各种回收氨方法比较
各种回收氨方法比较
摘要:详细介绍了目前应用较多的饱和器法生产硫铵弗萨姆法生产无水氨和水洗氨蒸氨和氨分解三种氨回收工艺的工艺流程,并对三种工艺进行了经济比较。
炼焦煤在焦炉干馏过程中,煤中的元素氮大部分与氢化合生成氨,小部分转化为吡啶等含氮化合物,他们随煤气从炭化室逸出。
氨的生成量相当于装入煤量的 0.25%~0.35%,粗煤气中的含氨量一般为6~9g/m3。
氨是化工原料,又是腐蚀介质,因此必须从焦炉煤气中脱除。
从煤气中回收氨有双重意义,首先可将氨制成化肥,其次从净化煤气的观点出发,在焦炉煤气回收粗苯之前,必须将煤气中的氨脱除,以防止以氨为媒介的腐蚀性介质进入粗苯回收系统而造成设备的严重腐蚀。
对于氨的脱除,目前我国广泛采用的有三种不同类型的工艺,即生产硫铵、无水氨和氨分解等工艺。
硫铵工艺所得硫酸铵的国家标准见下表。
硫酸铵的国家标准名称指标一级品二级品三级品氮含量(以干基计),%≮21 ≮20.8≮20.6水分,%≯0.1≯1.0≯2.0游离酸(H2S4O) ,%≯0.05≯0.2≯0.3粒度(60目筛余量),%≮75 --颜色白色或微带颜色的结晶生产无水氨工艺所得的无水氨主要用于制造氮肥和复合肥料,还可用于制造硝酸、各种含氮无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等。
此外,还常用作制冷剂。
氨分解工艺所产生的废气送入鼓风机前的吸煤气管道,但该工艺装臵无产品回收。
1 硫铵生产工艺生产硫铵是焦炉煤气净化工艺流程中回收氨的传统方法。
我国20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法鼓泡型饱和器生产硫铵,该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重,硫铵质量差,煤气系统阻力大。
在宝钢一期工程的建设中,我们引进了酸洗法生产硫铵工艺,它是由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。
与饱和器法相比,由于实现了氨的吸收与硫铵结晶分离的操作,以获得优质大颗粒硫铵结晶。
酸洗塔结构为空喷塔,煤气系统阻力仅为饱和器的1/4,煤气鼓风机的电耗可大幅度下降。
弗萨姆法回收氨的基本原理
弗萨姆法回收氨的基本原理
弗萨姆法是一种回收氨的方法,其基本原理是通过将废水中的氨与硫酸反应生成硫酸铵沉淀,从而实现氨的回收。
具体步骤如下:
1. 将废水中的氨与硫酸进行反应,生成铵离子(NH4+)和硫酸根离子(SO4^-2)。
2NH3 + H2SO4 →(NH4)2SO4
2. 硫酸铵是一种沉淀,可以通过沉淀法进行固液分离。
将产生的硫酸铵沉淀从废水中分离出来。
3. 硫酸铵沉淀可以进一步经过热解、结晶等工艺步骤进行后续处理,从而得到高纯度的氨。
通过弗萨姆法回收氨的优点是操作简便、成本较低,能够高效地回收废水中的氨并得到可再利用的硫酸铵产品。
这种方法在废水处理和化工生产过程中得到了广泛应用。
收集氨气的方法
收集氨气的方法
首先,最常见的收集氨气的方法之一是通过向水中通入氨气并
收集产生的氨水。
这种方法需要使用一个气体收集瓶和一个装有水
的容器。
首先,在气体收集瓶中注入一定量的水,然后将氨气通过
导管通入水中。
由于氨气与水反应生成氨水,氨气会被溶解在水中,最终收集到氨水。
这种方法简单易行,适用于实验室中小规模的氨
气收集。
其次,还可以使用干燥剂来收集氨气。
在这种方法中,需要使
用一种能够吸附氨气的干燥剂,比如氢氧化铜或硫酸铵。
首先将干
燥剂放入收集瓶中,然后将氨气通入收集瓶中。
由于干燥剂能够吸
附氨气,氨气会被吸附在干燥剂上,从而实现氨气的收集。
这种方
法适用于需要纯净氨气的实验室环境。
另外,还可以利用气体收集袋来收集氨气。
气体收集袋是一种
特殊的气体收集工具,通常由聚乙烯或聚丙烯等材料制成。
使用气
体收集袋收集氨气的方法也比较简单,只需要将气体收集袋连接到
氨气源头,然后等待一定时间,氨气就会被收集到气体收集袋中。
这种方法适用于需要采集大量氨气的情况。
除了以上几种方法,还有其他一些特殊情况下的氨气收集方法,比如使用化学反应产生氨气等。
在实际操作中,需要根据具体情况
选择合适的收集方法,并严格遵守相关的操作规程和安全注意事项,以确保氨气的安全收集和使用。
总之,收集氨气是一个需要谨慎对待的过程,需要选择合适的
收集方法,并严格遵守相关的操作规程和安全注意事项。
希望本文
介绍的方法能够对您在实验室工作中的氨气收集有所帮助。
收集氨气的方法
收集氨气的方法
首先,最常见的收集氨气的方法是通过向水中通入氨气,利用
氨气在水中的溶解度来进行收集。
在实验室中,可以使用气体收集
瓶或气体瓶来收集氨气。
首先将氨气通入装有水的收集瓶中,氨气
会在水中溶解,形成氨水。
当收集瓶中的氨气充分溶解后,可以用
橡皮塞封闭瓶口,然后将瓶口浸入水中,将氨气收集瓶倒置,这样
就可以将氨气收集起来。
其次,还可以利用氨气的相对密度较大的特点,使用向下排空
气的方法来收集氨气。
在实验室中,可以使用气体收集瓶或气体瓶
来进行收集。
首先将氨气通入收集瓶中,然后将收集瓶倒置,这样
氨气就会向下排空气,从而在收集瓶中积聚起来。
另外,还可以利用化学吸附剂来收集氨气。
在工业生产中,常
常使用氧化铜、硫酸铜等化学吸附剂来收集氨气。
这些化学吸附剂
可以与氨气发生化学反应,形成相应的化合物,从而将氨气吸附下来。
此外,还可以利用冷凝法来收集氨气。
在实验室中,可以使用
液氮或干冰醇浴来进行氨气的冷凝收集。
