第六节焦炉煤气氨的回收

第六节焦炉煤气回收氨

炼焦煤料在焦炉中干馏时，煤中所含的一部分氮转化为含氮化合物进入粗煤气中，其中最主要的是氨。粗煤气含氨量为69g/m3。氨既是化工原料，又是腐蚀性介质，因此必须从粗煤气中回收氨。焦炉煤气回收氨主要有水洗氨法、硫酸吸氨法和磷酸吸氨法3种。

一、水洗氨法

水洗氨法以软水为吸收液回收煤气中的氨，同时使焦炉煤气得到净化。回收的氨制成氮肥或进行分解。这类方法有：制浓氨水法、间接法、联碱法和氨分解法。水洗氨法回收氨的优点是，产品可按市场需要调整，适应性大；缺点是，流程长，设备多，占地面积大。水洗氨法的主要设备有洗氨塔和蒸氨塔。

1．制浓氨水法

制浓氨水法以软水为吸收液回收焦炉煤气中的氨，氨水经蒸馏得到浓氨水。

制浓氨水法的工艺流程如图5-33所示。脱萘后的煤气依次经过3个串联的洗氨塔，每个塔分为两段。3号塔的上段为净化段，在净化段内煤气用新鲜软水净化，使其含氨量降到0. lg/m3以下，再去洗苯塔。净化段排出的水送生物脱酚装置处理。从3号塔下段送入蒸氨废水，洗氨水与煤气逆流接触。为了提高洗氨塔各段的喷淋密度，每段均设有单独的循环泵。从1号塔下段排出的富氨水与剩余氨水一并送人原料氨水池，再由氨水池用泵送出与蒸氨废水换热，经预热器加热至85~90℃，送往分解器中部。分解器底部设有加热器，原料氨水中的挥发氨盐在此被分解，分解出的CO2、H2S等气体从器顶逸出。为了减少氨的损失，用冷回流泵将10%的原料氨水直接送入分解器顶部，以降低器顶温度，使顶部外排气体主要为二氧化碳和硫化氢，经分解器自流人蒸氨塔顶部的原料氨水被从塔底直接送入的蒸汽蒸出氨。蒸出的氨进入分凝器。将分凝器出口温度控制在88~92℃，即可得到含氨18%~20%昀氨气。氨气经冷凝器冷凝，得到浓氨水。蒸氨塔底排出的废水，经换热器降温后送往洗氨塔洗氨，多余的废水送生物脱酚装置处理。

2．间接法

间接法以软水为吸收液回收焦炉煤气中的氨，氨再经蒸氨制取硫酸铵。

欧洲焦化厂广泛采用AS循环洗涤法和间接法制硫酸铵的联合流程，如图5-34所示。从电捕焦油器来的焦炉煤气由下部进入脱硫塔，洗氨塔产生的富氨水从上部送入脱硫塔，二者逆流接触，除去煤气中的硫化氢和氰化氢，煤气从塔顶排出，进入洗氨塔，脱除其中的氨；塔底排出的富液送入解吸塔，在解吸塔内解吸出富油中所含的氨和硫化氢、氰化氢等酸性气体，

图4-33 制浓氨水法工艺流程

1－洗氨塔；2－分解器；3－蒸氨塔；4－预热器；5－换热器；

6－分凝器；7－冷凝器；8－计量槽；9－浓氨水槽；10－原料氨水池

图4-34 AS循环洗涤法和间接法制硫酸铵联合流程

1－脱硫塔；2－洗氨塔；3－直冷分凝器；4－分凝器；

5－蒸氨塔；6－解吸塔；7－饱和器；8－气液分离器

再进入饱和器。在比，氨被硫酸吸收生成硫酸铵，而酸性气体排出后，经气液分离器送往硫酸装置制硫酸，或送往克劳斯炉制取元素硫。解吸塔底书排出的贫液，一部分送往脱硫塔下部循环洗涤煤气，另一部分芏蒸氨塔上部，被塔下部送入的蒸汽蒸出氨，生成氨气。氨气从苔顶排出，分别送人解吸塔和脱硫塔中部。蒸氨塔下部排出的蒸氡废水送往生物脱酚装置处理。

