1、含高氨废水蒸氨处理系统可行性设计方案【初步设计】项目使用单位：越南河内市碧越清萍股份有限公司项目设计制造：中国洪湖市博达石化设备有限公司二 000 年五月二十八日1目 录一、焦化废水处理方案1.1 概述 .21.2 蒸氨塔方案 .2二、蒸氨处理工艺流程 42.1 工艺流程简图 .5三、工艺设计说明 53.1 设计能力 .53.2 原料及能耗 .53.3 工艺特点 .63.4 专业设备特点 .63.5 设备选型 .6四、建筑结构及平面布置 7五、电气、仪表及自动控制 75.1 电气 .75.2 仪表及自动控制 .7六、环境保护、劳动安全及消防 8七、工作制度及定员 87.1 工作制度 87.2
2、劳动定员 .8八、公用及辅助工程（略） 9九、工艺设备一览表及投资 .10十、技术经济 .1110.1 投资估算 .1110.2 经济分析结论 .11十一、项目进度计划 .11十二、质量保证和服务承诺 .11BDZA 蒸氨塔特点介绍 132氨分缩器的特点 .14一、含氨废水处理方案1 1概述含氨废水是污染物浓度高、色度大，毒性大且难以降解的典型有机废水，即使作为熄焦用水，也会对熄焦、输筛焦系统的设施造成腐蚀。各公司的焦化废水处理方式，根据各企业自身的情况不同，会采用不同的工艺流程。通常系通过水质调节、厌氧水解酸化、缺氧生物脱氮、好氧生物的硝化、泥水分离、混合反应、后混凝系统的沉淀及污泥压滤等工
3、序逐级处理后，达到了合格排放。本方案根据越南河内市碧越清萍股份有限公司提出的设计要求，蒸氨系统设计处理能力为 30m3/h， 相当于年产 80100 万吨机焦的焦化厂对应剩余氨水排量。处理工艺采用直接蒸汽蒸氨法，产生的浓氨进脱硫工段回收使用，蒸氨后的废水冷却后进生化处理站。蒸氨系统仅处理剩余氨水，剩余氨水按 NH3-N 浓度最高为4500 mg/L 进行设计，处理后废水中 NH3-N 浓度(挥发氨)，塔底废水氨含量：游离氨100ppm，总铵含量250ppm。以满足后序回用熄焦要求。 1.2蒸氨塔方案焦化行业早期使用的蒸氨系统一般选用铸铁栅板或泡罩塔，因其处理效率低下、存在诸多问题，难以正常运转
4、，常常难以把废水 NH3-N 浓度控制在较低水平，无法满足回用熄焦要求。本方案选用不锈钢新型导向浮阀塔作为主蒸馏设备。采用导向浮阀塔油污不易积存，操作维修简便。蒸出的氨水蒸汽用于脱硫或利用硫铵系统加以回收，不产生二次污染。3蒸氨塔是蒸氨工艺的核心设备，新型导向浮阀蒸氨塔是我公司自主开发的在我国国内较为先进的蒸馏设备，它可广泛应用于焦化、化肥、煤气化、化工、生物发酵等行业的蒸馏分离等，具有效率高、操作弹性大、设备维护周期及使用寿命长等优点，特别适用于含氨废水的蒸馏处理，已在国内数十项含高氨氮废水处理工程中得到成功应用，通过回访，用户普遍反应良好。A.原理：新型导向浮阀式蒸馏塔处理含氨废水，为了系
5、统的稳定运行，氨水进蒸氨塔前须加少量的烧碱调 pH 值至设计值，再经预热后从塔上部进入塔内，同时从塔下部通入饱和蒸汽，汽液在塔盘上逐层逆流接触进行热交换和传质交换。由于氨相对于水有更高的挥发度，氨不断从液相转移到汽相，在塔顶冷凝器中被浓缩分离，并回收利用。废水中的氨沿塔向下浓度逐渐降低，从塔的底部排出时氨的浓度200mg/L，达到工艺设计指标，满足回用要求。B.特点：新型导向浮阀塔盘是目前国内最佳的塔盘之一。导向浮阀塔盘具有良好的流体力学性能和传质性能，它保留了一般浮阀塔盘的优点，克服了其存在的缺点，与 F1 浮阀相比：处理能力可提高 20%左右，效率提高 1020%，塔盘压降减少 20%左右
