董玉財(cái)，謝聯(lián)斌，楊　勇，黃恒波，余兆祥（.馬鋼煤焦化公司凈化分廠，安徽　馬鞍山　430；.上海同特化工科技有限公司，上?！?0433）

化工設(shè)計(jì)

新型塔內(nèi)件技術(shù)在AS工藝蒸氨工段的應(yīng)用

董玉財(cái)1，謝聯(lián)斌2，楊勇2，黃恒波2，余兆祥2
（1.馬鋼煤焦化公司凈化分廠，安徽馬鞍山243021；2.上海同特化工科技有限公司，上海200433）

對(duì)馬鋼煤焦化公司凈化分廠煤氣凈化系統(tǒng)原有AS工藝蒸氨工段的固定銨塔和揮發(fā)氨塔進(jìn)行改造，并引進(jìn)同特化工的新型抗堵高效斜孔塔盤。結(jié)果表明：高效斜孔塔盤應(yīng)用于AS工藝蒸氨工段，可有效減小塔徑，減少投資；增加蒸氨效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效率20%～30%。

AS工藝；固定銨塔；揮發(fā)氨塔；新型斜孔塔盤；節(jié)能

0　引言

馬鋼煤焦化公司凈化二系統(tǒng)，是配套處理年產(chǎn)180萬噸焦炭的煤氣凈化系統(tǒng)，采用AS脫硫洗氨煤氣凈化工藝，其中蒸氨工段采用的是鑄鐵泡罩塔蒸氨工藝，該工藝存在較多缺點(diǎn)，如：設(shè)備龐大，檢修所需消耗人力物力較大；原有塔盤、塔圈、泡罩等設(shè)備備件難以維修，多需要更換，單更換定制周期較長；工藝能耗很高，按照現(xiàn)有運(yùn)行狀況，平均消耗190～230 kg（蒸汽）/t（廢水），不僅增加能耗，同時(shí)增加廢水排放。

另一方面，蒸氨塔長期運(yùn)行后鑄鐵泡罩內(nèi)件已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕，原有蒸氨效率嚴(yán)重下降，整個(gè)系統(tǒng)迫切需要進(jìn)行大修。

上海同特化工科技有限公司（以下簡稱同特化工）的實(shí)用型專利塔盤——新型抗堵高效塔盤，在焦化廠其他蒸氨體系已經(jīng)投運(yùn)十多年，投運(yùn)以來系統(tǒng)運(yùn)行高效且穩(wěn)定。該塔盤與傳統(tǒng)導(dǎo)向篩孔塔盤相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）減少了塔盤上液體的停滯區(qū)或減少液體在停滯區(qū)的停留時(shí)間，使汽液接觸更加充分；提高了塔盤的效率和處理能力。（2）懸空溢流堰的采用，更是增加了該專利塔盤的自清潔能力，延長了塔盤的維護(hù)周期。（3）懸空溢流堰和支撐型降液管的上下調(diào)節(jié)，克服了傳統(tǒng)導(dǎo)向篩孔塔盤操作彈性小的缺點(diǎn)，由于懸空溢流堰的下方有一定高度的懸空，同時(shí)對(duì)于有雜質(zhì)的工況是非常有利的，可使雜質(zhì)順利通過減少塔盤的堵塞，延長了塔盤的清洗維護(hù)周期。根據(jù)計(jì)算，在AS工藝蒸氨工段采用該技術(shù)，可有效縮減塔直徑，減少投資；降低蒸汽消耗，減少廢水排放。

1　現(xiàn)有裝置存在的問題

馬鋼煤焦化公司凈化分廠二系統(tǒng) （1系），現(xiàn)有AS蒸氨工藝的固定氨塔處理約45 t/h廢水，揮發(fā)氨塔處理約32 t/h廢水，其流程如圖1所示。

自脫酸塔底部來的脫酸貧液分別進(jìn)入固定銨塔和揮發(fā)氨塔的上部，與塔底部進(jìn)入的直接蒸汽逆向接觸，將脫酸貧液中的氨組分汽提出來，從塔頂分縮器出來的氨氣去氨分解爐高溫分解，塔上段出來的氨汽去脫酸塔中部，中段出來的氨汽去脫酸塔底部作為其熱源。廢堿液自洗氨塔堿洗段進(jìn)入固定銨塔中部，用以分解廢水中的固定銨鹽。固定銨塔底部的蒸氨廢水送去生化單元，揮發(fā)氨塔底部的汽提水送去洗滌單元。

圖1　AS蒸氨工藝流程圖

原蒸氨塔為鑄鐵塔，直徑3000 mm，檢修困難，塔內(nèi)件腐蝕嚴(yán)重，更換十分麻煩。裝置維修周期長達(dá)40～50 d，檢修頻率和費(fèi)用高。另一方面，由于焦化廠生產(chǎn)的需要，作為AS脫硫洗氨工藝關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，為保證煤氣凈化效果，保證環(huán)保要求，整套裝置無法長期處于停工狀態(tài)。