3．联碱法

联碱法是以焦化厂生产的浓氨水为原料，用氯化铵与碱的联合生产的方法将浓氨水加工成氯化铵。联碱法的反应式为：

石灰石煅烧反应，CaCO3→CaO+CO2↑

碳化反应，NH3+H2O+NaCl+CO2→NaHCO3+NH4Cl

重碱分解反应，2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2↑

联碱法的工艺流程如图4-35所示。浓氨水和生产过程中生成lg循环母液按一定比例配制成原料氨水，用泵送入化盐塔中溶解篼盐制成氨盐水，氨盐水用泵送入碳化塔，在塔中压缩机

图4-35 联碱法工艺流程

送入的二氧化碳气体进行碳化反应，生成碳酸氢钠结晶和氯化铵母液（取出液），再经真空

过滤机分离得到重碱和氯化铵母液。重碱经湿式分解塔加热分解为碳酸钠溶液和二氧化碳气体（锅气），后者送回碳化塔使用。氯化铵母液经母液塔蒸出挥发氨，冷凝成为氨水。氨水流入循环母液槽，热母液则经真空蒸发器浓缩和在真空结晶器内低温结晶，生成氯化铵结晶浆液。再用离心机过滤结晶浆液，得到氯化铵（纯度97%）产品。碳化反应消耗的二氧化碳气体由石灰窑提供。在石灰窑内用石灰石和焦炭作原料，生产二氧化碳气体（窑气）和石灰。

4．氨分解法

氨分解法是以软水为吸收液回收焦炉煤气中的氨，并在高温和催化剂等作用下将氨分解为氮和氢。氨分解法的工艺流程如图4-36所示。焦炉煤气在终冷塔降温后，进入两台串联

图4-36 氨分解法的工艺流程

1－终冷塔；2－1号洗氨塔；3－2号洗氨塔；

4－蒸氨塔；5－氨分解炉；6－余热锅炉

的洗氨塔，煤气中的氨被喷洒的软水回收。从1号洗氨塔排出的富氨水经换热送人蒸氨塔，被塔下部送人的蒸汽蒸出氨，氨气从塔顶排出。蒸氨废水经换热和冷却后送入洗氨塔循环使用。蒸氨塔顶排出的氨气进入氨分解炉，在高温和催化剂作用下，氨气中的氨和氰化氢分解为氮、氢、一氧化碳和水气。炉内的主要反应为：

NH 3→

21H2+2

1N 2 HCN+H 2O →21H 2+CO+21N 2 这些反应均为放热反应。炉内产生的高温废气首先在余热锅炉内冷却至280℃，再由锅炉软水冷却至200℃，然后送至焦炉煤气初冷器前的吸煤气管道。余热锅炉回收的废气热量能生产1. 05MPa 的中压蒸汽。分解炉用焦炉煤气加热，以维持炉温110℃~150℃。当分解炉短时间停产时，氨气可自动返回粗煤气管道。分解炉装有火焰监测器和安全联锁装置。一旦出现煤气、空气压力过低或锅炉水位过低等不正常状态时，分解炉便自动熄火。

氨分解法的特点是：氨分解率高，可达100%；氰化氢分解率也达100%。废气送入吸煤气管道，不污染大气。

二、硫酸洗氨法

硫酸洗氨法以硫酸为吸收液回收煤气中的氨，同时制成硫酸铵。硫酸洗氨法回收氨有饱和器法和酸洗塔法两种。

1．饱和器法

饱和器法以硫酸为吸收液，在饱和器中吸收煤中的氨，生成硫酸铵结晶。

饱和器法的工艺流程如图4-37所示。由电捕焦油器捕除焦油雾后的煤气在预热器中预热到55~70℃，与剩余氨水经过蒸氨、分凝后的氨气一起进入饱和器，在饱和器中煤气中的