專利名稱：一種褐煤加壓氣化污氨水回收利用方法
技術領域：
污氨水回收利用背景技術：
近年來國內不少學者對含雜氨水回收氨的方法進行了較多研究，其中不少科研院所和企業對于氨的回收和利用已有專利和文獻報道，歸納起來這些含雜氨水的處理方式有如下四種(1)對只含二氧化碳的氨水，南化集團有限公司及上海化工研究院在研究NH3-CO2-H2O三元體系基礎上，將解吸、精餾和防結晶技術相結合，開發出集成分離技術，并成功地將其用于含碳氨水回收裝置的改造，得到純凈的氣氨或者液氨；(2)沉淀脫硫、蒸餾分離吸收法對含硫氨水，以硫酸亞鐵為沉淀劑脫硫，脫硫后氨水經蒸餾分離并吸收，再與二氧化碳合成，屬于一種綜合利用的處理方法；(3)膜回收法設備簡單，操作方便，無腐蝕、無污染，隨著膜技術的發展，該法的應用有逐步擴大的趨勢；(4)磷銨選擇性吸收法用煤氣污水萃取脫酚、蒸氨處理方法回收稀氨水中的氨。對含有CO2、H2S及酚、苯胺、吡啶等揮發有機物的污氨水，(1)、(2)類方法顯然不能適用，膜回收法主要采用PP、PP/CAB膜，并不能完全阻隔有機物穿透，且目前大規模工業化的應用尚不多。在磷銨選擇性吸收法中，氨水中的揮發性有機物將在蒸氨過程中隨NH3、H2O進入到磷銨中，磷銨富液在解吸塔中解吸時，有機物會隨NH3進入濃氨水，不能解決氨的凈化問題。
針對含CO2、H2S、油、酚、吡啶及苯胺等多種有機物的污氨水，如果采用在加熱的條件下使污氨水中的氨蒸發出來，直接與酸(硝酸或硫酸)吸收液進行中和反應，生成相應銨鹽的工藝，在吸收過程中，吸收液顏色將發生如下變化無色→淡黃→淺黃→黃→橙→紅棕→棕黑色，并且吸收液特殊臭味逐步增濃，蒸發結晶得到銨鹽，并有較濃臭味。這就是我們提出的氣相凈化回收利用氨的工藝方法，進行氨的凈化回收利用，回收產品中基本不含有機物，廢水得到一定程度的凈化。
發明內容本發明的目的是針對褐煤加壓氣化含CO2、H2S、油、酚、吡啶等多種有機物的污氨水，提出的污氨水氣相凈化回收利用氨的方法，回收氨制取的銨鹽產品不含其它有機物，質量達到農用一級品要求，廢水得到相應凈化。
圖1是本發明污氨水凈化回收流程示意圖，污氨水凈化回收流程裝置如圖1所示，污氨水從原料氨水槽1(污氨水中主要成分NH3含量50～200g/L，CO2含量10～80g/L，酚含量0～6g/L，H2S含量0～3g/L，吡啶含量0～0.3g/L，pH值10-11)，由蠕動泵3計量打入蒸餾釜4，污氨水進料速度3-6mL/min在蒸餾釜內氨水被加熱至沸騰，調節熱源9控制釜溫95～100℃，調節精餾塔5夾套冷卻水流量，控制塔頂溫度60～80℃，使氨、酚、二氧化碳、吡啶、硫化氫及其它揮發性物質進入氣相，將該氣相引入溫度為75～90℃的填充吸附劑的吸收柱6內，大部分硫化氫、酚、吡啶及其它揮發性有機物質被吸附劑吸附，二氧化碳、剩余的硫化氫、氨進入酸吸收液槽7，(酸為硝酸，濃度40％～60％或硫酸，濃度60％～98％)，氨與酸反應生成相應的銨鹽溶液，二氧化碳不與酸反應而逸出，硫化氫被酸氧化，實現了氨的回收利用。蒸氨后的廢水由蠕動泵打出到廢液槽2，由于蒸餾脫出了其中的氨、酚、二氧化碳、硫化氫及其它揮發性物質，也相應得到了凈化。吸附劑吸附飽和后，經過再生可重復使用。
吸附劑再生是將準備再生吸附劑裝填于再生爐，通入二氧化碳氣，控制二氧化碳流量為2～15倍吸附劑體積量/min、溫度380℃±15℃，以3～5℃升溫速率將再生爐升溫至380℃±15℃，將吸附劑加熱4h后通入空氣與二氧化碳氣混合，調節空氣的氧含量4～5％，再加熱2h后調節空氣氧的含量5-7.5％，繼續加熱1h后，依次關閉空氣、二氧化碳，再生爐，待吸附劑降至室溫，再生結束。
本發明具有氨回收率達90％以上，吸收液中基本不含有機物，銨鹽酚含量小于0.00015％，吸附劑可再生利用，生產成本低等優點。
圖1是本發明的污氨水凈化回收流程示意圖。圖中1是原料污氨水槽、2是廢液氨水槽、3是蠕動泵、4是蒸餾釜、5是精餾塔、6是吸收柱、7是酸吸收液槽、8是冷卻水夾套、9是熱源。
具體實施方式
