專利名稱：一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收氨的方法，尤其是涉及一種從低濃度氯化銨廢水 中回收氨的方法。
背景技術(shù)：
中國(guó)是稀土大國(guó)，每年的稀土產(chǎn)量在15萬(wàn)噸左右，低濃度氯化銨廢 水是有色行業(yè)特別是稀土濕法分離行業(yè)必然產(chǎn)生的排放液。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每分 離一噸稀土氧化物平均消耗氨水或碳酸氫銨在6噸以上，且由于受生產(chǎn)工 藝的局限，排放廢水中氯化銨含量較低(其濃度大多為0. 2-2. 5mol/L),僅 此稀土行業(yè)每年排放的氯化銨超過(guò)100萬(wàn)口屯。而合成100萬(wàn)噸氨需要80000 萬(wàn)立方的天然氣，需要約30萬(wàn)噸無(wú)煙煤，因此如不對(duì)廢水中的氨加以回 收再利用，會(huì)造成資源的浪費(fèi)。另一方面，低濃度氯化銨廢水會(huì)造成嚴(yán)重 的環(huán)境污染。2006年江蘇贛州一代稀土行業(yè)氨氮廢水排放造成嚴(yán)重的污染 事件導(dǎo)致太湖流域氨氮超標(biāo)，包頭地區(qū)每年進(jìn)入冬季黃河流量減少氨氮廢 水嚴(yán)重超標(biāo)造成嚴(yán)重污染，已引起了國(guó)家環(huán)保部門高度重視，立令稀土行 業(yè)進(jìn)行整改。所以，低濃度氨氮廢水的回收再利用成為目前困擾稀土行業(yè) 的重要技術(shù)難題。
目前普遍釆用的低濃度氨氮廢水回收工藝，主要為直接濃縮蒸發(fā)結(jié)晶 回收氯化銨，或氯化銨加循環(huán)劑蒸發(fā)回收鹽酸和氨水，前者具有以下缺點(diǎn) 回收率太低且熱能耗量大，加之氯化銨巿場(chǎng)飽和，大量的氯化銨堆積銷不 掉，很多企業(yè)不得不中途停止回收生產(chǎn)；后者生產(chǎn)得到的氨水和鹽酸濃度 太低無(wú)法使用，且能耗大，所以無(wú)法形成工業(yè)化生產(chǎn)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一 種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法，將低濃度氯化銨廢水中的氨蒸發(fā) 并濃縮到工業(yè)級(jí)濃度，輔料來(lái)源廣泛且成本低，工藝過(guò)程完全密封，能耗 低，且排放物符合無(wú)污染無(wú)公害的要求。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是.一種從低濃度氯化
銨廢水中回收氨的方法，其特征在于該方法包括以下步驟
(1) 混合反應(yīng)工藝在低濃度氯化銨廢水中加入堿性物質(zhì)，攪拌均 勻使氯化銨和堿性物質(zhì)充分反應(yīng)，得到含有氨水和氯化物鹽的混合漿料， 所述低濃度氯化銨廢水是指濃度為0. 2-2. 5mol/L的氯化銨廢水；
(2) 氨分離濃縮工藝用耐磨砂漿泵將步驟(1)中的混合漿料輸送 到氨水蒸餾濃縮塔內(nèi)進(jìn)行氨水的分離和濃縮，得到氨蒸汽和排放廢液；
(3) 冷卻回收工藝將步驟(2 )中的氨蒸汽輸送到氨水冷卻器中
進(jìn)行冷卻處理，并將冷卻處理后得到的氨水存放在氨水儲(chǔ)存罐中；
(4) 排放廢液處理工藝將步驟(2 )中的排放廢液進(jìn)行固液分離， 得到固相渣和含氯化物鹽的廢液，并將固相渣和廢液排放或再利用。
在步驟(1)和步驟(2)之間還包括，將步驟(1)中的混合漿料在
多級(jí)連續(xù)自然沉降槽中沉降，去除混合漿料中的顆粒物雜質(zhì)。
在步驟(2)中所述氨水蒸餾濃縮塔的內(nèi)部，通過(guò)調(diào)整混合漿料的進(jìn)
料流量和水蒸汽流量，使氨水蒸餾濃縮塔的塔頂溫度保持在80°C-98°C,
水蒸汽壓力保持在IMPa—6MPa。
所述氨水蒸餾濃縮塔的塔頂溫度保持在85°C-98°C。
步驟(3)中所述氨水冷卻器的冷卻水溫度保持在15°C-40°C。
所述堿性物質(zhì)為氫氧化鈉溶液，且氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉和低濃度
