申请日2011.12.31
公开(公告)日2012.07.25
IPC分类号B01D53/78; C02F101/16; C02F1/00; B01D53/50
摘要
本发明属于工业废水、废气资源化综合利用的技术领域，具体为一种高浓度氨氮废水的处理方法。具体为提供两种废物(氨氮废水和锅炉烟气)综合利用，回收硫酸铵的一种方法。将化工企业生产过程中产生的含高氨氮废水收集后作为脱硫剂进入脱硫塔与锅炉除尘后的烟气中SO2进行反应，得到亚硫酸铵中间产品，亚硫酸铵进一步氧化生成稳定的硫酸铵。
权利要求书
1.一种高浓度氨氮废水的处理方法，将工艺过程中产生的高浓度氨氮废水收集后，用管道输送到氨水储槽，与液氨调配成摩尔浓度为10%的氨水作为脱硫剂，通过氨水泵输送至脱硫塔与锅炉除尘后的烟气中的SO2进行反应，得到亚硫酸铵中间产品，亚硫酸铵进一步氧化生成稳定的硫酸铵。
2.根据权利要求1所述的高浓度氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述的工艺过程中产生的高浓度氨氮废水指的是，化工企业煤气制备过程、工艺气净化过程工艺中产生的氨氮废水，其摩尔浓度为2-3%。
3.根据权利要求1所述的高浓度氨氮废水的处理方法，其详细步骤为：由袋式除尘器除尘后的锅炉高温烟气，温度为130～160℃，经换热器与经脱硫塔处理完毕的出塔尾气进行换热降温后进入脱硫塔，用高浓度氨氮废水和液氨调配成的10%氨水吸收生成亚硫酸铵，吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液后，再将硫酸铵溶液泵入过滤器，除去溶液中的烟尘送入蒸发结晶器，经蒸发结晶、离心、干燥、包装后得成品硫酸铵;吸收后的烟气经除雾净化进换热器升温到露点温度以上进入烟囱排放。
说明书
一种高浓度氨氮废水的处理方法
技术领域
本发明属于工业废水、废气资源化综合利用的技术领域，具体为一种高浓度氨氮废水的处理方法。
背景技术
近年来，随着化肥、煤化工、石油化工等行业的迅速发展壮大，多数石化企业在生产中形成部分废氨水或高浓度氨氮废水，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一。废水中的氨氮一般是以铵盐或游离氨形式存在，其中NH3-N含量通常在1000-160000mg /L 之间，对高含量的氨氮废水，采用传统的“三废”处理方式蒸馏处理或排放，这样不仅增加了生产成本而且产生了环境污染。目前，生物法也只能处理300 mg /L以下的氨氮废水。而化学氧化法脱氨，费用十分昂贵,同时也浪费资源。用化学沉淀法脱氨，不但成本高，副产品量大，且副产品没有商品市场。吹脱法存在效率低、耗时长、氨气收集难度大、容易导致空气污染等缺点，处理方法都不理想。因此，采用经济有效的技术控制高浓度氨氮废水污染迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于针对废水和废气的高投入治理，提供一种高浓度氨氮废水的处理方法，具体为提供两种废物(氨氮废水和锅炉烟气)综合利用，回收硫酸铵的一种方法。将化工企业生产过程中产生的含高氨氮废水收集后作为脱硫剂进入脱硫塔与锅炉除尘后的烟气中SO2进行反应，得到亚硫酸铵中间产品，亚硫酸铵进一步氧化生成稳定的硫酸铵。
本发明的技术方案为：将工艺过程中产生的高浓度(2%-3%)氨氮废水收集后，用管道输送到氨水储槽，与液氨调配成摩尔浓度为10%的氨水作为脱硫剂，通过氨水泵输送至脱硫塔与锅炉除尘后的烟气中的SO2进行反应，得到亚硫酸铵中间产品，亚硫酸铵进一步氧化生成稳定的硫酸铵。
所述的浓度为摩尔浓度。
所述的工艺过程中产生的高浓度氨氮废水指的是，化工企业煤气制备过程、工艺气净化过程工艺中产生的氨氮废水，其摩尔浓度为2-3%。
