1.本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种变换冷凝液处理系统及工艺。
背景技术：2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.变换冷凝液是指低温冷凝液和含硫低浓氨水，低温冷凝液是指气化来的水煤气～215℃，通过部分变换反应后，经过逐级冷却，变换气降至90℃以下时分离掉的冷凝液，冷凝液中含有氨、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢及铁离子等；含硫低浓氨水是指将低温冷凝液进一步经变换汽提塔蒸汽汽提，液相送气化，气相经冷凝和脱盐水洗涤，所产生的含硫低浓度氨水，该氨水中溶有h2s、co2、co、h2及铁离子等。
4.变换系统水煤气经冷凝产生的低温冷凝液通过汽提塔汽提，气相再经冷凝和脱盐水洗涤处理后将低浓度的氨水送至锅炉烟气氨法脱硫系统，由于低浓度的氨水含有h2s、co2、co、h2及铁离子等，影响烟气脱硫的效率和副产品硫铵的质量，并且破坏氨平衡和水平衡，造成氨过剩和逃逸；同时变换汽提塔处理低温冷凝液时，设备工况较差，常有腐蚀泄漏现象，维护保养时无法单塔退出，影响系统长周期稳定运行的问题。
技术实现要素：5.针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的是提供一种变换冷凝液处理系统，解决锅炉脱硫系统水平衡和氨平衡问题，提高硫酸铵的品质；解决变换汽提塔在维护保养时无法单塔退出的问题，保证了系统的稳定运行。
6.为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
7.一种变换冷凝液处理系统，包括：至少两个变换汽提塔和氨回收装置；两个变换汽提塔入口分别连接变换低温冷凝液管路，出口为含硫低浓氨水管路，在两个所述变换低温冷凝液管路分别设置第一管路连接到所述氨回收装置入口，在所述含硫低浓氨水管路设置第二管路连接到所述氨回收装置入口，所述氨回收装置出口通过第三管路连接到含硫低浓氨水管路上，所述含硫低浓氨水管路用于连接到锅炉氨法脱硫设备。
8.在另一优选的实施方式中，所述含硫低浓氨水管路上设置氨水塔，所述变换汽提塔为三个，三个所述变换汽提塔出口均连接到所述氨水塔。
9.在另一优选的实施方式中，所述氨回收装置包括汽提塔，所述汽提塔中部具有变换冷凝液入口，所述变换冷凝液入口对应多路变换冷凝液管道，所述汽提塔顶部有酸性气放空管道，底部有净化水排放管道。
10.在另一优选的实施方式中，所述氨回收装置还包括三级分凝器，所述汽提塔中部引出管道连接所述三级分凝器。
11.在另一优选的实施方式中，所述氨回收装置还包括原料水罐，所述三级分凝器底
部连接所述原料水罐。
12.在另一优选的实施方式中，所述氨回收装置还包括精制塔，所述三级分凝器上部连接精制塔，所述精制塔分为两段，至少95％的二氧化碳及硫化氢在下段脱除，溶液循环吸收；上段使用新鲜低温浓氨水对剩余二氧化碳及硫化氢进行深度脱除。
13.在另一优选的实施方式中，所述氨回收装置还包括制取氨水器，所述精制塔顶部引出管道连接制取氨水器，所述制取氨水器用于制成不同浓氨水。
14.本发明实施例还提供了一种变换冷凝液处理方法，包括：变换低温冷凝液经变换汽提塔转换为含硫低浓氨水，含硫低浓氨水用于氨法脱硫，其中，变换汽提塔至少具有两个；根据运行状况，选择部分或全部低温冷凝液不经变换汽提塔而进入氨回收装置净化后用于氨法脱硫；根据运行状况，选择部分或全部含硫低浓氨水进入氨回收装置净化后再用于氨法脱硫。
15.在另一优选的实施方式中，氨回收装置净化包括：变换冷凝液经过进入汽提塔中，从汽提塔中部抽出去除部分酸性气的富氨气，进入三级分凝器，在三级分凝器中进一步与酸性气进行分离后顶部得粗氨气，进入精制塔，在精制塔中对酸性气进行深度脱除。
