一种低品位含氨废热蒸汽的处理工艺及装置的制作方法

本发明属于废气回收，具体涉及一种低品位含氨废热蒸汽的处理工艺及装置。

背景技术：

1、在工业生产(例如湿法冶金工艺)中常使用氨水作为缓冲剂，待产品制取结束后需要对反应釜进行加热升温，使氨以氨蒸汽的形式被蒸出、脱除，此股含氨蒸汽的温度在95℃左右，蒸汽温度和其中的氨浓度均较高，若直接排入大气将造成环境污染和资源浪费，若泄露于车间，则味道刺鼻，导致车间生产人员不能正常工作。因此，无论是从环保角度还是从经济角度考量，都必须回收该含氨废热蒸汽。

2、通常的处理方法是用水直接吸收或用稀酸吸收上述含氨废热蒸汽，用水吸收时，需要用到大量的工艺水，即便如此该方法对氨的回收效率较低，不能回收含氨废热蒸汽的热量，另外还需要再对产生的低浓度氨水做进一步处理；而使用稀酸吸收时，会产生铵盐溶液，需要进一步蒸发浓缩分离铵盐，虽然该方法处理氨彻底，但也不能回收热量，同时还增加了水处理的经济成本。

3、由此可见，现有的处理含氨废热蒸汽的方法均不能在回收氨的同时回收其热量，且对氨的回收效率较低、处理成本较高。因此，亟需开发一种氨回收效率高、处理成本低且能一并实现热量回收的含氨废热蒸汽处理工艺，从而实现对含氨废热蒸汽的回收再利用。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明要解决的技术问题是现有技术在处理含氨废热蒸汽时不能回收热量、对氨的回收效率较低且处理成本较高，进而通过优化和改进回收方案，提供一种氨回收效率高、处理成本低、并能回收热量的含氨废热蒸汽处理工艺及装置。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、根据本发明的实施例，第一方面，本发明提供了一种低品位含氨废热蒸汽的处理工艺，包括如下步骤：

4、s1、将含氨废热蒸汽压缩升温，得到过热蒸汽，将部分所述过热蒸汽与脱氨塔釜液进行换热，得到稀氨水；其中，

5、所述含氨废热蒸汽的温度为85～100℃，氨含量为1～2wt％；

6、所述过热蒸汽的温度为107～120℃、压力为0.10～0.2mpa；

7、s2、将剩余部分所述过热蒸汽与冷水进行换热，得到稀氨水和热水；对所述热水进行闪蒸处理，得到二次蒸汽和饱和水，将所述二次蒸汽压缩、增湿饱和后得到温度为110～120℃且压力为0.15～0.2mpa的高品位蒸汽。

8、在本发明的实施例中，所述处理工艺的步骤s1中，所述脱氨塔釜液在换热前后的温度分别是98～100℃、102～105℃。

9、在本发明的实施例中，所述处理工艺的步骤s2中，所述热水的压力为0.1～0.2mpa、温度为98～102℃。

10、在本发明的实施例中，所述处理工艺的步骤s2中，所述闪蒸处理的压力为0.05～0.1mpa、温度为90～98℃、停留时间为15～30min。

11、在本发明的实施例中，所述处理工艺的步骤s2中还包括，将部分所述饱和水回用与剩余部分所述过热蒸汽换热，剩余部分所述饱和水用于将压缩后的所述二次蒸汽增湿。本发明的处理工艺将闪蒸工序产生的饱和水用于在前的换热工序和后续的增湿工序，由此可最大限度地节约水资源。

12、在本发明的实施例中，所述处理工艺的步骤s2中还包括，将增湿饱和后产生的液体回用于所述闪蒸处理。

13、在本发明的实施例中，所述处理工艺还包括步骤s3，将步骤s1和/或步骤s2得到的稀氨水送入脱氨塔顶进行脱氨处理，得到氨含量为18～25wt％的浓氨水。

14、可以理解，在本发明的实施例中，术语“冷水”是相对于换热器热侧进口的过热蒸汽而言的，冷水的温度低于换热器热侧进口的过热蒸汽的温度；术语“热水”是相对于“冷水”而言的，冷水经过换热变成热水。