實施例1污氨水NH3含量126.1g/L，酚4.26g/L，PH值11。吸附劑為ZX-15型活性炭，裝填量17g，蒸餾釜溫96℃，精餾塔頂溫67℃，污氨水進料速度5.5mL/min，進料1300mL后，濃度50％硝酸吸收液開始變色，尤其是吸收管口處變色明顯，表明吸附管開始穿透，處理后廢水NH3含量11.1g/L，PH值9.5，氨回收率達到91.2％。17g吸附劑共凈化氨149.5g，吸附劑的凈化能力約8.79g NH3/g吸附劑。分析吸收液中基本不含有機物，濃縮結晶后得到無臭味白色硝銨晶體，分析結果表明，其酚含量小于0.00015％，其余指標質量符合《GB2945-1989硝酸銨》規定的農用結晶硝銨一等品指標。
實施例2污氨水NH3含量95.1g/L，酚3.56g/L，PH值10。再生10次吸附劑CAN-230-B型活性炭，裝填量11.2g，蒸餾釜溫96℃，精餾塔頂溫80℃，污氨水進料速度3.2mL/min進料1300mL后，濃度80％硫酸吸收液開始變色，處理后廢水NH3含量4.4g/L，PH值8.5，氨回收率91.8％。11.2g吸附劑共凈化氨62.5g，吸附劑的凈化能力約5.6g NH3/g吸附劑，凈化效率達到新吸附劑的65％。吸收液濃縮結晶得到銨鹽晶體，分析結果標明，其酚含量小于0.00015％，其余指標質量符合農用結晶硫銨一等品指標。
實施例3將準備再生吸附劑(CAN-230-B活性炭)14.5315g，裝填于管式爐，控制二氧化碳流量200mL/min，并將其加熱至380℃，將管式爐以3～5℃升溫速率加熱至380℃，加熱4h后通入氧氣與二氧化碳流混合，調節氧含量4～5％，繼續加熱2h后調節氧含量6.5～7.5％，繼續加熱1h后，依次關閉空氣、二氧化碳，管式爐，待吸附劑降至室溫，再生結束，得再生吸附劑13.2554g。將此吸附劑用于凈化氨，凈化效率達到新吸附劑的75.7％。
權利要求
1.一種褐煤加壓氣化污氨水回收利用方法，其特征是污氨水從原料氨水槽(1)由蠕動泵(3)計量打入蒸餾釜(4)，污氨水進料速度3-6mL/min，在蒸餾釜(4)內氨水被加熱至沸騰，調節熱源(9)控制釜溫95～100℃，調節精餾塔(5)夾套冷卻水流量，控制塔頂溫度60～80℃，使氨、酚、吡啶，二氧化碳、硫化氫及其它揮發性物質進入氣相，將該氣相引入溫度為75～90℃的填充吸附劑的吸收柱(6)內，大部分硫化氫、酚、吡啶及其它揮發性有機物質被吸附劑吸附，二氧化碳、剩余硫化氫、氨進入酸吸收液槽(7)，氨與酸反應生成相應的銨鹽溶液，二氧化碳不與酸反應而逸出，硫化氫被酸氧化，實現了氨的回收利用。
2.根據權利要求1所述的褐煤加壓氣化污氨水回收利用方法，其特征是所述污氨水中主要成分NH350～200g/L、CO210～80g/L、酚0～6g/L、H2S 0～3g/L、吡啶0～0.3g/L、pH值10-11。
3.根據權利要求1所述的褐煤加壓氣化污氨水回收利用方法，其特征是所述吸收液為硝酸或硫酸液，硝酸濃度40％～60％，硫酸濃度60％～98％。
4.根據權利要求1所述的褐煤加壓氣化污氨水回收利用方法，其特征是，所述吸附劑再生是將再生吸附劑裝填于再生爐中，通入二氧化碳，控制二氧化碳流量為2～15倍吸附劑體積量/min、溫度380℃±15℃，以3～5℃升溫速率將再生爐升溫至380℃±15℃，將吸附劑加熱4h后通入空氣與二氧化碳流混合，調節空氣的氧含量4～5％，再加熱2h后調節空氣氧的含量5-7.5％，繼續加熱1h后，依次關閉空氣、二氧化碳，再生爐，待吸附劑降至室溫，再生結束。
全文摘要
本發明涉及一種含有揮發酚、二氧化碳、硫化氫及其它揮發性物質的污氨水回收利用的方法。在加熱的條件下使污氨水沸騰，控制精餾塔塔頂溫度，使大部分水回流，氨、揮發酚、二氧化碳、硫化氫及其它揮發性物質進入氣相，在填充吸附劑的吸收塔內，揮發酚、硫化氫及其它揮發性物質被吸附劑選擇性吸附，二氧化碳、氨進入酸吸收液，氨與酸反應生成相應的銨鹽溶液，二氧化碳不與酸反應而逸出，實現了氨的回收利用。具有氨回收率達90％以上，銨鹽酚含量小于0.00015％，吸附劑可再生利用，生產成本低等優點。
文檔編號C02F1/04GK1657411SQ20051001065
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月17日 優先權日2005年2月17日
發明者普煜, 寧平, 湯允, 王學謙 申請人:昆明理工大學, 云南解化集團有限公司