專利名稱：利用焦化廠廢棄物聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及焦化行業(yè)中的廢氣、廢水回收聯(lián)產(chǎn)固態(tài)碳酸氫銨 的工藝方法。
背景技術(shù)：
在焦化廠生產(chǎn)過(guò)程中從焦?fàn)t煙道排放大量的260°C以上的廢氣，蒸氨過(guò)程中排出 大量的廢氨水，其中每立方米的廢氨水中含氨10克，廢氣中含有體積濃度為6-10%的C02 氣體，這些廢氨水和廢氣的環(huán)保處理一直是阻礙焦化行業(yè)發(fā)展的瓶頸。我國(guó)大部分焦化廠 生產(chǎn)中的廢氨水及焦?fàn)t煤氣中的C02、N等氣體，直接排放到大氣中，不進(jìn)行回收，對(duì)大氣及 河流造成嚴(yán)重的污染。為了治理焦化廠的廢氣和廢水，國(guó)內(nèi)95%以上焦化廠采用硫酸銨工藝，用硫酸吸 附煤氣中的氨形成硫酸銨，采用這種工藝存在以下幾個(gè)問(wèn)題一是，在合成生產(chǎn)高效肥料出現(xiàn)之后，焦化廠生產(chǎn)的硫酸銨肥效低，質(zhì)量差，作為 農(nóng)業(yè)肥料顯得已不重要，賣(mài)價(jià)低，產(chǎn)品基本無(wú)銷(xiāo)路。二是，硫酸銨生產(chǎn)成本高，售價(jià)低，得不償失。以年產(chǎn)60萬(wàn)噸焦炭為例，硫酸用量 為5153噸/年，購(gòu)買(mǎi)硫酸每噸需要650元，而每銷(xiāo)售一噸硫酸銨則在500元左右，加之水電 汽、設(shè)備折舊、生產(chǎn)費(fèi)用的消耗。每年虧損約計(jì)300萬(wàn)元。三是，硫酸銨工藝固定資產(chǎn)投資大，僅土建投資需300萬(wàn)元，加之設(shè)備投資總計(jì) 1300萬(wàn)元，給企業(yè)背上沉重的資金負(fù)擔(dān)。為了克服硫酸銨工藝處理焦化廠廢棄物帶來(lái)的弊病，出現(xiàn)了一種無(wú)水氨新工藝， 它是用磷酸吸收煤氣中的氨生成磷酸二銨，然后加熱將被吸收的氨釋放出來(lái)，獲得純度較 高的無(wú)水氨，該工藝在推廣中存在的問(wèn)題很多，主要表現(xiàn)在以下幾方面。一是，所生產(chǎn)的液態(tài)氨一般焦化廠不能自身消化，需要運(yùn)輸?shù)交市袠I(yè)，銷(xiāo)售不 暢。二是，生產(chǎn)無(wú)水氨的蒸餾設(shè)備，精餾塔和解吸塔要求塔底進(jìn)汽，壓力較高(l.SMpa 以上)，一般焦化廠現(xiàn)有條件不具備。三是，設(shè)備投資雖然比硫銨低，但生產(chǎn)成本較高，只能薄利生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有焦化廠利用硫酸銨工藝和無(wú)水氨工藝在處理廢棄物過(guò)程中存在的上 述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用焦化行業(yè)中的廢氣和廢水聯(lián)產(chǎn)固態(tài)碳酸氫銨的工藝方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的工藝方法是第一步焦?fàn)t煙囪中的煙氣預(yù)處理將焦?fàn)t煙道中的260°C左右煙氣先用其他用熱設(shè)備換熱降溫至40-50°C，再經(jīng)洗 滌塔吸收、濃縮得到體積濃度為25% -28%的C02氣體，并再降溫至35°C以下。
3
第二步對(duì)焦化廠廢氨水進(jìn)行預(yù)處理將焦化廠的廢氨水經(jīng)蒸餾得到體積濃度為16-20%的濃氨水，并引入合成塔頂部 待用。第三步利用第二步得到的濃氨水對(duì)第一步得到的C02氣體進(jìn)行吸收將第一步處理后的C02氣體從底部送入合成塔，在合成塔內(nèi)低于35 °C和 0. 25-0. 4Mpa的壓力條件下自下而上與第二步得到的濃氨水充分接觸生成碳酸氫銨固體懸 浮液，懸浮液從塔下部取出，經(jīng)結(jié)晶、離心分離，得到純的碳酸氫銨成品，分離出的剩余母液 進(jìn)入下一步回收利用，碳化后的廢液從塔底排出后進(jìn)入下一步回收利用；第四步剩余母液和廢液的回收從塔底排出的廢液進(jìn)入凈氨塔洗滌后氨水再進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)使用，尾氣排入大氣； 剩余母液通過(guò)管道進(jìn)入第三步中的合成塔與塔頂來(lái)的濃氨水一起再次進(jìn)入合成塔進(jìn)行循 環(huán)。