一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法

2023-11-11 05:15:02 3

一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法
【專利摘要】本發明公開了一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法。氨鹼工藝中排出的蒸餾廢液經CO2中和、澄清桶沉降分離出固體懸浮物，製得清廢液；清廢液在曲徑混合槽中加入活性有效氯，經充分混合反應後，氨氮可降為10mg/l以下，達到可直接排放標準。氨鹼蒸餾清廢液，不僅含較高濃度氨氮，還具高溫、高鹽及鹼性較強特性，本發明採用活性有效氯脫除其中氨氮，是行業首次應用。清廢液高溫、高鹽特性對脫氮反應負影響不明顯，而其中鹼性物質可與脫氮反應生成的HCl中和，推動反應正向進行，提高反應速率。本發明設計了可提高混合、反應速率的曲徑混合槽，加速混合、脫氮效果。本發明工藝簡單，脫氮效率高，操作易控制，具良好推廣價值。
【專利說明】一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氨鹼法制鹼工藝的後處理【技術領域】，具體涉及一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法。
【背景技術】 [0002]氨鹼法以食鹽、石灰石為主要原料，以氨作為中間輔助材料製取純鹼。每生產I噸純鹼，要排出蒸餾廢液約10m3，其中還含固體廢渣。鹼性較強的蒸餾廢液經CO2酸性氣體中和後，通過澄清沉降和底流壓濾實現固液分離，得到清廢液，清廢液中除了含有Ca(HC03)2、Na2CO3、NaHCO3、Ca (OH) 2等鹼性物質之外，還含有大量的NaCl (50~60g/L)、CaCl2 (100~120g/L)等中性物質。
[0003]在氨鹼法純鹼生產過程中，氨只生成中間產品，而並不最終進入產品，氨的消耗主要損失於蒸餾清廢液的排放帶走。氨在清廢液中以NH4C1、(NH4)2C03、NH4OH等形式存在，NH3-N總濃度一般在50~150mg/l範圍內，偶爾可達300mg/l。該部分氨氮,通過現有蒸懼法，能耗太高，技術上也難以實現更低濃度的氨氮排放；通過生物法，因為其溫度高，不能實現；通過物理吹脫法，因排放流量大(60萬噸純鹼企業清廢液排放流量達到600m3/h)，不能適用。目前，國內外純鹼行業領域還沒有工業化大規模採用有效方法去除清廢液中氨氮含量達到10mg/l以下(國家及地方環保控制標準)的先例。

【發明內容】

[0004]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液中氨氮含量的方法，該工藝不受溫度、鹽含量等因素的幹擾，操作容易控制，氨氮脫除效率高。
[0005]為解決上述問題，本發明所採用的技術方案如下:
[0006]一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法，包括以下步驟:
[0007]I)氨鹼法制純鹼過程排出的含較高濃度氨氮的蒸餾廢液進入中和塔，經CO2中和，在中和的同時，從中和塔的塔底分離出蒸餾廢液中的砂；中和後的蒸餾廢液在廢液折流槽混入絮凝劑後，自流入澄清桶，經沉降分離除去其中的固體懸浮物，得到清廢液；
[0008]2)步驟(1)所得的清廢液經過輸液管送入曲徑混合槽，通過加藥裝置在曲徑混合槽中加入活性有效氯，清廢液與有效氯在曲徑混合槽中混合，充分反應至氨氮含量達到10mg/L以下，達到可直接排放標準。
[0009]為了充分利用氨鹼工藝特點，實現可持續化的工藝，作為本發明的一種優選的方式，步驟I)所述的CO2來源於純鹼廠石灰石煅燒的窯氣。
[0010]上述方案中，通過步驟I)之後所得到的清廢液溫度70~75°C，pH為8.5~11.5，其中NaCl濃度50~60g/l、CaCl2濃度100~120g/l，氨氮濃度範圍在10~300mg/L，濁度在IOOppm以下。在本發明中,清廢液的pH值較高時也能快速在曲徑混合槽中發生脫氮反應，即使是PH在10.5以上也能快速反應。[0011]在本發明中，所述有效氯以氯酸鈉溶液或液氯的形式添加，添加的有效氯與廢水中的NH3-N的質量濃度之比為(7.0~10.0):1ο
