气化能量耦合氨回收系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气化能量利用耦合氨回收系统，包括气化闪蒸系统、灰水预处理系统、冷凝液汽提及氨回收系统；气化闪蒸系统对气化高温黑水进行减压闪蒸，降温冷却后得到气化闪蒸气和气化黑水；灰水预处理系统包括脱硬除固装置和灰水汽提装置，对气化灰水脱硬除固后送至灰水汽提装置以脱除氨，得到灰水汽提富氨物流进入冷凝液汽提及氨回收系统；冷凝液汽提及氨回收系统实现氨和酸性气的分离，得到氨含量高的氨产品。本发明专利技术还公开一种气化能量利用耦合氨回收方法。本发明专利技术提高了气化装置能量利用效率，既回收了灰水和冷凝液中的氨，还有效降低了下游废水处理单元的氨氮处理难度和运行成本，有助于减少目前系统存在的结垢、磨损和腐蚀问题。

Gasification energy coupling ammonia recovery system and method

【技术实现步骤摘要】
气化能量耦合氨回收系统及方法
本专利技术涉及氨回收综合处理
，特别是涉及一种气流床气化装置相关的气化能量耦合氨回收系统及方法。
技术介绍
气流床气化反应，是由煤或其他碳氢化合物通过浆料或气力输送，与氧气在气化炉中发生高温高压的部分氧化反应，生成产品粗合成气。在煤的气化过程中，煤中的氮元素有一小部分转化生成氨，生成的氨大部分存在于气化单元送出的合成气和气化灰水中。合成气中的氨，随合成气一起进入下游的变换单元(包括合成气冷却装置)，经逐步冷却和洗涤后存在于冷凝液中，其中高温冷凝液返回气化装置，低温冷凝液经变换单元的汽提系统脱氨后返回气化装置，汽提得到的酸性气含二氧化碳、硫化氢、氨的酸性气体。气化灰水中则有较高含量的氨氮、钙、镁和硅离子等。现有常规流程中，变换单元的低温冷凝液采用直接闪蒸气汽提的处理方法，将汽提出来的含氨和酸性气的气体送往硫回收单元处理；同时闪蒸系统产生大量的气化闪蒸气，其主要组分为水蒸汽，富含低位能量，该低位能量，除部分为气化单元自用外，剩余部分经冷凝或直接送往变换单元汽提系统。气化灰水则送往下游废水处理装置进行生化处理。因此，现有流程存在以下不足：1.低温冷凝液中氨和酸性气没有分离，即无法实现氨的回收利用，同时也导致运行流程中易出现腐蚀和结垢问题，增加了硫回收装置的运行难度和运行成本；2.气化灰水中的氨氮含量高，导致下游废水生化处理的难度和成本增加，且气化灰水中高含量的钙、镁和硅离子易导致系统结垢堵塞，以及下一步深度处理困难；3.气化闪蒸气的能量没有得到充分利用，且往往需要冷却处理，消耗大量的冷却水。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提高了气化装置能量利用效率，实现氨的回收利用，降低下游废水处理单元的处理难度和运行成本。为达前述目的，本专利技术提供一种气化能量耦合氨回收系统，由气化闪蒸系统、灰水预处理系统、冷凝液汽提及氨回收系统组成。所述气化闪蒸系统包括减压闪蒸装置，所述减压闪蒸装置用于对来自上游气化单元的合成气进行激冷，以及对来自上游洗涤单元的高温黑水进行减压闪蒸，以产生气化闪蒸气；所述气化闪蒸系统连接所述灰水预处理系统和冷凝液汽提及氨回收系统；所述灰水预处理系统包括脱硬除固装置和灰水汽提装置；所述脱硬除固装置用于对来自上游气化单元的气化灰水进行脱除硬度和固体处理；所述灰水汽提装置用于对脱除硬度和固体处理后的灰水进行脱氨处理得到富氨物流，所述灰水预处理系统连接所述冷凝液汽提及氨回收系统，所述富氨物流输送至所述冷凝液汽提及氨回收系统；所述冷凝液汽提及氨回收系统包括冷凝液汽提装置和氨回收装置，所述冷凝液汽提装置连接所述氨回收装置；来自上游单元的冷凝液及其他物流、以及来自所述灰水预处理系统的富氨物流进入所述冷凝液汽提装置进行分离，随后传输至所述氨回收装置进行氨的回收。