申请日2006.10.20
公开(公告)日2007.03.28
IPC分类号C02F1/04
摘要
本发明提供了一种硝酸铵废水处理方法。该方法是将二次蒸汽补充反应与强化增湿、洗涤合二为一高效进行，并选用多效蒸发和/或单效机械压缩处理方法，使废水中氨及硝酸铵污染物以15%～35%的浓缩硝酸铵液返回到中和器回收利用，同时处理后的废水中不含游离氨且硝酸铵含量为15～30ppm，达到了进入硝酸装置的使用要求，实现了再循环和零排放目的，其效率大大提高，能耗大大下降。本发明尤其适应于高浓度硝酸进料的加压中和工艺过程废水的处理，也适用于其它类似工艺，如硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等非挥发性组分的废水处理。
权利要求书
1.硝酸铵废水处理方法，其特征在于未处理二次蒸汽(32)的文丘里补充 反应器洗涤器和二次蒸汽洗涤塔(3、4)，利用硝酸铵溶液预热器(6)、废水处 理蒸发器(9)、二次蒸汽冷凝液和工艺蒸发冷凝液的废水处理蒸发器(9、12) 和/或废水处理蒸发器(19)和压缩机(24)处理系统方法组成。
2.如权利要求1所述的硝酸铵废水处理方法，其特征在于未处理二次蒸汽 (32)的文丘里补充反应器洗涤器和二次蒸汽洗涤塔(3、4)是利用硝酸铵溶液 预热器和废水处理蒸发器(6、9)在二次蒸汽补充反应与强化增湿、洗涤在文丘 里补充反应器洗涤器(3)中同时进行;并可调整去废水处理二次蒸汽(38)和 去预热器二次蒸汽(39)的二次蒸汽分配比例为20%～80%。
3.如权利要求1所述的硝酸铵废水处理方法，其特征在于二次蒸汽冷凝液 和工艺蒸发冷凝液的处理系统是依据投资及操作费用和公用工程条件选择废水 处理蒸发器(9、12)的效数和/或废水处理蒸发器(19)和压缩机(24)的单 效机械压缩处理方法。
4.如权利要求3所述的硝酸铵废水处理方法，其特征在于废水处理蒸发器 (9、12)是利用去废水处理二次蒸汽(38)与需处理的混合冷凝液和一效蒸发 器二次蒸汽冷凝液(43、48)硝酸铵污水量的比率选择多效蒸发的效数，最多 为6效;去废水处理二次蒸汽(38)与需处理的混合冷凝液和一效蒸发器二次 蒸汽冷凝液(43、48)硝酸铵污水量最小比率可达23%;去废水处理二次蒸汽(38) 最低压力1.4bar(abs)时回收的稀硝酸铵溶液(36)浓度可达15%～35%;已 处理冷凝液(55)中硝酸铵含量只有15～30ppm。
5.如权利要求3所述的硝酸铵废水处理方法，其特征在于废水处理蒸发器 (9、12)系统可以采用顺流操作方式或逆流操作方式。
6.如权利要求3所述的硝酸铵废水处理方法，其特征在于废水处理蒸发器 (19)和压缩机(24)无二次蒸汽或新鲜蒸汽条件下，可用废水处理蒸发器和 压缩机(19、24)来代替废水处理蒸发器(9、12)，回收的稀硝酸铵溶液(36) 浓度达15%～20%、或者将废水处理蒸发器和压缩机(19、24)作为废水处理蒸 发器(9、12)系统的最后一级进行耦合、或者独立选择废水处理蒸发器(9、 12)或者废水处理蒸发器和压缩机(19、24)处理方法。
7.用于权利要求1所述的硝酸铵废水处理方法的装置，其特征在于该装置至 少包括带硝酸计量的文丘里补充反应器洗涤器(3)，具有底部强化增湿的二次 蒸汽洗涤塔(4)，硝酸铵溶液预热器(6)，至少两效的二次蒸汽，工艺蒸发冷 凝液的废水处理蒸发器(9、12)和/或者废水处理蒸发器和压缩机(19、24) 处理系统。
说明书
硝酸铵废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种硝酸铵废水处理方法，特别是涉及一种以“源削减”和“再 循环”作为硝酸铵废水处理最小化的硝酸铵废水处理方法。
背景技术
在硝酸铵生产过程中，尤其是高浓度硝酸加压中和工艺中，合成一吨硝酸 铵大约产生含0.4%～1.0%游离氨和0.4%～0.6%硝铵的二次蒸汽0.4吨，且在硝 酸铵溶液蒸发浓缩过程中同时产生与硝酸铵浓度相关的总含氮0.4%～0.8%的蒸 发冷凝液，这两股物料经一系列回收处理和热量利用后，最终形成硝酸铵生产 中主要的废水。通常的处理方法达不到排放标准，大多数厂家采用稀释方式后 外排放，不仅造成氮的流失，而且造成严重的环境污染。
