焦炉烟道气脱硝系统氨气化工艺的比较

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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