專利名稱：利用焦化廠含硫氨水生產碳酸氫銨的方法
技術領域：
本發明涉及一種工業廢水的處理工藝。
目前國外大中型焦化廠，焦爐煤氣的處理大都采用美國FHOSAM公司的“磷銨流程”。即利用磷酸鹽對氨的選擇性吸收來凈化焦爐煤氣，從而使焦爐煤氣中的硫、銨分離。因而在其次后的處理工藝中就不存在含硫氨水廢液了，這種工藝流程的優點是資源利用率高，氨水質量好，但投資大，工藝設備要求高。而我國焦化廠是用水來分離和凈化煤氣，這樣在其廢液中含有NH3、NH+4、S--。以下我們簡稱為含硫氨水，顯然，未經處理的含硫氨水是不允許排放和作為氮肥出售的。在我國主要用“硫銨流程”來處理，方法是在含硫氨水中加入硫酸生產出硫酸銨，化學反應過程中的另一生成物硫化氫氣體另行轉化利用。這種流程雖然資源能夠綜合利用，但工藝流程長，設備較復雜，投資大，硫酸銨生產成本高，冶金部武漢安全環保研究院曾對含硫氨水做過小試驗，根據可行性實驗報告介紹，就脫硫工藝有吹脫、吸附、電解、蒸餾和沉淀五種方法，利用氨與硫化氫的溶解度與揮發性的差異，采用空氣吹脫和加熱蒸餾使其中的硫與含硫氨水分離。電解法是利用硫離子在正電極形成單體硫沉淀，吸附法是利用活性炭對硫化物的吸附性，沉淀法是用FeCl3作沉淀劑加入含硫氨水內，反應式如下
和因為FeS和Fe2S2溶度積極小。從這點上看，此法似乎是可行的。據資料記載脫硫除去率91%，氨回收利用率56%，并且還分析了氨回收利用率低的原因在沉淀劑加入后的反應過程中有NH4Cl存在，這樣降低了溶液中的氨的濃度，從而限制了氨回收利用率的進步提高，上述五種方法均不能單獨在生產實踐中應用，故該實驗報告推薦了一種綜合工藝方法“蒸餾法作為第一級處理，沉淀法為第二級處理”，最后將氨液提濃成含NH318-20%的成品氨水，這種綜合處理工藝方法難于付諸實施，我們分析是以下二個因素的存在首先在第一級處理的蒸餾過程中。隨著吸收液氨含量的增加，硫化氫的溶解度急劇增加，達不到硫、氨分離的目的。其次，用FeCl3作沉淀劑的沉淀法需要二次才能達到工藝要求。事實上在沉淀過程中還有下列反應
即是說還有單體S存在于氨液之中，這些都是不允許的。因為我們知道，對含硫氨水的處理工藝，除要求有盡可能高的氨的回收利用率外，要求脫硫除去率大于99.8%以滿足氨液含硫量小于0.1克/升的使用要求。
本發明旨在于提出一種焦化廠含硫氨水的綜合利用處理方法。
是這樣來實現的首先用硫酸亞鐵作沉淀劑進行沉淀，其原理是
因為硫化亞鐵的溶度積等于3.7×10-19，從而保證沉淀完全。當沉淀劑的加入量與含硫氨水中的硫化物等當量或微過量時，硫的除去率≥99.8%。從而使硫、氨得以分離，經沉淀后，一方面是沉淀物FeS，另一方面是無硫氨水了。利用NH3的揮發性，經蒸餾、分離并吸收，制成濃氨水，而余下的蒸氨母液中含(NH4)2SO4，源于沉淀過程的化學反應
用將脫硫后的濃氨水與二氧化碳反應生成碳酸氫銨，生成碳酸氫銨的工藝是傳統的化肥生產中的碳化過程，需要說明的是所需的二氧化碳還可以是利用石灰窯爐尾氣經凈化后取得，這樣做有利于環境保護和產品的經濟性，也是出于同樣的因素，在沉淀工藝中還用硫酸亞鐵為沉淀劑，因為它可以從某些工廠的廢酸洗液中制取，事實上它也是一種工業付產品而人們又尚未找到一種大量應用的途徑，當然只經一次沉淀處理，脫硫除去率大于或等于99.8%是選用硫化亞鐵的前提條件，同時也使處理工藝得以簡化，另外，蒸氨母液是不能進入碳化塔內參與合成碳酸氫銨的，因為(NH4)2SO4的溶解度大，在碳化過程中它逐步濃縮并長期存在于碳化母液中，這就大大降低了碳化反應的推動力以至氨水與二氧化碳的碳化反應的工藝條件難以實現，所以將蒸氨母液經蒸發濃縮制取硫酸銨出售為宜，上述從沉淀到碳酸氫銨的制取工藝過程中，由于沒有氨的明顯損失，所以氨的回收利用率可大于90%。
本發明所說的處理焦化廠含硫氨水的方法工藝相對簡化，綜合利用表現在處理物和被處理物均是廢棄物或工業付產品的全價利用，因而體現了環境保護和技術上的經濟性。
以一個年產40萬噸焦碳的焦化廠為例來進一步說明，這種規模的焦化廠年有含硫氨水(含氨18-24%，硫3-5%)5000噸左右，用硫化亞鐵作沉淀劑，其需每個容積5立方米的沉淀池4個，日處理含硫氨水20噸，蒸氨在∮1000×8000的蒸氨塔內進行。碳化塔二個，每個規格∮1200×10000。年產8000-10000噸石灰的石灰窯每小時產二氧化碳氣體720-1200立方米，可滿足制取碳酸氫銨的需要。實施本方法可在焦化廠現場進行，也可將含硫氨水輸送至專門的場地單獨處理，脫硫除去率大于99.8%。氨回收利用率大于90%。
權利要求
1.對焦化廠含硫氨水的處理方法，有“硫銨流程”和順次用“蒸餾、用氧化鐵為沉淀劑的沉淀、氨液提濃”的工藝，其特征在于對焦化廠含硫氨水是順次用硫化亞鐵為沉淀劑的沉淀、蒸餾分離并吸收濃氨水與取自石灰窯尾氣的二氧化碳合成碳酸氫銨的一種綜合利用的工藝方法。
2.由權利要求1所說的工藝方法，其特征在于蒸氨母液不進入碳化合成碳酸氫銨的工序，而經蒸發濃縮制取硫酸銨。
3.由權利要求1所說的工藝的方法，其特征在于沉淀劑硫化亞鐵的加入量是與含硫氨水中的硫化物等當量或微過量。
全文摘要
利用焦化廠含硫氨水生產碳酸氫銨的方法。
文檔編號C01C1/26GK1034905SQ88106580
公開日1989年8月23日 申請日期1988年9月7日 優先權日1988年9月7日
發明者徐少云, 邵南生 申請人:徐少云, 邵南生