豆礼梅 冉龙腾 刘元虎 吉洪 许建云
四川攀枝花攀煤联合焦化有限责任公司 四川攀枝花 617016
摘要：剩余氨水中带有少量的轻质焦油、焦油经过高温蒸馏后，解析转化形成了仿如沥清一样的焦油，沉积于蒸氨塔塔板及废水换热器中，造成蒸氨塔及换热器的堵塞，处理方法是将蒸氨塔及换热器停下来清除。造成浪费能源，生产不稳定，增加工人劳动强度，污染现场环境。本文分析了蒸氨系统堵塞原因，通过采取相应措施，可有效地防止蒸氨塔及换热器堵塞。
关键词：剩余氨水；蒸氨；堵塞；防范措施
1 前言
在焦化生产企业中，由冷鼓氨水系统送来的剩余氨水经过油水过滤器进入蒸氨塔蒸氨。蒸氨塔顶出来的氨汽经分缩器冷凝后，一部分进入脱硫工段的溶液槽作为碱源，一部分进入硫铵饱和器作为生产硫铵的原料。塔底采出蒸氨废水由废水泵送入废水生化处理系统。为降低蒸氨废水中的氨氮含量，需加液碱（NaOH）分解原料氨水中的固定铵盐，所用的液碱经碱计量泵加压后加入蒸氨系统中。
攀煤联合焦化有限责任公司的蒸氨系统采用外置再沸器筛板塔，废水冷却采用的是螺旋板式换热器。在生产过程中出现过塔盘、再沸器的列管及废水换热器堵塞，被堵塞的设备清理难度非常大[1]。从这些堵塞设备中清理出来杂物属于危险废物，目前清理的主要方式是依靠人工进行物理剥离和清透，在清理和传运过程易造成环境污染。
2 蒸氨系统堵塞的原因分析
从机械化澄清槽沉淀分离出来的氨水称为循环氨水，主要用于焦炉集气管对煤气喷洒冷却，循环氨水中富余的氨水，称之为剩余氨水，进入蒸氨系统回收NH3，为脱硫、硫铵工序生产提供碱源和原料。剩余氨水中带有少量的轻质焦油、焦油及其它盐类杂质等，经过高温蒸馏后，所有的杂质沉积在蒸氨塔塔釜的废水中。轻质焦油、焦油经过高温蒸馏，解析转化形成了仿如像沥清一样的重油[3]，在生产过程中也常称为焦油，焦油的粘结性非常高，且粘结性随着温度降低而增大。焦油随废水在蒸氨塔塔盘间和再沸器长期循环，堵塞塔盘造成蒸氨塔阻力增大，影响蒸氨塔的运行效果，导致废水中的NH3-N升高。从蒸氨塔塔釜出的废水进入螺旋式换热器冷却后送至废水生化处理系统，焦油也随之进入换热器冷却，随着温度降低焦油的粘结性增大，再加上螺旋换热器结构的特点更容易发生堵塞。
为了降低清理螺旋板式换热器和工人的劳动强度，确保蒸氨系统平稳运行。首先得考虑从物料源头上减少剩余氨水中的焦油含量，其次是减少蒸氨废水中的焦油含量。
3 防止蒸氨系统堵塞的措施
3.1 剩余氨水槽的改进
由于焦化生产过程中的循环氨水和剩余氨水中不可避免会带有焦油，这些焦油在循环氨水和剩余氨水贮槽内，由于密度的不同和互不相溶会形成分层。焦油沉淀至贮槽的底部，而公司原设计的剩余氨水槽底部，排焦油的排放管和送往蒸氨系统的剩余氨水管道基本在同一水平面，导致送往蒸氨系统的剩余氨水中含焦油较多。
为了减少随着剩余氨水带入蒸氨系统的焦油量，将两台剩余氨水槽的氨水采出管道在原来位置各提高了800mm，将剩余氨水贮槽有效地分成两段贮存空间。下段为静置沉淀下来的焦油存放空间，按照操作规程按时排放焦油至低位贮槽，上段为静置后氨水存放空间，以确保采出的氨水中不带有静置沉淀下来的焦油。由于现场建设完成的剩余氨水贮槽没有设计高位采出点，根据现场堪测后，选择从人孔的封板高位处增设一条DN80的氨水采出管道，原有设计保留用作检修或倒槽用。剩余氨水槽氨水采出管道技改详见图1。