[0012]作為本發明的一種實施方式，上述方案中，所述曲徑混合槽包括反應箱，所述反應箱被若干平行的擋板分割成相應的反應室；第一個反應室的頂部連接輸液管與加藥裝置；其中偶數位擋板的底部設有第一連通口，奇數位擋板的頂部設有第二連通口，第一連通口和第二連通口分別將一個反應室與其兩側的反應室連通，最後一個反應室上設有排出口。這種結構的曲徑混合槽可以僅僅在第一個反應室中安裝攪拌裝置；也可以不用攪拌裝置，而通過在反應室中流體的下入上出的方式形成一個充分混合的區間，充分利用流體本身的流動達到充分混合反應的目的，縮短反應時間，並達到節約能源和簡化設備的目的。
[0013]在上述方案的基礎上的一種優選的方式，所述第一連通口位於偶數位擋板的一側的底部，所述第二連通口位於奇數位擋板頂部遠離第一連通口所在一側的另一側。這種結構的設置能夠充分利用流體的流動能，而且第一連通口與第二連通口的開口越小，混合的越充分；優選的，所述第一連通口與第二連通口的面積等於輸液管的管口的面積。
[0014]本發明涉及到的主要反應過程如下:
[0015]1)有效氯以液氯的形式添加:
[0016]C12+H20=HC10+HC1 ；2NH4++3HC10=N2+3H20+5H++3Cr ；
[0017]2)有效氯以次氯酸鈉溶液的形式添加:
[0018]3NaC10+2NH4+=N2+3H20+3NaCl+2H+。
[0019]相比現有技術，本發明的有益效果在於:
[0020](1)氨鹼蒸餾清廢液，不僅含有較高濃度的氨氮，還具高溫、高鹽含量及鹼性較強的特性，本發明採用活性有效氯高效脫除其中的氨氮，是行業首次應用，具創新性；
[0021](2)本發明的清廢液中鹼性的物質可與脫氮反應生成的HCl中和，推動反應不斷向正向進行，大大提高了反應速率；本發明在pH值較大(大於10.5)時，反應仍然非常迅速；脫氮反應可在5分鐘以內全部完成，考慮N2逸出所需時間，在曲徑混合槽中的最佳時間反應可控制為5~10分鐘；
[0022](3)清廢液高溫、且其中的含鹽量高，本發明不受高溫及高鹽含量幹擾，氨氮脫除效率高，去除率達96%以上；
[0023](4)由於脫氮反應的pH值可控制在較高值，可大大減少步驟I)中蒸餾廢液中和所需CO2消耗量，降低清廢液前處理成本；
[0024](5)本發明通過設計曲徑混合槽，利用流體自身的流動能快速實現充分混合及反應，在節省能量消耗的同時簡化了反應設備；
[0025](6)本發明主要是對氨鹼法制純鹼原有工藝指標的調控，實施工藝簡單，需要的新增設備投資少，操作容易控制，成本可控，具良好的推廣價值。
[0026]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發明的工藝流程圖；
[0028]圖2是本發明的曲徑混合槽的結構示意圖；其中的虛線表示不可視部分。【具體實施方式】
[0029]參照圖1，本發明的一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法的流程圖。
[0030]參見圖2，所述曲徑混合槽包括反應箱10，所述反應箱10被若干平行的擋板I分割成相應的反應室2 ;第一個反應室2的頂部連接輸液管6與加藥裝置7 ;其中偶數位擋板的底部設有第一連通口 4，奇數位擋板的頂部設有第二連通口 5，第一連通口 4和第二連通口 5分別將一個反應室與其兩側的反應室連通，最後一個反應室上設有排出口 8。這種結構的曲徑混合槽可以僅僅在第一個反應室中安裝攪拌裝置3;也可以不用攪拌裝置，而通過在反應室2中流體的下入上出的方式形成一個充分混合的區間，充分利用流體本身的流動達到充分混合反應的目的，不僅縮短反應時間，還達到節約能源和簡化設備的目的。
[0031]在上述方案的基礎上的一種優選的方式，所述第一連通口 4位於偶數位擋板的一側的底部，所述第二連通口 5位於奇數位擋板頂部遠離第一連通口 4所在一側的另一側。這種結構的設置能夠充分利用流體的流動能。