首先将氨气通入冷凝瓶中,
然后将冷凝瓶放入液氮或干冰醇浴中,使氨气在低温下冷凝成液体,从而进行收集。
总的来说,收集氨气的方法有很多种,可以根据实际情况选择
合适的方法进行收集。
在进行氨气收集的过程中,需要注意安全操作,避免氨气泄漏造成危险。
希望以上介绍的方法能够对大家有所
帮助。
常见脱氮工艺优缺点对比表
常见脱氮工艺优缺点对比表1、常用脱氮工艺简介1、传统生物脱氮传统的生物脱氮技术始于上世纪30年代,真正应用于20世纪70年代。
自Barth三段生物脱氮工艺的开创,A/0工艺、序批式工艺等脱氮工艺相继被提出并应用于工程实际。
三段生物脱氮工艺三段生物脱氮工艺流程如图所示,该工艺是将有机物降解、硝化作用以及反硝化作用三个阶段独立开来,每一阶段后面都有各自独立的沉淀池和污泥回流系统。
第一段曝气池的主要作用是代谢分解有机物,并使有机氮氨化。
第二段硝化池主要进行硝化反应,将氨氮氧化,同时需投加碱度以维持一定的PH值。
第三段是反硝化反应器,硝态氮在缺氧条件下被还原为N2,安装搅拌装置使污泥混合液呈悬碳源以满足悬浮状态,并外加反硝化反应所需的碳源。
A/O生物脱氮工艺A/O生物脱氮工艺如图所示,该工艺将缺氧段置于系统前端,其发生反硝化反应产生的碱度能够少量补充硝化反应之需。
另外,缺氧池中反硝化反应利用原废水中的有机物为碳源可以减少补充碳源的投加甚至不加。
通过内循环将硝化反应产生的硝态氮转移到缺氧池进行反硝化反应,硝态氮中氧作为电子受体,供给反硝化菌的呼吸作用和生命活动,并完成脱氮工序。
在A/0生物脱氮工艺中,硝化液回流比对系统的脱氮效果影响很大。
若回流比控制过低,则无法提供充足的硝态氮进行反应,使硝化作用不完全,进而影响脱氮效果;若控制过高,则导致硝化液与反硝化菌接触时间减短,从而降低脱氮效率。
因此,在实际的运行过程中需要控制适当的硝化液回流比,使系统脱氮效果达到最佳水平。
序批式脱氮工艺(例如CASS)序批式脱氮工艺与A/0工艺相比,其运行方式有所不同,但在脱氮反应机理上基本与A/0生物脱氮工艺一致。
序批式工艺为间歇的运行方式,采用一个独立的反应池替代了传统的由多个具有不同功能的反应区组合而成的A/0生物脱氮反应器。
序批式脱氮工艺以时间的交替方式实现了缺氧/好氧环境,取代了传统空间上的缺氧/好氧,因其具有简单的结构和灵活的操作方式而倍受研究者的关注和研究。
氨回收分离工艺简介
氨回收分离工艺简介1.技术背景目前国内的合成氨生产中,氨合成工段的放空气及弛放气中氨回收均采用等压回收法制氨水。
传统的等压回收工艺中,氨回收效率低,气体出口氨含量高。
为了保证气体出口氨含量达到氢回收工艺要求,通常采用大量软水洗涤方法,造成稀氨水过多而外排,严重污染环境。
针对目前氨回收工艺存在的缺陷,我公司开发了一种新型氨回收分离工艺。
该工艺采用二级喷射吸收、塔外冷却等强化手段,同时塔内采用高效气液接触装置,大大提高了氨回收效率。
回收的浓氨水可直接作商品氨水出售,也可分离成液氨出售,不仅提高了企业的经济效益,而且彻底消除了氨氮废水的排放。
2.工艺技术简介2.1 工艺流程氨回收分离工艺流程示意图见附图1。
2.2 工艺流程说明来自氨合成工段的放空气及弛放气(NH3:20—40%)进入喷射器(A),在喷射器(A)内,利用喷射原理将氨回收塔(A)塔釜内的氨水抽吸到水冷器(A)内,气液混合物在水冷器(A)内冷却吸收后进入氨回收塔(A)的下部,分离下来的氨水入塔釜循环吸收,气体则经来自氨回收塔(B)塔釜内的氨水吸收氨后进入喷射器(B),在喷射器(B)内,利用喷射原理将氨回收塔(B)塔釜内的氨水抽吸到水冷器(B)内,气液混合物在水冷器(B)内冷却吸收后进入氨回收塔(B)的下部,分离下来的氨水入塔釜循环吸收,气体则经软水吸收氨后去氢回收工段(NH3≤100mg/Nm3)。
来自水处理工段的软水进入氨回收塔(B)上部,吸收氨后入塔釜。
氨回收塔(B)塔釜氨水一部分经喷射器(B)循环吸收,另一部分经稀氨水泵打入氨回收塔(A)上部,吸收氨后入塔釜。
氨回收塔(A)塔釜氨水一部分经喷射器(A)循环吸收,另一部分(氨水浓度:200tt)则去浓氨水槽作商品氨水出售或去氨水分离装置制液氨出售。
来自氨回收塔(A)塔釜内的氨水(氨水浓度:200tt)经预塔预热器预热后进入预精馏塔中部,预塔塔釜经预塔再沸器加热,塔顶气体经预塔冷凝器冷凝后进入预塔收集罐,冷凝液一部分作为预塔顶部回流,另一部分由浓氨水泵抽出,经主塔预热器预热后进入主精馏塔中部,主塔塔釜经主塔再沸器加热,塔顶气体经主塔冷凝器冷凝后进入主塔收集罐,冷凝液一部分作为主塔顶部回流,另一部分则去液氨贮槽作商品液氨出售。
氨气的收集方法
氨气的收集方法氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,在实验室中常常需要收集和利用。
那么,如何有效地收集氨气呢?接下来,我将为大家介绍几种常见的氨气收集方法。
首先,最常见的氨气收集方法是通过向水中通入氨气并将其溶解。
在实验室中,可以使用氨气发生瓶将氨气与适量的水接触,使其溶解在水中。
这种方法简单易行,且能够得到较为纯净的氨水溶液。
其次,氨气还可以通过向酸性溶液中通入氨气并将其吸收来进行收集。
通常使用的酸性溶液为盐酸或硫酸溶液。
在实验室中,可以使用吸收瓶将氨气与酸性溶液接触,使其被吸收。
这种方法不仅可以有效地收集氨气,还可以得到氨盐的产物。
另外,氨气还可以通过向干燥剂中通入氨气并将其吸附来进行收集。
常用的干燥剂有氢氧化钙、氢氧化钠等。
在实验室中,可以使用吸附瓶将氨气与干燥剂接触,使其被吸附。