3.2 蒸氨废水重力除油的应用
3.2.1 蒸氨废水除油工艺的选择
焦化行业中对除去废水的焦油，常用的方法有重力分离除油、斜管除油法、浮选法、化学法及过滤除油法等[2]。
重力分离过程是一个典型的主要分离方法，是利用油和水的密度差,油和水的不相溶性，在静止或流动条件实现油珠、悬浮物和水分离。分散在溶液中的油珠在浮力效应缓慢上升或下降，从而进行分层达到分离效果，浮动的速度取决于油珠大小、油和水的密度差以及流体的当前状态和粘度。横向流含油污水除油设备是在斜板除油器的基础上发展起来的，它由含油废水和聚结区和分离区两个部分[1][3]。通过对油水分离方法的比较和蒸氨废水的特性，适合蒸氨废水的油水分离方法是重力分离法，从蒸氨塔采出来的氨水温度较高，所以针对含有重油的蒸氨废水，除油方法应选择密闭的重力除油器进行油水分离。
3.2.2 蒸氨重力除油系统的设计及改造
在蒸氨塔塔釜出口新增加废水重力除油槽，利用重力分离方法减少废水中焦油含量，从而减少后续换热器的堵塞，确保蒸氨系统的平稳运行。在废水重力除油槽内部增加一个隔板，从而将废水重力除油槽的腔体分成两部分，以增加蒸氨废水的行程，增长蒸氨废水中重油的沉淀时间。蒸氨重力除油技改工艺流程详见图2。
首先，将重力除油槽本体连接在1#、2#蒸氨塔的废水采出管道进行连通，就是与重力除油槽的本体内腔的上部进口进行连通，将重力除油槽废水出口与输入废水螺旋板式换热器的管道连通。
其次，利用隔板将重力除油槽内分为沉清区与废水贮存区，而重力除油槽的底部则是焦油收集区。收集的焦油由重力除油槽底部排至冷鼓系统的地下槽，由泵送至机械化澄清槽。经过沉清后的废水从重力除油槽的中部采出，送至螺旋板式换热器进行冷却。蒸氨废水在重力除油槽内由于高温产生的水蒸汽从顶部排放。
最后，在重力除油槽设置蒸汽吹扫装置，用做排放焦油时的动力或清扫热源。同时为了更好的地监控重力除油槽的运行，给重力除油槽设置温度、压力和液位等监控装置。
经过对蒸氨废水除油工艺的技术改造，将原有的出蒸氨塔的蒸氨废水先接到除油槽，经过重力除油后进入蒸氨换热器进行冷却，然后进入后续的废水生化处理工艺系统。重力除油槽底部定期排放焦油，排放的焦油通过排空管进入冷凝泵房的地下槽，然后再回机械化澄清槽进行处理，以回收焦油。
4 结束语
（1）通过对剩余氨水槽的氨水采出管道和蒸氨重力除油系统的技术改造，有效解决蒸氨塔塔盘、再沸器列管、废水螺旋板式换热器的堵塞，确保了蒸氨系统长周期平稳运行，降低了职工劳动强度。
（2）通过对蒸氨废水除油系统的工艺技术改造，能有效回收废水中的焦油，每天能够回收的焦油约为0.3吨，按焦油价格按1500元/吨计算，一年可增加经济效益16.2万元，经济效益显著。
（3）解决了由洗油清换热器而产生的危险废物，节约了处理危险废物的成本，减轻了职工的操作强度，有效防范了因人工清理和转运过程中带来的环境污染风险，有较好的社会效益。
参考文献
[1]王艳丽．解决蒸氨塔塔板及废水换热器堵塞的问题[J]．科技创业家，2013，（3）：82．
[2]胡家斌，王影．蒸氨换热器堵塞原因分析及处理[J]．冶金丛刊，2014，(6)：12－14．
[3]李王霞，蒸氨系统工艺优化及设备改造[J]．天津冶金．2014，（3）：42－43．