CN1872725A

CN1872725A - 一种处理焦化废氨水中氨氮的方法

Info

Publication number: CN1872725A
Application number: CNA2006100193724A
Authority: CN
Inventors: 王光华; 文艳; 梁玉河; 魏松波; 左建平
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE; Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: CN100378012C

Abstract

本发明涉及一种处理焦化废氨水中氨氮的方法。先在焦化废氨水中加入15～35g/L的脱除剂，调制pH值至10～14。再将其送入反应装置，反应后的废氨水进入沉浸式吹脱解吸装置，由来自硫酸铵饱和器的焦炉煤气进入沉浸式吹脱解吸装置液面下的一、二段气体分布器吹脱解吸。然后将吹脱解吸后的废氨水用泵送入活性污泥处理装置；吹脱解吸后的含氨煤气冷却后进入焦炉煤气总管。混合煤气经鼓风机送入硫酸铵饱和器与其硫酸放热反应生成硫酸铵。生成硫酸铵后的煤气大部分进入粗苯回收***，最后送往燃气厂或焦炉使用；小部分的煤气进入沉浸式吹脱解吸装置循环使用。本发明可以提高氨氮脱除效率、节约能源、降低成本、减轻生化处理氨氮负荷，并保护了环境。

Description

一种处理焦化废氨水中氨氮的方法

技术领域

本发明属于焦化废氨水的处理技术领域。尤其涉及一种直接应用于焦化厂剩余氨水或废氨水中氨氮的处理方法。

背景技术

在焦化厂生产过程中所产生的剩余氨水，氨氮由挥发铵盐和固定铵盐所构成，挥发铵盐有NH₄OH、(NH₄)₂S、NH₄CN和(NH₄)₂CO₃，固定铵盐有NH₄Cl和(NH₄)₂SO₄等。

目前，国内外焦化厂普遍采用水蒸汽法去除剩余氨水中的氨氮，即除油后的剩余氨水经氨水换热器加热到90℃后进入氨水蒸馏塔上部，塔底部通入水蒸汽蒸出氨水中的挥发氨。从蒸氨塔顶逸出的氨蒸汽经塔顶冷凝器降温，产生的冷凝液作回流直接流入塔内。降温后的氨蒸汽进入中和器内与硫酸吡啶反应，生成粗吡啶；或者经饱和器前的煤气管和含氨的煤气一并进入饱和器，与硫酸反应生成硫酸铵。而从蒸氨塔底排出的蒸氨废水与原料氨水换热后进入焦化厂活性污泥生化处理装置。

国内采用煤气解吸法脱焦化剩余氨水中的氨(曹汉生.用煤气解吸法脱除剩余氨水中的氨.燃料与化工.2000，31(2)：103～104.)，将除油后的剩余氨水流入地下槽，往槽中添加NaOH后，经热贫油换热器换热、蒸汽加热器加热到85～90℃后进入三段穿流式筛板解吸塔，与塔底进入的煤气逆流接触，致使塔内温度降低，为使剩余氨水在穿流式筛板解吸塔能维持到85～90℃，在进入每段塔前先将剩余氨水用塔外的蒸汽加热器加热。塔顶出的煤气经冷凝冷却器后入煤气总管。脱氨后的剩余氨水送焦化厂活性污泥生化处理装置处理。