氯化銨廢水中氯化銨的重量比為1 : 1. 3-1.6。
所述堿性物質(zhì)為電石膏，且電石膏和低濃度氯化銨廢水中氯化銨的重
量比為1 : 1-1. 5。
所述堿性物質(zhì)為生石灰，且生石灰和低濃度氯化銨廢水中氯化銨的重量比為i : o. 5-i。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了氨資源的回收再利用，原料成本低。本發(fā)明的原料
為稀土濕法分離或有色行業(yè)排放的濃度為0. 2-2.5mol/L的低濃度氯化銨 廢水，在實(shí)現(xiàn)氨資源回收再利用的同時(shí)，解決了低濃度氯化銨廢水直接排 放造成的污染問(wèn)題。本發(fā)明中的輔料即堿性物質(zhì)，根據(jù)具體情況就地取材 或廢物再利用，如電石膏、生石灰、氫氧化鈉溶液、熟石灰、堿式氯化鎂 或其他堿性物質(zhì)。以主要成分為氫氧化錦、水分和少量碳的電石膏為例， 電石膏作為化工行業(yè)生產(chǎn)電石的化工廢料，其成本低，容易獲得，且符合 廢物再利用的環(huán)保要求。
2、 利用本發(fā)明得到的氨水濃度高，同時(shí)得到的其他排放物符合環(huán)保 排放標(biāo)準(zhǔn)，并可回收再利用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，利用本回收方法得到的氨水摩 爾濃度為8-15mol/L,達(dá)到工業(yè)使用目的，同時(shí)得到的排放廢液中氨的摩 爾濃度僅為0. 1-0. 005mol/L。另一方面，排放廢液中固相渣的pH值小于 9，完全符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求；且固相渣排放或作為水泥原料回收再使 用，廢液排放或回收再使用作相應(yīng)鹽的深加工。
3、 本發(fā)明中主要釆用的設(shè)備為氨水蒸餾濃縮塔和氨水冷卻器，工藝 過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)環(huán)保無(wú)污染，且能量消耗低，尤其是該氨水蒸餾濃縮塔一 次性地將混合漿料中的氨蒸發(fā)并濃縮到工業(yè)級(jí)濃度，所能耗的80%作用在 得到的濃氨水上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)回收工藝的完全蒸發(fā)耗能量。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖l為本發(fā)明氨水蒸餾濃縮塔的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
l一氨蒸汽出口；2 —除沫裝置； 3—料液進(jìn)口； 4一升氣管； 5—檔流板； 6—塔體；7—人孔； 8 —下液管； 9一雙級(jí)濃縮罩；
10—蒸汽進(jìn)口； ll一排放廢液出口； 12—塔板。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法包括以下步驟
(1) 混合反應(yīng)工藝把濃度為0. 2-2. 5mol/L的低濃度氯化銨廢水輸 送到攪拌槽中，在低濃度氯化銨廢水中加入堿性物質(zhì)，并攪拌均勻，氯化 銨和堿性物質(zhì)充分反應(yīng)后，得到含有氨水和氯化物鹽的混合漿料，所述混 合漿料為糊狀或者懸浮狀的混合物。所述堿性物質(zhì)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況就地 取材或廢物再利用，如電石膏、生石灰、氫氧化鈉溶液、熟石灰、堿式氯 化鎂或其他堿性物質(zhì)。
(2) 氨分離濃縮工藝用耐磨砂漿泵將步驟(1)中的混合漿料輸送 到氨水蒸餾濃縮塔內(nèi)進(jìn)行氨水的分離和濃縮，得到氨蒸汽和排放廢液。
