废水煤制气中粗氨水蒸馏的研究与工业应用氨水粗蒸馏塔改造工艺计算
_煤气化工艺中高氨氮废水的处理方法探讨 (1)
用塑料制品的情况下，由此引发的“白色污染”也变得更加严重，对于生态环境产生了巨大破坏。
利用CO2能够制备出可降解塑料制品，这样一方面能够对煤化工工艺过程中的CO2排放问题进行解决，另一方面也能够有效控制塑料制品大规模使用造成的环境污染及生态破坏。
不过受限于技术条件，想要实现可降解塑料的工业化大规模生产，需要技术人员进一步加强研究工作，开发出更加高效、更加便宜的合成催化剂[4]。
2.3CO2循环利用技术CO2循环利用技术的基本原理，是结合CO2本身的物理性质，实现对于CO2的资源化利用，例如，可以以CO2为原料制作干冰、灭火器以及制冷剂等，这些技术发展较早，已经基本成熟并且得到了广泛应用，也有部分新兴技术虽然正处于开发研究或者试用阶段，不过也具备非常好的发展前景。
一是液态CO2煤浆制取技术，将粉煤与水的质量配比设置为3:2，以液态CO2代替部分或者全部的水，在促进气化炉二次反应的前提下，提升焦煤的燃烧质量；二是液态CO2固化技术，运用这种技术，能够将CO2制作成干冰，在美容、模具清洗、灭火器生产以及舞台表演等领域有着较为广泛的应用；三是CO2超临界萃取技术，超临界流体萃取技术本身具有操作简单、工艺流程短、萃取效率高以及萃取剂分离回收容易等特点，将CO2作为超临界萃取剂，能够轻松达到临界条件，而且CO2本身无色无毒无味，化学性质稳定，安全性较好，成本也更加低廉。
从目前来看，CO2超临界萃取技术的研究，主要集中在从天然香料或者药物中提取具备较高附加值的热敏性成分方面；四是利用CO2代替氮气，在干粉煤加压气化环节进行粉煤输送。
在粉煤加压气化中，密相输送技术是核心技术，使用的输送气体可以是氮气，也可以是CO2，如果利用CO2代替氮气作为煤粉输送介质，其在反应过程中还可以发挥气化剂的作用，通过与煤焦反应，生成CO，也可以降低合成气体中氮气的含量，为后续甲醇、烯烃、醋酸等产品的合成提供有利条件[5]。
3结语总而言之，从煤化工工艺生产过程分析，CO2的排放主要集中在煤制甲醇、煤制烯烃以及煤间接液化工艺中，为了顺应可持续发展的要求，煤化工企业和相关部门需要对煤化工工艺过程中CO2的排放情况进行深入研究，结合生产特点，合理运用CO2减排技术，尽可能减少CO2的排放。
废水中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔设备改造方案
废水中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔设备改造方案：郑军张延斌氨水粗蒸馏塔目前有采纳F1浮阀塔板，该塔板是化工行业应用较为广泛的一种塔板，该塔板具有效率高、操作弹性大的优点，但同时该塔板制定的同意孔速较低，且板上汔液接触不充分，易造成死区，在处理含尘和含高黏度物质的体系时，极易造成阀片或部分死区因物料黏附和积存而无法正常工作。
因此，原有浮阀塔板将难以解决固形物累积的难题，必须合计改换具备优良汽液接触形式的塔板。
同时，由于传统浮阀塔板双溢流降液管溢流能力有限〔尤其是弓形双溢流降液管〕且溢流堰较高，当由于操作条件发生改变，导致溢流强度增大时，塔板很快由于堰上液层和降液管内液层迅速增加而发生液泛。
在进行氨水粗蒸馏塔中部氨水的采出调整时，现有塔板由于降液管的局限存在可调整的余量较小。
依据大量的成功工业应用实例，清华大学化工系提出采纳清华大学的专利技术——斜孔系列塔板对设备实施改造。
该系列塔板由两部分斜孔组成，即相邻两行交错排列的固定斜孔与定向排列的浮动斜孔，前者是汽液接触的主要区域，塔采纳喷射操作，极大限度地提升了塔板的气相处理能力，板上低而均匀的稳定液层降低了雾沫夹带量，提升了传质效率，减小了塔板压降；后者起2个作用：一是导向作用，推动两侧液体流动，减少死区和返混；二是调节开孔率，加强操作弹性。
