申请日2010.06.28
公开(公告)日2011.12.28
IPC分类号C01C1/16; B01D53/58; B01D53/78
摘要
本发明公开了采用有机酸或有机碱吸收工业废水中氨氮的方法，方法一是采用有机酸吸收氨氮，有机酸溶液由有机酸萃取剂和溶剂组成，有机酸萃取剂包括有机磷萃取剂和羧酸萃取剂，溶剂包括煤油或是煤油和醇类。酸性萃取剂和溶剂混合装入气体吸收装置中，将含氨气体通入气体吸收装置中与有机酸溶液充分接触，氨气即被有机酸溶液吸收。方法二是采用萃取了酸的有机碱来吸收氨氮，萃取了酸的有机碱溶液由有机胺类萃取剂、无机酸和溶剂组成，萃取了酸的有机碱溶液装入气体吸收装置中，含氨气体通入气体吸收装置中与萃取了酸的有机碱溶液及其少许水充分接触，氨气即被萃取了酸的有机碱溶液溶液吸收，有机碱得以释放。两种方法吸收后的产物可循环利用。
权利要求书
1.采用有机酸或有机碱吸收工业废水中氨氮的方法，其特征是：采用 有机酸或有机碱吸收工业废水中氨氮的方法是按以下两种方法实现的：
方法一：采用有机酸溶液吸收氨氮
a.制备有机酸溶液
有机酸溶液由有机酸萃取剂和溶剂组成，有机酸萃取剂包括：有机磷萃 取剂和羧酸萃取剂，其中有机磷萃取剂包括P507、P204、P272，羧酸萃取 剂包括环烷酸;溶剂包括40-70%煤油或是10-60%煤油和10-30%醇类，醇类 包括异辛醇、仲辛醇;以下按有机酸溶液总重量百分比计：称取30-60%的 有机酸萃取剂，称取40-70%的溶剂，把上述的有机酸萃取剂和溶剂混合， 充分搅拌10至50分钟，即是浓度为0.1摩尔/升至2摩尔/升的有机酸溶液;
b.将上述有机酸溶液装入气体吸收装置中;
c.含氨气体为吹脱法除氨氮放出的含氨气的气体或其他含氨气的气体， 含氨气浓度在20-20000mg/m3，将上述含氨气体通入上述气体吸收装置中与 有机酸溶液充分接触，控制气液相比在100-8000范围，氨气即被有机酸溶液 吸收，吸收氨后的有机酸溶液可作为制备稀土分离工艺的氨皂化萃取剂溶液 使用;
方法二：采用萃取了酸的有机碱来吸收氨氮
a.制备萃取了酸的有机碱溶液
萃取了酸的有机碱溶液由有机胺类萃取剂、无机酸和溶剂组成，有机胺 类萃取剂包括：烷基伯胺、仲胺、三辛烷基叔胺、三辛基甲基季胺盐，无机 酸包括：盐酸、硝酸、硫酸、碳酸，溶剂包括：煤油或煤油、醇溶液混合; 以下按有碱溶液总重量的百分比计：机称取10-60%的有机胺类萃取剂，称 取10-40%的无机酸，称取10-30%的溶剂，把上述有机胺类萃取剂、无机酸 和溶剂按比例混合，充分搅拌10至50分钟，碱性萃取剂的浓度为10-80%， 其中萃取无机酸的量为2-40%;
b.将上述萃取了酸的有机碱溶液装入气体吸收装置中;
c.含氨气体为吹脱法除氨氮放出的含氨气的气体或其他含氨气的气体， 含氨气浓度在20-20000mg/m3，将上述含氨气体通入上述气体吸收装置中与 萃取了酸的有机碱溶液及其少许水充分接触，萃取了酸的有机碱溶液与水相 比为1-1000，控制气液相比在100-8000范围，氨气即被萃取了酸的有机碱 溶液溶液吸收，有机碱得以释放，有机相R3N可以循环去用于其它工艺中萃 取无机酸使用。
说明书
采用有机酸或有机碱吸收工业废水 中氨氮的方法
技术领域
本发明涉及吸收工业废水中氨氮的方法，特别是一种采用有机酸或有机 碱吸收工业废水中氨氮的方法。
背景技术
含有氨氮的工业废水如果不对氨氮进行处理而直接排放，会对环境造成 严重污染。我国对废水排放中氨氮含量的控制日益严格。目前工业废水除氨 氮的方法多采用吹脱法。氨氮吹脱法具有工艺流程简单、处理效果稳定、基 建费和运行费较低等优点，在焦化、化工等行业中得到了较为广泛的应用。 但是吹脱后的空气与氨气的混合气体需要将氨气吸收后才能排放。而吸收氨 气的传统方法依然是在吸收装置中用无机酸进行吸收。采用无机酸吸收空气 与氨气混合气体中的氨气的缺点是：需要消耗大量的无机酸，无机酸成本高、 操作过程中易产生酸气污染环境。
发明内容
本发明的目的是针对上述用无机酸吸收氨气的缺点，改为采用有机酸或 萃取了酸的有机碱吸收氨氮。有机酸吸收氨后的溶液可作为制备稀土分离工 艺的氨皂化萃取剂溶液使用。而且由于稀土分离的有机酸本来就是需要用氨 水作为皂化剂参与反应，所以，吸收的氨氮变废为宝，既达到去除废水中氨 氮的目的，又节约了皂化所需要的氨水。而且由于有机酸的不易挥发性，不 会造成酸气污染，一举多得。采用萃取了酸的有机碱吸收氨氮，氨气可中和 萃取的酸从而释放出有机碱，既达到去除废水氨氮的目的，释放有机碱的过 程正好是有机碱吸收无机酸的逆反应，可以使得有机碱循环使用，也是一举 多得。