这种方法适用于需要得到干燥的氨气的情况。
此外,还可以通过向液体氮中通入氨气并进行冷凝来进行收集。
在实验室中,可以使用液氮罐将氨气冷凝成液态,然后进行收集。
这种方法适用于需要得到液态氨气的情况。
最后,还可以通过向固体吸附剂中通入氨气并将其吸附来进行收集。
常用的固体吸附剂有活性炭、硅胶等。
在实验室中,可以使用吸附瓶将氨气与固体吸附剂接触,使其被吸附。
这种方法适用于需要得到氨气的固体产物的情况。
总的来说,氨气的收集方法有多种多样,可以根据实际需要选择合适的方法进行收集。
在进行氨气收集时,务必注意安全,避免氨气泄漏造成危险。
希望以上介绍对大家有所帮助,谢谢阅读!。
氨的回收2
4 氨回收
液氨整理加工过程中有废气排出,其组成中有水蒸汽、空气和氨气,其中氨气是有害气体,影响健康污染环境,为此要减少氨气排放和加强回收,以降低成本和保护环境。
图2 液氨供给回收系统图
氨的回收通过采用吸收法。
即把来自液氨整理机排出的气体,通过管道输送至回收装置的洗涤塔(吸收塔),混有空气的氨气在此塔内被水吸收成氨水,此时空气被清洗并排出塔外。
氨水通过蒸馏塔将氨和水分离,氨被蒸馏吸收制成浓氨水,浓氨水经精馏即成浓氨气,再将浓氨气经压缩机加压和冷凝成液氨,最后输入贮存罐。
在氨的回收装置中,洗涤塔顶部有排气口,要控制排放气体中的含氨量低于环保要求。
图2为江苏澄江纺机厂和南京化工大学合作开发的氨回收系统,主要包括洗涤塔(吸收塔)、精馏塔、压缩机、冷凝器、液氨储存罐。
无机物工艺教案-氨的回收
一般控制在0.028滴度以下,废液中氨的含量是蒸氨操作效果的
重要标志。若废液中氨含量过高,说明氨回收效果不好,造成氨的损失大;若废液中氨含量过低,则说明加入灰乳过量,易造成设备及管道堵塞。
二、蒸氨工艺流程的组织及操作控制要点
从过滤工序来的20~30℃的母液经泵10打入蒸氨塔顶l母液预热段的水箱内,被管外上升蒸汽加热,温度升至约70℃左右,从预热段最上层流入塔中部加热段4,该段采用填料或设置托液槽,以扩大气液接触面。
教案首页
学科
无机物工艺
第三章氨减法生产纯碱
第八节氨的回收
审批签字
授课时数
2
授课方法
讲授
授课工具
授课时间
授课班级
教学目的
了解蒸氨原理,掌握蒸氨工艺条件、操作要点
教学重点
和难点
重点:蒸氨原理、蒸氨工艺条件
难点:蒸氨操作要点
复习提问
简述重碱煅烧、过滤工艺条件
教学内容、方法和过程
附记
引课:
第八节氨的回收
一、氨回收的基本原理及工艺条件的优化
2.压力
蒸氨过程中,塔的上、下部压力不同。塔下部压力与所用蒸汽压力相同或接近;塔顶的压力为负压,有利于氨的蒸发并避免氨的泄漏损失。同时也应保持系统密封,以防空气漏出而降低气体浓度。
3.灰乳的用量
用于蒸氨的石灰乳,一般含活性CaO浓度为180~220滴度,用量应比化学计量稍微过量,以保证蒸氨完全。调和液中CaO一般过量不超过1.2滴度,这应根据母液流量及浓度、预热母液中含CO2量以及石灰乳的浓度、操作温度等调节。
教学内容、方法和过程
附记
母液经分液槽3加入,与下部上来的热气直接接触,蒸出液体中的游离NH3和CO2。
液氨回收方案
液氨回收方案随着工业化的进程和能源的快速消耗,液氨的重要性逐渐凸显出来。
液氨是一种广泛应用于工业生产的化学品,特别是在制冷、冷却和气体供应领域。
然而,由于液氨的特性,如具有高毒性和腐蚀性等,对于液氨的回收和再利用变得尤为重要。
本文将介绍一种液氨回收方案,以满足环保和资源节约的要求。
液氨回收方案的实施需要考虑以下几个关键步骤:1. 设备选择:液氨回收的设备选择是关键的一步。
通常采用的方法是利用吸附剂进行液氨的吸附和分离。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
根据实际情况,可以根据液氨的特性和回收需求进行选择。
2. 液氨收集系统:为了有效回收液氨,需要建立一个完善的收集系统。
该系统应包括液氨的收集罐、输送管道、泵站等。
在设计收集系统时,应确保液氨的密封性,以避免泄漏和损失。
3. 分离和纯化:回收的液氨通常需要进行分离和纯化。
可以采用蒸馏、膜分离等方法进行液氨的纯化,以满足不同级别的需要。
4. 循环利用:回收的液氨应该得到循环利用,以减少资源的浪费。
可以将液氨送回原来的生产线进行再利用,或者用于其他应用,如冷藏、空调等。
5. 安全措施:在液氨回收过程中,安全是至关重要的。
应该建立完善的安全措施,包括液氨的储存、运输和操作。
同时,应定期进行安全培训,提高员工的安全意识。
通过实施上述液氨回收方案,可以实现液氨资源的有效利用和环境保护。
液氨回收不仅可以减少对自然资源的消耗,还可以减少液氨对环境的影响。
同时,液氨的回收还可以带来经济效益,降低生产成本。
总之,液氨回收方案是一项值得重视和推行的技术。
通过合理的设备选择、完善的收集系统、分离和纯化、循环利用以及安全措施,可以实现液氨资源的可持续利用,促进工业生产的可持续发展。
希望本文所介绍的液氨回收方案对您有所启发,并能在实际生产中得到应用。
制冷系统氨液回收方案
六车间液氨回收方案一.制冷系统液氨回收概述冶炼厂六车间氨制冷系统于2010年3月正常运转,在10个月的实际生产运行过程中,发现强冷不利于浓氯化铵固体结晶析出,于2010年12月底停机。
由于液氨有毒,易燃等,一旦发生氨泄漏,将对整个车间造成极大危害;另外,原制冷系统中部分压力表未安装检修阀门,个别阀门锈蚀,也存在着安全隐患;综合以上情况,为保证氯铵回收三效蒸发系统的安全运转,以及整个车间的安全,汇报厂各部门领导后决定将整个系统中的液氨回收运走,完成后对设备进行拆除。