同时，该塔板还采纳溢流周边较长的十字型降液管，有效地提升了塔板的溢流能力。
因此，该系列塔板具有处理能力大、板效率高、塔板压降低的优点。
通过工业实验和大量的实际应用证实，相同塔径下，斜孔系列塔板的处理能力比浮阀塔板高20％以上〔部分业绩可高达40％以上〕，同时板效率不低于浮阀塔板，是塔设备扩产改造的理想选择。
依据工艺计算结果，欲将塔釜含氨量降至100mg/L以下必须增加提馏段理论级数4级以上；如不合计增加提馏段空间，只能通过降低板间距的方式增加级数，但板间距过小将增大汽相雾沫夹带和降液管液层，导致液泛，影响分开效果。
焦化剩余氨水热泵蒸馏的研究应用
参考文献
［１］王登富．王利．姜爱国．焦炉烟道气余热负压蒸氨成套装置技术．燃料与化工，２０１３，４４（４）：
４５—４８．
［２］许维秀．朱圣东．李其京．化工节能中的热泵精馏工艺流程分析．节能，２００４，２６７（ｉ０）：１９－２２．
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万方数据
为人们普遍关注的问题。
１蒸氨工艺流程及存在问题 剩余氨水与蒸氨塔底废水换热后与碱液混合进入蒸氨塔。由导热油加热蒸氨塔底废水产 生蒸汽返回塔底，将废水中氨气提至塔顶。塔顶氨气在全凝器用中温水冷却，然后进入冷却 器，用低温水冷却至常温得到成品氨水，部分回流，部分送至脱硫工序作为碱源。另有工艺 是塔顶氨气进入分缩器用中温水部分冷凝产生回流，未冷却氨气进入饱和器。冷凝液直接回 流蒸氨塔中，塔底蒸氨废水经废水泵抽出，部分送至再沸器由导热油加热汽化返回蒸氨塔提 供热量，部分经与原料剩余氨水换热后再经废水冷却器进一步冷却后送生化处理。其工艺流
程如图１所示：
图１
蒸氨工艺流程图
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万方数据
蔓矽中国炼焦行业协会成立２０周年
由于水的汽化潜热高，根据剩余氨水处理工艺不同，塔顶氨气带走蒸氨耗热量的约 ６０％～８０％。由于蒸氨塔顶氨气只有９７～１０２℃，品质低，很难利用，在全凝器或分缩器 中用中温水冷却，既浪费了能源，也增加了中温水消耗，降低了蒸氨热效率。提高蒸氨能源 循环利用率、降低蒸氨能耗成为研究的方向。 为提高焦化剩余氨水蒸氨的能源利用率，降低蒸氨能耗成本，济钢化工厂与兄弟单位合 作，共同研发了焦化剩余氨水热泵蒸馏技术，实现了蒸氨塔顶氨气余热的回收利用，取得了 较好的经济效益和社会效益。 ２剩余氨水热泵蒸馏工艺的研究应用 ２．１热泵精馏工艺原理 热泵蒸馏是利用热泵能够将热量从低温热源移到高温热源的原理，通过蒸汽热泵或吸收 式热泵把蒸馏塔塔顶蒸汽加压升温，使其用作塔底再沸器的热源，回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。 ２．２剩余氨水热泵蒸馏方案的提出 热泵精馏是一种高效的节能技术。一般在塔顶和塔底温度差小于３６℃、塔顶温度在
焦化氨水蒸馏工艺
焦化氨水蒸馏工艺焦化氨水蒸馏工艺是一种常用的工业生产方法，用于提取焦炭中的氨水。
本文将介绍焦化氨水蒸馏工艺的基本原理、工艺流程以及其应用。
1. 基本原理焦化氨水蒸馏工艺是利用焦炭中的氨水溶液的沸点与水的沸点不同的特性，通过蒸馏将氨水分离出来。
焦炭中的氨水主要来自焦炉煤气的冷却和净化过程中产生的氨气与水反应生成的。
而焦炭中的氨水对环境有害，因此需要对其进行处理和回收利用。
2. 工艺流程焦化氨水蒸馏工艺的主要步骤包括预处理、蒸馏和后处理三个阶段。
（1）预处理阶段：将焦炉煤气中的氨气与水反应生成氨水。
在这个阶段，首先需要将焦炉煤气进行冷却降温，然后通过添加酸性溶液与氨气反应，生成氨水溶液。
（2）蒸馏阶段：将产生的氨水溶液进行蒸馏，分离出其中的氨水。
蒸馏过程中，通过加热氨水溶液，使其达到沸点，然后将产生的气体进行冷却和净化处理，得到纯净的氨水。
