导热油蒸氨工艺在焦化厂的应用
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摘 要：分析了焦化厂蒸氨系统的现状，介绍了各种蒸氨工艺的流程和特点，提出了导热油蒸氨技术，该工艺实现了导热油闭路循环，减少了废水的排放量，项目投产后，运行稳定，各项指标合格。
前言
焦炉煤气初冷过程中形成了大量氨水，其中大部分作为循环氨水用于喷洒冷却集气管的煤气，多余部分称谓剩余氨水。剩余氨水中含有多种化合物（如氨、硫化物、氰化物、油类），为了保护环境，剩余氨水必须进行处理。蒸氨就是利用蒸馏方法将剩余氨水中的氨蒸出，得到较高浓度的氨气，脱除氨气的蒸氨废水送生化装置进一步处理。
1蒸氨现状与分析
目前莱钢焦化厂共有三套剩余氨水蒸氨系统，处理剩余氨水150t/H，原设计采用直接蒸汽进行剩余氨水蒸氨。蒸氨用蒸汽量大，约占焦化厂总蒸汽用量的40%。焦化厂蒸氨需要的低压蒸汽来自公司官网，长距离输送，压损较大，蒸汽压力及其稳定性长期得不到保证，需将干熄焦高品质的蒸汽减温减压后并入管网补充，影响干熄焦发电，并存在能源高质低用的问题。
如果使用导热油作为加热媒介替换蒸汽，可缓解蒸汽管网的压力，也减少废水量，保证废水零排放，有很大的环保效益。该工艺在济钢等国内很多焦化厂使用，成熟，稳定，效益明显。
2蒸氨工艺
目前国内蒸氨主要有四种：水蒸气直接蒸氨、蒸汽再沸器蒸氨、管式炉蒸氨、导热油蒸氨。
3水蒸汽直接蒸氨工艺
剩余氨水经换热后，从蒸氨塔的上部进入，蒸氨塔塔底通入饱和蒸汽，与剩余氨水逆向接触，将剩余氨水中的氨气蒸出。为了分解氨水中的固定铵盐，用碱计量泵将碱液经混合器连续送至蒸氨塔内，进行固定铵分解。蒸氨塔底部排出的蒸氨废水，在与原料氨水换热后送往生化处理装置处理。
水蒸汽直接蒸氨的特点：蒸汽载热量大，传热系数大，易于输送，而且蒸汽是相对环保、安全的动力介质，对环境无污染。但直接蒸汽蒸氨会增加蒸氨废水量，增加生化处理的负荷。
4蒸汽再沸器蒸氨
蒸汽再沸器蒸氨是利用蒸氨塔底的蒸汽再沸器间接加热蒸氨废水，水蒸气将剩余氨水中的氨蒸出，蒸汽只起到传递热量的作用。
这种蒸氨工艺在间接蒸氨工艺中相对最为简单、安全。该工艺必须保证蒸汽的压力，气源要求充足且稳定。
4.1管式炉蒸氨
管式炉加热废水蒸氨是采用管式炉加热蒸氨塔底的蒸氨废水，使蒸氨废水部分汽化，返回蒸氨塔塔底作为热源，通过连续蒸馏将氨水中的氨蒸吹出来。塔顶逸出的氨汽经分缩器产生的冷凝液作为回流直接回到塔内，氨汽送到硫铵工段。塔底排出的蒸氨废水一部分经换热冷却后送至生化处理，另一部分经循环泵送入管式炉，加热后作为蒸氨热源返回蒸氨塔塔底。这种蒸氨工艺的缺点是对管式炉炉管的材质要求高，同时管式炉为明火设备，要求的安全距离较大，因此该工艺对管式炉的选址要求比较苛刻。
4.2导热油蒸氨
导热油蒸氨：蒸氨塔底引出的部分废水至再沸器，用导热油加热后的氨-水混合蒸汽后返回蒸氨塔底部，作为热源给蒸氨塔提供热量，其余废水经换热后送至生化处理。导热油经微孔过滤器后，由导热油循环泵送入导热油炉，在导热油炉内被加热后送至再沸器与蒸氨废水换热。换热后的导热油送至油气分离器，其中的气体及轻组份进入膨胀罐后放空，液体导热油经过滤器、循环泵送入导热油炉，形成闭路循环。该流程不再使用蒸汽，而是利用导热油加热废水，节约蒸汽，减少废水产生，导热油系统供热稳定，实现了清洁生产。
本次改造是在原有蒸氨系统上增加导热油加热系统，主要包括导热油炉、导热油循环泵、膨胀槽、储油槽、油气分离器等。该工艺相对较为复杂，建设投资较大。该工艺能够确保蒸氨系统的稳定运行，蒸氨废水含氨指标满足生化工艺要求，不增加外排废水量。
5效果及评价
5.1运行效果
1）导热油蒸氨项目新增导热油系统，蒸氨塔和部分管道利旧。项目投产后，蒸氨废水的各项指标均达到设计要求。
2）导热油蒸氨替代出原来蒸氨的直接蒸汽，可减少蒸氨废水30t/H，生化处理废水稀释比例1：1，每小时可减少焦化废水60t，蒸氨废水排放量的减少不仅减轻了生化处理的负荷，也降低了处理成本。
5.2节能效果
原有蒸汽蒸氨工艺，处理每吨剩余氨水的耗能指标为：0.0334吨标煤/吨剩余氨水；改造后，采用导热油间接蒸氨工艺，处理每吨剩余氨水的耗能指标为：0.0238吨标煤/吨剩余氨水；采用新工艺后年节能28.74%，即年节能12626.89吨标准煤。
导热油蒸氨以其突出的节能优点，在焦化行业被逐渐采用和推广，导热油在用热设备内的传热系数高，导热油炉系统效率高达90%以上，是导热油系统节能的原因。
6结论
导热油蒸氨实施后，实现无直接蒸汽蒸氨，从而避免工艺过程废水的产生，处理后的蒸氨废水满足酚氰废水处理的工艺要求。该工艺技术运行稳定，提高焦化厂清洁生产的水平，并解决了蒸氨能耗高、生产不稳定、废水量大和环境污染问题。总之，该工艺技术成熟，运行稳定可靠，运行、管理费用低，节能效果显著，符合国家节能减排的要求。
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