二.制冷系统液氨回收具体方案为确保安全顺利回收液氨,特制定以下回收液氨具体方案及措施:1.液氨回收所需材料:DN20增强管一盘?2.输氨过程控制步骤(是否断电?)(1)准备钳工工具、劳保用品等。
(2)在回收氨之前要把所有放氨管路连接好,并做好密封工作,防止氨泄露。
(3)焊接的管路必须保证不泄漏,严格检查,确保安全。
(4)提前开启制冷压缩机将液氨抽回到高压贮氨罐内。
(5)通过制冷间内各储氨罐的放油管路,将液氨送到集油器内再通过输氨管路将集油器内的液氨排入氨罐车。
(6)回收液氨方法:首先,通过制冷系统中的备用贮液桶、高压贮氨罐的各放油连接管路到集油器,在集油器放油阀处另换接管路连接到氨车。
抽氨管路联接好之后打开各相应的阀门开始放氨。
(虹吸罐剩余、压缩机油冷却器中的液氨可从各自的放油阀处另设单独管路抽取,设软接头,或另行办法解决。
制冷机中的少量液氨通过集油器放出,如果放不出,可让其自然蒸发)。
其次,两贮氨罐中的液氨抽去完毕之后,开启小活塞压缩机继续抽空,将抽出的少量剩余氨气体冷却之后通过蒸发冷冷却成液氨之后,放入备用高压贮液桶。
最后,系统剩余少量氨气,可通过原配置的活塞压缩机,经加氨站,把加氨站两排气阀打开,关闭其余两个加氨阀门,同时将小型活塞压缩机的冷凝器冷却水进出口连接进出水管路并注入循环冷却水,用来冷却氨气体。
并将压缩机排气阀关闭,通过小型压缩机将系统中的气体吸出并冷却,放出液氨。
氨回收工艺步骤
氨回收工艺步骤氨回收工艺可是化工领域里很重要的一个环节呢。
就像是把散落在外面的小宝贝们(氨)一个个找回来一样有趣。
这可不是个简单的事儿,里面包含着好几个关键的步骤。
1、原料气的预处理原料气里可能夹杂着各种各样的杂质,就像一群调皮的小捣蛋鬼混在氨的队伍里。
我们得先把这些杂质去掉,不然它们会影响后面氨回收的效果。
比如说,可能会有一些粉尘啦,这些粉尘就像是小灰尘精灵,到处乱飞。
那我们怎么处理呢?通常会采用过滤的方法,就像给原料气戴上一个小口罩,把粉尘都挡住。
还有可能会有一些其他的气体杂质,这时候就可能会用到吸收或者吸附的办法,把那些不需要的气体给抓住,让原料气变得比较纯净,这样才能更好地进行下一步的氨回收工作。
2、氨的吸收这可是氨回收的核心步骤之一哦。
氨在一定的条件下是可以被吸收剂吸收的。
这个吸收剂就像是一个热情的小海绵,看到氨就把它紧紧抱住。
常见的吸收剂有很多种呢,比如说水。
氨和水可是有特殊的缘分,它们相遇就会发生反应,氨就会溶解在水里。
这个过程就像是氨找到了一个温暖的小窝,开开心心地住进去了。
而且这个吸收过程的条件也很重要,温度啊、压力啊都得控制好。
如果温度太高,氨可能就不太愿意被吸收剂吸收了,就像一个小娃娃在天气热的时候不愿意被抱着一样。
压力也会影响氨和吸收剂之间的亲密程度,合适的压力能让它们更好地结合在一起。
3、氨的解吸氨被吸收剂吸收之后,还得把它从吸收剂里释放出来呀。
这就像是把住在小窝里的氨小宝贝再请出来一样。
这个解吸的过程通常需要改变一些条件。
比如说升高温度或者降低压力。
就像给氨住的小窝施点魔法,让它觉得这个小窝不太舒服了,然后氨就会从吸收剂里跑出来。
解吸出来的氨这时候就比较纯净了,就像经过洗礼后的小天使一样。
4、氨的精制虽然经过解吸后的氨已经比较纯净了,但可能还会有一点点小杂质。
这时候就需要对氨进行精制啦。
精制的方法有很多种,比如说可以用精馏的方法。
就像把氨放在一个特殊的楼梯上,不同的杂质和氨因为它们自身的特性,会在这个楼梯的不同位置停留,这样就可以把最后的一点杂质去掉,得到非常纯净的氨啦。
氨氮的处理
物化法1. 吹脱法在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法,一般认为吹脱与温度、PH、气液比有关。
2. 沸石脱氨法利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。
应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题,通常有再生液法和焚烧法。
采用焚烧法时,产生的氨气必须进行处理。
3.膜分离技术利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。
这种方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染。
例如:气水分离膜脱除氨氮。
氨氮在水中存在着离解平衡,随着PH升高,氨在水中NH3形态比例升高,在一定温度和压力下,NH3的气态和液态两项达到平衡。
根据化学平衡移动的原理即吕.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。
在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。
化学平衡只是在一定条件下才能保持―假若改变平衡系统的条件之一,如浓度、压力或温度,平衡就向能减弱这个改变的方向移动。
‖遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水,另一侧是酸性水溶液或水。
当左侧温度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的压力差,那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面,在膜表面分压差的作用下,穿越膜孔,进入吸收液,迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。
