[发明专利]气化能量耦合氨回收系统及方法

说明书

本发明公开了一种气化能量利用耦合氨回收系统，包括气化闪蒸系统、灰水预处理系统、冷凝液汽提及氨回收系统；气化闪蒸系统对气化高温黑水进行减压闪蒸，降温冷却后得到气化闪蒸气和气化黑水；灰水预处理系统包括脱硬除固装置和灰水汽提装置，对气化灰水脱硬除固后送至灰水汽提装置以脱除氨，得到灰水汽提富氨物流进入冷凝液汽提及氨回收系统；冷凝液汽提及氨回收系统实现氨和酸性气的分离，得到氨含量高的氨产品。本发明还公开一种气化能量利用耦合氨回收方法。本发明提高了气化装置能量利用效率，既回收了灰水和冷凝液中的氨，还有效降低了下游废水处理单元的氨氮处理难度和运行成本，有助于减少目前系统存在的结垢、磨损和腐蚀问题。

技术领域

本发明涉及氨回收综合处理技术领域，特别是涉及一种气流床气化装置相关的气化能量耦合氨回收系统及方法。

背景技术

气流床气化反应，是由煤或其他碳氢化合物通过浆料或气力输送，与氧气在气化炉中发生高温高压的部分氧化反应，生成产品粗合成气。

在煤的气化过程中，煤中的氮元素有一小部分转化生成氨，生成的氨大部分存在于气化单元送出的合成气和气化灰水中。合成气中的氨，随合成气一起进入下游的变换单元(包括合成气冷却装置)，经逐步冷却和洗涤后存在于冷凝液中，其中高温冷凝液返回气化装置，低温冷凝液经变换单元的汽提系统脱氨后返回气化装置，汽提得到的酸性气含二氧化碳、硫化氢、氨的酸性气体。气化灰水中则有较高含量的氨氮、钙、镁和硅离子等。

现有常规流程中，变换单元的低温冷凝液采用直接闪蒸气汽提的处理方法，将汽提出来的含氨和酸性气的气体送往硫回收单元处理；同时闪蒸系统产生大量的气化闪蒸气，其主要组分为水蒸汽，富含低位能量，该低位能量，除部分为气化单元自用外，剩余部分经冷凝或直接送往变换单元汽提系统。气化灰水则送往下游废水处理装置进行生化处理。

因此，现有流程存在以下不足：

1.低温冷凝液中氨和酸性气没有分离，即无法实现氨的回收利用，同时也导致运行流程中易出现腐蚀和结垢问题，增加了硫回收装置的运行难度和运行成本；

2.气化灰水中的氨氮含量高，导致下游废水生化处理的难度和成本增加，且气化灰水中高含量的钙、镁和硅离子易导致系统结垢堵塞，以及下一步深度处理困难；

3.气化闪蒸气的能量没有得到充分利用，且往往需要冷却处理，消耗大量的冷却水。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提高了气化装置能量利用效率，实现氨的回收利用，降低下游废水处理单元的处理难度和运行成本。

为达前述目的，本发明提供一种气化能量耦合氨回收系统，由气化闪蒸系统、灰水预处理系统、冷凝液汽提及氨回收系统组成。

所述气化闪蒸系统包括减压闪蒸装置，所述减压闪蒸装置用于对来自上游气化单元的合成气进行激冷，以及对来自上游洗涤单元的高温黑水进行减压闪蒸，以产生气化闪蒸气；所述气化闪蒸系统连接所述灰水预处理系统和冷凝液汽提及氨回收系统；

所述灰水预处理系统包括脱硬除固装置和灰水汽提装置；所述脱硬除固装置用于对来自上游气化单元的气化灰水进行脱除硬度和固体处理；所述灰水汽提装置用于对脱除硬度和固体处理后的灰水进行脱氨处理得到富氨物流，所述灰水预处理系统连接所述冷凝液汽提及氨回收系统，所述富氨物流输送至所述冷凝液汽提及氨回收系统；

所述冷凝液汽提及氨回收系统包括冷凝液汽提装置和氨回收装置，所述冷凝液汽提装置连接所述氨回收装置；来自上游单元的冷凝液及其他物流、以及来自所述灰水预处理系统的富氨物流进入所述冷凝液汽提装置进行分离，随后传输至所述氨回收装置进行氨的回收。

所述气化闪蒸气压力在0.2-3.0Mpa，主要组分为水蒸气，富含低位热量，可为所述灰水预处理系统和所述冷凝液汽提及氨回收系统提供热源；优选的，所述气化闪蒸气压力为0.5-1.2MPA。