在上述技术中，前者由于采用蒸氨塔设备大，水蒸汽解吸操作温度高，能耗大，成本高，总氨氮脱除率低，使活性污泥生化处理的氨氮负荷较大。因此，长期以来焦化厂废水的处理很难达到国家水质的排放标准。后者采用的穿流式筛板塔，设备大、操作温度较高，为使剩余氨水在穿流式筛板解吸塔维持到85～90℃亦采用多个蒸汽加热器加热，能耗较大，成本高，总氨氮脱除率低，使活性污泥生化处理的负荷较大。因此，长期以来焦化厂废水的处理很难达到国家水质排放标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种能节约能源、降低成本、可减少生化氨氮负荷、能有效地处理焦化废氨水中的氨氮的方法。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：先在焦化废氨水中加入15～35g/L的脱除剂，调制pH值至10～14，脱除剂或为强碱弱酸盐中的Na₂CO₃、或为强碱。再将加入脱除剂的废氨水通过管道送入反应装置进行反应，反应后的废氨水通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置，经废氨水分布器均匀喷洒其中；由来自硫酸铵饱和器的焦炉煤气通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置液面下的一、二段气体分布器吹脱解吸，使总氨氮脱至100mg/l以下，脱除率可达96％以上。然后将吹脱解吸后的废氨水用泵送入活性污泥处理装置；吹脱解吸后的含氨煤气经冷却后从沉浸式吹脱解吸装置的顶部逸出，通过管道进入鼓风机前的负压焦炉煤气总管。焦炉煤气总管的混合煤气经鼓风机通过管道送入硫酸铵饱和器，混合煤气中氨与硫酸铵饱和器中的硫酸放热反应生成硫酸铵。生成硫酸铵后的煤气大部分通过管道进入粗苯回收***，最后送往燃气厂或焦炉使用；小部分的煤气通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置循环使用。其中：

焦化废氨水的化学成分是，全氨为2～5g/L、挥发氨为1～2g/L、CO₂为1～2g/L、硫化物为0.2～2g/L、氰化物为0.04～0.14g/L、挥发酚为1.3～2.5g/L。

反应装置或采用“一种固定铵盐反应器”(CN200610019288.2)、或采用“一种旋流反应器”(CN200620097103.5)专利技术。废氨水通过管道从其液体入口进入，再经过每个热载体夹套间安装的旋流板进入各自的液体反应通道进行多次反应，反应后的液体从液体出口通过管道送入沉浸式吹脱解吸装置。温度为70～100℃的热载体从每个热载体夹套的热载体入口进入，通过各自的热载体通道从热载体出口流出。热载体为水蒸汽或热导油中的一种。

沉浸式吹脱解吸装置或采用“一种沉浸式吹脱解吸器”(CN200610019289.7)、或采用“一种沉浸式吹脱装置”(CN200620097104.X)专利技术。均匀喷洒其中的反应后废氨水的液面高于一、二段气体分布器，吹脱解吸氨氮的介质为来自硫酸铵饱和器后的氨含量≤10～30mg/L的焦炉煤气，焦炉煤气经一、二段气体分布器的喷孔喷入废氨水中进行吹脱解吸。吹脱解吸时间为1～3h，吹脱解吸温度为70～80℃，气液体积比为500～2000∶1；吹脱解吸后的含氨煤气经冷凝管冷却后从顶部的气体出口逸出，逸出的温度为25～40℃。

活性污泥处理装置或为A²/O活性污泥生化处理装置、或为其它类型的活性污泥处理装置。当Na₂CO₃作为脱除剂时，吹脱解吸后的废氨水送A²/O活性污泥生化处理装置；当强碱作为脱除剂时，吹脱解吸后的废氨水送其它类型污泥生化处理装置。

采用上述技术方案，本发明具有以下特点：

1、由于在废氨水中加入Na₂CO₃，使固定铵盐易转化为挥发铵盐，提高了氨氮的脱除率。

2、由于采用氨与硫酸放热反应后的热焦炉煤气作为吹脱解吸介质，不用水蒸汽，依据焦炉煤气氨的分压与剩余氨水中氨的分压差作为推动力，进行沉浸式吹脱解吸，减少了能耗。

3、由于吹脱解吸后煤气又回到负压焦炉煤气总管***中，同时对废氨水有抽提的作用，提高了解吸效率。

4、由于负压焦炉煤气总管中煤气的氨在生产硫酸铵后，少量煤气进入沉浸式吹脱解吸装置形成闭路循环，不向外界排放任何污染物，总氨氮脱除率可达96％以上，可减轻活性污泥生化处理装置氨氮的负荷。

5、由于利用硫酸铵饱和器后的余压和风机前负压焦炉煤气总管的负压循环生产，不需外加动力；同时利用化学反应热和焦炉剩余氨水的热量进行吹脱解吸，基本不需外加热量，节能效果显著。