15、在本发明的实施例中，所述处理工艺的原料含氨废热蒸汽例如可以是来自湿法冶金工艺，具体为湿法冶金反应釜加热过程中挥发出的氨蒸汽，由于此类氨蒸汽的温度不足以使脱氨塔中的稀氨水提浓，且塔釜液外排水将含有大量氨氮，因此必须将低品位含氨废热蒸汽升温后方可满足工艺需要。所述处理工艺获得的高品位蒸汽也可以回用于湿法冶金工艺中，用于反应釜内加氨水作为湿法冶金反应助剂，提高冶金的纯度。由此可见，本发明提供的处理工艺能够回收含氨废热蒸汽的热量，将低品位的含氨废热蒸汽转变为高品位的水蒸汽，同时联产的浓氨水也可回用于湿法冶金工艺中，使得湿法冶金工艺不消耗氨，也不额外产生废水，亦无需大量的水蒸汽供应，仅需要补充少量鲜蒸汽就能满足工艺生产需要，具有很高的经济价值。

16、根据本发明的实施例，第二方面，本发明还提供了一种低品位含氨废热蒸汽的处理装置，包括：

17、第一压缩机，用于将含氨废热蒸汽压缩升温得到过热蒸汽；

18、再沸器，其热侧进口与所述第一压缩机的出口相连，所述再沸器用于将部分所述过热蒸汽与脱氨塔釜液进行换热；

19、换热器，其热侧进口连接所述第一压缩机的出口，所述换热器用于将剩余部分所述过热蒸汽与冷水进行换热；

20、闪蒸罐，连接所述换热器的冷侧出口，所述闪蒸罐用于对经所述换热器换热后产生的热水进行闪蒸处理，得到二次蒸汽和饱和水；

21、第二压缩机，与所述闪蒸罐的气体出口相连，所述第二压缩机用于对所述二次蒸汽进行压缩处理；

22、增湿饱和罐，其进气口与所述第二压缩机的出口相连，所述增湿饱和罐用于对经所述第二压缩机压缩后的二次蒸汽进行增湿饱和处理。

23、在本发明的实施例中，所述处理装置中的所述增湿饱和罐的液体出口连接所述闪蒸罐，用于将增湿饱和后产生的液体回用于闪蒸处理。

24、在本发明的实施例中，所述处理装置还包括增湿泵和循环泵，所述增湿泵的进口连接所述闪蒸罐的出水口，所述增湿泵的出口连接所述增湿饱和罐的进水口；所述循环泵的进口连接所述闪蒸罐的出水口，所述循环泵的出口连接所述换热器的冷侧进口。本发明的处理装置将闪蒸工序产生的饱和水用于在前的换热工序和后续的增湿工序，由此可最大限度地节约水资源。

25、在本发明的实施例中，所述处理装置还包括依次连接的稀氨水储罐、稀氨水泵和脱氨塔，所述稀氨水储罐的进口与所述再沸器的热侧出口和/或所述换热器的热侧出口相连，所述稀氨水泵的进口连接所述稀氨水储罐的出口，所述脱氨塔的顶部进料口连接所述稀氨水泵的出口，所述脱氨塔的釜液出口连接所述再沸器的冷侧进口，所述脱氨塔的釜液进口连接所述再沸器的冷侧出口。

26、在本发明的实施例中，所述处理装置还包括依次连接的塔顶冷凝器、氨冷凝器和浓氨水储罐，所述塔顶冷凝器的热侧进口连接所述脱氨塔的气体出口，所述氨冷凝器的热侧进口连接所述塔顶冷凝器的热侧出口，所述浓氨水储罐的进口连接所述氨冷凝器的热侧出口。稀氨水经脱氨塔汽提脱氨，塔顶氨蒸汽通过两级冷凝器凝冷凝，浓度不断提高，最终可得到氨含量为18～25wt％的浓氨水。

27、本发明的处理装置通过上述巧妙设置，利用压缩升温后的含氨废热蒸汽的热量，部分经由再沸器来加热脱氨塔釜液，由此产生的冷凝液稀氨水从再沸器的热侧出口排出，加热后的脱氨塔釜液回流至脱氨塔中；剩余部分热量在换热器中与冷水进行热交换，充分回收废汽的热量，所产生的热水依次经闪蒸、压缩和增湿饱和处理，得到高品位的水蒸汽，同时产生的冷凝液稀氨水从换热器的热侧出口排出，之后来自换热器和/或再沸器的稀氨水进入脱氨塔顶部进行脱氨处理，最终可得到浓氨水。这样不仅回收了含氨废热蒸汽的热量，生产高品位蒸汽，同时还回收了氨资源。

