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天津惠奥科技有限公司
蒸氨装置降低运行成本的措施
来源:原创 | 作者:惠奥科技 | 发布时间: 2023-04-19 | 293 次浏览 | 分享到:

精馏技术处理含氨废水在很多企业都有应用,蒸氨装置的运行成本日渐受到企业的重视,在企业运行成本中占较高的比重,甚至可能会影响到企业的经济效益。多年来,如何使蒸氨装置低成本运行成为各企业技术人员不断探索的课题。本文就降低蒸氨成本提出几点建议,以供选型和技改借鉴参考。

能耗和物耗是蒸氨装置的运行成本构成中的主要部分, 影响能耗、物耗的因素主要有工艺选线的选取、设备选型、操作习惯等。

1.    加碱工艺选择要合理

蒸氨过程一般都要加碱来置换铵盐中氨,变为游离氨,以此来保证蒸氨后液的脱氨效果,水质情况的不同,加碱方式对加碱量是有影响的。一些蒸氨原料液中含有CO2、H2S等酸性气体,在废水中与氨结合,以NH4HCO3,NH4HS的形式存在,NH4HCO3,NH4HS在精馏塔的加热状态下会分解成气体进到塔顶产品中,我们称其为挥发氨,如果CO2、 H2S进入到回收氨水中对使用无影响,而工艺中在精馏前加碱,就会造成加碱量增加,增加了物耗。如果CO2、 H2S不能进入到回收氨水中,那就另当别论了。

碱是为了提供氢氧根(OH-),通常的碱源有钠碱和钙碱,二者按照单位氢氧根(OH-)价格折算,价格相差较大,钙碱相对更便宜。一些氨氮废水含大量的硫酸根,如果加钠碱,蒸氨后液中含较高浓度的硫酸钠,可能还需要对硫酸钠废水进行蒸发结晶的处理。但是如果加钙碱,形成的硫酸钙微溶于水,蒸氨后液仅做除硬的处理就行。选取加钙工艺,从碱源上节省了成本,甚至还能省掉蒸发结晶的投资和运行费用。

2.    节能措施选取要合理

蒸氨的节能措施发展很快,从基本工艺的用余热对进料预热,发展出了塔釜液二次闪蒸、塔顶气相直接机械压缩、间接机械压缩、热耦合等工艺。这些工艺不是对所有的蒸氨都适用的。如何选取需要考虑根据工艺特性考虑经济可行性。对于蒸氨过程,塔顶、塔釜可回收的能量比例随着进料比例的不同而变化较大。

以回收为20%的浓氨水蒸氨装置进行热量分析,在同样的进出料温度下,能量输入为进料预热热量和塔釜输入热量,热量输出为塔顶冷凝器和塔釜出料冷却器,当进料氨氮含量在1%以下时,塔釜的输出的热量占到总输出热量70%以上,当进料氨氮浓度超多2%时,塔顶的移除热量占总输出热量60%以上。

氨氮浓度浓度%

塔顶冷凝器热量占比

塔釜液冷却器占比

0.5

26.49%

73.11%

0.8

36.86%

62.68%

1

42.38%

57.11%

1.2

47.09%

52.33%

1.5

52.99%

46.36%

2

60.57%

38.68%

低浓度进料情况,塔顶热量可用来预热进料,塔釜可采用闪蒸回收二次蒸汽。随着进料浓度的提升,塔顶冷凝器的负荷增大,高浓度的进料工况,塔顶的热量更适合做机械压缩的热量回收,塔釜热量可用来进料的预热。

3.    设备选型要合理

蒸氨塔的压降对蒸氨塔的能耗水平影响较大,塔内件的选型是影响塔压降的关键因素。尤其是对于采用机械压缩的节能工艺,塔压降大也会造成压缩机压比增大,所需要的机械功更大,电耗增加等不利影响。

因此,对于蒸氨进料比较清洁情况,建议采用高效规整填料塔,规整填料具有通量大、压降小等优点;对于易堵、含固、含悬浮物的蒸氨进料,采用填料容易堵塔,为保证较长的运行周期,可采用抗堵型的垂直筛板类塔板,该类型塔板与传统塔板不同,板上液层不直接作用于板孔位置,湿板压降较低,且板效率较高。总塔压降介于规整填料和传统塔板之间。

4.    提高操作运行水平

蒸氨塔的运行在一种相对的近似平衡状态下,任何进料、公用工程波动都会改变原有的平衡,重新建立平衡需要更多的热量输入,因此稳定的长周期运行时精馏塔节能降耗的关键。

以下是几中异常的波动造成能耗增加的情况:

操作人员对塔内异常压力变化情况判断不及时,造成出现严重的液泛,造成停塔而增加消耗。

循环水系统因微生物繁殖造成冷凝器效率降低,塔压升高而停塔。

原料液不足,每天开停车一次,造成能耗高。

蒸汽压力波动,调节滞后造成出料不合格,塔釜液返回重蒸。