[发明专利]一种用于煤气化废水中回收氨的净化工艺

说明书

技术领域

本发明属于一种回收氨的净化工艺，具体说涉及一种用于进行煤气化废水中回收的氨净化工艺。

技术背景

我国“富煤、贫油、少气”的能源结构决定了煤炭仍是我国现阶段最重要的化工原料，故能否实现煤的高效和清洁转化利用关系到我国经济与环境的双重利益。煤气化是实现煤炭转化利用的关键环节，目前工业煤气化技术主要包括固定床气化、流化床气化和气流床气化三种，其中固定床碎煤加压气化具有技术成熟、煤种适应性强和能耗低等优点在煤化工中具有广泛应用。但碎煤加压气化过程中会产生大量含氨、酚、CO₂、H₂S和油等杂质的气化废水，尤其氨的含量高达4000～8000mg/L，如果不能将废水中的氨回收利用，不但会导致氨资源浪费，而且会影响后续生化处理的出水指标，进而造成环境污染。

工业上主要通过蒸汽汽提的方式回收废水中的氨，然后经处理和净化后回用或生产液氨产品。但由于煤化工废水组成极其复杂，汽提出的氨中仍含有大量的酚类、H₂S、CO₂和油等污染物，其杂质含量严重超过氨水回用或液氨的质量要求，进而导致诸多投产煤化工项目中都存在回收氨杂质含量过高而无法使用的现象，不仅影响经济效益，且氨的随意排放会造成严重污染，故开发一种高效节能煤气化废水中氨的净化技术是煤化工可持续发展的必然需求。

现有的氨净化或精制工艺主要是针对炼油厂废水汽提出氨中单个杂质的去除或合成氨驰放气吸收后的稀氨水的提浓。专利CN1167084A公开了一种氨精制工艺，通过“洗涤-结晶-吸附-精脱硫”流程脱除炼油厂蒸出氨中的H₂S杂质，该发明可将液氨的纯度提高至99.8％，硫化氢含量低于1ppm。专利CN200951883Y公开了一种合成氨驰放气氨回收装置，该专利主要针对的是储罐驰放气和合成放空气的氨回收并制得液氨产品，该发明不但可大大降低水的消耗，而且又不影响合成放空气的后续变压吸附提氢流程。专利CN102897954A公开了一种含氨废水的回收和精制方法，首先在含氨废水中加入酸性溶剂，通过逆渗透膜将酸性废水分离为高浓度废水和低浓度废水；然后将高浓度废水通过电透析模块或者离子交换树脂分离为阳离子和阴离子，阳离子即为铵离子，经处理后得纯净的氨产品。

上述发明主要是针对炼油厂废水中汽提出氨的净化和合成氨驰放气的回收和提浓，但煤气化废水中的杂质种类和含量远比炼油厂废水和合成氨驰放气复杂，采用现有技术对煤气化废水汽提出的氨进行净化和精制仍难以达到氨产品的回用要求，且针对煤气化废水汽提得到氨的净化技术未见报道。因此，开发一种专门针对煤气化废水中汽提氨的净化技术，彻底去除酚类、H₂S、有机硫、CO₂和油等杂质，是提高氨资源利用价值和保护环境的必然需求。

发明内容

本发明的目的是针对煤气化废水回收的氨中含有的杂质多而不能回用的问题，提供一种高效节能，净化效果好，回收氨纯度高的煤气化废水回收氨的净化工艺。

为达上述目的，发明人对煤气化废水回收氨的体系组成及热力学特征进行了分析，构建了相应的模拟体系并进行了模拟，并对模拟结果进行了小试实验验证，结合模拟结果、实验数据和多年的工程设计经验，提出了一种煤气化废水回收的氨先经氨气净化塔净化，然后经氨精馏塔精馏的工艺及装置，最终得到NH₃质量浓度达99.8％以上的液氨产品。

本发明公开的一种用于煤气化废水中回收氨的净化工艺，其具体的工艺包括如下步骤：

(1)自煤气化废水处理装置脱氨塔来的粗氨气自下部进入净化塔，在净化塔底部低压蒸汽的加热下，氨蒸气先通过净化塔下段填料段与净化塔底部的稀氨水回流液逆向接触洗涤，然后经上段填料段与来自净化塔塔顶回流的稀氨水逆流接触洗涤，氨蒸气经稀氨水两段洗涤脱除部分酚类、H₂S、有机硫、CO₂和油等杂质后自净化塔顶部排出，而净化塔塔底排出的稀氨水一部分经氨水循环泵自下部填料段顶端返回至净化塔，用于氨蒸气下段洗涤，而另一部分送至煤气水分离系统；