成果名称：高效蒸氨集成技术
申请单位：清华大学（化学工程系）
鉴定编号：[教 SW2006] 第072号
鉴定日期：2006年12月19日
学 科：12化工轻纺
成果简介：煤化工企业产生的含氨废水含氨废水通常通过精馏回收，长期以来的工业实践结果表明，传统氨水精馏过程存在一些不足之处，主要表现在：（1）工艺组织不合理。长期以来含氨废水主要采取直接蒸汽精馏回收，蒸汽冷凝后直接混入塔釜采出，形成大量废水；塔顶采用部分冷凝的分凝器，难以定量回流以控制塔顶温度，塔顶温度偏高会造成氨浓度下降，塔顶温度偏低会造成塔顶氨成盐结晶杜塞管道；（2）精馏塔内构件效率较低。采用传统蒸馏设备，处理每吨原料含氨废水平均消耗蒸汽约0.17~0.20吨，能耗较高；（3）设备材质选择不合理。国内氨水精馏的设备多来自于前苏联的设计，材质多选择铸铁，铸铁虽然比碳钢的防腐能力强，但其厚度远高于一般钢制材料，设备多比较笨重，检修时工作量非常大。
因此，蒸氨过程迫切需要解决以下几个问题：（1）解决由于蒸汽直接蒸吹造成的废水增加问题和塔顶温度控制不良造成的工况波动现象；（2）解决由于汽液接触不当造成的蒸汽用量偏高的问题，为了采用高效汽液接触内件，必须解决塔内汽液相的逐板精确计算问题；（3）解决主体蒸馏设备和换热器的防腐问题。
为解决上述问题，本项目开发完成了“高效蒸氨集成技术”，该技术具有如下特点：（1）加热介质采用导热油取代原有直接蒸汽，减少废水排放，并提高供热和工艺操作的稳定性；（2）塔内构件采用清华大学专利斜孔塔板，提高汽液接触传热、传质效率，降低能耗；（3）摈弃传统经验人工粗略计算设计方法，以精确计算的过程模拟软件PRO-Ⅱ为平台，汽相采用理想状态方程，液相引入离子平衡方程修正NRTL法以模拟液相和活度系数，并以此为基础模拟优化得到剩余氨水工艺参数，并确定优化的工艺条件；（4）材质防腐。根据腐蚀区间不同进行分段设计，提高设备防腐能力。
本项目研究的新工艺在工业装置运行后，回收废液中氨含量由原来的350mg./L降低至200mg./L以下，塔顶回收氨水由原来的12~13%提高至14~16%，产生废水量由原来的85~90吨/h降至77~81吨/h。同时由于新工艺系统提高了传质、传热效果以及余热的综合利用程度，使得供入系统热量大大降低，而且塔顶氨气在密闭情况下经冷凝、冷却，直接送到硫铵工序，彻底杜绝了旧蒸氨生产工艺所产生的焦化恶臭源之一，职工操作环境大为改善，年创效益800万元以上。
新工艺在哈尔滨气化厂的应用综合效果总结如下：塔釜含氨废水由原来的超过400mg/L降至100mg/L以下，侧线氨水浓度由原来的低于8%提高至12%,,回收产品（折纯氨）能耗降低16%，而且由于工艺稳定，设备损毁率降低，比原装置的检修周期提高1倍以上。
综上所述，新工艺工艺先进，具有创新性，比原工艺降低能耗16%-30%，氨回收率提高0.47%-5.54%，氨产品浓度提高18%-27%；该技术已经成功应用于多套工业装置，取得了累计超过3000万元以上的经济效益和明显的社会效益；该技术在国内外文献尚未见报道，具有自主知识产权，达到了国际先进水平，这对于提升我国煤化工绿色清洁生产水平具有重要意义。