[0032]以下是本發明列舉出的幾個具體的實施例，需要說明的是這幾個實施例只是本發明眾多實施例中的幾個，這些實施例中所提及的曲徑混合槽的結構為上述方案中所描述的結構。
[0033]實施例1:
[0034]一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法，其步驟如下:
[0035]( I)蒸餾廢液前處理:氨鹼法制純鹼過程排出的蒸餾廢液進入中和塔，經來源於氨鹼廠石灰石煅燒的窯氣中的 CO2中和，在中和的同時，從中和塔的塔底分離出蒸餾廢液中的砂；中和後的蒸餾廢液在廢液折流槽混入絮凝劑後，自流入澄清桶，經沉降分離其中的固體懸浮物，製得清廢液；所得清廢液溫度73°c，pH為8.91，其中NaCl濃度58g/l、CaCl2濃度106g/l,氨氮濃度為 296.7mg/L,池度 85ppm ；
[0036](2)曲徑槽反應:將步驟(1)所得的清廢液加入曲徑槽，通過加藥裝置在曲徑槽中加入有效氯含量為10%的次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉溶液的加入量為120L/h，混合液進行攪拌反應，控制混合液在曲徑槽中的反應時間為lOmin，經過處理後的清廢液中的氨氮降為
4.2mg/L, pH降為6.55，氨氮含量達到可直接排放標準。
[0037]實施例2:
[0038]一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法，其步驟如下:
[0039]( I)蒸餾廢液前處理:氨鹼法制純鹼過程排出的蒸餾廢液進入中和塔，經來源於氨鹼廠石灰石煅燒的窯氣中的CO2中和，在中和的同時，從中和塔的塔底分離出蒸餾廢液中的砂；中和後的蒸餾廢液在廢液折流槽混入絮凝劑後，自流入澄清桶，經沉降分離其中的固體懸浮物，製得清廢液，所得清廢液溫度75°c，pH為9.01，其中NaCl濃度55g/l、CaCl2濃度118g/l,氨氮濃度為95mg/L,池度79ppm ；
[0040](2)曲徑槽反應:將步驟(1)所得的清廢液加入曲徑槽，通過加藥裝置在曲徑槽中加入有效氯含量為10%的次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉溶液的加入量為133L/h，混合液進行攪拌反應，控制混合液在曲徑槽中的反應時間為5min，經過處理後的清廢液中的氨氮降為
0.56mg/L, pH降為7.43，氨氮含量達到可直接排放標準。
[0041]實施例3:[0042]一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法，其步驟如下:
[0043]( I)蒸餾廢液前處理:氨鹼法制純鹼過程排出的蒸餾廢液進入中和塔，經來源於氨鹼廠石灰石煅燒的窯氣中的CO2中和，在中和的同時，從中和塔的塔底分離出蒸餾廢液中的砂；中和後的蒸餾廢液在廢液折流槽混入絮凝劑後，自流入澄清桶，經沉降分離其中的固體懸浮物，製得清廢液；所得清廢液溫度72°C，pH為11.08，其中NaCl濃度51g/l、CaCl2濃度110g/l,氨氮濃度為 56.0mg/L,池度 92ppm ；
[0044](2)曲徑槽反應:將步驟(1)所得的清廢液加入曲徑槽，通過加藥裝置在曲徑槽中加入有效氯含量為10%的次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉溶液的加入量為74L/h，混合液進行攪拌反應，控制混合液在曲徑槽中的反應時間為lOmin，經過處理後的清廢液中的氨氮降為
2.5mg/L, pH為降為11.03，氨氮含量達到可直接排放標準。
[0045]實施例4:
[0046]—種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法其步驟如下:
[0047]( I)蒸餾廢液前處理:氨鹼法制純鹼過程排出的蒸餾廢液進入中和塔，經來源於氨鹼廠石灰石煅燒的窯氣中的CO2中和，在中和的同時，從中和塔的塔底分離出蒸餾廢液中的砂；中和後的蒸餾廢液在廢液折流槽混入絮凝劑後，自流入澄清桶，經沉降分離其中的固體懸浮物，製得清廢液；所得清廢液溫度73°c，pH為7.76，其中NaCl濃度56g/l、CaCl2濃度112g/l,氨氮濃度為 12.2mg/L,池度 75ppm ；