繼續(xù)維持系統(tǒng)運(yùn)行，則存在蒸氨效率低下，能耗增加，廢水排放量大，生化處理壓力較大。且隨著運(yùn)行時(shí)間增加，裝置腐蝕加劇，終將導(dǎo)致裝置難以達(dá)到原有處理效果。表1是統(tǒng)計(jì)的現(xiàn)有設(shè)備12年的部分運(yùn)行數(shù)據(jù)。其固定銨塔噸水蒸汽消耗高達(dá)191.08 kg（蒸汽）/t（廢水）；揮發(fā)氨塔則高達(dá)224.62 kg（蒸汽）/t（廢水）。

表1　2012年蒸氨塔運(yùn)行指標(biāo)（日平均）

表2　2012年蒸汽消耗指標(biāo)

2　改造方案

更換同特化工的新型抗堵高效塔盤，通過水力學(xué)特性計(jì)算，達(dá)到現(xiàn)有蒸氨效果的蒸氨塔直徑為1800 mm，相比原來減小40%，阻力降＜15 kPa，相比原來減小約40%，此時(shí)，脫酸蒸氨的蒸汽消耗相比原有系統(tǒng)可節(jié)約20%～30%。綜上，對(duì)該系統(tǒng)固定銨塔和揮發(fā)氨塔以新型抗堵高效塔盤進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。在現(xiàn)有系統(tǒng)維持運(yùn)行的同時(shí)，加工制造新設(shè)計(jì)的固定銨塔、揮發(fā)氨塔。兩塔制造完后運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行短時(shí)間停工，對(duì)固定銨塔和揮發(fā)氨塔進(jìn)行更換后與原有管路和輔助系統(tǒng)對(duì)接，便可完成系統(tǒng)改造。

3　改造效果

改造及調(diào)試運(yùn)行工作于2014年12月25日完成，穩(wěn)定后的蒸氨塔運(yùn)行情況見表3。

表3　改造后蒸氨塔運(yùn)行指標(biāo)（日平均）

穩(wěn)定后的蒸汽單耗指標(biāo)見表4。

表4　改造后蒸汽消耗指標(biāo)

該系統(tǒng)能夠滿足原有廢水處理能力，且在處理達(dá)到原有效果的同時(shí)，每噸廢水節(jié)約蒸汽分別為：固定銨塔56.79 kg/t；揮發(fā)氨塔37.49 kg/t。按照改造后六日平均處理能力固定氨塔氨水45.11 m3/h；揮發(fā)氨塔氨水31.04 m3/h計(jì)，則平均每小時(shí)節(jié)約蒸汽：（191.08-134.29）×45.11/1000+（224.62-187.13）×31.04/1000=3.73 t/h。

按年操作時(shí)間8000 h計(jì)，則每年可節(jié)約蒸汽：

3.73×8000=29840 t。

年節(jié)省蒸汽費(fèi)用（1 t蒸汽按180元計(jì)）：

29840×180=5371200萬元。

節(jié)省的這部分蒸汽，廢水排放量將減少約8%。

則每年可節(jié)省廢水處理費(fèi)用（廢水處理按50元/t計(jì)）：

29840×50=1492000元。

4　結(jié)語

新型高效斜孔塔盤應(yīng)用在AS蒸氨工藝中，不僅蒸氨塔塔徑減小約40%，節(jié)省設(shè)備投資，占地面積小，檢修方便。在節(jié)能減排方面，可節(jié)約20%～30%的蒸汽消耗，減少約8%的廢水排放，具有良好的環(huán)境效益。節(jié)省的蒸汽費(fèi)用和減少的廢水處理費(fèi)用，1年即可收回改造成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

Application of New Innert Parts in Ammonia Evaporation Section of A.S. Process

DONG Yu-cai1，XIE Lian-bin2，YANG Yong2，HUANG Heng-bo2，YU Zhao-xiang2
（1.MASTEEL Coking Co.Ltd.Purification Plant，Maanshan，Anhui 243021，China；2.Shanghai Tongte Chemical Technology Co.Ltd.，Shanghai 200433，China）

The new type angling hole column plate（Patent of Tongte Chemical）was used in the fixed ammonia stripper and volatile ammonia stripper of A.S.process in MASTEEL.The results showed that the new application could decrease the column diameter，save the investment，increase the efficiency of the ammonia evaporation and decrease about 20%～30%energy consumption.

AS process；fixed ammonia stripper；volatile ammonia stripper；new type angling hole column plate；energy conservation

1006-4184（2015）12-0038-03

2015-08-13

董玉財(cái)（1963-），男，本科，工程師，主要從事焦化廠煤氣凈化研究。E-mail：masdongyucai@qq.com。