6、。新型导向浮阀塔盘上设有一个或两个导向孔，导向孔的开口方向与塔盘上的液流方向一直，在操作中从导向孔中喷出的少量气体，推动塔盘上的液体流动，从而可以明显减少甚至消除塔盘上的液面梯度，还可消除塔盘上的液体滞止区，并且可减少液体的泄漏量。导向浮阀为矩形，在操作中气体主要从浮阀的两侧喷出，汽体喷出的方向垂直于液流方向，因此塔盘上的液体返混是很小的，故其效率高。阀体在操作中不转动，因此基本无磨损，不易脱落，使用寿命长。4塔盘本身不易堵塞，操作周期长，维护工作量小，可大大降低维修费用。蒸氨塔的主体材质为不锈钢，耐腐蚀性好，若有渣垢残留则易于清除，设备寿命长，与铸铁泡罩塔和铸铁栅板塔相比，处理量大、操作弹性
7、大、维修方便，重量轻，不必设置框架，土建投资低。二、蒸氨处理工艺流程如果高浓度的氨氮废水直接进行生化处理，往往需加十几倍的清水进行稀释，这样会使生化设施庞大，增加运行成本。通常先经蒸馏处理，使 NH3-N 含量大幅降低后再做生化处理。我国许多项目，早期使用的蒸氨系统一般选用铸铁栅板或泡罩塔，因其处理效率低下、存在诸多问题，难以正常运转，常常无法把去生化处理站的废水 NH3-N 浓度控制在规定要求的水平，现已非常不适宜采用，已经被淘汰。本方案选用新型 BDZA-14 型系列不锈钢导向浮阀塔作为主蒸馏设备，采用与塔直接相连的不锈钢分缩器（四管程） ，配套 pH 调节，悬浮颗粒过滤，热量回收及处理前
8、后废水的贮存等设备，形成完整、可靠而又相对独立的处理系统。高浓度的氨氮废水经氨水泵加压入热交换器， （如果高浓度的含氨废水中的固定氨含量较大的话，需向高浓度的氨水中加入工业碱液，使其中的固定铵转化为挥发氨） 。高浓度氨水在换热器中与蒸馏后塔底排出的热蒸氨废水换热后入蒸氨塔上部；直接蒸汽从塔底加入与氨水逆流接触，蒸出的氨水蒸汽直接在装设于塔顶的分缩器中部分缩凝，冷凝液作为回流液依靠重力流回塔内，未冷凝部分的氨水蒸汽经氨冷凝冷却器后得到回收的氨水。塔底蒸馏后的废水先与入塔氨水换热后温度降低至 60左右，再进入废水冷却器，用循环水进一步冷却废水后送废水槽，由废水泵抽送至至生化站做进一步处理。52.1
9、 工艺流程简图（详细图见附后 CAD 图）换热器 蒸氨塔/分缩器 氨蒸汽回收利用蒸氨后废水去生化处理站加碱含氨废水蒸汽 循环冷却进水循环冷却回水三、工艺设计说明蒸氨后的氨水浓度大大的降低，蒸出的氨回收后可以作为化工原料，蒸馏后的废水氨氮含量控制在生化处理允许的水平，3.1 设计能力及相关运行参数蒸氨工序设计处理高氨氮水量为 35m3/h进塔剩余氨水预热温度：90蒸氨塔顶压力：0.6 MPa蒸氨塔底蒸汽流量：3 t/h 左右出分缩器的氨水蒸汽温度：1002塔顶氨水冷凝液取样分析 NH3 浓度：0.71.4%（wt.%）塔底温度：105110换热后废水温度：60本工序处理后废水 NH3-N 含量：
10、200 mg/L处理后废水 pH：89回收氨水浓度10%3.2 原料及能耗蒸氨使用的原料主要为烧碱，规格为浓度30%的工业液碱。本工序消耗蒸汽量约为 0.8-1.0t/h(0.3-0.6Mpa 饱和蒸汽)，循环冷却水耗6量夏天为 100-150t/h（冬天约为 50-80t/h） 。3.3 工艺特点1）为控制废水 NH3-N，在蒸馏前加入 NaOH 使剩余氨水中的固定铵转化为挥发氨被回收，可把废水 NH3-N 控制在较低水平，一次蒸馏成功。2）采用先进的 BDZA 型系列导向浮阀塔作蒸氨塔，适应操作弹性较大的要求，先进的导向浮阀塔盘不易堵塞，可长期的运行。大大节约检修和维护费用。3）充分利用废