[0048](2)曲徑槽反應 :將步驟(1)所得的清廢液加入曲徑槽，通過加藥裝置在曲徑槽中加入有效氯含量為10%的次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉溶液的加入量為43L/h，混合液進行攪拌反應，控制混合液在曲徑槽中的反應時間為5min，經過處理後的清廢液中的氨氮降為
0.28mg/L, pH降為6.42，氨氮含量達到可直接排放標準。
[0049]實施例5
[0050]一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法，其步驟如下:
[0051](I)蒸餾廢液前處理:將氨鹼法制純鹼過程排出的蒸餾廢液進入中和塔，經來源於氨鹼廠石灰石煅燒的窯氣中的CO2中和，在中和的同時，從中和塔的塔底分離出蒸餾廢液中的砂；中和後的蒸餾廢液在廢液折流槽混入絮凝劑後，自流入澄清桶，經沉降分離其中的固體懸浮物，製得清廢液；所得清廢液溫度7VC』 pH為9.25，其中NaCl濃度55g/l、CaCl2濃度114g/l,氨氮濃度為48.5mg/L,池度80ppm ；
[0052](2)曲徑槽反應:將步驟(1)所得的清廢液加入曲徑槽，通過加藥裝置在曲徑槽中加入7.7kg/h液氯，混合液進行攪拌反應，控制混合液在曲徑槽中的反應時間為5min，經過處理後的清廢液中的氨氮降為1.6mg/L, pH降為7.68，氨氮含量達到可直接排放標準。
[0053]上述實施例1-5的實驗數據及結果如下表1、表2所示。
[0054]表1:實施例1-4的實驗數據及結果
[0055]
【權利要求】
1.一種降低氨鹼工藝中排出的蒸餾清廢液氨氮含量的方法，包括以下步驟: 1)氨鹼法制純鹼過程排出的含較高濃度氨氮的蒸餾廢液進入中和塔，經CO2中和，在中和的同時，從中和塔的塔底分離出蒸餾廢液中的砂；中和後的蒸餾廢液在廢液折流槽混入絮凝劑後，自流入澄清桶，經沉降分離除去其中的固體懸浮物，得到清廢液； 2)步驟(1)所得的清廢液經過輸液管送入曲徑混合槽，通過加藥裝置在曲徑混合槽中加入活性有效氯，清廢液與有效氯在曲徑混合槽中混合，充分反應至氨氮含量達到10mg/L以下，達到可直接排放標準。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:步驟I)所得到的清廢液溫度7(T75°C，pH為8.5~11.5，其中NaCl濃度50~60g/l、CaCl2濃度10(Tl20g/l，氨氮濃度範圍在10~300 mg/L,池度在100 ppm以下。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述活性有效氯以次氯酸鈉溶液或液氯的形式添加，添加的有效氯與廢水中的NH3-N的質量濃度之比為(7.0~10.0):1。
4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特徵在於:所述曲徑混合槽包括反應箱，所述反應箱被若干平行的擋板分割成相應的反應室；第一個反應室的頂部連接輸液管與加藥裝置；其中偶數位擋板的底部設有第一連通口，奇數位擋板的頂部設有第二連通口，第一連通口和第二連通口分別將一個反應室與其兩側的反應室連通，最後一個反應室上設有排出□。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於:在第一個反應室中安裝有攪拌裝置。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於:所述第一連通口位於偶數位擋板的一側的底部，所述第二連通口位於奇數位擋`板頂部遠離第一連通口所在一側的另一側。
【文檔編號】C02F9/04GK103693775SQ201310618271
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】曾松峰, 曹正偉, 楊建新, 匡勇嬌, 彭峰, 葉平 申請人:廣東南方鹼業股份有限公司