本发明的详细步骤为：
由袋式除尘器除尘后的锅炉高温烟气，温度为130～160℃，经换热器与经脱硫塔处理完毕的出塔尾气进行换热降温后进入脱硫塔，用高浓度氨氮废水和液氨调配成的10%氨水吸收生成亚硫酸铵，吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液后，再将硫酸铵溶液泵入过滤器，除去溶液中的烟尘送入蒸发结晶器，经蒸发结晶、离心、干燥、包装后得成品硫酸铵;吸收后的烟气经除雾净化进换热器升温到露点温度以上进入烟囱排放。
本发明的工艺原理：
将化工企业煤气制备过程、工艺气净化过程等工艺过程中产生的含高浓度氨氮废水通入脱硫塔中，使其与含SO2的废气接触，发生如下反应：
SO2+H2O+xNH3 = (NH4)xH2-XSO3 (1)
由于氧的存在其吸收过程中，(NH4)2SO3-NH4HSO3体系将被部分氧化形成(NH4)2SO4，吸收液中主要有(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2SO4等成分。
NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)
此过程是将吸收中间产物不稳定的亚硫酸铵氧化成稳定的硫酸铵。
本发明的有益效果为：采用进脱硫塔原烟气与出脱硫塔烟气热交换的技术，其优点有：①采用气-气热交换降温，减少了喷淋水用量，吸收液的循环量小，能耗低了。②对出脱硫塔烟气进行气-气热交换加热，提高了烟气温度，使进入烟囱的烟气温度高于露点温度，既减少了烟气升温的能耗，又避免了烟气对烟囱的腐蚀，减少烟囱防腐处理费用。
可归结为如下几点：
1)完全资源化——变废为宝、化害为利：
氨法脱硫可将二氧化硫、氨回收为硫酸铵、磷铵、硝铵等化肥，不产生二次污染，全部资源化。
2)脱硫成本低：
氨法脱硫是回收法，副产品附价值高，可使氨增值，运行费用低。
3)应用在化工领域具有“以废治废”的独特优势：
以高浓度氨氮废水为脱硫剂，不仅解决了化工及电力企业二氧化硫的污染问题，又将其排放的高氨氮废水在脱硫过程中“吃净用光”，同时消灭了两大污染源。
采用氨法脱硫直接将废氨水或高浓度氨氮废水用于生产硫酸铵直接作为农用化肥或作为复合肥厂的原料,可实现废物的综合利用,以废治废、变废为宝, 既脱硫又治污水，一举两得，实现环境保护和资源再生利用双赢的目标。这是目前减少“三废”排放的有效途径,体现了循环经济资源化和无害化的原则。
处理后烟气SO2浓度小于200mg/Nm3，脱硫效率大于90%;同时高氨氮废水全部用于反应，降低了工艺水消耗，减少氨氮排放7.5吨/年。
因此，本发明将废水治理和废气治理结合，有效解决了高氨氮废水处理难度大，费用高，存在二次污染等问题，同时减少了氨氮排放量，运行成本低，无废水，无废渣，符合循环经济规律，可实现脱硫过程的零消耗。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1 甲醇生产过程中来自变换工序、净化工序的高浓度(2%-3%)氨氮废水,用管道输送到烟气脱硫系统氨水储槽，与液氨调配成10%氨水，通过氨水泵输送至脱硫塔与锅炉烟气中SO2进行反应，生产硫酸铵。
效果比较：
甲醇生产过程中产生的生产废水约150m3/h,其中高浓度氨氮废水15m3/h，高浓度氨氮废水与其他生产废水混合后进入污水处理站进行处理，污水站缓冲池氨氮含量约700-900 mg/l，调节池氨氮含量约350-400mg/l,污水处理成本3.6元。高氨氮废水进入脱硫系统后，污水站调节池氨氮含量约100-150mg/l,吨处理成本降低1-1.5元，年节约污水处理运行费用150-225万元，同时减少氨氮排放7.5吨。
