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合成氨厂氨氮排放水处理技术探讨 （川化集团有限责任公司 四川 成都 610301） 　 一、前言 　 2.1方法综述 降低排放水中氨的浓度实际上是一个从水中脱氮（回收氨可看作其特例）的过程。排放水脱氮技术归纳起来可分为三大类：膜分离法、选择去除法和微生物同化吸收法。如下图。 　 　 2.2蒸汽汽提法 蒸汽汽提法脱氮：用蒸汽和废水直接接触，将废水中挥发性的氨按一定比例扩散到气相中去，从而达到从废水中分离氨的目的的方法。 合成氨低变工艺冷凝液的处理就是运用此法的一个成功的范例。该汽提过程是在一填料塔内用一部分中压过热蒸汽进行的。工艺冷凝液经汽提塔排出液预热后自塔顶进入塔内，汽提蒸汽则从塔底送入。蒸汽与工艺冷凝液在填料层逆流接触。中压蒸汽加热工艺冷凝液，并降低汽提塔气相中各杂质组分的分压，从而使冷凝液中的杂质组分被汽提出来，主要是NH3和CO2。汽提气自塔顶出来后作为工艺蒸汽送到一段炉转化制气。塔底出来的汽提冷凝液经换热器、冷却器冷却后，送到脱盐水装置作为高压锅炉的给水。 合成氨弛放气洗涤塔具有与汽提塔类似的结构。在塔内采用高压水洗弛放气中的NH3，生成浓度为20%的工业用氨水，避免了稀氨水的排放。 用于汽提的蒸汽可以是中压蒸汽，也可以是低压蒸汽。与低压蒸汽汽提相比，中压蒸汽汽提的工艺更先进。中压汽提由于增大了塔内压力，从而增加了蒸汽的重度，这就可以减小汽提塔的塔径；压力增大，温度升高，于是NH3冷凝所需冷却系统提供的回流少，回收的NH3的纯度高，足以满足返回系统重新使用的需要。不过中压汽提对汽提塔、热交换器、输送泵的耐压要求较高；中压操作也增加了能源消耗。 蒸汽汽提回收NH3需要注意的问题： 1、NH3—H2O蒸发系统容易发生起泡问题，起泡会降低汽提塔的效率。添加可溶于水的消泡剂就可以解决此问题。 2、带压操作状态下温度较低时，NH3和CO2会反应生成氨基甲酸铵（简称甲铵），反应方程式如下： NH3（气）+CO2（气）=NH4COONH2（固）+热量 此反应可逆。甲铵沉积结晶后会脏污汽提塔。只要选择好适宜的操作压力，保证塔内温度不低于生成甲铵的最高温度，就能使其分解。中压蒸汽汽提可以避免甲铵的生成。 总之，用汽提法回收水中的氨时，如何选择操作压力是最基本的。最适宜的操作压力可以保证塔操作的经济性。 　 1：Kellogg专利低变工艺冷凝液中压汽提塔设计参数 项目 工艺指标 ? 单位 设计值（波动范围） 工 艺 冷 凝 液 中 压 蒸 汽 汽 提 进汽提塔冷凝液 流量 T/h 27.48 温度 ℃ 232 出汽提塔冷凝液 流量 T/h 10.99 温度 ℃ 251 进汽提塔中压蒸汽 温度 ℃ 380 压力 KPa(G) 4219 入汽提塔冷凝液杂质 NH3 mg/l 1000 CO2 mg/l 3000 甲醇 mg/l 1000 出汽提塔冷凝液杂质 NH3 mg/l 50 CO2 mg/l 0 甲醇 mg/l 50 图2 低变工艺冷凝液中压汽提流程简图 2.2改变工艺流程回收氨的一个例子 结晶硝铵生产过程中，在中和器、一段蒸发、二段蒸发和真空结晶四个工序所蒸发产生的二次蒸汽，含有不同浓度的NH3和NH4NO3。以川化一硝铵原有工艺流程为例，如果采用气冷器利用直流水冷却排放，将排出废水647吨/小时，废水中氨氮浓度约155 mg/l，超过国家排放标准。 　 唯一的直接排放来自结晶工序。结晶机二次蒸汽量占总二次蒸汽量的7.6%，该二次蒸汽经气冷器用直流水直接冷却后排放，排放水中氨氮浓度≤29.5 mg/l，低于国家排放标准。与原工艺相比，排放水中氨氮的削减量是非常显著的。 2.3生物法 生物法脱氮：模拟自然环境中氮的循环过程，利用污泥中的专性好氧硝化菌和兼性反硝化菌的联合作用，将水体中的含氮化合物转变成氮气的方法。 　 硝化：2NH4+ + 4O2 硝化菌 2NO3- + 4H+ + 2H2O 反硝化：NO3- + 有机碳源 反硝化菌 CO2 +N2 + H2O + OH- 合成氨厂除了高浓度的氨氮工艺排放水外，还有部分低浓度的氨氮排放水，浓度大约在500 mg/l左右。这部分排放水适合采用生物法加以处理。生物法