經過成品氨水槽和回流泵後去脫硫裝置；熱泵中的冷凝器與第一熱交換器進行並聯。通過對原有的蒸餾系統增加一套熱泵，通過熱泵回收利用塔頂氨汽潛熱用於加熱塔底蒸氨廢水產生飽和蒸汽，飽和蒸汽返回塔內提供蒸餾熱量，實現能量的循環利用，從而降低煤氣或蒸汽消耗。改造後的系統回收利用了塔項氨汽潛熱，提高了剩餘氨水蒸氨的能量利用效率，是一種節能減排技術，具有較高的經濟效益和社會效益，推廣應用前景廣闊。
文檔編號C02F1/04GK102807259SQ201210275298
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者甄玉科, 王健, 祝仰勇, 劉明波, 寧述芹, 張順賢, 劉芬 申請人:濟鋼集團有限公司