11、热，节能降耗，减少运行成本。3.4 专业设备主体设备蒸氨塔及配套的塔顶分缩器和氨冷凝冷却器，全部采用不锈钢材料，独特设计，耐腐蚀，不堵塞，可在较高的温度下长时间的运行。只需对设备的外部做保温处理即可。彻底的解决了以前蒸氨塔出现的问题，简单方便。另外针对本工程的氨氮含量相对比较高的特点，特意增加了塔内塔盘的层数，即由以前的 22 层增到 28 层。3.5 设备选型（1）蒸氨塔采用我公司自主开发的 BDZA-14 型导向浮阀塔，塔径1400mm，有效塔高 16.25m。考虑到剩余氨水的腐蚀性并且温度较高，材质选用304。（2）废水换热器选用两台板式换热器，换热效率高，一开一备，材质 304， 换热
12、面积70m2，便于拆卸清洗，适于废水换热。（3）分缩器一台，四管程 U 型管式换热器，材质选用 304，换热效率高，其换热面积35m2，直接连接到蒸氨塔塔顶。（4）碱贮槽7初定新建 1 台有效容积为 50m3的液碱贮槽，材质为 Q235B 加内防腐。（5）加碱泵两台，计量泵， N=0.25KW，手动调节流量。（6）氨水泵考虑到废水的腐蚀性，选化工离心泵，流量 35m3/h ，材质为不锈钢，2 台，一开一备。（7）氨冷凝冷却器1 台，四管程 U 型管式，材质 304， 换热面积 70m2。（8）管道混合器1 台，材质 Q235四、建筑结构及平面布置蒸氨工序整个占地面积较小,工艺设备（泵类除外）全
13、部露天布置，根据场地现状布置，争取工艺管道合理流畅，尽量节省占地面积，电气、仪表控制室利用现有厂房。设 备 基 础 :蒸 氨 塔 设 备 基 础 采 用 现 浇 钢 筋 砼 结 构 ,加 垫 层 ;碱 贮 槽 等 其 它 设 备基 础 采 用 现 浇 混 凝 土 基 础 即 可 ,并 做 好 外 部 防 腐 。前 段 的 高 氨 氮 废 水 槽 和 后 端 的 回 收 氨 水 槽 可 建 为 地 下 钢 砼 结 构 。五、电气、仪表及自动控制5.1 电气电气设计范围包括蒸氨系统所用泵等动力设备、仪表用电及照明设备的配电、接地。用电设备实际用电功率不会超过 5KW。5.2 仪表及自动控制本方案中
14、采用的主要的标准规范（略）8蒸氨主系统的仪表控制采用集中控制，单设控制室(台)，重要的参数将在控制台上显示，部分需调节的参数可通过控制台调控，一般参数就地显示。控制系统说明：在蒸氨系统中包括两个自动调节回路：出分缩器氨水蒸汽温度调节和蒸氨塔底温度调节及相应的 ph 调节。示意图如下：六、环境保护、劳动安全及消防该蒸氨处理系统配合该厂的污水处理系统使用。劳动安全及消防按照该单位日常要求执行。图 1 进塔氨水 pH值调节原理图设定 pH值 +调整后 pH值PID调节器 计量泵传感器变送器液体混合器设定温度值 +调整后温度值PID调节器 调节阀传感器变送器分凝器图 2 出分凝器氨水蒸汽温度调节原理图
15、设定温度值 +调整后温度值PID调节器 调节阀传感器变送器蒸氨塔图 3 蒸氨塔塔底温度调节原理图9七、工作制度及定员7.1 工作制度生产、辅助装置及公用工程设施 8640 小时/年运行，每天三班，配备四班的操作人员，即四班三运转制。7.2 劳动定员蒸氨系统可设 4 个班次，每班 1 人，管理人员由生产工段或车间兼职管理。八、公用及辅助工程（略）10九、工艺设备一览表及投资序号 名 称 规 格 材 质 数量 投资预算（万元）备 注1 BDZA-14 蒸氨塔 不锈钢 1 台 导向浮阀塔，含 28 层塔盘和一层收液盘2 氨分缩器 不锈钢 1 台 置于塔顶3 氨冷凝冷却器 不锈钢 1 台4 废水换热器
