焦化脱硫废液提盐工程实例

doi:10.11894/iwt.2020-0308

摘要/Abstract

摘要：

针对某焦化企业规模为30 m³/d脱硫废液的处理，采用创新性工艺"催化氧化-脱色-蒸发浓缩-分步结晶与离心分离"提取一级品NH₄SCN及合格品（NH₄）₂SO₄产品，总结工艺运行过程中存在生产连贯性低、粉末活性炭难回用、产率及质量不高、管道设备堵塞腐蚀等问题，并提出蒸汽机械再压缩技术（MVR）代替蒸发浓缩、改用颗粒状活性炭、分步结晶法联合醇析法、合理设计管路、增设管辅设施、选择耐腐材质等优化措施，运行费用分析表明年增加纯收益557万元。

关键词: 焦化, 脱硫废液, 提盐, 资源化

Abstract:

Aiming at a 30 m³/d desulfurization waste liquid from a coking enterprise, an innovative process 'catalytic oxidation-decolorization-evaporative concentration-fractional crystallization and centrifugal separation' was utilized to extract products of first-grade NH₄SCN and qualified-grade (NH₄)₂SO₄. Existing problems in operation of the process were summarized, including low production continuity, powder activated carbon difficult to recycle, low product yield and its quality, blockage and corrosion in pipes and equipment. Optimization measures such as replacing evaporative concentration with MVR, using granular activated carbon, combing fractional crystallization with alcohol extraction, designing pipes reasonably, adding auxiliary piping facilities and selecting corrosion-resistant materials were proposed accordingly. Analysis on the operating costs of the process showed an annual increase of 5.57 million yuan in net income.

Key words: coking, desulfurization waste liquid, salt extraction, resource

中图分类号:

X703.1

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Yafeng Zhang,Shuo Liu,Zhen Pei,Luyang An,Jianbo Yin,Chengxiang Sun,Rui Liu,Zongyou Zhang. An engineering case of salt extraction from coking desulfurization waste liquid[J]. Industrial Water Treatment, 2021, 41(1): 136-141.

https://www.iwt.cn/CN/Y2021/V41/I1/136

图/表 5

参考文献 16

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工艺段	副盐质量浓度/(g·L^-1)			其他指标			备注
工艺段	NH₄SCN	(NH₄)₂S₂O₃	(NH₄)₂SO₄	硫磺/(g·L^-1)	pH	外观	备注
进水	160	90	40	3	8.7	蓝绿色	—
氧化	173	9	110	19.8	4.5	蓝绿色	转化率90%
脱色	171	8.8	106.4	0	4.4	微黄色	—
蒸发浓缩	5	0.1	2.7	0.002	7.2	无色	浓缩液密度约1.36g/cm³
工艺段	副盐质量分数/%			其他指标			备注
工艺段	NH₄SCN	(NH₄)₂S₂O₃	(NH₄)₂SO₄	硫磺/(g·L^-1)	pH	外观	备注
(NH₄)₂SO₄压滤与分离	0.88	0.6	96.5	1	6	淡黄色晶体	—
NH₄SCN结晶与分离	98	0.1	0.2	0.01	5	白色晶体	—

工艺段	副盐质量浓度/(g·L^-1)			其他指标			备注
工艺段	NH₄SCN	(NH₄)₂S₂O₃	(NH₄)₂SO₄	硫磺/(g·L^-1)	pH	外观	备注
进水	160	90	40	3	8.7	蓝绿色	—
氧化	173	9	110	19.8	4.5	蓝绿色	转化率90%
脱色	171	8.8	106.4	0	4.4	微黄色	—
蒸发浓缩	5	0.1	2.7	0.002	7.2	无色	浓缩液密度约1.36g/cm³
工艺段	副盐质量分数/%			其他指标			备注
工艺段	NH₄SCN	(NH₄)₂S₂O₃	(NH₄)₂SO₄	硫磺/(g·L^-1)	pH	外观	备注
(NH₄)₂SO₄压滤与分离	0.88	0.6	96.5	1	6	淡黄色晶体	—
NH₄SCN结晶与分离	98	0.1	0.2	0.01	5	白色晶体	—