因此，本发明可以提高氨氮脱除效率、节约能源、降低成本、减轻生化处理氨氮负荷，并保护了环境。

附图说明

图1为本发明的一种工艺流程示意图；

图2是图1中反应装置[9]的结构和工作示意图；

图3是图1中沉浸式吹脱解吸装置[8]的结构和工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术进一步说明。

一种焦化废氨水[11]的化学成分是：全氨为2～5g/L、挥发氨为1～2g/L、CO₂为1～2g/L、硫化物为0.2～2g/L、氰化物为0.04～0.14g/L、挥发酚1.3～2.5g/L、温度为70～80℃。处理该废氨水中氨氮的工艺流程如图1所示：

先在上述焦化废氨水[11]中加入15～35g/L的Na₂CO₃作为脱除剂[10]，调制pH值至10～12，再将加入Na₂CO₃脱除剂[10]的废氨水[11]通过管道送入如图2所示，或采用“一种固定铵盐反应器”(CN200610019288.2)、或采用“一种旋流反应器”(CN200620097103.5)中。废氨水[11]由液体入口[20]经过每个热载体夹套[19]间安装的旋流板[17]，进入各自的液体反应通道进行多次反应，剩余氨水[11]中的固定铵盐在旋流式反应器[9]中与Na₂CO₃反应，转化成易分解的挥发铵盐。反应后的液体从液体出口[12]通过管道送入沉浸式吹脱解吸装置[8]。为保证旋流式反应器[9]的反应温度，将温度为70～100℃的热载体从每个热载体夹套[19]的热载体入口[13]进入，通过各自的热载体通道[16]从热载体出口[14]流出。排液孔[15]供清洗或检修时开启。

反应后的废氨水[11]通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置[8]，沉浸式吹脱解吸装置[8]如图3所示，或采用“一种沉浸式吹脱解吸器”(CN200610019289.7)、或采用“一种沉浸式吹脱装置”(CN200620097104.X)专利技术。反应后的废氨水[11]通过管道经废氨水入口[31]进入废氨水分布器[24]，废氨水分布器[24]的喷嘴均匀地将废氨水[11]喷洒其中，所喷洒的废氨水[11]液面高于一、二段气体分布器[25]、[27]，液面沉浸高度由液面计[30]控制。吹脱解吸氨氮的介质为来自硫酸铵饱和器后的氨含量≤10～30mg/L的65℃焦炉煤气[1]，焦炉煤气[1]通过煤气入口[26]进入沉浸在废氨水[11]液面下的一、二段气体分布器[25]、[27]，经喷孔喷入废氨水[11]中进行吹脱解吸，吹脱解吸时间为2h，吹脱解吸温度为70～80℃，气液体积比为500～1500∶1。依据焦炉煤气氨的分压与剩余氨水中氨的分压差作为推动力，将剩余氨水中的游离氨吹脱出来，使总氨氮脱至100mg/l以下，脱除率可达96％以上。

经吹脱解吸后的含氨煤气经冷凝管[22]冷却后从顶部的气体出口[21]逸出，通过管道进入鼓风机[2]前的负压焦炉煤气[1]总管。逸出的温度为25～40℃，冷凝管[22]的冷水入口[32]、热水出口[23]分别与外部的冷水管和热水管联接。另外，吹脱解吸后的废氨水通过管道用泵[6]送入A²/O活性污泥处理装置[7]。为保证吹脱解吸的质量，在废氨水出口[29]的上方固定有折流板[28]。

负压焦炉煤气[1]总管道的混合煤气经鼓风机[2]通过管道送入硫酸铵饱和器[3]，混合煤气中氨与硫酸铵饱和器[3]中的硫酸放热反应生成硫酸铵。生成硫酸铵后的65℃热煤气大部分通过管道进入粗苯回收***[4]，最后被送往燃气厂或焦炉[5]加热用，小部分的煤气通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置[8]循环使用。

