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蒸氨系统加碱方式的选取
来源:原创 | 作者:惠奥科技 | 发布时间: 2023-04-19 | 455 次浏览 | 分享到:

蒸氨是处理氨氮废水非常重要的手段,很多化工、焦化、有色冶金企业都有蒸氨装置。氨氮废水组成复杂,纯粹的游离氨蒸氨装置很少。大部分氨氮废水中除了游离氨外,还含有铵盐形式存在氨,主要分为可挥发的铵盐如NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HS、(NH4)2S、NH4CN等,固定铵盐如(NH4)2SO4、NH4SCN、(NH4)2S2O3、NH4Cl 等。挥发性的铵盐受热分解,在蒸氨装置中可以随氨一起回收,固定铵盐加热不易分解,通常采用的做法是加碱置换,将铵盐转化为游离氨后回收。

含挥发铵盐的废水可采用脱酸蒸氨塔,塔顶设分缩器和冷进料,可以将CO2、H2S、HCN等酸性气从塔顶采出,塔侧线采出含氨气体,经过分凝提浓和冷凝冷却后可得高浓度的氨水。该工艺中挥发铵盐的分解、精馏是不消耗碱的。

含挥发铵盐的废水如果采用普通蒸氨,冷凝器中可能会形成铵盐结晶,附着在换热面上,造成换热器堵塞,降低换热效率,还会加剧换热器的腐蚀。

所以针对不同的水质情况,加碱方式和位置与蒸氨装置有多种组合方式,本文将就不同的加碱方式和位置及其适用范围分别介绍。



1. 进料泵前加碱,普通蒸氨

加碱位置在蒸氨的进料泵进口管线,此种加碱方式不需要碱泵太高的压头,利用泵吸入管线压力较低,碱液可以很容易进入到蒸氨前液中,再利用泵进行混合。还可采用碱液高位槽无动力加碱。该工艺投资小,工艺简单。缺点是:加碱量控制精度较低,混合效果相对较差,后续换热器,管道易结垢。

适合于:进料波动较小,加碱量稳定,固定铵盐蒸氨或对回收氨水纯度要求较高的蒸氨装置。如果蒸氨进料含有挥发铵盐,则会造成碱量的浪费。

2. 进料泵后加碱,普通蒸氨

泵后加碱一般采用计量泵和在线静态混合器加碱,经过静态混合器充分混合后,再经过预热器升温,可以充分反应,将固定铵置换为游离氨。一些企业的水质复杂,加碱后有沉淀产生,可以设置沉降过滤系统,经过一定时间的停留,固定铵和碱充分反应,沉淀物同时得到分离,降低后续设备堵塞的风险。优点是设备相对简单,反应充分、碱利用率高。

一些湿法废水、蚀刻废水采用该工艺,加碱后过滤系统可回收高价值的金属氧化物。同样加碱过滤系统适合作为加钙碱的蒸氨进料的预处理。

3. 独立反应器加碱,普通蒸氨

独立反应器加碱为设置搅拌反应器,将经过计量的蒸氨进料打入反应器,然后加入经过计量的碱液,充分反应后,出料到中间罐,再去蒸氨。加碱后液可设置过滤系统,进行固液分离等操作,加钠碱和钙碱。优点是;碱加量精准,反应充分、利用率高。缺点是:间歇操作,设备复杂。

适用于:加钙碱蒸氨,含固量高废水的挥发铵盐蒸氨。

4. 蒸氨塔上加碱,脱酸蒸氨

一般用在脱酸蒸氨塔上,在蒸氨塔上合适的位置设加碱口,经过计量加入液碱,液碱与蒸氨液在塔板上混合均匀后反应,置换固定铵为游离氨。具体加碱位置的确定是经过严格地计算的。对于同时含挥发铵盐和固定铵盐的废水,蒸氨塔在运行中,从塔顶到塔釜, pH值先升高,后降低,然后维持相对恒定。为了使加碱量最小,合适的加碱位置应该在降低的拐点上。

该工艺为按需加碱,加量精准,碱利用高,为了保证塔的长周期运行,仅适合可溶性的钠碱。

5. 碱量的检测控制方式

实际运行中,对于连续的生产,废水的水质处于波动状态,而取样检测又难以及时指导生产,因此加碱量的在线检测和控制非常必要。通常采用pH值来反馈碱的浓度,在蒸氨系统中,游离氨、温度都会影响pH反馈的碱浓度,为取得准确的pH数据,检测点一般选在塔釜废水出冷却器后,该点温度相对稳定,无游离氨的干扰,可以准确反映碱的浓度,唯一的确定是从控制的角度来说,较为滞后。

结论

根据水质情况和企业的需求,加碱位置选取分以下几个情况

(1)如果游离氨和固定铵盐蒸氨,加碱位置选取对消耗和水质影响较小,四种加碱方式都可选。

(2)含挥发铵盐和固定铵盐,对回收氨水纯度有要求的,可采用脱酸蒸氨、塔上加碱。也可采用普通蒸氨,在进料管线加碱或独立反应器加碱。

(3)含挥发铵盐和固定铵盐,对回收氨水纯度无要求地的,采用普通蒸氨,塔上加碱。