甲基丙烯酸甲酯硫酸废水处理

采用连续进料、连续出料的方式操作，溶液纯度高，质量稳定，提 高了生产效率；反应器操作采用自动控制，集中显示，装置稳定，生 产效率高；采用反应加结晶回收工艺具体见流程
反应结晶装置设计参数
原水含有机物、焦油的稀硫酸水，具体组成如下表：
NO
原水各组分名称 含量，% 备注
1水
35%
2 硫酸
60%
3 有机物
少量
通常结晶器单位体积的晶体产量取决于过饱和度、晶体的生长速率及
晶体的表面积。DTB 结晶器特有的结构使溶液各处的过饱和度及晶浆密度都 较为均匀，可以允许按过饱和度的上限控制操作条件，极大地提高了晶体 的生长速率，同时 DTB 结晶器中密度很高的晶浆也为结晶过程提供了较大 的生长表面，使得 DTB 结晶器相较于其他类型的结晶器具有了较高的生产 强度。
预热换热
母液
2.1 硫酸铵结晶原理 1、硫酸铵的过饱和度 初始浓度的硫酸铵溶液，通过蒸发水分来维持溶液的过饱和度，以产生晶 体生长的动力。 2、硫酸铵结晶的介稳区 在对于过饱和度较大的硫酸铵溶液，新的晶核会大批的产生从而会消减晶 体成长的动力，得不到合格的产品，所以控制溶液的过饱和度不至于出现 大批的自发成核的这个区域会更有利于得到较大的颗粒产品。 3、影响硫酸铵产品粒度分布的因素 溶液中的析晶过程可以分过饱和的形成、晶核的生成和晶核的成长三个阶 段。为了得到较大而均匀的晶体，必须避免晶核大量析出，并应使一定数 量的晶核不断成长。因此影响粒度的因素有以下五个方面。 （1）溶液成分的影响 实践证明，不同母液具有不同的过饱和极限，母液 组分的不同其介稳区宽窄也不同。 (2) 搅拌的影响 实现搅拌的效果是直接加搅拌器，适当的增强搅拌可以 降低溶液的过饱和度，使其不致超过饱和极限，从而减少了大量析出晶核 的可能。但过分激烈搅拌将使介稳区缩小，又易出现细晶，同时颗粒间的 互相摩擦撞击会使结晶破碎，所以搅拌要适当。 (3) 冷却速度的影响 一般来说，冷却速度越快，过饱和度必然有很快增
甲基丙烯酸甲酯硫酸废水处理
作者：安小刚 13933883977， QQ：515908309
甲基丙烯酸甲酯生产中产生的硫酸废水处理可以使用硫酸铵 DTB 反应 结晶器设备，DTB 反应结晶器已经成功的应用在多个化工、脱硫、脱铵等行 业，使用效果良好，设备运行稳定、可靠。
硫酸铵 化学品英文名称： ammonium sulfate 化学式： (NH4)2SO4,分子量： 132.16 外观与性状： 无色或白色、无嗅而具有酸味的固体。
3 引风机选型： （系统风压设定为 1100Ｐａ） 风量 ＬL＝81500m3/h 蒸汽散热器选型：计算 (略) 选用多台 SRZ 型蒸汽散热器串联使用
设备制作适用标准和规范 国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》（1999） 《钢制压力容器》GB150-1998 《钢制塔式容器》JB4710-2000 《钢制管壳式换热器》GB151-1999 《压力容器无损检测》JB 4730-2005 《钢制焊接常压容器》JB/T4735-1997 《钢制化工容器设计基础规定》HG20580-1998 《钢制化工容器材料选用规定》HG20581-1998 《钢制化工容器强度计算规定》HG20582-1998 《钢制化工容器结构设计规定》HG20583-1998
水泵
24
真空系统
25
冷却水系统
316L 2 316L 2 316L 2 316L 2
1 1
硫铵固液分离单元主体设备
1
离心机
2
母液储罐
3
稠厚器
316L 2 316L 1 316L 1
硫铵干燥单元主体设备
1
振动加料器
1
2
硫铵流化床干燥器
316L 1
3
干燥器旋转阀
4
旋风除尘器
5
洗涤塔
1 316L 1 PP 1
6
洗涤配除雾器
7
排气烟囱
8
空气过滤器
9
卸料槽
10
除尘器旋转阀
11
冷却风机
12
干燥风机
13
排风风机
14
硫酸铵溶解泵
15
洗涤塔循环泵
16
硫铵细晶溶解罐
1 316L 1
1 316L 1
1 1 1 1 1 1
316L 1
硫铵仪表控制单元主体设备
1
液位控制仪表
1
2
温度控制仪表
1
3
压力控制仪表
1
4
流量控制仪表
1
5
控制系统
1
其他
1
安装
1
2
保温
1
3
防腐
1
4
配电
1
5
工程设计
设备部分投资预算 万元。 2012 年12 月
溶解度
温度
solubility℃(g of anhydrous compound per 100g of water)
溶解度(100 克水里达到饱和状态时所溶解的克数.)