其中，如圖1所示，所述氨水蒸餾濃縮塔包括內(nèi)部設(shè)置有多層塔板12 的塔體6，塔板12上設(shè)置有雙級(jí)濃縮罩9、升氣管4和檔流板5，且上下兩 層塔板12通過(guò)下液管8相通，位于塔體6的頂部設(shè)置有氨蒸汽出口 l和除 沬裝置2，塔體12的上部側(cè)壁上設(shè)置有料液進(jìn)口 3,塔體12的底部側(cè)壁上設(shè) 置有蒸汽進(jìn)口 IO和排放廢液出口 11,塔體12上位于料液進(jìn)口 3和蒸汽進(jìn) 口 IO之間設(shè)置有多個(gè)人孔7。生產(chǎn)中，根據(jù)具體使用的低濃度氯化銨廢水 中的含氨濃度，塔體6的高度為8米一-20米，塔板12的層數(shù)即蒸餾級(jí)數(shù) 為6級(jí)一15級(jí)。
用耐磨砂漿泵將步驟(1 )中得到的混合漿料通過(guò)料液進(jìn)口 3輸送到 氨水蒸餾濃縮塔內(nèi)，并從氨蒸汽出口 l輸送水蒸汽，最終得到氨蒸汽和排 放廢液，其中，氨蒸汽從氨蒸汽出口 l從氨蒸汽出口 l排出并進(jìn)入步驟(3 ), 排放廢液從排放廢液出口 11排出并進(jìn)入步驟(4)。
在氨水蒸餾濃縮塔內(nèi)，通過(guò)調(diào)整混合漿料的進(jìn)料流量和水蒸汽流量， 使氨水蒸餾濃縮塔的塔頂溫度保持在80°C-98°C,水蒸汽壓力保持
7IMPa—6MPa,其中，經(jīng)工業(yè)化實(shí)踐證明，當(dāng)氨水蒸餾濃縮塔的塔頂溫度保 持在85。C-98。C時(shí)，排放廢液中氨的摩爾濃度僅為0. 1-0. 005mol/L。
(3) 冷卻回收工藝將步驟(2 )中得到的氨蒸汽輸送到氨水冷卻 器中進(jìn)行冷卻處理，并將冷卻處理后得到的氨水存放在氨水儲(chǔ)存罐中備 用。其中，氨水冷卻器為普通碳鋼或不銹鋼材質(zhì)，該冷卻器的換熱面積根 據(jù)產(chǎn)量的不同選用20-200平方米，其冷卻水選用自來(lái)水，且在冷卻過(guò)程 中冷卻水的溫度保持在15°C-40°C。
(4) 排放廢液處理工藝將步驟(2 )中的排放廢液進(jìn)行固液分離， 得到固相渣和含氯化物鹽的廢液，并將固相渣和廢液排放或再利用。其中， 固液分離設(shè)備可以是帶水洗的隔膜板框壓濾機(jī)，也可以是其它帶水洗的固 液分離設(shè)備，經(jīng)工業(yè)化實(shí)踐證明，固液分離后得到的固相渣pH值小于9, 完全符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求。固相渣排放或作為水泥原料回收再使用，廢 液排放或回收再使用作相應(yīng)鹽的深加工。
本發(fā)明中如使用電石膏、生石灰、熟石灰或堿式氯化鎂等含顆粒雜質(zhì) 較多的堿性物質(zhì)時(shí)，在步驟(1)和步驟(2)之間還包括，將步驟(1) 中的混合漿料在多級(jí)連續(xù)自然沉降槽中沉降，去除混合漿料中的顆粒物雜 質(zhì)后，混合漿料在進(jìn)入步驟(2);定期將多級(jí)連續(xù)自然沉降槽中的顆粒 物撈入在另一過(guò)濾槽中，用水淋洗并自然濾干后排放。
實(shí)施例一
堿性物質(zhì)選用氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉和低濃度氯化 銨廢水中氯化銨的重量比為1:1.3-1.6,依次進(jìn)行如上所述步驟(1)的 混合反應(yīng)工藝、步驟(2)的氨分離濃縮工藝、步驟(3)的冷卻回收工藝 和步驟(4)的排放廢液處理工藝，最終得到氨水。
實(shí)施例二
堿性物質(zhì)選用電石膏，且電石膏和低濃度氯化銨廢水中氯化銨的重量 比為1 : 1-1. 5,進(jìn)行如上所述步驟(1)的混合反應(yīng)工藝，將步驟(1)中 得到的混合漿料沉降去除顆粒物雜質(zhì)后，再依次進(jìn)入步驟(2)的氨分離濃縮工藝，步驟(3)的冷卻回收工藝和步驟(4)的排放廢液處理工藝， 最終得到氨水。
實(shí)施例三
堿性物質(zhì)選用生石灰，且生石灰和低濃度氯化銨廢水中氯化銨的重量