4.MAP沉淀法主要是利用以下化学反应:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐,当[Mg2+ ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP),除去废水中的氨氮。
5.化学氧化法利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。
折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨,这种方法还可以起到杀菌作用,但是产生的余氯会对鱼类有影响,故必须附设除余氯设施。
二、生物脱氮法传统和新开发的脱氮工艺有A/O,两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。
污水中氨氮的主要去除方法
本文摘自再生资源回收-变宝网()污水中氨氮的主要去除方法近20年来,对氨氮污水处理方面开展了较多的研究。
其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺,目前氨氮处理实用性较好国内运用最多的技术为:生物脱氮法、氨吹脱汽提法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、液膜法、土壤灌溉法等。
一、生物法1.生物法机理——生物硝化和反硝化机理在污水的生物脱氮处理过程中,首先在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用,将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐;然后在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从污水中逸出。
因而,污水的生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段。
生物脱氮工艺流程见图1。
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐的过程,包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应;由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。
在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。
反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。
生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%—95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。
但缺点是占地面积大,低温时效率低。
2.传统生物法目前,国内外对氨氮污水实际处理中应用较成熟的生物处理方法是传统的前置反硝化生物脱氮,如A/O、A2/O工艺等,都能在一定程度上去除污水中的氨氮。
传统生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段,硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成,由于对环境条件的要求不同,这两个过程不能同时发生,而只能序列式进行,即硝化反应发生在好氧条件下,反硝化反应发生在缺氧或厌氧条件下。
由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区与好氧区分开,形成分级硝化反硝化工艺,以便硝化与反硝化能够独立地进行。
1932年,Wuhrmann利用内源反硝化建立了后置反硝化工艺(post-denitrification),Ludzack 和Ettinger于1962年提出了前置反硝化工艺(pre-denitrification),1973年Barnard结合前面两种工艺又提出了A/O工艺,以及后又出现了各种改进工艺如Bardenpho、Phoredox(A2/O)UCT、JBH、AAA工艺等,这些都是典型的传统硝化反硝化工艺。
氨氮废水的处理方法
氨氮废水的处理方法氨氮是水污染因素中重要的污染物,主要来自城镇生活污水、各种工业废水及化学肥料和农家肥料等。
水体中氮含量超标,不仅使水环境质量恶化,引起富营养化,还对人类以及动植物有严重危害。
我国从20 世纪80 年代开始废水处理过程中脱氮的研究,但目前大多数污水处理厂仍未考虑脱氮的问题。
因此对废水中氮的去除,特别是氨氮的去除需要引起高度的重视。
本文介绍几种氨氮废水处理方法。
1 氨氮废水处理的主要方法1. 1 吹脱法氨吹脱工艺是将水的pH 值提到10. 5 11. 5 的范围,在吹脱塔中反复形成水滴,通过塔内大量空气循环,气水接触,使氨气逸出。
这种方法广泛用于处理中高浓度的氨氮废水,常需加石灰,经吹脱可以回收氨气。
夏素兰从相平衡与气液传质速率两方面分析了氨氮吹脱工艺的影响因素,认为调节pH 值是改变吹脱体系化学平衡的重要手段,喷淋密度和气液比都是重要影响因素。
胡继峰等认为去除率要达到90 %以上,pH 值必须大于12 且温度高于90 ℃。
