新型塔内件技术在AS工艺蒸氨工段的应用

董玉财，谢联斌，杨　勇，黄恒波，余兆祥（.马钢煤焦化公司净化分厂，安徽　马鞍山　430；.上海同特化工科技有限公司，上海　00433）

化工设计

新型塔内件技术在AS工艺蒸氨工段的应用

董玉财1，谢联斌2，杨勇2，黄恒波2，余兆祥2
（1.马钢煤焦化公司净化分厂，安徽马鞍山243021；2.上海同特化工科技有限公司，上海200433）

对马钢煤焦化公司净化分厂煤气净化系统原有AS工艺蒸氨工段的固定铵塔和挥发氨塔进行改造，并引进同特化工的新型抗堵高效斜孔塔盘。结果表明：高效斜孔塔盘应用于AS工艺蒸氨工段，可有效减小塔径，减少投资；增加蒸氨效率，实现节能效率20%～30%。

AS工艺；固定铵塔；挥发氨塔；新型斜孔塔盘；节能

0　引言

马钢煤焦化公司净化二系统，是配套处理年产180万吨焦炭的煤气净化系统，采用AS脱硫洗氨煤气净化工艺，其中蒸氨工段采用的是铸铁泡罩塔蒸氨工艺，该工艺存在较多缺点，如：设备庞大，检修所需消耗人力物力较大；原有塔盘、塔圈、泡罩等设备备件难以维修，多需要更换，单更换定制周期较长；工艺能耗很高，按照现有运行状况，平均消耗190～230 kg（蒸汽）/t（废水），不仅增加能耗，同时增加废水排放。

另一方面，蒸氨塔长期运行后铸铁泡罩内件已经严重腐蚀，原有蒸氨效率严重下降，整个系统迫切需要进行大修。

上海同特化工科技有限公司（以下简称同特化工）的实用型专利塔盘——新型抗堵高效塔盘，在焦化厂其他蒸氨体系已经投运十多年，投运以来系统运行高效且稳定。该塔盘与传统导向筛孔塔盘相比具有以下优点：（1）减少了塔盘上液体的停滞区或减少液体在停滞区的停留时间，使汽液接触更加充分；提高了塔盘的效率和处理能力。（2）悬空溢流堰的采用，更是增加了该专利塔盘的自清洁能力，延长了塔盘的维护周期。（3）悬空溢流堰和支撑型降液管的上下调节，克服了传统导向筛孔塔盘操作弹性小的缺点，由于悬空溢流堰的下方有一定高度的悬空，同时对于有杂质的工况是非常有利的，可使杂质顺利通过减少塔盘的堵塞，延长了塔盘的清洗维护周期。根据计算，在AS工艺蒸氨工段采用该技术，可有效缩减塔直径，减少投资；降低蒸汽消耗，减少废水排放。

1　现有装置存在的问题

马钢煤焦化公司净化分厂二系统 （1系），现有AS蒸氨工艺的固定氨塔处理约45 t/h废水，挥发氨塔处理约32 t/h废水，其流程如图1所示。

自脱酸塔底部来的脱酸贫液分别进入固定铵塔和挥发氨塔的上部，与塔底部进入的直接蒸汽逆向接触，将脱酸贫液中的氨组分汽提出来，从塔顶分缩器出来的氨气去氨分解炉高温分解，塔上段出来的氨汽去脱酸塔中部，中段出来的氨汽去脱酸塔底部作为其热源。废碱液自洗氨塔碱洗段进入固定铵塔中部，用以分解废水中的固定铵盐。固定铵塔底部的蒸氨废水送去生化单元，挥发氨塔底部的汽提水送去洗涤单元。

图1　AS蒸氨工艺流程图

原蒸氨塔为铸铁塔，直径3000 mm，检修困难，塔内件腐蚀严重，更换十分麻烦。装置维修周期长达40～50 d，检修频率和费用高。另一方面，由于焦化厂生产的需要，作为AS脱硫洗氨工艺关键的一个环节，为保证煤气净化效果，保证环保要求，整套装置无法长期处于停工状态。

继续维持系统运行，则存在蒸氨效率低下，能耗增加，废水排放量大，生化处理压力较大。且随着运行时间增加，装置腐蚀加剧，终将导致装置难以达到原有处理效果。表1是统计的现有设备12年的部分运行数据。其固定铵塔吨水蒸汽消耗高达191.08 kg（蒸汽）/t（废水）；挥发氨塔则高达224.62 kg（蒸汽）/t（废水）。

表1　2012年蒸氨塔运行指标（日平均）

表2　2012年蒸汽消耗指标

2　改造方案

更换同特化工的新型抗堵高效塔盘，通过水力学特性计算，达到现有蒸氨效果的蒸氨塔直径为1800 mm，相比原来减小40%，阻力降＜15 kPa，相比原来减小约40%，此时，脱酸蒸氨的蒸汽消耗相比原有系统可节约20%～30%。综上，对该系统固定铵塔和挥发氨塔以新型抗堵高效塔盘进行重新设计。在现有系统维持运行的同时，加工制造新设计的固定铵塔、挥发氨塔。两塔制造完后运抵现场，现有系统进行短时间停工，对固定铵塔和挥发氨塔进行更换后与原有管路和辅助系统对接，便可完成系统改造。

3　改造效果

改造及调试运行工作于2014年12月25日完成，稳定后的蒸氨塔运行情况见表3。

表3　改造后蒸氨塔运行指标（日平均）

稳定后的蒸汽单耗指标见表4。

表4　改造后蒸汽消耗指标

该系统能够满足原有废水处理能力，且在处理达到原有效果的同时，每吨废水节约蒸汽分别为：固定铵塔56.79 kg/t；挥发氨塔37.49 kg/t。按照改造后六日平均处理能力固定氨塔氨水45.11 m3/h；挥发氨塔氨水31.04 m3/h计，则平均每小时节约蒸汽：（191.08-134.29）×45.11/1000+（224.62-187.13）×31.04/1000=3.73 t/h。

按年操作时间8000 h计，则每年可节约蒸汽：

3.73×8000=29840 t。

年节省蒸汽费用（1 t蒸汽按180元计）：

29840×180=5371200万元。

节省的这部分蒸汽，废水排放量将减少约8%。

则每年可节省废水处理费用（废水处理按50元/t计）：

29840×50=1492000元。

4　结语

新型高效斜孔塔盘应用在AS蒸氨工艺中，不仅蒸氨塔塔径减小约40%，节省设备投资，占地面积小，检修方便。在节能减排方面，可节约20%～30%的蒸汽消耗，减少约8%的废水排放，具有良好的环境效益。节省的蒸汽费用和减少的废水处理费用，1年即可收回改造成本，具有良好的经济效益。

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

董玉财（1963-），男，本科，工程师，主要从事焦化厂煤气净化研究。E-mail：masdongyucai@qq.com。