（3）后处理阶段：对蒸馏后的氨水进行处理，使其符合环保要求。
主要包括中和、沉淀、过滤等步骤，将其中的有害物质去除，得到可回收利用的氨水。
3. 应用焦化氨水蒸馏工艺广泛应用于焦化行业，通过对焦炭中的氨水进行处理和回收利用，可以减少对环境的污染，并节约资源。
焦化氨水蒸馏工艺还可以应用于其他工业领域，如化肥生产、制药工业等。
在化肥生产中，焦化氨水蒸馏工艺可以将焦炭中的氨水提取出来，用于制造氨肥。
在制药工业中，焦化氨水蒸馏工艺可以将焦炭中的氨水提取出来，作为制造药物的原料。
4. 总结焦化氨水蒸馏工艺是一种常用的工业生产方法，通过蒸馏将焦炭中的氨水分离出来，以达到环保和资源利用的目的。
该工艺的基本原理是利用氨水的沸点与水的沸点不同的特性，通过蒸馏将氨水分离出来。
焦化氨水蒸馏工艺的应用范围广泛，不仅可以应用于焦化行业，还可以应用于化肥生产、制药工业等领域。
通过焦化氨水蒸馏工艺的应用，可以减少环境污染，实现资源的可持续利用。
蒸氨工艺处理高氨氮废水的应用及运行优化
蒸氨工艺处理高氨氮废水的应用及运行优化刘兴【摘要】以某化工高NH3-N废水处理工程为背景,介绍了其核心蒸氨系统的工艺流程、操作方法、正常生产指标及运行效果.采用正交试验方法研究了进水流量、塔底温度及液氨管温度对回收氨水浓度的影响,同时得出系统的最佳的运行工况为进水量2.5 m3/h,塔底温度105℃,液氨管温度50℃.在此条件下控制蒸氨系统的运行,废水的NH3-N去除率达到90％以上,同时产生纯氨水NH3-N质量分数在15％以上.最后总结了蒸氨塔在使用过程中可能出现的问题及解决措施.蒸氨工艺脱氮效率高、技术成熟、流程简单、操作方便,具有很大的经济价值及应用推广价值.【期刊名称】《环境科技》【年(卷),期】2019(032)002【总页数】4页(P44-47)【关键词】蒸氨塔;NH3-N废水;正交试验;废水处理【作者】刘兴【作者单位】栗田工业(苏州)水处理有限公司,江苏苏州 215122【正文语种】中文【中图分类】X70 引言我国是一个人口大国，随着社会经济的发展，我国的水资源也越来越紧缺，再加上不断出现的水污染问题，解决水资源短缺问题更是迫在眉睫。
随着人们环保意识的加强和环境污染治理技术的发展，水体中有机物的代表指标COD 基本上能得到有效控制，但是NH3-N 污染仍是当今水体的最大污染源之一。
NH3-N 废水排入水体，会引起水体富营养化，造成水体缺氧发黑发臭，甚至对人群及生物产生毒害作用。
尤其是高浓度NH3-N 废水，具有来源广泛、成分复杂、排放量大、处理难度高、危害大等特点，因此高浓度NH3-N 废水处理技术一直是国内外水处理的焦点[1-2]。
近年来，国家对环保也给予了极度重视，排放标准逐步提高，尤其是太湖流域零排放标准，给企业以及环保行业带来了严峻的考验。
对于高NH3-N 废水的处理技术可以分为2 大类:一类是物化处理技术，如吹脱法、MAP 法、折点加氯法、膜吸收法、蒸氨法等[3-5]；另一类技术是以生化为主的生物脱氮技术，如厌氧氨氧化技术[6]、AO 或AAO 法、膜生物反应器法[7-9]等。
废水(煤制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔改造工艺计算(3)
废水（煤制气）中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔改造工艺计算（3）作者：郑军张延斌为准确快速地提出改造方案，拟采用计算机模拟试验的方法对现有运行的氨水粗蒸馏塔建立平衡级理论精馏塔模型，并以此模型作为进一步工艺改进模拟的基础。
模拟试验选择美国SIMSCI公司的PRO/Ⅱ过程模拟软件。
它是使用第三代模拟技术发展的流程通用模拟软件，是目前化工设计公司应用最广泛的模拟软件之一。