工段	名称	数量	规格型号	主体材质
氧化单元	氧化塔	1座	D2 800/2 200 mm×11 000 mm	S31603
	空气预热器	1个	D25 mm×2 mm×1 500 mm	S30408
	尾气冷凝器	1个	D25 mm×2 mm×3 000 mm	S31603
	氨水罐	1个	D1 800 mm×2 000 mm	S31603
	硫磺压滤机	1个	过滤面积40 m², 滤板800 mm×800 mm×60 mm	碳钢+S31603
	硫膏溶解桶	1个	D2 100 mm×1 500 mm	S31603
脱色单元	脱色罐	1个	D3 200 mm×4 500 mm	S31603
	脱色清液罐	1个	D3 200 mm×7 000 mm	S31603
	活性炭压滤机	1个	过滤面积40 m²袁滤板800 mm×800 mm×60 mm	碳钢+S31603
	活性炭运输箱	1个	1 200 mm×1 000 mm×750 mm	S30408
蒸发浓缩单元	浓缩釜	1个	D2 500 mm×3 750 mm	S31603
	浓缩放料桶	1个	D3 200 mm×1 750 mm	S31603
	气液分离罐	1个	D1 500 mm×3 000 mm	S31603
	浓缩冷凝器	1个	换热面积180 m², 总热负荷1 745 kW	S31603, 20号钢
	真空水箱	1个	3 000 mm×2 000 mm×1 750 mm	S30408
(NH₄)₂SO₄压滤与分离单元	(NH₄)₂SO₄压滤机	1个	过滤面积80m², 滤板1 000 mm×1 000 mm×60 mm	碳钢+S31603
	调节桶	1个	D3 200 mm×1 750 mm	S31603
	精密压滤机	1个	过滤面积30 m², 滤板630 mm×630 mm×60 mm	碳钢+S31603
	(NH₄)₂SO₄ 溶解桶	1个	D2 100 mm×1 500 mm	S31603
	(NH₄)₂SO₄ 离心机	2个	PD1250平板式吊袋卸料	S31603
	(NH₄)₂SO₄ 母液桶	1个	2 650 mm×1 700 mm×1 300 mm	S31603
NH₄SCN结晶与分离单元
	结晶釜	2个	D2 400 mm×2 500 mm	Q245R+搪瓷
	NH₄SCN离心机	2个	PD1250平板式吊袋卸料	S31603
	NH₄SCN母液桶	1个	1 350 mm×1 700 mm×1 300 mm	S31603
	冷冻机组	1套	180 kW, 冷冻水量30 m³/h	碳钢
	冷水箱	1个	2 000 mm×1 500 mm×1 500 mm	201/S30408
	温水箱	1个	2 000 mm×1 500 mm×1 500 mm	201/S30408
尾气处理系统	尾气风机	1个	离心式引风机	S30408
	尾气吸收塔	1座	D1 500/1 800 mm×7 600 mm	S31603
	氨水冷却器	1个	D19 mm×2 mm×3 000 mm	S30408
辅助系统(压缩空气、蒸汽、循环水)	空气压缩机	1个	6.6 m³/min, 1 650 mm×1 050 mm×1 400 mm	冷轧钢板
	空气预热器	1个	D25 mm×2 mm×1 500 mm	S30408, 20号钢
	蒸汽冷凝水罐	1个	D2 000 mm×2 500 mm	S30408
	冲洗水罐	1个	D600 mm×1 000 mm	S30408
	冷水塔	1套	5 685 mm×5 435 mm	热浸镀锌铁
	冷水塔风机	2个	LSF-240, 2 400 m³/min	铝合金