為了提高氨水和C02在合成塔內(nèi)的反應(yīng)效率，第三步所述的合成塔為串聯(lián)形成的 兩級(jí)合成塔，co2氣體在兩級(jí)合成塔內(nèi)的具體工藝流程為第一步得到的C02氣體分別進(jìn)入第一級(jí)合成塔和第二級(jí)合成塔底部，在第一級(jí)合 成塔內(nèi)C02氣體與從塔頂來(lái)的第二步得到的濃氨水充分接觸，濃氨水吸收二氧化碳，被預(yù)碳 化形成預(yù)碳化液，從第一級(jí)合成塔底部排出預(yù)碳化液，排出后再由泵送入第二級(jí)合成塔頂 部，進(jìn)一步吸收塔內(nèi)的二氧化碳，生成碳酸氫銨固體懸浮液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明是利用焦?fàn)t煙囪中排放到大氣中的廢氣對(duì)廢氨水進(jìn)行回收，即利用了焦 化廢氨水，防止對(duì)地下水及河流的污染，又回收了煙囪中排放到大氣中的co2，將co2作為原 料進(jìn)一步利用，防止了 co2排放對(duì)大氣的污染，達(dá)到了循環(huán)綜合利用，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì)效益。以年產(chǎn)90萬(wàn)噸的焦化廠為例，由于利用了廢氣、廢水聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨，每年C02的 減排為5000萬(wàn)立方米，折合濃度99%以上的純C02400萬(wàn)立方米(5570噸)。2、采用本發(fā)明技術(shù)，投資少，只占常規(guī)方法生產(chǎn)硫銨投資的1/2，工藝流程簡(jiǎn)單，成 熟可靠，占地面積小，效益明顯。例如年產(chǎn)100萬(wàn)噸焦化廠，可配套聯(lián)產(chǎn)10000噸碳銨，可 獲利潤(rùn)280萬(wàn)元(生產(chǎn)一噸碳酸氫銨可獲純利280元)。而生產(chǎn)硫銨年產(chǎn)10000噸，年虧損 330萬(wàn)元。3、焦?fàn)t煙囪的C02氣不但可以回收利用，而且焦?fàn)t煙氣的余熱同樣可以有效地利 用。根據(jù)熱力學(xué)的第三定律，利用熱能位差將260°C左右的煙氣通過(guò)換熱及潛熱回收可以作 為蒸氨塔及其他所需要的蒸汽熱源，基本替代生蒸汽大大節(jié)約了能耗，降低了成本。總之，本發(fā)明充分利用焦化行業(yè)排出的廢水和廢氣合成適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的碳銨， 不管是建新廠還是舊廠改造，投資都少，并且工藝簡(jiǎn)便成熟可靠，大大降低了成本，具有較 高的經(jīng)濟(jì)收益率。通過(guò)對(duì)廢氣和廢水的綜合利用，大大較少了對(duì)大氣的污染，達(dá)到節(jié)能減排 的目的，符合當(dāng)前國(guó)家推行的發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)政策，具有很大的社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖中1、2_換熱器，3-風(fēng)機(jī)，4-吸收塔，5-濃縮槽，6_儲(chǔ)氣柜，7_壓縮機(jī)，8、9_循環(huán)水泵，10、11、20_涼水塔，12、13-涼水泵，14、15-合成塔，16、17-檢水槽，18、19-冷卻循環(huán) 水泵，21,22-氨水槽，23-集水槽，24,25-氨水泵，26,27-母液泵，28-凈氨塔，29-檢水槽， 30-稠厚器，31-離心機(jī)，32-料斗，33-母液槽，34,35-軟化水泵，36-軟水槽。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)圖1所示的工藝流程圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。