司曉鳳， 劉 念

（山西省化工設計院，山西 太原 030024）

引 言

煤主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。其中，氮的質量分數一般為0.5%～3.0%。煤經過氣化、洗氣后，會產生大量的高濃度酚氨廢水，含有焦油、酚、氨、二氧化碳、硫化氫、塵等多種雜質。通常處理的方法是先經預處理工段分離出焦油和污泥粉塵，然后，去酚回收和氨回收工序回收酚和氨。將COD降低到生化可處理的指標。最后，進入生化處理，或進一步高級氧化、脫鹽，實現達標排放或循環(huán)使用。

1 氨回收的主要工藝進展

目前，國內煤氣中氨回收的主要方法有濃氨水工藝、硫銨工藝、無水氨工藝等。

濃氨水工藝由于其工藝流程簡單、操作方便、投資省等主要優(yōu)點，60年代即在中國中小型焦化廠得到廣泛運用。但此工藝由于設備腐蝕嚴重，檢修頻繁、操作環(huán)境差，環(huán)境污染嚴重，氨水質量差，運輸困難等問題現在已很少使用。

用生產硫銨的工藝回收焦爐煤氣中的氨是焦爐煤氣中氨回收比較傳統(tǒng)的工藝。與濃氨水工藝比較存在有害氣體排出少比較環(huán)保，無外排廢水，生化負荷低，生成固體產品容易運輸等優(yōu)點。但此工藝流程長，占地多、投資大，而且產品的經濟效益受硫酸和硫銨市場價格影響大。

費薩姆法是以磷酸吸收氨來自取無水氨的工藝技術，此法使用設備投資高、能耗高、不切合國內大部分廠家實際。針對以上問題，本文對目前煤氣化污水中氨進行無水氨回收的化工處理流程提出氨精餾法制無水氨工藝流程。

2 氨精餾法制無水氨工藝流程

2.1 三塔串聯制無水液氨流程

該技術從德國引進，由賽鼎工程有限公司吸收再設計，在原哈爾濱氣化廠首次應用［1］。氨回收工藝流程示意圖見第43頁圖1。從脫酚工段水塔側線采出的脫酚氨水經泵P10打送到T01塔，經預熱器E02冷卻凈化的廢水，并對氨水進行預熱。凈化的廢水經泵送至預處理工段。離開T01塔的氣相在W01中被部分液化。酮油在酮油分離器V01中分離，分離出的酮油進入V02酮油槽，然后經泵送至罐區(qū)。所有水相經P02返回T01塔，氣相送去T02塔。

來自T01的氣相進入T02下部，T02由0.5MPa的低壓蒸汽進行加熱，塔頂的蒸汽在E03中P05打送的軟水噴淋吸收，氨水進入V03中，部分溶液經P04泵打回流，回流的氨水作為堿源吸收氣體中的CO2、H2S、HCN，放出大量的吸收熱和反應熱，所以在T02中部設置外部冷卻器（P03、E04）；剩余部分進入T03。T02塔釜經泵送至預處理。

來自T02的氨水通過泵經E08與塔釜的產品換熱后進入T03，循環(huán)蒸發(fā)器E06采用2.5MPa的蒸汽加熱給T03底部加熱。塔頂的氨氣在E07中液化，液氨收集在貯槽V05中，部分液氨用泵P09打回流。T03塔釜廢液經E08回收熱量后送至預處理。

圖1 氨回收工藝流程圖

根據工藝流程原有氨回收化工處理大致可分為汽提塔、脫酸塔、精餾塔3個部分。該工藝在運行過程主要存在以下問題：1）CO2、H2S含量高，同時存在大量酸性氣體和氨，這些酸性氣體和氨并不完全以游離態(tài)存在，還以離子態(tài)存在，所以運行過程中較多出現CO2、H2S與NH3共存的情況，從而導致汽提塔塔頂的冷凝器W01容易形成NH4HCO3結晶，設備結垢和脫酸、精餾能力不夠；2）原有脫酸塔為浮閥塔工藝，屬發(fā)泡體系，易發(fā)生液泛，且回收率低，影響塔的正常操作。

針對以上問題，為提高氨的回收率，在保留主題流程的前提下，對原有氨回收工藝流程進行了技術改造，以期獲得更好的效果。

2.2 兩塔串聯制無水液氨流程

氨回收流程處在酚回收流程的下游，由于酚回收系統(tǒng)也存在類似的問題，為了解決原有酚氨回收工藝流程中存在的問題，使得酚氨回收處理后的污水中酚含量和COD均能滿足后續(xù)生化處理的要求，華南理工大學改變了原有的脫酚分離工序，將脫氨工序提前，并將脫酸、脫氨置于同一塔中實現，側線脫氨經三級冷卻后的高濃度氨氣送到氨回收［1］。從酚回收來的高濃度氨氣直接進入脫酸塔，這樣在保留主流程的前提下由原來必須經過汽提塔、脫酸塔、精餾塔3個部分，現在只需經過脫酸塔、精餾塔2個部分。改造后的工藝流程示意圖見第44頁圖2。從設備投資及能源消耗來說兩塔流程更為經濟合理；從塔的結構來說原有脫酸塔為浮閥塔，回收率低，約為40%，全塔壓降為50kPa，現將脫酸塔改為規(guī)整填料塔，氨回收率由40%提高到90%以上，全塔壓降為10kPa；以上的技術改造負荷雖經劇烈波動仍可保證99%的氨回收率［2］。2008年，中煤龍化對80t／h酚氨回收裝置進行改造，一次開車成功，回收無水液氨700kg／h；2009年，由賽鼎工程有限公司設計并建成的1套處理能力130t／h的酚氨回收裝置，開車后運行成功，且一直穩(wěn)定運行，回收無水液氨1 300kg／h。通過對工藝流程的改造取得了良好的效果［3］。

3 結論

氨回收的方法多種多樣、各有利弊，但由于氨本身就可作化肥外，幾乎所有氮肥、復合肥都離不開氨。同時，氨也是重要的工業(yè)原料，廣泛應用于制藥、煉油、合成纖維、合成樹脂、冷凍、冶金等方面。如，將氨氧化可制成硝酸，硝酸又是用來生產炸藥、染料等產品的化工原料。此外，液氨還是已內酰胺等有機化工產品的原料。精餾法氨回收工藝因其效率高，自動化程度高，環(huán)保、經濟效益高等優(yōu)勢，將在煤化工生產過程中得到廣泛應用。

圖2 改造后的工藝流程圖

［1］ 陳赟，王卓.煤氣化污水酚氨回收技術進展、流程優(yōu)化及應用［J］.煤化工，2013，167（4）：44－48.

［2］ 陸懋筠.高效填料塔在南化氮肥廠的應用［J］.化學工業(yè)與工程技術，1999，20（2）：55－56.

［3］ 蔣士鑫.碎煤加壓氣化含酚廢水處理方法的優(yōu)化［B］.煤化工，2011，157（6）：49－51