0
10 20
30
40
60
80
100
硫酸铵 71 73
75.4 78
81
88 95.3 103.3
反应结晶装置设计参数 氨气通到含有机物的硫酸溶液中，生成硫酸铵和悬浮的有机物 反应方程：H2SO4 + NH3 = NH4HSO4 氨气与硫酸摩尔比≤1：1 时） H2SO4 +2 NH3 = （NH4）2SO4 （氨 气与硫酸摩尔比≥2：1 时） 2H2SO4 +3 NH3 = （NH4）2SO4 +NH4HSO4 （氨气与硫酸摩尔比 1：1 与 2：1 之间时） 1、 工艺特点：
三、设备选型及特点 3.1 结晶器处理能力 年产 30 万吨硫酸铵晶体。 3.2.2 设备选型
本方案采用 1 套 DTB 型反应结晶器。热源来自硫酸与氨气反应热。 材质可选 316L 不锈钢。 3.2.3 工艺简介： 氨气与硫酸进入 DTB 蒸发结晶器，在结晶器中混合反应，生成硫酸铵
并放出大量的热量，硫酸铵在结晶器中不断长大，放出的热量由水在高真 空下蒸发移出。水蒸汽冷凝后再返回结晶器继续参与蒸发。经结晶后的晶 浆悬浮液排入到稠厚器，离心分离后晶体进入干燥工段，母液返回到蒸发 器继续参与蒸发。 3.3 DTB 结晶器介绍
硫酸铵主要原辅材料消耗
NO
主要原材料
1
液氨
2
电/kwh
消耗，kg/t 270 50
设计产能：硫酸铵 30 万吨/年，按照 7200 小时计。
工艺方案 1.1 工艺流程：
生产工艺流程图
生产酸性废水
液氨 汽化系统
洗涤水系统 硫酸铵外运
预处理 反应结晶器 稠厚器 离心分离 干燥
后处理
配酸后硫酸氨母液
浓硫酸罐
10
母液预热加热器1
316L 1
11
冷凝器
316L 1
12
洗涤水循环罐
pp 1
13
凝结水罐
316L 1
14
母液循环泵
316L 1
15
结晶循环泵
316L 2
16
结晶排料泵
316L 2
17
浆液抽出泵
316L 2
18
母液泵
316L 2
19
配酸进料泵
316L 2
20
配酸罐
21
丙烯酸甲酯输送泵
22
凝结水泵
23
硫酸铵反应结晶器设备一栏表 硫铵反应结晶单元主体设备
序号 名称
规格
材质 数量
1
排污收集罐
316L 1
2
液氨气化器
CS 1
3Βιβλιοθήκη Baidu
酸性水储罐
316L 2
4
DTB 反应结晶器
316L 1
5
除雾器
316L 1
6
结晶器预冷凝器
316L 1
7
结晶器后冷凝器
316L 1
8
抽真空冷凝器
316L 1
9
结晶器母液加热器
Q235 1
大的趋势。生产中如冷却速度快，就会有较大的过饱和度出现，容易超越 介稳区极限而析出大量晶核，因而不能得到大而均匀的晶体。 (4) 晶浆固液比的影响 母液过饱和度的消失，需要一定的结晶表面。固 液比高，结晶表面积大，过饱和度消失将较完全。这样不仅可使已有结晶 长大，且可防止过饱和度积累，减少细晶出现，故应保持适当的固液比。 晶浆固液比可以通过调节循环量来实现，因此选择适宜的循环母液量至关 重要。 (5) 结晶停留时间的影响 停留时间为结晶器内结晶盘存量与单位时间产 量之比。在结晶器内，结晶颗粒停留时间长，有利于结晶粒子的长大。当 结晶器内晶浆固液比一定时，结晶盘存量也一定;因此当单位时间的产量小 时，则停留时间就长，从而可获得大颗粒晶体。 总之，设计中怎样选择和组合系统装置，不能从局部的合理性出发，必须 从整体系统的观点去考虑，才能求得整个系统的最佳。