16、 不锈钢 2 台 1 开 1 备5 加碱泵 不锈钢泵头 2 台 1 开 1 备6 碱贮槽 Q235B 1 台 内衬防腐，加换热盘管7 管道混合器 Q235B 1 台8 设计及服务费9 设备运输费 以实际产生为准10 合计 178【说明】 由于市场变化较大，设备以当时市场价格采购为准。11十、技术经济分析10.1 投资估算投资估算一览表序号 项目投资预算（万元） 备 注1 设备购置费 (含增值税) 根据甲方工艺情况取舍设备， （辅助设备厂方可自己选购，节约成本）2 安装费（含材料） 包括界区内的工艺管道、阀门、法兰、防腐、保温材料， 蒸氨塔的梯子、平台等（甲方可自行安装）3 电气、仪表 包括电气
17、、仪表、自控设备购置费、安装材料及安装调试费4 土建投资 设备基础等， （控制室和设备基础处理由项目使用方负责）5 设计费 全部氨水蒸氨系统的设计和规划6 调试费 试车后的正常运行和操作工的培训7 税金8 合计10.2 经济分析结论该蒸氨工程程投入使用后，为生化处理奠定了良好基础，具有良好的社会环保效益，同时每年减少了大量的排污费，氨水回收的产品也具有一定的经济效益，是一个社会效益和经济效益并存的可行项目，对公司的长远发展有十分积极的意义。十一、项目进度计划设计 30 天，设备制造及施工（包括土建、设备安装）80 天，调试 15 天，总工期为 100 天（设计、施工、设备制造和安装工作可以部分
18、交叉） 。也可满足用户的要求，60 天左右完成全部工程项目。12十二、质量保证和服务承诺保证工程的正常实施和达标验收含氨废水处理工程是一个多方合作的项目，有许多单位参与，这就需要每个合作伙伴都能够积极配合，争取工程的正常实施。我公司保证完全按照合同书的要求，按时、保质努力做好每一个环节的工作。含氨废水处理工程的达标验收是整个工程的目的，但长期稳定地运行并达标才是最终目的。我公司作为工程设计和设备制造方，在确定工艺路线时，将最实用、最经济、最简捷的技术用于工程中。并可为用户：培训精干的运营管理队伍在工程实施的过程中，我公司可为业主培训以下人员：技术员：主要负责正常的运营管理和技术指导工作；操作工
19、：主要负责各个设备的正常运行；维修工：主要负责常规的检修和维修工作。化验员：主要负责常规项目的测试工作。提供技术咨询和技术服务提供工程实施过程中和竣工后的技术咨询；提供给业主与工程相关的最新技术资料。13BDZA 型系列蒸氨塔特点简介A.概述：蒸氨塔是蒸氨工艺的核心设备，塔盘型式为导向浮阀，导向浮阀蒸氨塔是我公司自主开发的在国内较为先进的蒸馏设备，它可广泛应用于焦化、化肥、煤气化、化工、生物发酵等行业的蒸馏分离等，具有效率高、操作弹性大、设备维护周期及使用寿命长等优点，特别适用于含氨废水的蒸馏处理，已在多项工程中成功应用。B.原理：导向浮阀式蒸馏塔处理含氨废水，须首先调 PH 值至设计值，使废
20、水中的固定氨转化为挥发氨即分子氨，再经预热后从塔上部进入塔内，同时从塔下部通入饱和蒸汽，汽液在塔盘上逐层逆流接触进行热交换和传质交换。由于氨相对于水有更高的挥发度，氨不断从液相转移到汽相，在塔顶冷凝器中被浓缩分离，可以回收利用。废水中的氨沿塔向下浓度逐渐降低，从塔的底部排出时氨的浓度根据原水的浓度和对工艺的调节，可满足生化对氨氮浓度的处理要求，达到工艺设计指标。C.特点：导向浮阀为矩形，两端阀腿平折，使用中阀体即使在汽液不均衡冲击下也不会出现转动，因此基本无磨损，不易脱落，使用寿命长。导向浮阀在塔盘上的排列方式采用汽体从浮阀的两侧喷出，汽体喷出的方向垂直于液流方向，与 F1 浮阀及其它塔型相比
