蒸氨塔处理高浓度剩余氨水的应用分析

蒸氨塔处理高浓度剩余氨水的应用分析

摘要：随着市场经济的快速发展，环境的污染也来越严重，国家对企业生产的环保越来约重视，并颁布了多项环保法律，特别是针对工业废水污染物质进行了较大的整顿。氨水作为影响水质的重要污染物，在工业生产中，剩余氨水的大量排放，对水体造成富氧化，从而引起环境迅速恶化。对于高浓度剩余氨水的处理，

已经出现了很多方法，如吹脱发、蒸氨法、化学沉淀法等，但最常用的是蒸氨法。本文将以焦化厂处理工程为例，采用蒸氨塔系统设备处理剩余的氨水，详细的介绍了蒸氨塔的使用过程中出现的一些问题和解决问题的措施。

关键词：焦化废水；蒸氨塔；高浓度剩余氨水；

焦化废水是指含有酚类、氨氮以及氰化物等有毒有害物质的污染物，这些物质属于工业中高浓度的难降解的有机废水之一[1]。在焦化厂炼焦产生的焦炉气体经过冷凝和鼓风阶段，使得焦化气体中的氨氮和水分子充分的混合，并经过复杂的条件，通过冷凝形成氨水。在冷凝的过程中，一部分氨水用于循环冷凝，被称作循环氨水，外侧排除的氨水被称之为剩余氨水[2]。剩余氨水一般具有水质复杂，污染水量大且浓度高，多剩余氨水的处理难度非常大，从而造成严重的环境污染。

一、剩余氨水的来源

在炼焦的过程中，待炼焦煤装入焦炉中，在与外界隔绝的情况下，经炉内温度升高到1000℃左右，同时经过物理和化学处理，最终是炼焦煤形成焦炭，在此过程中，会产生大量的工业废水。这些废水的成分复杂，含有大量的氨氮，由于氨氮在经过冷凝过程形成氨水，一部分氨水参与氨水循环被系统所应用，其余剩余的氨水经过脱氨和脱酚处理形成剩余氨水，剩余氨水的的量与配煤的水分有着直接的关系，同时与煤气的集合温度有一定的关系。剩余氨水的氨主要以铵盐和游离氨的形式存在。

二、蒸氨系统工艺流程

为了降低高浓度剩余氨水的氨氮浓度，保证工业废水达到标准排放，在废水的处理中采用蒸氨塔进行剩余氨水的处理，形成了一套完整的剩余氨水处理系统，蒸氨塔处理剩余氨水的工艺流程见图1。

图1蒸氨塔系统处理剩余氨水的工艺流程

在图中，炼焦过程排除出的剩余氨水先进入氨水的储槽中，经过沉淀，将重油排出，剩余的氨水进入焦炭过滤器进行过滤和吸附，将重油完全吸收，由废水上水管进入板式热换器，经过高温热交换，在温度达到90℃时，剩余氨水进入蒸氨塔，将剩余氨水中的氨气蒸出，同时采用冷凝处理，在蒸氨过程中加入碱，控制氨水的酸碱度，一般废水呈碱性，pH大约在10左右。这样能够促使固定氨向游离氨转化，在蒸氨的过程中，要消耗大量的燃料，从而将剩余废水氨浓度控制到200/mg/L之下。使得蒸馏后的废水流入废水槽，以达到净化水的目的。

三、蒸氨系统的调试和运行效果

1、蒸氨系统的调试

在蒸氨系统工作之前，需要对系统进行全方面的调试，具体的调试流程主要包括:首先要检查循环冷却水的供给系统和废水泵的密封冷却系统，保证系统能够正常的运转。其次在对氨气系统进行调试，检查蒸氨塔的液位和塔体的温度，保证氨气能够在管内正常流动，同时对系统中的各个阀门进行调试，保证系统的各部分能够有效的衔接。最后待温度接近系统工作值时，根据剩余氨水的含氨氮量加入氢氧化钠，并根据水中氨氮量及时调整氢氧化钠的加入量，观察蒸氨系统的各部分参数是否正常。

