高濃度氨氮廢水的來源很多，如合成氨、煤焦化、石油化工、醫(yī)藥工業(yè)、食品生產(chǎn)等。產(chǎn)生大量高濃度氨氮廢水。這類廢水不僅會造成水體富營養(yǎng)化和水資源污染，而且會給水處理和回用帶來很大困難，甚至對人體和各種生物產(chǎn)生毒害作用。

本文主要探討蒸氨法在煤氣化過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。煤氣化生產(chǎn)工藝在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中非常成熟，約有20種。其生產(chǎn)工藝主要包括以下幾個環(huán)節(jié):原煤準(zhǔn)備、氣化單元、變換單元和酸性氣體脫除單元。其中，氣化裝置產(chǎn)生的粗煤氣急冷洗滌過程會產(chǎn)生大量廢水，廢水成分復(fù)雜，氨氮含量高，一旦排放會對生態(tài)環(huán)境造成長期危害。

1.設(shè)備介紹

氨蒸餾裝置建成后，處于連續(xù)運行狀態(tài)。處理原料為變換系統(tǒng)汽提尾氣產(chǎn)生的低溫凝析油、變換尾氣進(jìn)入酸性火炬系統(tǒng)產(chǎn)生的酸性火炬凝析油、煤氣化廢水閃蒸氣進(jìn)入高壓富氫火炬系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓富氫凝析油。

該設(shè)備適用于三種操作條件:

工況1:僅適用于變換系統(tǒng)產(chǎn)生的汽提尾氣冷凝液作為給水。

工況二:在工況一的基礎(chǔ)上，考慮酸性氣火炬凝析油進(jìn)入蒸氨系統(tǒng)。

工況3:在工況1的基礎(chǔ)上，考慮高壓富氫火炬凝析油進(jìn)入系統(tǒng)。

采用單塔加壓側(cè)線萃取汽提工藝，工藝簡單，操作方便，能耗低。酸性水凈化后可達(dá)到回用指標(biāo)，送至下游裝置處理。富氨氣體從汽提塔側(cè)線抽出，經(jīng)三級分離和氨吸收后生成20%(wt)的氨水，送至其他裝置回用。

2.工藝原理和工藝流程

2.1工藝原理

本裝置處理的原料廢水主要是含有NH4HS、(NH4)2CO3、NH4HCO3等的銨鹽溶液。這些弱酸弱堿鹽在水中產(chǎn)生游離的硫化氫、氨和二氧化碳分子，這是一個化學(xué)平衡、電離平衡和相平衡共存的復(fù)雜體系。影響體系平衡的主要因素是濃度和分子比。加熱原料廢水可以促進(jìn)水解，增加游離的硫化氫、氨和二氧化碳分子，在適當(dāng)?shù)臈l件下，游離分子可以從液相轉(zhuǎn)移到氣相，從而達(dá)到去除廢水中氨氮的目的。在剝離過程中存在以下化學(xué)平衡:

2.2工藝流程

來自裝置外的變換凝析油和酸氣火炬凝析油進(jìn)入原料水罐，高壓富氫火炬凝析油進(jìn)入緩沖水罐。兩種廢水經(jīng)離心泵升壓后，送至加壓汽提塔，由塔底蒸汽加熱汽提，塔頂酸性氣送至酸火炬系統(tǒng)，塔底凈化水送至污水處理工段。從加壓汽提塔側(cè)線抽出的富氨氣經(jīng)三級分離處理后送至氨吸收塔。洗滌水從氨吸收塔頂部進(jìn)入，與氨吸收塔內(nèi)的氨氣逆流接觸。產(chǎn)生的氨水回收濃縮，合格后送氨罐銷售。流程如圖1所示。

3.治療效果的探討

本蒸氨裝置處理的原料為變換低溫冷凝液、高壓富氫火炬冷凝液和酸火炬冷凝液，處理量為30m3/h，蒸氨后送污水處理工段進(jìn)行后續(xù)處理。本文對蒸氨裝置在一定時間內(nèi)的運行情況進(jìn)行了分析和探討，主要分析了高氨氮廢水處理后期氨氮含量的變化，其氨氮運行分析如圖2所示。

從圖2可以看出，變換/酸火炬冷凝液原料中氨氮含量很高，在20000-40000mg/L之間，數(shù)值波動較大，與酸火炬系統(tǒng)介質(zhì)的復(fù)雜性和多樣性密切相關(guān)，冷凝液中氨氮含量波動的原因需要進(jìn)一步分析原料才能確定。高壓火炬冷凝液原料的氨氮含量相對穩(wěn)定，一般在5000mg/L左右，這是因為高壓火炬主要從煤氣化工段排出，原料成分單一，所以氨氮含量波動不大。兩種廢水經(jīng)蒸氨處理后，氨氮含量明顯降低。

本次隨機選取原廢水和處理后的純化水五天的氨氮含量作為參考，探討該裝置對廢水中氨氮的去除效果。水中氨氮含量為mg/L，分析數(shù)據(jù)見表1。

從表中可以看出，兩種高濃度氨氮廢水混合進(jìn)入蒸氨系統(tǒng)處理后，凈化水的氨氮含量

從以上運行數(shù)據(jù)和結(jié)果可以看出，蒸氨法處理高濃度氨氮廢水效果明顯，氨氮去除率高，工藝簡單，易于操作，為工業(yè)應(yīng)用提供了良好的實踐基礎(chǔ)。

4.問題和建議

裝置目前運行仍存在以下問題:一是裝置處理能力太小，處理能力為30m3/h，屬于設(shè)計瓶頸問題，暫時無法有效改善，建議后續(xù)應(yīng)用根據(jù)自身要求合理增加設(shè)計處理能力；二是氨水產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，雜質(zhì)多，需要繼續(xù)優(yōu)化調(diào)整工藝操作參數(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量；第三，管道容易結(jié)晶，特別是在冬季，結(jié)晶風(fēng)險更大，嚴(yán)重影響蒸氨裝置的穩(wěn)定長周期運行。建議在管道易結(jié)晶的地方按要求增加電伴熱或蒸汽伴熱，防止結(jié)晶堵塞管道。(來源:浦城清潔能源化工有限公司)

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