本发明的目的是按发下两种方法实现的：
方法一：采用有机酸溶液吸收氨氮
a.制备有机酸溶液
有机酸溶液由有机酸萃取剂和溶剂组成，有机酸萃取剂包括：有机磷萃 取剂和羧酸萃取剂，其中有机磷萃取剂包括P507、P204、P272;羧酸萃取 剂包括环烷酸;溶剂包括40-70%煤油或是10-60%煤油和10-30%醇类，醇类 包括异辛醇、仲辛醇。
以下按有机酸溶液总重量百分比计：称取30-60%的有机酸萃取剂，称 取40-70%的溶剂，把上述的有机酸萃取剂和溶剂混合，充分搅拌10至50 分钟，即是浓度为0.1摩尔/升至2摩尔/升的有机酸溶液。
b.将上述有机酸溶液装入气体吸收装置中，气体吸收装置可以是：泡罩 板柱的鼓泡型、筛板型、浮阀塔型等的分段设备，也可以是：填料柱或填料 塔。
c.有机酸吸收工业废水中氨氮的反应机理及工艺流程
含氨气体为吹脱法除氨氮放出的含氨气的气体或其他含氨气的气体，含 氨气浓度在20-20000mg/m3。将上述含氨气体通入上述气体吸收装置中与有 机酸溶液充分接触，控制气液相比在100-8000范围，氨气即被有机酸溶液吸 收，相应的反应式为：NH3+HA(O)=NH4A(O)，反应式中脚标(O)代表有机 相。
吸收氨后的有机酸溶液可作为制备稀土分离工艺的氨皂化萃取剂溶液 使用。
方法二：采用萃取了酸的有机碱来吸收氨氮
a、制备萃取了酸的有机碱溶液
萃取了酸的有机碱溶液由有机胺类萃取剂、无机酸和溶剂组成，有机胺 类萃取剂包括：烷基伯胺、仲胺、三辛烷基叔胺、三辛基甲基季胺盐，无机 酸包括：盐酸、硝酸、硫酸、碳酸，溶剂包括：煤油或煤油、醇溶液混合。
以下按有碱溶液总重量的百分比计：机称取10-60%的有机胺类萃取剂， 称取10-40%的无机酸，称取10-30%的溶剂，把上述有机胺类萃取剂、无机 酸和溶剂按比例混合，充分搅拌10至50分钟，碱性萃取剂的浓度为10-80%， 其中萃取无机酸的量为2-40%。
b.将上述萃取了酸的有机碱溶液装入气体吸收装置中，气体吸收装置可 以是泡罩板柱的鼓泡型、筛板型、浮阀塔型等的分段设备，也可以是填料柱 或填料塔。
c.萃取了酸的有机碱吸收工业废水中氨氮的反应机理及工艺流程
含氨气体为吹脱法除氨氮放出的含氨气的气体或其他含氨气的气体，含 氨气浓度在20-20000mg/m3。将上述含氨气体通入上述气体吸收装置中与萃 取了酸的有机碱溶液及其少许水充分接触，萃取了酸的有机碱溶液与水相比 为1-1000，控制气液相比在100-8000范围，氨气即被萃取了酸的有机碱溶 液溶液吸收，有机碱得以释放，以萃取了盐酸的N235为例，相应的反应式 为：NH 3+HCl·R3N(O)=NH4Cl+H2O+R3N(O)，反应式中脚标(O)代表有机相。
有机相R3N可以循环去用于其它工艺中萃取无机酸使用。
本发明采用有机酸或萃取了酸的有机碱吸收氨氮，有机酸吸收氨后的有 机酸溶液可作为制备稀土分离工艺的氨皂化萃取剂溶液使用，吸收的氨氮变 废为宝，既达到去除废水中氨氮的目的，又节约了皂化所需要的氨水;采用 萃取了酸的有机碱吸收氨氮，氨气可中和萃取的酸从而释放出有机碱，既达 到去除废水氨氮的目的，释放有机碱的过程正好是有机碱吸收无机酸的逆反 应，可以使得有机碱循环使用，也是一举多得。
具体实施方式
实施例1：采用P507吸收氨氮
a.制备P507溶液
称取70千克的P507，再称取70千克的煤油。
把上述的P507和煤油混合，充分搅拌20分钟，即得到P507溶液。
b.将上述P507溶液装入泡罩板式的吸收塔中。
c.将氨气浓度为200mg/m3含氨气体通入上述气体吸收装置中与P507溶 液充分接触，控制气液相比在1000-1500范围，氨气即被P507溶液吸收，相 应的反应式为：NH3+HA(O)=NH4A(O)，反应式中脚标(O)代表有机相。
吸收氨后的P507溶液可作为制备稀土分离工艺的氨皂化萃取剂溶液使 用。
实施例2：采用萃取了盐酸的N235溶液来吸收氨氮
a.制备萃取了盐酸的N235溶液
制备N235溶液为25%的溶液，溶剂为3∶1的煤油和异辛醇的混合溶剂， 该溶液按摩尔比1∶1萃取了盐酸。
b.将上述萃取了盐酸的N235溶液及其重量约1%的纯水装入泡罩板式的 吸收塔中。
c.将氨气浓度为1000mg/m3含氨气体通入上述气体吸收装置中与萃取了 盐酸的N235溶液充分接触，控制气液相比在1000-1500范围，氨气即被萃取 了盐酸的N235溶液吸收，相应的反应式为：NH3+HCl·R3N(O)=NH4Cl+ H2O+R3N(O)，反应式中脚标(O)代表有机相。
N235溶液可以循环去用于其它工艺中萃取盐酸。