21、，消除了与液流反方向的汽体推力，因此塔盘上的液体返混很小，提高了效率；塔盘间距小（塔总高降低） ，降低了投资费用。与 F1 浮阀相比：处理能力可提高 20%左右，效率提高 10-20%（脱氨效率可达 96%） ；塔盘压降减少 20%左右；与垂直筛板塔相比，处理能力略大、效率相当，塔盘压降低，塔阻力小，不易堵塞，工艺操作条件不苛刻；14操作弹性大，节省蒸汽（如：处理 15Kg/h 氨水量，较其他型式的塔每年可节省蒸汽 4200 吨） 。阀体顶部设置导向斜孔，布置到塔盘上时浮阀的导向孔与液流方向保持一致，导向孔喷射的汽体推动液流可使塔盘上液层厚度更均匀。在远离降液管、靠近塔壁的弓型区域，液流行程长
22、，易使液体滞留，在此区域装设带有两个导向孔的浮阀，增大汽体喷射对液流推力，使液流加速，从而消除液体滞止区，使塔盘各部位均衡发挥效率。使用过程中，浮阀随汽流上下浮动，汽量大时浮阀开度就大，汽量小浮阀开度就小，使汽流速度基本保持不变，而其它形式塔盘大多数使汽流速度与汽量呈正比关系。导向浮阀塔的这一特点既能保证其具有很大的操作弹性（低负荷时不漏液保持处理效率，高负荷时不会因高汽速产生雾沫夹带仍保持有效处理） ，又能使塔盘压降维持在较低水平。浮动的阀体具有自净功能，使用过程中塔盘不易堵塞，对处理易结垢物料可延长操作周期，减少维护工作量，降低维修费用。 导 向 浮 阀 塔 结 构 简 单 ,相 对 容
23、易 制 造 ,是 性 价 比 突 出 的 新 型 塔 设 备 。导向浮阀塔与其他塔型的比较（如下表）：项目塔型处理能力处理效率操作弹性压降耗能抗堵性能维修难度投资费用综合评价铸铁栅板塔 小 低 小 大 高 差 难 低 差条形泡罩塔 小 低 小 大 高 差 难 高 差改进泡罩塔 中 中 大 中 中 差 难 高 中普通筛板塔 中 低 小 大 高 差 中 低 差垂直筛板塔 中 高 中 大 中 中 难 中 中F1 浮阀塔 中 中 中 小 中 中 中 中 中导向浮阀塔 大 高 大 小 低 优 易 中 优氨分缩器的特点本设备为内置式，直接与蒸氨塔顶通过法兰连接，为四管程 U 型管式换热15器，管程走循环水
24、，壳程走氨蒸汽，可以通过调节氨蒸汽的出口温度控制来控制冷凝液的回流量，无需氨冷凝液回流系统，材质选用 304，换热效率高，换热面积小，循环水用量小,结构设计合理，不易腐蚀，设备使用寿命较长，投资低。16湖北洪湖市博达石化设备有限公司 企业简介洪湖，镶嵌在长江玉带上的一颗明珠。洪湖市博达石化设备有限公司就坐落在这片有着中国石化设备制造基地美誉的长江之滨，洪湖岸边。洪湖市博达石化设备有限公司是一家有着二十多年专业生产各类石化塔器及塔内设备、石化流体储运、装卸设备和特种石化管道设备、非标金属设备等产品的股份有限公司，具有独立企业法人和增值税一般纳税人资格，具备国家一二类压力容器生产资质，在 2000
25、 年即通过了 ISO9001:2000 国际质量体系认证。并获得银行“AAA 级信用”和“重合同守信用企业”等荣誉。近年来，我公司国家产业政策和市场需要，在国家化工系统有关设计院、研究院等单位的支持下，自主开发的 BODA 型系列蒸氨塔等含氨氮废水处理与氨回收设备，已在国内数十项含氨废水处理工程中得到了成功的运用，收到用户的广泛好评，取得了较好的经济效益和社会效益。“博采众长，达成精品” ，是我公司始终如一的追求。多年来，我公司除已向国内数百项工程供货外，还通过国内有关单位间接向东南亚、中东、非洲等国家和地区出口产品和设备。凭借优质的产品，合理的价格和全面周到的服务，我们已在行业内外建立了良好的企业信誉。我们将把客户的信任当动力，不断努力，扎扎实实，以更优质的产品，更合理的价格和更全面的服务，给国内外客户提供更满意的产品和服务。 项目联系人：赵 工手 机：0138 8656 4545电 话：（0086） 0716 243 6789E-mail:Http/