28、本发明的处理装置可以连接湿法冶金装置，具体地，可将湿法冶金装置中反应釜的排气口与本发明的处理装置中的第一压缩机进口相连，同时将本发明的处理装置中增湿饱和罐的排气口连接湿法冶金装置中反应釜的进气口，将本发明的处理装置中浓氨水储罐的出口连接湿法冶金装置中反应釜的进液口；这样从反应釜排出的含氨废热蒸汽便可直接进入本发明的处理装置中，将低品位的含氨废热蒸汽转变为高品位的水蒸汽，同时联产的浓氨水也可回用于湿法冶金工艺中，使得湿法冶金工艺不消耗氨，也不额外产生废水，亦无需大量的水蒸汽供应，仅需要补充少量鲜蒸汽就能满足工艺生产需要，具有很高的经济价值。

29、在本发明的实施例中，所述处理装置中的所述第一压缩机的工作参数包括：进口温度85～100℃，压力0.05～0.10mpa；出口温度压力107～120℃，压力0.1～0.2mpa。

30、在本发明的实施例中，所述处理装置中的所述再沸器的工作参数包括：

31、热侧：进口温度107～120℃，进口压力0.10～0.20mpa，出口温度102～105℃，出口压力0.1～0.2mpa；冷侧：进口温度98～100℃，进口压力为常压，出口温度102～105℃，出口压力为常压。

32、在本发明的实施例中，所述处理装置中的所述闪蒸罐的工作参数包括：温度90～98℃，压力0.05～0.1mpa，停留时间为15～30min。

33、现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：

34、1、本发明实施例提供的低品位含氨废热蒸汽的处理工艺，通过将含氨废热蒸汽压缩升温得到过热蒸汽，将部分过热蒸汽与脱氨塔釜液进行换热，回收含氨废热蒸汽热量，得到稀氨水和加热后的脱氨塔釜液，剩余部分过热蒸汽继续与冷水进行换热得到稀氨水和热水，再对热水进行闪蒸处理得到二次蒸汽和饱和水，之后将该股二次蒸汽压缩、增湿饱和后得到温度为110～120℃且压力为0.15～0.20mpa的高品位蒸汽，采用闪蒸技术获得的二次蒸汽中不含氨气，方便后续工艺利用此蒸汽作为热源而不污染产品。本发明的处理工艺能够充分利用含氨废热蒸汽的热量，分别将脱氨塔釜液和冷水加热，不仅有利于脱氨工序节约能源，而且还产生了高品位的水蒸汽，实现了对含氨废热蒸汽的热量回收。再者，本发明的处理工艺采用热交换的方式，将含氨废热蒸汽冷凝为稀氨水，相比于现有技术中的直接水吸收法，既不需要使用大量的工艺水，同时还提高了对氨的回收效率，避免产生更低浓度的稀氨水，而与现有技术中的稀酸吸收法相比，本发明不会产生铵盐废液，大幅降低了水处理成本。

35、2、本发明实施例提供的低品位含氨废热蒸汽的处理工艺，通过将产生的稀氨水送入脱氨塔顶进行脱氨处理，可得到氨含量为18～25wt％的浓氨水，这样不仅回收了含氨废热蒸汽的热量，同时还一并回收了氨资源，进一步提高了本发明的经济效益。

36、3、本发明实施例提供的低品位含氨废热蒸汽的处理装置，包括第一压缩机、分别与第一压缩机连接的再沸器和换热器、与换热器依次相连的闪蒸罐、第二压缩机和增湿饱和罐，由此利用压缩升温后的含氨废热蒸汽的热量，部分进入再沸器中用来加热脱氨塔釜液，剩余部分热量还可以进一步作为热源在换热器中与冷水进行热交换，充分回收废汽的热量，所产生的热水依次经闪蒸、压缩和增湿饱和处理，得到高品位的水蒸汽，实现了对含氨废热蒸汽的热量回收，同时还能产出高品位蒸汽，具有很高的经济价值。

37、4、本发明实施例提供的低品位含氨废热蒸汽的处理装置，还包括稀氨水储罐、稀氨水泵和脱氨塔，稀氨水储罐的进口与再沸器的热侧出口和/或换热器的热侧出口相连，稀氨水泵的进口连接稀氨水储罐的出口，脱氨塔的顶部进料口连接稀氨水泵的出口，脱氨塔的釜液出口连接再沸器的冷侧进口，脱氨塔的釜液进口连接再沸器的冷侧出口。由此可使来自换热器和/或再沸器的稀氨水进入脱氨塔顶部进行脱氨处理，最终可得到浓氨水，这样不仅回收了含氨废热蒸汽的热量，同时还回收了氨资源，进一步提高了本发明的经济效益。