PRO/Ⅱ可建立准确的模型，使用严格的最新计算方法，进行单元操作和全过程计算，用以评价已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。
根据蒸氨塔的经验，汽提塔的塔板效率约在20％～30％左右，对于K02塔的塔板效率取为25％，由此可将该塔近似为精馏段2块理论板、提馏段6块理论板，包括塔釜再沸器1块理论板，塔顶水回流，塔中部侧线分凝采出10％氨水的平衡级精馏塔模型。
进料流量70t/h，组成近似为水，氨和二异丙基醚三组分，其中氨含量为7g/L，二异丙基醚为10g/L。
汽液平衡的热力学方法选择使用NRTL方程，调试过程采用In-Out法。
由此模型计算得到的该蒸馏塔物料平衡、温度、压力的逐板分布如表1和表2所示。
与实际运行结果对比表明，上述模拟结果与原蒸氨塔运行状况较为吻合，说明该模型可作为进一步改造设计的基础。
根据此模型，计算了当进料氨含量为10g/L时，增加精馏段理论级数和提馏段理论级数时，塔顶采出和塔釜采出的变化情况。
结果表明，增加精馏段和提馏段理论级数，可有效降低塔顶醚相中的氨含量和塔釜废水的氨含量。
对于进料中氨含量为10g/L的情况，当提馏段理论级数增加4级以上，即实际板数增加15～18级，塔釜采出中氨含量才能小于100mg/L。
而对于精馏段来说，当理论级数增加1块时，塔顶氨含量将有明显的降低，一方面可有效防止氨的损失，另一方面可防止塔顶因氨含量过高而导致生成铵盐结晶。
因此增加塔板数的改造措施是较为可行和有效的。
煤气化工艺中高氨氮废水处理方法的研究
石油化工煤气化行业在生产过程中，使用的煤气化工艺，是将煤炭进行处理，制成煤粉以及水煤浆，在反应炉内与氧气在高温高压的作用下进行反应，生成粗煤气，在对其进行洗涤处理以后，直接送入变换段，变换段对气体成分进行调节将一氧化碳转化为氢气，变换反应的过程中会产生氨以及一些含氮化合物，随着煤气化工艺后期的水蒸气冷凝进入水相，从煤气中脱除，最终形成高氨氮废水，通过废水排放进入河流，对河流造成危害。
一、高氨氮废水的危害高氨氮废水中氨氮含量超标，直接排入河流会造成水体的富营养化，加重水体的恶化程度，影响河流内水生物的正常生长和繁殖，高氨氮含量会为水中生长的藻类提供快速生长繁殖的有利条件，藻类数量的增多，消耗掉水中大量的氧气，造成水体氧气供给量不足，无法为其它水中生物提供足够的氧气，造成大量水生生物死亡，出现“死亡水域”，没有水生生物活动迹象，不利于生物多样性的发展。
高氨氮废水的排放对人们日常用水造成了很大影响，人们日常生活中所用的自来水就是来源于附近河流，河流中的氨氮化合物超标，自来水的处理就困难了很多，人们饮用了氨氮超标的自来水会对身体造成损害，同时降低水体中氨氮化合物的含量也增加了自来水公司的处理成本，水费上涨，无形中就加重了人们的生活负担。
二、高氨氮废水的测定方法废水中氨氮的测定，常用的方法有纳氏试剂光度法、电极法和苯酚－次氯酸盐光度法等，其中纳氏光度法和苯酚－次氯酸盐光度法在测定氨氮前需要对水质进行预处理，除去水中的带色物以及浑浊物，减少对测定结果的干扰，测定操作简便，灵敏度高，而电极法不需要对水质进行预处理，此法测定范围更广。
通过高氨氮废水测定，可为后续废水处理提供相关的依据。
需注意的是，实际开展测定重，应在水样保存伤加强，如取玻璃瓶或聚乙烯瓶对采集的水样存储，若为酸化样品，还需防止出现空气污染情况。
三、高氨氮废水的处理方法１． 吹脱法。
吹脱法脱除高氨氮废水中的氨氮，是利用工业废水中氨氮的气相、液相浓度平衡，在一定温度、碱性环境下对氨氮废水进行脱离处理，氨氮的气相浓度和液相浓度会出现平衡点，废水中溶解的氨氮由液相向气相转移，氨氮从废水中被脱离出去，形成气体氨氮，在进行进一步回收。
废水(煤制气)中粗氨水蒸馏的研究与工业应用
郑军张延斌原有粗氨水蒸馏塔为一变径板式塔，塔板为F1型浮阀塔板。
其中1～24层（自下而上）塔径为2000mm，塔板为传统弓形双溢流塔板；25～30层塔径为1200mm，塔板为传统单溢流塔板。