比為1 : 0.5-1，進(jìn)行如上所述步驟(1)的混合反應(yīng)工藝，將步驟(1)中 得到的混合漿料沉降去除顆粒物雜質(zhì)后，再依次進(jìn)入步驟(2)的氨分離 濃縮工藝，步驟(3)的冷卻回收工藝和步驟(4)的排放廢液處理工藝， 最終得到氨水。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡 是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效 結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)混合反應(yīng)工藝在低濃度氯化銨廢水中加入堿性物質(zhì)，攪拌均勻使氯化銨和堿性物質(zhì)充分反應(yīng)，得到含有氨水和氯化物鹽的混合漿料，所述低濃度氯化銨廢水是指濃度為0.2-2.5mo l/L的氯化銨廢水；(2)氨分離濃縮工藝用耐磨砂漿泵將步驟(1)中的混合漿料輸送到氨水蒸餾濃縮塔內(nèi)進(jìn)行氨水的分離和濃縮，得到氨蒸汽和排放廢液；(3)冷卻回收工藝將步驟(2)中的氨蒸汽輸送到氨水冷卻器中進(jìn)行冷卻處理，并將冷卻處理后得到的氨水存放在氨水儲(chǔ)存罐中；(4)排放廢液處理工藝將步驟(2)中的排放廢液進(jìn)行固液分離，得到固相渣和含氯化物鹽的廢液，并將固相渣和廢液排放或再利用。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法， 其特征在于在步驟(1)和步驟(2)之間還包括，將步驟(1)中的混合漿料在多級(jí)連續(xù)自然沉降槽中沉降，去除混合漿料中的顆粒物雜質(zhì)。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法，其特征在于在步驟(2)中所述氨水蒸餾濃縮塔的內(nèi)部，通過(guò)調(diào)整 混合漿料的進(jìn)料流量和水蒸汽流量，使氨水蒸餾濃縮塔的塔頂溫度保持在 80°C-98°C，水蒸汽壓力保持在IMPa—6MPa。
4. 按照權(quán)利要求3所述的 一 種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法， 其特征在于所述氨水蒸餾濃縮塔的塔頂溫度保持在85°C-98°C。
5. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方 法，其特征在于步驟(3)中所述氨水冷卻器的冷卻水溫度保持在15°C -40°C。
6. 按照權(quán)利要求1所述的一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法， 其特征在于所述堿性物質(zhì)為氫氧化鈉溶液，且氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉 和低濃度氯化銨廢水中氯化銨的重量比為1 : 1.3-1.6。
7. 按照權(quán)利要求2所述的一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法，其特征在于所述堿性物質(zhì)為電石膏，且電石膏和低濃度氯化銨廢水中氯化銨的重量比為1 : 1-1. 5。
8. 按照權(quán)利要求2所述的 一 種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法，其特征在于所述堿性物質(zhì)為生石灰，且生石灰和低濃度氯化銨廢水中氯化銨的重量比為1 : 0. 5-1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種從低濃度氯化銨廢水中回收氨的方法，該方法包括以下步驟在低濃度氯化銨廢水中加入堿性物質(zhì)，得到含有氨水和氯化物鹽的混合漿料；將混合漿料在氨水蒸餾濃縮塔內(nèi)進(jìn)行氨水的分離和濃縮，得到氨蒸汽和排放廢液；將氨蒸汽輸送到氨水冷卻器中進(jìn)行冷卻處理，并將冷卻處理得到的氨水存放備用；將排放廢液進(jìn)行固液分離，得到固相渣和含氯化物鹽的廢液。本發(fā)明將低濃度氯化銨廢水中的氨蒸發(fā)并濃縮到工業(yè)級(jí)濃度，輔料來(lái)源廣泛且成本低，工藝過(guò)程完全密封，能耗低，且排放物符合無(wú)污染無(wú)公害的要求。
文檔編號(hào)C01C1/10GK101475194SQ200910021020
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者周振喜 申請(qǐng)人:西安西駿新材料有限公司