16.在另一优选的实施方式中，将精制塔中精制后的氨气送入制取氨水器中，制取氨水器配制的氨水送至锅炉氨法脱硫或氨水销售。
17.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18.1、本发明采用变换汽提塔汽提工艺处理变换冷凝液，所述低温冷凝液管道多于对应的变换汽提塔管道，增加对应氨回收工艺管道，多条变换低温冷凝液管线混合至氨回收工艺汽提塔处理，减少了变换汽提塔的处理量，当一套变换汽提塔出现问题停工时，低温冷凝液可以通过氨回收装置处理或其它变换汽提塔来处理，解决了单套变换汽提塔无法退出的问题，使得并行的三套变换冷凝液系统运行有了更大的灵活性，在运行方式上有了多种选择，降低不必要的开、停车费用，避免了因变换及热回收开停车对系统造成的波动。经变换汽提处理的含硫低浓氨水与低温冷凝液混合至氨回收装置处理，处理后提取高纯度氨送锅炉氨法脱硫，解决了锅炉脱硫系统水平衡和氨平衡问题，提高了硫酸铵的品质，保证了变换及热回收系统和锅炉脱硫系统的持续稳定运行。
19.2、本发明中实现了多套变换根据冷凝液汽提塔的运行状况对低温冷凝液的自由分配，同时氨回收装置通过对低温冷凝液和含硫稀氨水的优化组合，实现了将变换凝液净化处理，产出高纯度的气氨和不同浓度的氨水，解决了锅炉脱硫系统水平衡和氨平衡问题，也大大提高硫酸铵的品质，产出的部分气氨供锅炉脱销使用，降低了锅炉外购液氨的成本，同时过剩的氨制成氨水外卖，大大降低了生产成本，满足了系统稳定运行。经过测试，产生的效益为1892.03万元/年。
20.3、本发明的变换冷凝液处理工艺与氨回收工艺相互配合，满足了三套系统中变换冷凝液处理需求，即灵活操作变换汽提塔处理量及退出，且变换冷凝液净化处理后变废为宝，氨产品的多样化和多需求满足工业化生产的迫切性，实用性。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1是本发明实施例的变换冷凝液处理工艺示意图；
23.图2是本发明实施例的氨回收工艺示意图；
24.图中：f1、第一阀门；f2、第二阀门；f3、第三阀门；f4、第一外送阀门；f5、第二外送阀门；f6、第三外送阀门；f7、第一氨回收阀门；f8、第二氨回收阀门；f9、第一脱硫阀门；f10、第二脱硫阀门； 1、变一汽提塔；2、变二汽提塔；3、变三汽提塔；4、氨水塔；5、原料水罐；6、汽提塔；7、三级分凝器；8、精制塔；9、制取氨水器；
25.为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。
具体实施方式
26.为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本发明的具体含义。在化工领域内，变换低温冷凝液和含硫低浓氨水统称变换冷凝液。
27.正如背景技术所介绍的，低浓度的氨水含有h2s、co2、co、h2及铁离子等，影响烟气脱硫的效率和副产品硫铵的质量，并且破坏氨平衡和水平衡，造成氨过剩和逃逸；同时变换汽提塔处理低温冷凝液时，维护保养无法单塔退出，影响系统长周期稳定运行的问题。为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种变换冷凝液处理系统。
28.如图1-图2所示，本发明一实施例中记载了一种变换冷凝液处理系统，包括：至少两个变换汽提塔和氨回收装置；两个变换汽提塔入口分别连接变换低温冷凝液管路，出口为含硫低浓氨水管路，在两个所述变换低温冷凝液管路分别设置第一管路连接到所述氨回收装置入口，在所述含硫低浓氨水管路设置第二管路连接到所述氨回收装置入口，所述氨回收装置出口通过第三管路连接到含硫低浓氨水管路上，所述含硫低浓氨水管路用于连接到锅炉氨法脱硫设备。