氨含量为5000mg/L（其中游离氨浓度为4000mg/L，固定氨为800mg/L）左右的稀氨水以70t/h的流量进入粗氨水蒸馏塔第24层塔板，从塔中部第12层板采出浓度为12％的浓氨水。
该装置在实际运行中主要存在如下问题：（1）原料废水中氨含量受气化所用煤质的影响经常超标，通常情况在5500～1000mg/L间波动，造成塔釜废水氨含量经常在300～1000mg/L之间徘徊，严重影响了后续生化处理的操作，使生化处理排放水中氨氮长期超标。
（2）为保证塔釜废水中氨含量尽可能地达标，在现有分离装置条件下，塔中浓氨水采出量则尽可能增加，由此造成浓氨水浓度下降，为后续氨精制开工造成较大困难；尽管在操作中为保证此中部浓氨水浓度，采取过增大回流的方案，但由于增大回流后，塔板易于液泛，该方案在操作中存在较大难度；塔中浓氨水采出量减小，还导致塔顶温度升高，部分氨混入塔顶产品，在冷凝过程中形成铵盐，易堵塞管道。
（3）进料废水中除氨等易挥发组分外，还含有大量粉尘和焦油等固形物和高粘度组分，操作过程中浮阀塔板上以及塔釜再沸器中经常集灰和焦油，严重影响了塔板和再沸器的正常工况。
经过对上述问题的综合分析，可以认为上述非正常运行状态主要由于进料中的氨含量超出设计值，分离设备的分离能力不足和进料中固形物含量较大，塔板的气液接触形式不良2个主要原因造成。
解决设备分离能力不足可采用增加分离塔板数的方法实现。
解决固形物集聚的方法可以通过更换具备良好汽液接触形式、抗堵防垢的内构件来解决，再沸器由于结垢物的特殊性可采用“两开一备”的形式保证再沸器清灰不影响设备的正常操作。
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废水（煤制气）中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔改造工艺计算（3）作者：郑军张延斌
为准确快速地提出改造方案，拟采用计算机模拟试验的方法对现有运行的氨水粗蒸馏塔建立平衡级理论精馏塔模型，并以此模型作为进一步工艺改进模拟的基础。
模拟试验选择美国SIMSCI公司的PRO/Ⅱ过程模拟软件。
它是使用第三代模拟技术发展的流程通用模拟软件，是目前化工设计公司应用最广泛的模拟软件之一。
PRO/Ⅱ可建立准确的模型，使用严格的最新计算方法，进行单元操作和全过程计算，用以评价已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。
根据蒸氨塔的经验，汽提塔的塔板效率约在20％～30％左右，对于K02塔的塔板效率取为25％，由此可将该塔近似为精馏段2块理论板、提馏段6块理论板，包括塔釜再沸器1块理论板，塔顶水回流，塔中部侧线分凝采出10％氨水的平衡级精馏塔模型。
进料流量70t/h，组成近似为水，氨和二异丙基醚三组分，其中氨含量为7g/L，二异丙基醚为10g/L。
汽液平衡的热力学方法选择使用NRTL方程，调试过程采用In-Out法。
由此模型计算得到的该蒸馏塔物料平衡、温度、压力的逐板分布如表1和表2所示。
与实际运行结果对比表明，上述模拟结果与原蒸氨塔运行状况较为吻合，说明该模型可作为进一步改造设计的基础。
根据此模型，计算了当进料氨含量为10g/L时，增加精馏段理论级数和提馏段理论级数时，塔顶采出和塔釜采出的变化情况。
结果表明，增加精馏段和提馏段理论级数，可有效降低塔顶醚相中的氨含量和塔釜废水的氨含量。
对于进料中氨含量为10g/L的情况，当提馏段理论级数增加4级以上，即实际板数增加15～18级，塔釜采出中氨含量才能小于100mg/L。
而对于精馏段来说，当理论级数增加1块时，塔顶氨含量将有明显的降低，一方面可有效防止氨的损失，另一方面可防止塔顶因氨含量过高而导致生成铵盐结晶。
因此增加塔板数的改造措施是较为可行和有效的。