Claims

1、一种处理焦化废氨水中氨氮的方法，其特征在于先在焦化废氨水[11]中加入15～35g/L的脱除剂[10]，调制pH值至10～14，再将加入脱除剂[10]的废氨水[11]通过管道送入反应装置[9]进行反应；反应后的废氨水[11]通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置[8]，经废氨水分布器[24]均匀喷洒其中，由来自硫酸铵饱和器[3]的焦炉煤气通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置[8]液面下的一、二段气体分布器[25]、[27]吹脱解吸，然后将吹脱解吸后的废氨水用泵[6]送入活性污泥处理装置[7]，吹脱解吸后的含氨煤气经冷却后从沉浸式吹脱解吸装置[8]的顶部逸出，通过管道进入鼓风机[2]前的负压焦炉煤气[1]总管；焦炉煤气[1]总管的混合煤气经鼓风机[2]通过管道送入硫酸铵饱和器[3]，混合煤气中氨与硫酸铵饱和器[3]中的硫酸放热反应生成硫酸铵，生成硫酸铵后的煤气大部分通过管道进入粗苯回收***[4]，最后送往燃气厂或焦炉[5]，小部分的煤气通过管道进入沉浸式吹脱解吸装置[8]循环使用。

2、根据权利要求1所述的处理焦化废氨水中氨氮的方法，其特征在于所述的焦化废氨水[11]的化学成分是，全氨为2～5g/L、挥发氨为1～2g/L、CO₂为1～2g/L、硫化物为0.2～2g/L、氰化物为0.04～0.14g/L、挥发酚为1.3～2.5g/L。

3、根据权利要求1所述的处理焦化废氨水中氨氮的方法，其特征在于所述的反应装置[9]或采用“一种固定铵盐反应器”、或采用“一种旋流反应器”专利技术，专利申请号分别是CN200610019288.2、CN200620097103.5；废氨水[11]通过管道从其液体入口[20]进入，再经过每个热载体夹套[19]间安装的旋流板[17]进入各自的液体反应通道[18]进行多次反应，反应后的液体从液体出口[12]通过管道送入沉浸式吹脱解吸装置[8]；温度为70～100℃的热载体从每个热载体夹套[19]的热载体入口[13]进入，通过各自的热载体通道[16]从热载体出口[14]流出。

4、根据权利要求3所述的处理焦化废氨水中氨氮的方法，其特征在于所述的热载体为水蒸汽或热导油中的一种。

5、根据权利要求1所述的处理焦化废氨水中氨氮的方法，其特征在于所述的沉浸式吹脱解吸装置[8]或采用“一种沉浸式吹脱解吸器”、或采用“一种沉浸式吹脱装置”专利技术，专利申请号分别是CN.200610019289.7、CN.200620097104.X；均匀喷洒其中的反应后废氨水[11]的液面高于一、二段气体分布器[25]、[27]，吹脱解吸氨氮的介质为来自硫酸铵饱和器后的氨含量≤10～30mg/L的焦炉煤气[1]，焦炉煤气[1]经一、二段气体分布器[25]、[27]的喷孔喷入废氨水[11]中进行吹脱解吸，吹脱解吸时间为1～3h，吹脱解吸温度为70～80℃，气液体积比为500～2000∶1；吹脱解吸后的含氨煤气经冷凝管[22]冷却后从顶部的气体出口[21]逸出，逸出的温度为25～40℃。

6、根据权利要求1所述的处理焦化废氨水中氨氮的方法，其特征在于所述的脱除剂[10]或为强碱弱酸盐中的Na₂CO₃、或为强碱。

7、根据权利要求1所述的处理焦化废氨水中氨氮的方法，其特征在于所述的活性污泥处理装置[7]或为A²/O活性污泥生化处理装置、或为其它类型的活性污泥处理装置；当Na₂CO₃作为脱除剂[10]时，吹脱解吸后的废氨水送A²/O活性污泥生化处理装置，当强碱作为脱除剂[10]时，吹脱解吸后的废氨水送其它类型污泥生化处理装置。