29.采用变换汽提塔汽提工艺处理变换冷凝液，所述低温冷凝液管道多于对应的变换汽提塔管道，增加对应氨回收工艺管道，多条变换低温冷凝液管线混合至氨回收工艺汽提塔处理，减少了变换汽提塔的处理量，当一套变换汽提塔出现问题停工时，低温冷凝液可以通过氨回收装置处理或其它变换汽提塔来处理，解决了单套变换汽提塔无法退出的问题，使得并行的三套变换冷凝液系统运行有了更大的灵活性，在运行方式上有了多种选择，降低不必要的开、停车费用，避免了因变换及热回收开停车对系统造成的波动。经变换汽提处理的含硫低浓氨水与低温冷凝液混合至氨回收装置处理，处理后提取高纯度氨送锅炉氨法脱硫，保持变换系统和锅炉脱硫系统的持续稳定运行。
30.在原有工艺的基础上，将变换多条低温冷凝液管道与汽提工艺入口连通，并在每条管道上增加阀门，同时每条管道混合与新增处理工艺连接(氨回收装置)；低温冷凝液处理后得含硫低浓氨水在原有工艺基础上，将含硫低浓氨水管线与新增处理工艺连接(氨回收装置)，并在管道上增加阀门，随时切换处理方式。
31.变换低温冷凝液工艺数目为汽提处理工艺1.5倍。本实施例中所述汽提处理工艺为2套(其中变一、变二、变三汽提塔为一套，氨回收中汽提塔为一套)，对应3套变换低温冷凝液工艺(即图1中变换 i、变换ii、变换iii)；或，每套变换汽提塔处理低温冷凝液降低负荷至60％，或则单套变换汽提塔系统退出。
32.如图1所示，以三套变换冷凝液为例，三套变换低温冷凝液对应三套变换汽提塔处理运行，第一阀门f1、第二阀门f2、第三阀门f3 全开运行，通过增加处理管道三套变换的低温冷凝液，可以进入氨回收装置，也可以通过调整第一阀门f1、第二阀门f2、第三阀门f3、第一氨回收阀门f7的开度来调整三套变换汽提塔不同负荷下运行或退出运行；
33.现有技术中低温冷凝液经变换汽提塔处理后的含硫低浓氨水对应锅炉氨阀脱硫运行，第一脱硫阀门f9全开运行。通过增加的处理管道、第二氨回收阀门f8，可以进入氨回收装置处理，精制后的氨水通过增加的管道、第二脱硫阀门f10，进入锅炉氨法脱硫运行；也可以通过第二氨回收阀门f8、第一脱硫阀门f9调整氨回收装置在不同负荷下运行。
34.进一步，三套变换冷凝液管线改良的工艺管线是指，三套变换系统低温冷凝管线分别在第一阀门f1、第二阀门f2、第三阀门f3前连接一条外送冷凝液管线，三条管线连接在一条外送变换冷凝液总管上；在第一脱硫阀门f9前管线连接一条至氨回收处理管线，氨回收处理完的变换冷凝液，精制成浓氨水连接至第一脱硫阀门f9后管线。
35.如图2所示，氨回收装置包括汽提塔6，用于处理变换冷凝液，所述汽提塔6中部有变换冷凝液入口，所述变换冷凝液入口对应多路变换冷凝液管道；所述汽提塔6液相入口处还包括原料水罐5，用于对变换冷凝液的优化组合；所述汽提塔6顶部有酸性气放空管道；底部有净化水排放管道。所述汽提塔6中部引出管道，所述汽提塔6中部连接分凝器7，用于向分凝器7中输送富的氨气。所述三级分凝器 7上部连接精制塔8，用于向精制塔8中输送粗氨气。分凝器7和精制塔8均用于进一步脱除h2s、co2等酸性气体。所述精制塔8顶部引出管道，分别连接锅炉脱销装置、制取氨水器9；制取氨水器9制成不同浓氨水，连接锅炉脱硫装置或氨水外售。
36.应当理解的是，所述变换冷凝液(低温冷凝液和含硫低浓氨水) 优化组合后从汽提塔6中部进入，根据硫化氢与二氧化碳的相对挥发度高于氨的特性，先将变换冷凝液的硫化氢与二氧化碳从汽提塔6塔顶汽提出去，汽提塔6温度通过底部蒸汽、进塔的变换冷凝液换热后的不同温度及塔顶的冷进料，使汽提塔6形成从上到下形成温度梯度，在汽提塔的中部控制温度在150～155℃对氨进行侧线抽出，使用变温、变压的三级分凝器7的方法获得较纯的氨气，再经过精制塔 8进一步脱除h2s、co2等酸性气体，制取高纯度氨气，送至用户或制成不同浓度氨水，再送至用户。