從圖1可以看出第一步從煙囪來(lái)的260°C左右的廢氣經(jīng)過(guò)換熱器1和2逐級(jí)換熱降溫至40-50°C 后分成兩路，一路經(jīng)風(fēng)機(jī)3直接進(jìn)入儲(chǔ)氣柜6，另一路進(jìn)入吸收塔4洗附后，利用自然壓力位 差進(jìn)入濃縮槽5加熱攪拌，以提升C02的濃度，從濃縮槽5出來(lái)的高濃度C02氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣 柜6與低濃度C02氣體混合待用；第二步廢液處理過(guò)程由蒸氨系統(tǒng)的廢氨水進(jìn)過(guò)蒸餾進(jìn)入氨水槽21和22中待用；第三步儲(chǔ)氣柜6中的C02氣體通過(guò)壓縮機(jī)7引入合成塔14和15底部，氨水槽21 和22中的氨水通過(guò)氨水泵24和25分別引入到合成塔14和15合成塔頂部，根據(jù)需要，合 成塔14和15通過(guò)閥門(mén)可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)或串聯(lián)；在合成塔內(nèi)，廢氨水與C02氣體充分接觸，生成 碳酸氫銨固體懸浮液，懸浮液從合成塔14和15下部取出，泵入高位稠厚器30，利用自然位 差進(jìn)入離心機(jī)31進(jìn)行固液分離，所分離的結(jié)晶體即為純的碳酸氫銨成品，碳酸氫銨成品進(jìn) 入料斗32包裝出庫(kù)；第四步分離液以及稠厚器溢流出來(lái)的稀液進(jìn)入母液槽33，由母液泵26和27輸 送至合成塔上部和濃氨水混合循環(huán)利用。碳化后的廢液從合成塔14和15底部排出，進(jìn)入 集水槽23，經(jīng)凈氨塔28洗滌后氨水再進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)使用，尾氣排入大氣。從圖中還可看出，換熱器1和2的循環(huán)水由循環(huán)水泵8和9以及涼水塔10供給； 吸收塔4的循環(huán)水由涼水泵12和13以及涼水塔11供給；氨水槽21和22的氨水由氨水泵 24和25泵入合成塔頂部；母液槽33中的母液由母液泵26和27泵入合成塔與廢氨水一起 循環(huán)利用；凈氨塔28和合成塔的循環(huán)水由冷卻循環(huán)水泵18和19以及涼水塔20供給；所有 循環(huán)水來(lái)自軟水槽36，由軟水水泵34和35泵入循環(huán)水系統(tǒng)。在合成塔14和15循環(huán)水口 上分別設(shè)有檢水槽16和17，凈氨塔28循環(huán)水出口上設(shè)有檢水槽29，設(shè)置檢水槽的目的是 檢測(cè)水溫及漏點(diǎn)，使冷凝出水集中后進(jìn)入涼水塔。
權(quán)利要求
一種利用焦化廠廢棄物聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨的工藝方法，其特征在于，工藝步驟如下第一步焦?fàn)t煙囪中的煙氣預(yù)處理將焦?fàn)t煙道中的煙氣換熱降溫至40-50℃，再經(jīng)洗滌塔吸收、濃縮得到體積濃度為25％28％的CO2氣體，并再降溫至35℃以下；第二步對(duì)焦化廠廢氨水進(jìn)行預(yù)處理將焦化廠的廢氨水經(jīng)蒸餾得到體積濃度為16-20％的濃氨水，并引入合成塔頂部待用；第三步利用第二步得到的濃氨水對(duì)第一步得到的CO2氣體進(jìn)行吸收將第一步處理后的CO2氣體從底部送入合成塔，在合成塔內(nèi)低于35℃和0.25-0.4Mpa的壓力條件下自下而上與第二步得到的濃氨水充分接觸生成碳酸氫銨固體懸浮液，懸浮液從塔下部取出，經(jīng)結(jié)晶、離心分離，得到純的碳酸氫銨成品，分離出的剩余母液進(jìn)入下一步回收利用，碳化后的廢液從塔底排出后進(jìn)入下一步回收利用；第四步剩余母液和廢液的回收從塔底排出的廢液進(jìn)入凈氨塔洗滌后氨水再進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)使用，尾氣排入大氣；剩余母液通過(guò)管道進(jìn)入第三步中的合成塔與塔頂來(lái)的濃氨水一起再次進(jìn)入合成塔進(jìn)行循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的利用焦化廠廢棄物聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨的工藝方法，其特征在于，第 