DTB 结晶器是一种效能较高的结晶器，广泛应用于化工、食品、制药等 行业，具有操作性能良好，生产晶粒较大，生产强度较高，器内不易结晶 疤等特点。
DTB 结晶器中部有一个导流筒，四周有一圆筒形挡板。导流筒内接进下 端处有螺旋桨，以较低的转速旋转。悬浮液在螺旋桨的推动下，在筒内上 升至液体表层，然后转向下方，沿导流筒与挡板之间的环形通道流至器底， 重又被吸入导流筒的下端，如此循环不已，形成接近理想混合的条件。圆 筒形挡板将结晶器分隔为晶体生长区和澄清区。挡板与器壁间的环隙为澄 清区，其中搅拌的影响实际上已消失，使晶体得以从母液中沉降分离，只 有过量的微晶可随母液在澄清区的顶部排出器外，从而实现对微晶量的控 制。热的浓物料加至导流筒的下方，晶浆由结晶器的底部排出。
结晶器内结晶疤的现象是危及设备正常运转的主要原因。一般结晶器 最容易结疤的部位为换热器的换热管内壁上及结晶器的底部，而 DTB 型结 晶器具有良好的内循环，使底部不会结疤。 (2) 最终产品粒度的控制 设备具有分级功能，并设置有淘洗装置，从而控制产品的出料粒度。
流化床干燥机选型说明 干燥:将湿料送人振动流化床干燥
DTB 结晶器由于设置了导流筒，形成了循环通道，只需要很低的压头 就能实现良好的内循环，使结晶器内各流动截面上都可以维持较高的流动 速率。对于冷却法，外置冷却器是产生过饱和度的趋势最强烈的区域。循 环泵则把大量高浓度的晶浆直接送到存在着大量的晶体的悬浮区，从而有 效地消耗不断产生的过饱和度，使之只能处于较低的水平。
《钢制化工容器制造技术要求》HG20584-1998 《搅拌传动装置》HG21563~21572-1995 《压力容器法兰》JB4700~4707-2000 《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592~20635-2008 机泵适用标准和规范 《化工离心泵技术条件》GB/T5656-1994 《离心泵，混流泵，轴流泵和旋涡泵试验方法》GB/T3216-1989 《泵的振动测量与评价方法》JB/T8097-1999 《泵的噪声测量与评价方法》JB/T8098-1999 《机械密封技术条件》JB/T4127-1999 《机械密封产品验收技术条件》JBJ22006-1988 《机械设备防护罩安全要求》GB8196-1987 热工适用标准和规范 《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-1997 《压力容器安全技术监察规程》国家质量技术监督局 1999 版
原始条件： 物料名称： 硫酸铵 初始含湿量： θ１＝2％ 物料初始温度：ｔ１＝４０℃ 物料干燥温度：ｔ２＝７０－７５℃ 冷却后物料温度：ｔ３＝４０℃ 环境空气温度：Ｔ１＝２０℃ 热空气温度： Ｔ２＝１３５℃ 出干燥主机尾气温度：Ｔ３＝８０℃
干燥装置选型:1800*7600（2 套） 1 干燥热风风量 Ｌ＝29200m3/h 选４－７２型风机一台 2 干燥冷风风量 ＬL＝48000m3/h