胡允良等实验室研究确定氨氮质量浓度为7. 2 7. 5 g/L 废水的最佳吹脱条件为:pH 值为11 ,温度为40 ℃,吹脱时间2 h ,出水中氨氮的质量浓度为307. 4 mg/L。
黄骏等采用吹脱法处理三氧化二钒生产的高浓度氨氮废水,在实验室试验的基础上进行工业试验,出水达标排放。
吹脱法主要用于处理高浓度的氨氮废水,其优点是设备简单,可以回收氨,但也存在许多缺点,主要有: ①环境温度影响大,低于0 ℃时,氨吹脱塔实际上无法工作; ②吹脱效率有限,其出水需进一步处理; ③吹脱前需要加碱把废水的pH值调整到11 以上,吹脱后又须加酸把pH 值调整到9 以下,所以药剂消耗大; ④工业上一般用石灰调整pH 值,很容易在水中形成碳酸钙垢而在填料上沉积,可使塔板完全堵塞;⑤吹脱时所需空气量较大,因此动力消耗大,运行成本高。
1. 2 化学沉淀(MAP) 法在一定的pH 条件下,水中的Mg2 + 、HPO43 - 和NH4+ 可以生成磷酸铵镁沉淀,而使铵离子从水中分离出来。
氨氮的去除
氨氮的去除根据废水中氨氮浓度的不同,可将废水分为3类:高浓度氨氮废水(NH3-N>500mg/l),中等浓度氨氮废水(NH3-N:50-500mg/l),低浓度氨氮废水(NH3-N<50mg/l)。
然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用,制约了生化法对其的处理应用和效果,同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致处理出水难以达到要求。
去除氨氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。
物理法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法有离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法有藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。
目前比较实用的方法有:折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。
1.折点氯化法除氨氮折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。
当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。
当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。
因此该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。
处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。
氧化每克氨氮需要9~10mg氯气。
pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。
1mg残留氯大约需要0.9~1.0mg的二氧化硫。
在反氯化时会产生氢离子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右(以CaCO3计)。
折点氯化法除氨机理如下:Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2ONHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化,使废水中全部氨氮降为零,同时使废水达到消毒的目的。
第八章----氨的蒸馏与回收
第八章氨的蒸馏与回收氨碱法纯碱生产中,氨是作为中间介质存在的;在工艺过程中,它是周而复始不断循环的,而这种循环就是借助于蒸馏来实现的。
蒸氨工序是利用蒸馏及设备以回收制碱母液及其他含氨杂水中所含的以NH4CL、(NH4)2CO3、NH4OH等形式存在的氨及二氧化碳。
它的设置,使氨在制碱中循环使用成为可能。
蒸氨工序处于制碱的主要物料流溶液处理的末端,它是NH3与CO2返回下一个制碱循环的重要连接点,它的工况与生产效果如何是建立全系统良性工业循环的关键,也是全厂降低物料消耗与能量消耗的一个重点。
冷季生产的供汽与热季的冷却作业方面的不利条件,都对搞好蒸氨生产起着制约作用。
化工生产中,单元操作过程的影响因素,往往是错综复杂的,有时甚至是相互矛盾的;因此,工业生产,工艺指标的确定,力求全面客观,在综合分析的基础上做出恰到好处的适宜选择。
氨碱厂蒸馏工艺应考虑的诸因素有:1、尽可能地将NH3和CO2从溶液中驱除,以最大限度减少废液中的氨和石灰含量;2、降低能耗,有效利用热量交换,减少蒸馏废液当量和降低废液温度;3、缓和蒸馏设备的结疤速度,延长其使用周期,减少清塔频率;4、寻求较高的单位设备生产强度。
在实际生产当中,通常蒸氨工序工艺与装备优良与否的评判标准是:①、能否提高母液的处理量,各段能力与每套蒸氨装置的综合能力相匹配;②、能否确保蒸氨出气的冷却与浓缩合乎规定的要求;③、能否在降低蒸汽、灰乳、水、电消耗量的条件下,将氨和二氧化碳蒸出完全;④、能否确保设备管道上气液物料流的通过能力大、阻力小,并维持稳态流动。
此四项就是对本工序产量、质量、消耗、安全与均衡作业的全面要求。
本工序所处理的母液,因其是否经煅烧炉气预分解,而有热母液与冷母液之分。
采用母液洗涤炉气流程的碱厂,母液是热母液;本工序是始于冷母液还是热母液,对作业的进程和效果都有一定的影响。