37.由于改良后每套变换冷凝液对应不同的处理工艺，因此改良后的变一汽提塔1、变二汽提塔2、变三汽提塔3中处理负荷降低，操作工况和运行也相对优化，降低蒸汽用量，其他通过氨回收装置处理，根据运行需要可以灵活调整三套变换汽提塔的运行负荷及氨回收装置运行负荷，一方面减少变换汽提塔处理量减少系统腐蚀；另一方面，氨回收装置处理后的变换冷凝液，能够实现酸性气和的氨分离，氨产品更纯，产出高纯度的气氨和不同浓度的氨水，解决了锅炉脱硫系统水平衡和氨平衡问题，也大大提高硫酸铵的品质，产出的部分气氨供锅炉脱销使用，很好的满足锅炉脱硫脱硝的使用。
38.由于汽提塔6中部富集的氨气由于二氧化碳、氨及水蒸气的存在，若一次性降温获
得氨气则会生成铵盐结晶，既影响氨的回收率，同时生成的铵盐结晶堵塞设备和管道。因此采用逐次降低温度和压力的办法进行氨与二氧化碳的分离，即三级分凝器7进行分离。
39.所述三级分凝器7底部连接原料水罐5，重新处理。
40.由于三级分凝器7上部的粗氨气还有部分酸性气的存在，需要进一步进行脱硫脱碳，精制塔8分为两段，95％以上的二氧化碳及硫化氢在下段脱除，溶液循环吸收；上段使用新鲜低温浓氨水对剩余二氧化碳及硫化氢进行深度脱除。
41.优选的，所述精制塔8上部气相出口，用于连接用户。
42.所述精制塔8连接制取氨水器9，制取不同浓度氨水，用户锅炉氨法脱硫或销售，具体视工艺要求或用户需求而定。汽提塔中部引出管道连接分凝器，分凝器连接精制塔，精制塔再次脱硫脱碳产出高纯度气氨，气氨一路进烟气scr脱硝、一路进制取氨水器，循环制取浓氨水一路用于氨法脱硫、一路进氨水储罐，实现外卖不同浓度的氨水。
43.本实施例提供了一种变换冷凝液处理方法，包括：变换低温冷凝液经变换汽提塔转换为含硫低浓氨水，含硫低浓氨水用于氨法脱硫，其中，变换汽提塔至少具有两个；根据运行状况，选择部分或全部低温冷凝液不经变换汽提塔而进入氨回收装置净化后用于氨法脱硫；根据运行状况，选择部分或全部含硫低浓氨水进入氨回收装置净化后再用于氨法脱硫。
44.经过测试，氨回收装置外送纯氨量为823kg/h，则每年减少采购液氨6584吨，扣除锅炉运行尾气指标波动每年补充48吨，每年需采购液氨6536吨；按照同统一计算标准即液氨按照3465元/吨，则每年减少采购液氨费用2264.72万元，扣减运行费用451.89万元，预计每年可产生效益1812.83万元。硫铵产品质量提升后单价提高40元/ 吨，按照平均产量60吨/天，产品质量提升增加产品效益79.2万元/ 年；二者合计产生的效益为1892.03万元/年。
45.现有技术中变换低温冷凝只能通过各自的变换汽提塔处理，含硫低浓氨水送至锅炉氨法脱硫，受流程及工艺影响冷凝液汽提塔运行负荷较高腐蚀较大，产生的含硫低浓度氨水中酸性气体成分及金属离子等杂质高，严重影响脱硫系统的水平衡脱硫效果，系统的氨平衡难以实现，形成氨逃逸二次污染和资源浪费，硫酸铵等副产品品质较差，影响锅炉脱硫系统的稳定运行。而本发明中实现了三套变换根据冷凝液汽提塔的运行状况对低温冷凝液的自由分配，减少了变换冷凝液汽提塔处理量，解决了单套变换汽提塔无法退出的问题，实现变换冷凝液系统灵活运行，节约开停车费用10万/次。同时氨回收装置通过对低温冷凝液和含硫稀氨水的优化组合，实现了将变换凝液净化处理，产出高纯度的气氨和不同浓度的氨水，解决了锅炉脱硫系统水平衡和氨平衡问题，也大大提高硫酸铵的品质，产出的部分气氨供锅炉脱销使用，降低了锅炉外购液氨的成本，同时过剩的氨制成氨水外卖，大大降低了生产成本，满足了系统稳定运行。
46.无论采用何种方式改进变换冷凝液处理管道及工艺，只要最终能够实现三套变换冷凝液可以对应不同的处理方式，实现灵活转换，即可实现相同的效果。