所述气化闪蒸气压力在0.2-3.0Mpa，主要组分为水蒸气，富含低位热量，可为所述灰水预处理系统和所述冷凝液汽提及氨回收系统提供热源；优选的，所述气化闪蒸气压力为0.5-1.2MPA。所述脱硬除固装置通过在碱液和絮凝剂等药剂作用下，采用反应、澄清和过滤等手段来脱除灰水中的钙、镁、硅等硬度离子。所述灰水汽提装置主要设备为灰水汽提塔，其利用气化闪蒸气的热量间接加热汽提以脱除灰水中的氨；所述灰水汽提装置还包括其他相关的泵、换热器和中间罐等设备。所述冷凝液汽提装置主要设备为冷凝液汽提塔，所述气化闪蒸气直接进入冷凝液汽提塔，利用气化闪蒸气的热量汽提，以脱除含氨冷凝液或其他物流的氨；所含氨冷凝液或其他物流还包括火炬冷凝液和其他洗氨液；所述冷凝液汽提装置还包括其他相关的泵、换热器和中间罐等设备。所述氨回收装置包括氨冷凝装置和氨净化回收装置。所述氨冷凝装置为多级分凝系统，级数为2-4级；通过多级分凝系统，从氨汽提塔中部抽出的富氨物流冷却降温，同时分离大部分的水和硫化氢等杂质。所述氨净化回收装置进一步脱除氨冷凝装置所含的杂质，得到所需规格的含氨量高的液态或气态氨产品，比如产品可以为气氨、氨水和液氨。所述的氨净化回收装置的工艺路线可根据氨产品的规格进行调整，例如，如以稀氨水为产品，则可采用洗涤工艺(以碱或氨为溶剂)先脱除所含杂质，再水洗得到稀氨水；如以纯液氨为产品，则要求液氨中硫化氢等杂质的含量很低，因此除洗涤工艺外，还需考虑吸附结晶等深度处理方法进一步脱除硫化氢等杂质，再压缩冷却得到液氨。本专利技术还提供一种气化能量利用耦合氨回收方法，包括步骤：1)来自上游单元的高温黑水经过在气化闪蒸系统中进行减压闪蒸和降温，产生气化闪蒸气；2)来自上游气化单元产生的气化灰水进入灰水预处理系统，在脱硬除固装置中与碱、絮凝剂混合反应产生固体，澄清和过滤后脱除固体；脱除固体后的灰水进入灰水汽提装置，1)中所述气化闪蒸气提供热源来汽提灰水中的氨，提取出的富氨物流输送至冷凝液汽提及氨回收系统；汽提后的灰水换热和调质后排出系统进一步处理或返回利用；3)在冷凝液汽提及氨回收系统中，1)中所述气化闪蒸气提供热源，在冷凝液汽提装置中对来自上游单元的含氨的冷凝液或其他物流和来自灰水预处理系统的灰水汽提富氨物流进行分离，得到的汽提后富氨物流送往氨回收系统，利用氨回收装置的氨冷凝和净化回收装置，将该富氨物流进一步处理去除酸性气后，得到高含氨量的氨产品；冷凝液汽提装置中的经分离后产生的汽提后冷凝液或其他物流排出系统循环利用或进一步处理，产生的酸性气送入下游单元进一步处理。本专利技术提供的气化能量耦合氨回收系统以及方法，较现有技术具有以下优势：本专利技术利用气化闪蒸气热量，对脱硬除固后的灰水汽提，得到氨含量更低的汽提灰水和灰水汽提富氨物流，实现了氨的回收利用而能得到含氨量高的产品，有助于降低下游灰水处理成本和难度；再利用闪蒸气热量，用于对含氨的冷凝液或其他物流进行汽提，实现酸性气分离和回收，有助于解决目前系统普遍存在的腐蚀和结垢问题，以及得到的氨产品含氨量很高的问题；且气化闪蒸气的热量也得到了充分的利用，即提高了气化装置能量利用效率，也避免了循环冷却水的消耗。附图说明图1是本专利技术的气化能量耦合氨回收系统的示意图。图2是本专利技术中的冷凝液汽提及氨回收系统的一个具体实施例。