工段	名称	数量	规格型号	主体材质
氧化单元	氧化塔	1座	D2 800/2 200 mm×11 000 mm	S31603
	空气预热器	1个	D25 mm×2 mm×1 500 mm	S30408
	尾气冷凝器	1个	D25 mm×2 mm×3 000 mm	S31603
	氨水罐	1个	D1 800 mm×2 000 mm	S31603
	硫磺压滤机	1个	过滤面积40 m², 滤板800 mm×800 mm×60 mm	碳钢+S31603
	硫膏溶解桶	1个	D2 100 mm×1 500 mm	S31603
脱色单元	脱色罐	1个	D3 200 mm×4 500 mm	S31603
	脱色清液罐	1个	D3 200 mm×7 000 mm	S31603
	活性炭压滤机	1个	过滤面积40 m²袁滤板800 mm×800 mm×60 mm	碳钢+S31603
	活性炭运输箱	1个	1 200 mm×1 000 mm×750 mm	S30408
蒸发浓缩单元	浓缩釜	1个	D2 500 mm×3 750 mm	S31603
	浓缩放料桶	1个	D3 200 mm×1 750 mm	S31603
	气液分离罐	1个	D1 500 mm×3 000 mm	S31603
	浓缩冷凝器	1个	换热面积180 m², 总热负荷1 745 kW	S31603, 20号钢
	真空水箱	1个	3 000 mm×2 000 mm×1 750 mm	S30408
(NH₄)₂SO₄压滤与分离单元	(NH₄)₂SO₄压滤机	1个	过滤面积80m², 滤板1 000 mm×1 000 mm×60 mm	碳钢+S31603
	调节桶	1个	D3 200 mm×1 750 mm	S31603
	精密压滤机	1个	过滤面积30 m², 滤板630 mm×630 mm×60 mm	碳钢+S31603
	(NH₄)₂SO₄ 溶解桶	1个	D2 100 mm×1 500 mm	S31603
	(NH₄)₂SO₄ 离心机	2个	PD1250平板式吊袋卸料	S31603
	(NH₄)₂SO₄ 母液桶	1个	2 650 mm×1 700 mm×1 300 mm	S31603
NH₄SCN结晶与分离单元
	结晶釜	2个	D2 400 mm×2 500 mm	Q245R+搪瓷
	NH₄SCN离心机	2个	PD1250平板式吊袋卸料	S31603
	NH₄SCN母液桶	1个	1 350 mm×1 700 mm×1 300 mm	S31603
	冷冻机组	1套	180 kW, 冷冻水量30 m³/h	碳钢
	冷水箱	1个	2 000 mm×1 500 mm×1 500 mm	201/S30408
	温水箱	1个	2 000 mm×1 500 mm×1 500 mm	201/S30408
尾气处理系统	尾气风机	1个	离心式引风机	S30408
	尾气吸收塔	1座	D1 500/1 800 mm×7 600 mm	S31603
	氨水冷却器	1个	D19 mm×2 mm×3 000 mm	S30408
辅助系统(压缩空气、蒸汽、循环水)	空气压缩机	1个	6.6 m³/min, 1 650 mm×1 050 mm×1 400 mm	冷轧钢板
	空气预热器	1个	D25 mm×2 mm×1 500 mm	S30408, 20号钢
	蒸汽冷凝水罐	1个	D2 000 mm×2 500 mm	S30408
	冲洗水罐	1个	D600 mm×1 000 mm	S30408
	冷水塔	1套	5 685 mm×5 435 mm	热浸镀锌铁
	冷水塔风机	2个	LSF-240, 2 400 m³/min	铝合金

序号	项目	日消耗量/产量	价格	日运行成本/元	年运行成本/万元	备注
1	催化剂	3 kg	150元/kg	450	15	不回收
2	活性炭	60 kg	6元/kg	360	12	一次性使用
3	蒸汽	38.65 t	136元/t	5 256	175	0.4~0.6 MPa
4	生产用水	144.14 t	4.42元/m³	637	21	—
5	生产用电	5 113.51 kW·h	0.60元/(kW·h)	3 068	102	—
6	设备折旧费和维修费	—	—	2 102	70	按10 a折算
7	人工费	—	—	2 700	90	—
8	(NH₄)₂SO₄产品	1.82 t	500~600 ¹⁾	1 001	33	合格品
9	NH₄SCN产品	4.85 t	6 000~6 500 ¹⁾	30 313	1 009	一级品
10	收支平衡²⁾	—	—	16 741	557	—

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