2、蒸氨系统的运行效果

在系统进行正常运行时，观察温度和酸碱度对剩余氨水的处理情况，结果显示，当酸碱平衡时，塔顶温度在105℃，管内温度在160℃，这个温度一直保持不变，因此，温度对剩余氨水的处理情况较小，不计入考虑范围。在酸碱度有7-10时，氨氮的蒸发含量逐渐增加，直到pH大约在10左右，氨氮的蒸发含量达到最大。在蒸氨塔中加入碱，对蒸氨塔的温度影响不大，塔顶的温度和塔内的温度基本上维持不变，但剩余氨水中本身具有弱碱性，所以在加碱之后，暗淡的变化比较明显，在蒸氨塔正常工作中，加碱之后，氨氮的蒸发率达到90%以上，同时随着碱性的不断增强，氨氮的下降非常明显，基本达到了废水排放的标准。四、运行过程中出现的问题及解决方法

在蒸氨系统工艺的运行过程中，由于各种因素可能出现多种问题，针对这些问题一定要及时的分析，采取有效的措施进行解决，这样才能保证系统的正常运行，下面就简单的介绍几中常见的系统问题以及解决的方法。

1、温控系统显示不正常

管道内氨蒸汽的温度能够反映氨氮的蒸汽量，从而得出氨氮中排出的氨水含量，由于剩余氨水本身具有较强腐蚀性，管道内温度显示不正常，如果在温控系统试运行中，可以进行

及时的更换，假若温控显示不正常，就可能是安蒸汽的腐蚀造成传感器反应失灵，因此，要采用耐腐蚀性、耐高温的传感器，这样才能使温控系统不被腐蚀，从而温控系统显示正常。

2、蒸氨塔内液位难以控制

在蒸氨塔中，由于管道的连接采用的是弯头连接，塔内的废水经过中立的作用下排出，造成塔内的液位难以控制，废水出水口与蒸汽进口间的艰巨较小，仅有7dm，要在蒸氨塔运行过程中保证塔底有5dm高的液位，由于液位蒸发的波动，因此这个数值很难保证，经过分析，影响也为的因素主要有三个方面：(1)蒸氨塔底液位高于蒸汽进口时，塔体会有异响，并发生异常的管道振动；(2)蒸氨塔的液位与蒸汽进口持平时，会导致蒸汽量减少，影响塔体的温度；(3)塔体液位比出水口高时，会有部分蒸汽溢出水管，影响了塔体的温度。因此，针对以上影响因素，需要废水的出水口连接进行改造，使之成为一个U形管，保证管的高度位于蒸汽进口和废水出口之间，这样就可以有效的控制塔内的液压高度。

3、冷凝器堵塞

在剩余氨水的处理中，需要煤作为燃料，同时煤中含有萘这种物质，萘的熔点为80℃，在蒸氨塔内汽化后将随氨气一起流出，通过冷凝，会形成一层白色结晶，残留在冷凝管壁，难以去除，时间久了，将会使冷凝管堵塞，造成冷凝实效，在这种情况下，需要操作人员定期对冷凝管的管壁进行吹脱处理，这样能够有效的防止萘的大量堆积。

五、结术语：

在焦化厂的蒸氨处理过程中能够看出，蒸氨塔处理高浓度剩余氨水效果非常明显，在加碱后氨氮的去除率在90％以上，处理后的废水符合废水排放标准，在整个蒸氨系统的操作中，蒸氨工艺技术逐渐完善，操作的流程简单、方便，而且去氨氮的效率非常高，因此，蒸氨塔适合在焦化企业高浓度剩余氨水的预处理中广泛应用。

参考文献：

[1]侯文贵,曲玉新,刘宝菊,徐贺明,闪俊杰.大孔导向筛板在蒸氨塔的应用[J]. 燃料与化工.2015(01).

[2]甄玉科,祝仰勇,宁述芹.焦化剩余氨水热泵蒸馏的研究应用[J].燃料与化工.2015(02).

[3]胡家斌,王影.蒸氨换热器堵塞原因分析及处理[J].冶金丛刊.2014(06).