47.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
技术特征：1.一种变换冷凝液处理系统，其特征在于，包括：至少两个变换汽提塔和氨回收装置；两个变换汽提塔入口分别连接变换低温冷凝液管路，出口为含硫低浓氨水管路，在两个所述变换低温冷凝液管路分别设置第一管路连接到所述氨回收装置入口，在所述含硫低浓氨水管路设置第二管路连接到所述氨回收装置入口，所述氨回收装置出口通过第三管路连接到含硫低浓氨水管路上，所述含硫低浓氨水管路用于连接到锅炉氨法脱硫设备。2.如权利要求1所述的变换冷凝液处理系统，其特征在于，所述含硫低浓氨水管路上设置氨水塔，所述变换汽提塔为三个，三个所述变换汽提塔出口均连接到所述氨水塔。3.如权利要求1所述的变换冷凝液处理系统，其特征在于，所述氨回收装置包括汽提塔，所述汽提塔中部具有变换冷凝液入口，所述变换冷凝液入口对应多路变换冷凝液管道，所述汽提塔顶部有酸性气放空管道，底部有净化水排放管道。4.如权利要求3所述的变换冷凝液处理系统，其特征在于，所述氨回收装置还包括三级分凝器，所述汽提塔中部引出管道连接所述三级分凝器。5.如权利要求4所述的变换冷凝液处理系统，其特征在于，所述氨回收装置还包括原料水罐，所述三级分凝器底部连接所述原料水罐。6.如权利要求4所述的变换冷凝液处理系统，其特征在于，所述氨回收装置还包括精制塔，所述三级分凝器上部连接精制塔，所述精制塔分为两段，至少95％的二氧化碳及硫化氢在下段脱除，溶液循环吸收；上段使用新鲜低温浓氨水对剩余二氧化碳及硫化氢进行深度脱除。7.如权利要求6所述的变换冷凝液处理系统，其特征在于，所述氨回收装置还包括制取氨水器，所述精制塔顶部引出管道连接制取氨水器，所述制取氨水器用于制成不同浓氨水。8.一种变换冷凝液处理方法，其特征在于，包括：变换低温冷凝液经变换汽提塔转换为含硫低浓氨水，含硫低浓氨水用于氨法脱硫，其中，变换汽提塔至少具有两个；根据运行状况，选择部分或全部低温冷凝液不经变换汽提塔而进入氨回收装置净化后用于氨法脱硫；根据运行状况，选择部分或全部含硫低浓氨水进入氨回收装置净化后再用于氨法脱硫。9.如权利要求8所述的变换冷凝液处理方法，其特征在于，氨回收装置净化包括：变换冷凝液经过进入汽提塔中，从汽提塔中部抽出去除部分酸性气的富氨气，进入三级分凝器，在三级分凝器中进一步与酸性气进行分离后顶部得粗氨气，进入精制塔，在精制塔中对酸性气进行深度脱除。10.如权利要求9所述的变换冷凝液处理方法，其特征在于，将精制塔中精制后的氨气送入制取氨水器中，制取氨水器配制的氨水送至锅炉氨法脱硫或氨水销售。
技术总结本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种变换冷凝液处理系统及工艺。变换冷凝液处理系统包括：至少两个变换汽提塔和氨回收装置；两个变换汽提塔入口分别连接变换低温冷凝液管路，出口为含硫低浓氨水管路，在两个所述变换低温冷凝液管路分别设置第一管路连接到所述氨回收装置入口，在所述含硫低浓氨水管路设置第二管路连接到所述氨回收装置入口，所述氨回收装置出口通过第三管路连接到含硫低浓氨水管路上，所述含硫低浓氨水管路用于连接到锅炉氨法脱硫设备，该系统解决了锅炉脱硫系统水平衡和氨平衡问题，提高了硫酸铵的品质；解决了变换汽提塔在维护保养时无法单塔退出的问题，保证了系统的稳定运行。保证了系统的稳定运行。保证了系统的稳定运行。
技术研发人员：柳永兵 高玉林 唐海涛 胡福生 和露霞 陈志远 原仲凯 张海龙 张帅帅 高宇 刘浩 郭江 白延佳 刘俊
受保护的技术使用者：陕西未来能源化工有限公司
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