目前国内多数新建厂及老厂都是使用热母液蒸氨流程的。
第一节蒸氨过程的基本原理氨碱法生产纯碱的过程中,氨是循环使用的。
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摘要:详细介绍了目前应用较多的饱和器法生产硫铵弗萨姆法生产无水氨和水洗氨蒸氨和氨分解三种氨回收工艺的工艺流程,并对三种工艺进行了经济比较。
炼焦煤在焦炉干馏过程中,煤中的元素氮大部分与氢化合生成氨,小部分转化为吡啶等含氮化合物,他们随煤气从炭化室逸出。
氨的生成量相当于装入煤量的 0.25%~0.35%,粗煤气中的含氨量一般为6~9g/m3。
氨是化工原料,又是腐蚀介质,因此必须从焦炉煤气中脱除。
从煤气中回收氨有双重意义,首先可将氨制成化肥,其次从净化煤气的观点出发,在焦炉煤气回收粗苯之前,必须将煤气中的氨脱除,以防止以氨为媒介的腐蚀性介质进入粗苯回收系统而造成设备的严重腐蚀。
对于氨的脱除,目前我国广泛采用的有三种不同类型的工艺,即生产硫铵、无水氨和氨分解等工艺。
硫铵工艺所得硫酸铵的国家标准见下表。
硫酸铵的国家标准名称指标一级品二级品三级品氮含量(以干基计),%≮21 ≮20.8≮20.6水分,%≯0.1≯1.0≯2.0游离酸(H2S4O) ,%≯0.05≯0.2≯0.3粒度(60目筛余量),%≮75 --颜色白色或微带颜色的结晶生产无水氨工艺所得的无水氨主要用于制造氮肥和复合肥料,还可用于制造硝酸、各种含氮无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等。
此外,还常用作制冷剂。
氨分解工艺所产生的废气送入鼓风机前的吸煤气管道,但该工艺装臵无产品回收。
1 硫铵生产工艺生产硫铵是焦炉煤气净化工艺流程中回收氨的传统方法。
我国20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法鼓泡型饱和器生产硫铵,该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重,硫铵质量差,煤气系统阻力大。
在宝钢一期工程的建设中,我们引进了酸洗法生产硫铵工艺,它是由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。
与饱和器法相比,由于实现了氨的吸收与硫铵结晶分离的操作,以获得优质大颗粒硫铵结晶。
酸洗塔结构为空喷塔,煤气系统阻力仅为饱和器的1/4,煤气鼓风机的电耗可大幅度下降。
采用干燥冷却机将干燥后的硫铵进一步冷却,防止结块,有利于自动包装。
鞍山焦耐院将此工艺经改进后用于天津煤气二厂,装臵投产后已通过了技术鉴定。
在宣钢和北焦的建设中,我们引进了间接法饱和器生产硫铵工艺,该工艺是从酸性气体中回收氨,其硫铵的质量比饱和器法好,但因在较高温度(100℃左右)下操作,对设备和管道材质的要求高,加之饱和器尺寸并不比半直接法小,因此投资高于半直接法。
在杭钢焦化厂,我们将此工艺用于蒸氨塔后氨汽生产硫铵,并已正常投产。
除上述方法外,鞍钢二回收从法国引进的二手设备喷淋式饱和器,以代替半直接法的鼓泡型饱和器。
喷淋式饱和器的特点是煤气系统阻力较小,设备尺寸可相对减小,硫铵质量有所提高。
国内已有不少厂家用其代替老式的鼓泡型饱和器。
但是,不管采用那种生产硫铵的工艺,从经济观点分析,其共同的致命缺点是硫铵的收入远远不够支付其生产费用。
下面重点介绍一下酸洗法和喷淋式饱和器生产硫铵的工艺。
(1)酸洗法生产硫铵工艺。
酸洗法硫铵生产工艺由氨的回收、蒸发结晶与分离干燥等3部分组成。
其工艺流程见图1.如图1 所示,煤气自下而上经过酸洗塔,在酸洗塔分上下两段,均用含游离酸2%~3%的硫铵母液进行喷洒,煤气中的氨即与硫酸结合生成硫铵,从酸洗塔顶逸出煤气经除酸器分离出酸雾后送入煤气总管。
用泵将母液循环槽中的硫铵母液抽送至结晶槽,结晶槽的母液用循环泵抽出,经母液加热器加热后送入真空蒸发器,蒸发器在(绝压)11kPa压力和48℃下工作,母液因真空蒸发而浓缩,浓缩后的过饱和溶液经中心管自流至结晶槽底部。
含有小颗粒结晶的母液在结晶槽中部经循环泵抽出大量循环,使结晶不断长大,几乎不含结晶的母液在结晶槽上部溢流至满流槽,再用泵送回母液循环槽。
大颗粒结晶沉积在结晶槽底部用浆液泵送往供料槽。
蒸发器的真空是用二级蒸汽喷射造成的,蒸汽喷射器使用0.7MPa的中压蒸汽。
从蒸发器上部出来的汽体经第一凝缩器与第二凝缩器冷凝后排往热井。
含有大颗粒结晶的硫铵母液在供料槽内进行沉降分离,上部清液溢流回结晶槽,底部含有50%结晶的母液进入离心机,滤液经滤液槽后再返回结晶槽。
硫铵结晶采用带冷风的干燥冷却器进行干燥、冷却。
酸洗法硫铵与老式饱和器硫铵工艺相比,有以下优点:酸洗法工艺采用空喷塔,煤气系统阻力小,约为饱和器法的1/4~1/5,使风机电耗可以大大降低;酸洗法工艺在酸洗塔内母液始终控制在不饱和状态,结晶颗粒是在真空蒸发结晶系统内形成,由于采用了大流量的母液循环,控制了晶核的形式,并使结晶有足够的成长时间,因而,可以获得大颗粒的优质硫铵结晶。
酸洗法硫铵的设备与管道均采用了超低碳不锈钢(OOCrl7Nil4Mo2),较好地解决了稀硫酸的腐蚀问题,酸洗塔可不设备品,大大减少了设备的维修工作量。
我国自行设计的酸洗法硫铵生产装臵,将酸洗塔由一台两段改为二台各一段的空喷塔,这样,两台可以互为备用,便于连续、稳定生产。
(2) 喷淋式饱和器法硫铵工艺。
喷淋式饱和器硫铵生产工艺与鼓泡式饱和器流程基本一样,只是将喷淋式饱和器代替鼓泡式饱和器。