附图中符号标记说明：气化闪蒸系统1灰水预处理系统2脱硬脱固装置21灰水汽提装置22冷凝液汽提及氨回收系统3冷凝液汽提装置31氨冷凝装置32氨净化回收装置33氨冷凝液汽提装置：冷凝液汽提塔3E01冷凝液冷却器3E02冷凝液汽提塔底部泵3E03汽提塔底部1#换热器3E04汽提塔底部2#换热器3E05氨冷凝装置：1#氨冷却器3E071#氨冷却分离罐3E082#氨冷却器3E092#氨冷却分离罐3E103#氨冷却器3E113#氨冷却分离罐3E12氨冷凝分离液冷却器3E15氨冷凝分离液罐3E16氨冷凝分离液泵3E17氨净化回收装置：碱洗塔3E13水洗塔3E14气化高温黑水101(通往气化灰水汽提的)气化闪蒸气102(通往冷凝液氨汽提的)气化闪蒸气102A气化灰水201灰水汽提用气化闪蒸气冷凝液203灰水汽提富氨物流202汽提后灰水204脱硬脱固后灰水206灰水固体207碱液208絮凝剂209氨产品301酸性气302汽提后冷凝液303含氨冷凝液或其他物流304汽提后富氨物流305冷凝后富氨物流306水洗塔不凝气体307碱液308工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气化能量耦合氨回收系统，其特征在于，包括：气化闪蒸系统、灰水预处理系统、冷凝液汽提及氨回收系统；所述气化闪蒸系统包括减压闪蒸装置，所述减压闪蒸装置用于对来自上游气化单元的合成气进行激冷，以及对来自上游洗涤单元的高温黑水进行减压闪蒸，以产生气化闪蒸气；所述气化闪蒸系统连接所述灰水预处理系统和所述冷凝液汽提及氨回收系统；所述灰水预处理系统包括脱硬除固装置和灰水汽提装置；所述脱硬除固装置用于对来自上游气化单元的气化灰水进行脱除硬度和固体处理，所述灰水汽提装置用于对脱除硬度和固体处理后的灰水进行脱氨处理得到富氨物流；所述灰水预处理系统连接所述冷凝液汽提及氨回收系统，所述富氨物流输送至所述冷凝液汽提及氨回收系统；所述冷凝液汽提及氨回收系统包括冷凝液汽提装置和氨回收装置，所述冷凝液汽提装置连接所述氨回收装置；来自上游单元的冷凝液物流、以及来自所述灰水预处理系统的富氨物流进入所述冷凝液汽提装置进行分离，随后传输至所述氨回收装置进行氨的回收。

【技术特征摘要】
1.一种气化能量耦合氨回收系统，其特征在于，包括：气化闪蒸系统、灰水预处理系统、冷凝液汽提及氨回收系统；所述气化闪蒸系统包括减压闪蒸装置，所述减压闪蒸装置用于对来自上游气化单元的合成气进行激冷，以及对来自上游洗涤单元的高温黑水进行减压闪蒸，以产生气化闪蒸气；所述气化闪蒸系统连接所述灰水预处理系统和所述冷凝液汽提及氨回收系统；所述灰水预处理系统包括脱硬除固装置和灰水汽提装置；所述脱硬除固装置用于对来自上游气化单元的气化灰水进行脱除硬度和固体处理，所述灰水汽提装置用于对脱除硬度和固体处理后的灰水进行脱氨处理得到富氨物流；所述灰水预处理系统连接所述冷凝液汽提及氨回收系统，所述富氨物流输送至所述冷凝液汽提及氨回收系统；所述冷凝液汽提及氨回收系统包括冷凝液汽提装置和氨回收装置，所述冷凝液汽提装置连接所述氨回收装置；来自上游单元的冷凝液物流、以及来自所述灰水预处理系统的富氨物流进入所述冷凝液汽提装置进行分离，随后传输至所述氨回收装置进行氨的回收。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气化闪蒸气的压力在0.2-3.0MPA，主要组分为水蒸气。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气化闪蒸气压力为0.5-1.2MPA。4.如根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述灰水汽提装置包括为灰水汽提塔。5.如根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷凝液汽提装置包括冷凝液汽提塔。6.根据权利要求4或5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡凯，瞿海根，
申请(专利权)人：通用电气神华气化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31