三步所述的合成塔為串聯(lián)形成的兩級(jí)合成塔，C02氣體在兩級(jí)合成塔內(nèi)的具體工藝流程為第一步得到的C02氣體分別進(jìn)入第一級(jí)合成塔和第二級(jí)合成塔底部，在第一級(jí)合成塔 內(nèi)C02氣體與從塔頂來(lái)的第二步得到的濃氨水充分接觸，濃氨水吸收二氧化碳，被預(yù)碳化形 成預(yù)碳化液，從第一級(jí)合成塔底部排出預(yù)碳化液，排出后再由泵送入第二級(jí)合成塔頂部，進(jìn) 一步吸收塔內(nèi)的二氧化碳，生成碳酸氫銨固體懸浮液。
3.如權(quán)利要求1所述的利用焦化廠廢棄物聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨的工藝方法，其特征在于，工 藝步驟如下第一步從煙 來(lái)的的廢氣經(jīng)過(guò)換熱器逐級(jí)換熱降溫至40-50°C后分成兩路，一路經(jīng) 風(fēng)機(jī)直接進(jìn)入儲(chǔ)氣柜，另一路進(jìn)入吸收塔洗附后，利用自然壓力位差進(jìn)入濃縮槽加熱攪拌， 以提升C02的濃度，從濃縮槽出來(lái)的高濃度C02氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣柜與低濃度C02氣體混合待 用；第二步廢液處理過(guò)程由蒸氨系統(tǒng)的廢氨水進(jìn)過(guò)蒸餾進(jìn)入氨水槽中待用；第三步儲(chǔ)氣柜6中的C02氣體通過(guò)壓縮機(jī)引入合成塔底部，氨水槽中的氨水通過(guò)氨水 泵分別引入到合成塔合成塔頂部；在合成塔內(nèi)，廢氨水與0)2氣體充分接觸，生成碳酸氫銨 固體懸浮液，懸浮液從合成塔下部取出，泵入高位稠厚器，利用自然位差進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行固 液分離，所分離的結(jié)晶體即為純的碳酸氫銨成品，碳酸氫銨成品進(jìn)入料斗包裝出庫(kù)；第四步分離出來(lái)的母液以及稠厚器溢流出來(lái)的稀液進(jìn)入母液槽，由母液泵輸送至合 成塔上部和濃氨水混合循環(huán)利用；碳化后的廢液從合成塔底部排出，經(jīng)凈氨塔洗滌后氨水 再進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)使用，尾氣排入大氣。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用焦化廠廢棄物聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨的工藝方法，它首先將焦?fàn)t煙道中的煙氣換熱降溫至40-50℃，再經(jīng)洗滌塔吸收、濃縮得到體積濃度為25％一28％的CO2氣體，并再降溫至35℃以下；并對(duì)焦化廠廢氨水進(jìn)行蒸餾預(yù)處理；將預(yù)處理的濃氨水和CO2氣體引入合成塔反應(yīng)生成碳酸氫銨。本發(fā)明充分利用焦化行業(yè)排出的廢水和廢氣合成適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的碳銨，不管是建新廠還是舊廠改造，投資都少，并且工藝簡(jiǎn)便成熟可靠，大大降低了成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)收益率。通過(guò)對(duì)廢氣和廢水的綜合利用，大大較少了對(duì)大氣的污染，達(dá)到節(jié)能減排的目的，符合當(dāng)前國(guó)家推行的發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)政策，具有很大的社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C01C1/26GK101857246SQ20101021031
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者姚祖國(guó), 張超, 王克密, 王鵬, 董繼文 申請(qǐng)人:董繼文