喷淋式饱和器是将饱和器和结晶器连为一体,流程更为简化。
在此流程中采用母液加热器,从结晶槽顶部一部分母液通过加热器加热,再循环返回饱和器喷淋。
在饱和器底部控制一定的母液液位,母液从满流管流入满流槽。
在满流槽中除去焦油的母液流入母液贮槽。
母液循环泵从结晶槽上部抽出母液,送到喷淋室的环形分配箱进行喷洒,母液循环量为15L/m3。
吸收氨后的母液通过中心降液管向下流到结晶槽底部。
饱和器内母液酸度控制20%~30%,结晶段的结晶体积百分比上限为35%~40%,下限为4%。
晶比达到25%时,启动结晶泵抽取结晶,送往结晶槽提取硫铵。
在保证饱和器水平衡的条件下,一般饱和器母液温度保持在50~55℃,煤气出口温度44~48℃。
喷淋式饱和器的阻力一般为1000~2000Pa,为旧式鼓泡型饱和器的1/5~1/4。
饱和器后的煤气含氨可达到30~50mg/m3。
其流程见图2。
图2 喷淋式饱和器法生产硫铵工艺喷淋式饱和器的结构有如下特点:①喷淋室由本体、外套筒和内套筒组成,煤气进入本体后向下在本体与外套筒的环形室内流动,然后由上出喷淋室,再沿切线方向进入外套筒与内套筒间旋转向下进入内套筒,由顶部出去。
外套筒与内套筒间形成旋风分离作用,以除去煤气夹带的液滴,起到除酸器的作用。
②在喷淋室的下部设臵母液满流管,控制喷淋室下部的液面,促使煤气由入口向出口在环形室内流动。
③在煤气入口和煤气出口间分隔成两个弧形分配箱,在弧形分配箱配臵多组喷嘴,喷嘴方向朝向煤气流,形成良好的气液接触面。
④喷淋室的下部为结晶槽,用降液管与结晶槽连通,循环母液通过降液管从结晶槽的底部向上返,不断生成的硫铵晶核,穿过向上运动的悬浮硫铵母液,促使晶体长大,并引起颗粒分级,小颗粒升向顶部,从上部出口接到循环泵,结晶从下部抽出。
⑤在煤气出口配臵有母液喷洒装臵。
煤气入口和出口均设有温水喷洒装臵,可以较彻底清洗喷淋室。
⑥饱和器材质,国外引进的设备其材质均采用耐酸不锈钢制造,所用材料牌号为URANUS 50(法国牌号);我国引进的酸洗法酸洗塔材质为SUS316L,目前国内采用的喷淋式饱和器和母液加热器均采用SUS316L,它可使用于接触介质硫酸酸度在10%以下的设备。
喷淋式饱和器结构见图3。
喷淋式饱和器结构见图3。
综上所述,喷淋式饱和器工艺综合了旧式饱和器法流程简单,酸洗法有大流量母液循环搅拌,结晶颗粒大的优点,又解决了旧式饱和器法煤气系统阻力大,酸洗法工艺流程长,设备多的缺点。
其工艺流程和操作条件与现有的鼓泡型饱和器相接近,易于掌握,设备材料国内能够解决。
不但可以在新建厂采用,而且更适于老厂的大修改造。
2 生产无水氨的工艺另一种可供选择的脱氨方法是弗萨姆法生产无水氨。
弗萨姆工艺是由美钢联开发的,它可以从焦炉煤气中吸收氨(半直接法),也可以从酸性气中吸收氨(间接法)。
宝钢二期工程从美国U.S.S公司引进了一套从焦炉煤气中吸收氨的弗萨姆装臵,焦炉煤气导入吸收塔与磷酸铵溶液直接接触,吸收煤气中的氨,然后经解析、精馏制取产品无水氨。
该工艺的特点是利用磷酸二氢铵具有选择性吸收的特点,从煤气中回收氨精馏制得高纯度的无水氨(纯度可达99.98%)。
但由于介质具有一定的腐蚀性,且解吸、精馏要求在较高的压力下操作,故对设备材质要求较高。
除此之外,该工艺具有一定的经济规模限制,规模过小既不经济也不好操作。
攀钢焦化厂在引进AS法脱硫的同时引进了一套间接法弗萨姆无水氨装臵,它是将脱酸塔顶的酸性气体引出送入间接法弗萨姆装臵的吸收塔,用磷酸溶液吸收酸性气中的氨。
由于该工艺不与煤气直接接触,几乎不产生酸焦油,与半直接法相比,酸焦油分离和处理设施可大为简化。
弗萨姆装臵生产出的无水氨纯度高,产值较高,经济效益较好。
由于是液体产品储运不方便。
弗萨姆法吸收氨的原理是用磷酸的一铵盐和二铵盐的水溶液从焦炉煤气中选择性吸收氨,吸收了氨的磷铵母液在再生工序的压力下用蒸汽汽提,得到含氨约20%的氨汽,再生后的磷铵母液返回吸收部分循环使用。
含氨20%的氨汽经精馏得到99.98%的无水氨。
这种方法由吸收、解析、精馏三个部分组成其工艺流程见图4, 吸收和再生的代表性化学反应式为:1)氨的吸收。
焦炉煤气从吸收塔底进入,吸收塔为上下两段空喷塔,吸收液与煤气逆流接触,分上下两段单独循环喷洒吸收液,上段吸收液NH3/H3PO4分子数比为1.25,在自身循环过程中吸收了煤气中的氨 ,循环液的分子数比上升为1.35,上段循环液的一部分从塔内溢流到下段作为下段吸收液的补充。
下段吸收液循环吸收氨以后,分子数比达到1.85,抽出循环量的3%送往再生工序。
塔的操作温度为55℃,塔后煤气含氨可达0. lg/m3。
吸收塔的阻力为1.0~1.5kPa。
塔的材质为SUS304L。
2)磷铵母液的再生。
吸收了氨的磷铵母液进入解析塔,先要经过预处理除油,再与解析塔底贫液换热至104℃后进入接触器。
富液除油的方式采用泡沫浮选除焦油器。
由于磷铵母液在吸收氨的过程中吸收了微量酸性气体(H2S, HCN, CO2等)与吸收液中的氨反应生成的铵盐,易在后工序精馏塔内造成堆积而堵塔,所以酸性气体就必须从吸收液中蒸出,这就是接触器的目的。
104℃的富液在接触器中靠精馏工序来的废蒸汽加热至沸点,将溶解在吸收液中的酸性气体蒸出,这些含氨的酸性气体由接触器排出返回吸收塔,接触器材质为SUS316L。
富液经接触器后用泵经气液换热器与解析塔顶的浓氨汽换热,然后再经加热器加热至187℃后进入解析塔顶部,塔底通入直接蒸汽,塔的操作压力约为1. 4MPa。
含氨气体以184℃离开塔顶,经过换热、冷却调节至131℃后进入接受槽作为精馏塔的原料。