现有的硝酸铵废水处理方法，有汽提、膜处理、离子交换以及蒸发冷凝等 方法，但硝酸铵废水的汽提方法处理后的废水中仍含有0.01%～0.05%的总氮污 染物，无法实施进一步的削减和再循环利用;膜处理方法，尤其反渗透和电渗 析虽然可将废水中的硝酸铵含量降至10ppm以下，但由于产生了所处理水量大 约25%的含硝铵1%～3%的废液，达不到直接回收利用的要求，而且投资和维护 费用较高，无法实施采用;其它处理方法有的技术上不太成熟，有的因经济处 理量偏小或无法回收利用都不适合装置的实际情况;而利用蒸发冷凝方法处理 硝酸铵废水，由于高能耗其推广应用也受到了一定的限制。
发明内容
本发明以“源削减”和“再循环”作为硝酸铵废水处理最小化优先考虑的 手段，解决在硝酸铵生产过程中，硝酸铵废水中含氮、氨处理达不到排放标准 污染环境的问题，提供一种硝酸铵废水处理的方法，以达到标准排放和零排放 的要求。
为达到上述目的，发明人经过对硝酸铵生产工艺的深入分析后认为，在现 有硝酸铵生产工艺中，随着硝酸浓度的提高和中和反应的溶液制备的加压，为 达到高效生产和满足不同产品要求的溶液浓缩度，工艺要求使用一部分高温的 外供蒸汽，同时中和反应需要一部分低浓度较低温度的硝酸铵溶液或冷凝液返 回以控制反应温度在安全条件下。这样将二次蒸汽用于预热减压闪蒸降温后的 硝酸铵蒸发溶液的同时仍有一部分二次蒸汽可用于废水处理单元废水的蒸发加 热，大大降低系统能耗;废水处理中产生的15%～35%的稀硝酸铵浓缩溶液也可 满足反应器温度的安全控制;同时，处理后的高质量、稳定的废水可返回硝酸 生产工艺中，达到整个系统的优化和高效节能。
因此，本发明的首要主题是：利用硝酸铵生产过程中产生的部分去废水处 理二次蒸汽，采用蒸发冷凝方法，对多效蒸发参数和设备结构进行优化，使其 效率大大提高，能耗大大下降。
其特征在于：在不需外供新鲜蒸汽的条件下，依据可利用去废水处理二次 蒸汽与需处理硝酸铵混合冷凝液和一效蒸发器二次蒸汽冷凝液的比率选择多效 蒸发的效数，最多可达6效;去废水处理二次蒸汽与需处理硝酸铵混合冷凝液 和一效蒸发器二次蒸汽冷凝液最小比率可达23%;去废水处理二次蒸汽最低压力 1.4bar(abs)时回收的稀硝酸铵溶液浓度可达15%～35%;已处理冷凝液中硝酸 铵含量只有15～30ppm。
其另一个特征是：废水处理蒸发器系统，可采用顺流或逆流操作方式。
其特征还在于：在没有可供利用的二次蒸汽或新鲜蒸汽的条件下，也可用 废水处理蒸发器和压缩机机械处理系统，来取代废水处理蒸发器系统，回收的 稀硝酸铵溶液浓度达15%～20%;或将废水处理蒸发器和压缩机机械压缩处理系 统作为废水处理蒸发器系统的最后一级进行耦合，进一步提高经济性和灵活性。
本发明的另外一个主题是：为减少废水中处理后的二次蒸汽冷凝液部分的污 染物含量及波动，实施源削减，并提高处理后的二次蒸汽利用效果。
其特征在于：采用稀硝酸计量的循环洗涤液喷淋的文丘里补充反应器洗涤器 方法，来实施二次蒸汽中和反应与增湿、洗涤二合一;且在二次蒸汽洗涤塔底 部采取了强化饱和冷却及上部高效塔板组合方法对未处理二次蒸汽进行精制处 理。
其另一个特征是：为提高二次蒸汽利用效率，硝酸铵溶液预热器及废水处 理蒸发器均采用具有不凝气连续排放的降膜式蒸发方式。
其特征还在于：硝酸铵溶液和分离器均使用高效捕沫器来控制进入蒸发冷 凝液的硝酸铵的量，进而减少回收的稀硝酸铵容液的循环量。
本发明以“源削减”和“再循环”作为硝酸铵废水处理最小化优先考虑的 手段，解决了在硝酸铵生产过程中，硝酸铵废水中含氮、氨处理达不到排放标 准污染环境的问题，达到了标准排放和零排放的要求。
本发明利用硝酸铵生产过程中产生的部分去废水处理二次蒸汽，采用蒸发 冷凝方法，使二次蒸汽补充反应与强化增湿、洗涤合二为一高效进行，并选用 多效蒸发和/或单效机械压缩处理方法，使废水中氨及硝酸铵污染物以15%～35% 的浓缩硝酸铵液返回到中和器回收利用，同时处理后的废水中不含游离氨且硝 酸铵含量达到15～30ppm，完全达到进入硝酸装置使用的标准，实施再循环和零 排放，其效率大大提高，能耗大大下降。本发明尤其适应于高浓度硝酸进料的 加压中和工艺过程废水的处理，也适用于其它类似工艺，如硫酸盐、磷酸盐、 硝酸盐、亚硝酸盐等非挥发性组分的废水处理。