甘氨酸廠廢水處理中氯化銨回收的方案

甘氨酸廠廢水處理中氯化銨回收的方案

1分離和研磨氯化銨溶液時能耗較大、腐蝕嚴重、比現(xiàn)有設(shè)備主要考（1）能源性問題：由于溶液中氯化銨濃度較低，必須從氯化銨中提取大量水分，這使得能耗更高。(2)腐蝕問題:氯化銨溶液對設(shè)備的腐蝕性極強,其設(shè)備必須使用昂貴的鈦材,這又加重了回收氯化銨的成本。即使采用鈦材設(shè)備,在溫度、濃度較高時,仍然存在較強的腐蝕性。(3)催化劑烏洛托品的分解。2蒸發(fā)結(jié)晶、蒸發(fā)多元系統(tǒng)低熱值采用逆流流程,為減小能量消耗,原廢水首先進入乏汽預(yù)熱室進行預(yù)熱,這樣既減輕了大氣冷凝器的負荷,又充分利用了余熱。預(yù)熱后的廢液分別經(jīng)三效、二效、一效降膜蒸發(fā)器進行加熱蒸發(fā),而后進入閃蒸罐進一步濃縮,直至達到所需濃度,再將濃縮液打入結(jié)晶器進行常溫結(jié)晶,而后進行液固分離。由鍋爐來的生蒸汽和經(jīng)一效汽液分離室分離出來的二次部分蒸汽經(jīng)熱泵壓縮后共同進入一效加熱室的殼程,對一效蒸發(fā)器加熱室進行加熱。由一效汽液分離室分離出的另一部分二次汽進入二效加熱室的殼程,作為熱源對二效蒸發(fā)器加熱室進行加熱。由二效汽液分離室分離出的二次蒸汽進入三效加熱室進行加熱。由三效汽液分離室分離出來的二次蒸汽進入乏汽預(yù)熱室進行部分冷凝。由乏汽預(yù)熱室出來的未冷凝的尾汽進入大氣冷凝器內(nèi)直接將其中的水蒸氣冷凝下來,冷凝水進入儲水池內(nèi),通過泵打入涼水塔內(nèi)。不凝性氣體用真空泵抽走,以保證蒸發(fā)系統(tǒng)真空蒸發(fā)。為保證降膜蒸發(fā)器正常蒸發(fā)的最小降流密度,每一效蒸發(fā)器都有部分蒸發(fā)液進行自循環(huán)。由結(jié)晶槽出來的母液用母液泵打入乏汽預(yù)熱室內(nèi)預(yù)熱,然后進入二效加熱室的原液管內(nèi),與原液一起進入二效加熱室進行加熱蒸發(fā)。一效蒸發(fā)器的冷凝水回鍋爐房重復(fù)利用,二、三效降膜蒸發(fā)器殼程中的冷凝水和乏汽預(yù)熱器出來的冷凝水用泵打入廢水凈化系統(tǒng)。3技術(shù)特點3.1熱泵蒸發(fā)技術(shù)在多效蒸發(fā)系統(tǒng)中,幾個蒸發(fā)器用管道連接,使蒸汽連續(xù)地進入下一效,這樣,向第一效蒸發(fā)器提供的熱量用于蒸發(fā)其中的水分,所產(chǎn)生的二次蒸汽,依次進入下一效,直至最終。本工藝還設(shè)置了乏汽預(yù)熱器使得末效二次汽用于預(yù)熱物料,這樣蒸汽被多次重復(fù)利用,使蒸發(fā)系統(tǒng)的經(jīng)濟性明顯提高。噴射式熱泵以高壓蒸汽為動力,不直接消耗機械能或電能而提高低壓蒸汽的參數(shù),熱泵蒸發(fā)技術(shù)已經(jīng)被人們所重視。這里將一效蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的二次汽壓縮后會同生蒸汽一起對一效蒸發(fā)器進行加熱,這就使低品位蒸汽(二次蒸汽)變?yōu)楦咂肺徽羝褂?從而可以進一步降低能耗。3.2負壓操作,先進行整體操作后降低了系統(tǒng)的腐蝕大氣冷凝器和真空泵使得蒸發(fā)系統(tǒng)為真空蒸發(fā),液相均為負壓操作,或一效蒸發(fā)器為微正壓操作,其余各效為負壓操作,這樣降低了各效蒸發(fā)器內(nèi)溶液的沸點,因而可以減輕氯化銨溶液對設(shè)備的腐蝕,同時減輕了烏洛托品的水解。3.3真空蒸發(fā)系統(tǒng)的缺陷從形式繁多的蒸發(fā)器中選擇一種適合于本工藝的蒸發(fā)器形式是至關(guān)重要的,通過以下分析決定采用降膜蒸發(fā)器。降膜蒸發(fā)器中,料液從頂部進入料液分布器,把料液均勻地分布到每根加熱管中,并使其呈膜狀沿管內(nèi)壁往下流動,液膜受到從管壁傳入的熱量而蒸發(fā)汽化,因而傳熱系數(shù)較高。傳熱溫差不大時,汽化是在強烈擾動著的膜的內(nèi)表面發(fā)生,而不是在加熱管與液膜的界面(即加熱管內(nèi)表面)發(fā)生,因此不易結(jié)垢。產(chǎn)生的蒸汽通常是與液膜并流向下。由于汽化表面很大,蒸汽中液膜夾帶量很少,很大程度上避免了二次污染。本工藝采用真空蒸發(fā)工藝后使系統(tǒng)總理論傳熱溫差變小,即總的推動力變小,使得實現(xiàn)多效蒸發(fā)變難,但是由于降膜蒸發(fā)器中料液蒸發(fā)時不承受液柱靜壓,消除了由靜壓引起的有效傳熱溫差損失,這樣系統(tǒng)的總阻力變小。又由于采用真空蒸發(fā),末效二次蒸汽的溫度可以很低,從而使得總推動力加大,最后總的結(jié)果是總推動力仍然較大。另外,只有降膜蒸發(fā)器在低溫差下有較高的傳熱速率(即使溫差只有3～4℃也不影響操作),而別的蒸發(fā)器則不行。再則,降膜蒸發(fā)器既可以一次通過直流操作,也可以做循環(huán)操作。綜合以上原因?qū)τ谶@種含有氯化銨的廢液,濃度較稀,降膜蒸發(fā)器是首選形式。從熱力學(xué)角度考慮,取加熱室殼程的生蒸汽及管程的被加熱物料為孤立系統(tǒng),蒸汽溫度為T1,物料溫度為T2,蒸汽熵的變化量為△ST1,物料熵的變化量為△ST2,此孤立系統(tǒng)熵的變化量為△Siso。Siso=△ST1+△ST2=-|Q|/T1+|Q|/T2=|Q|(1/T2-1/T1)因為T1>T2,所以(1/T2-1/T1)>0,那么△Siso>0。這樣可以得出兩點結(jié)論:(1)有溫差的傳熱是不可逆的;(2)T2與T1相差越大,則熵增也越大。由孤立系統(tǒng)的熵增原理可知孤立系統(tǒng)的熵增標志著能量貶值或功耗散的程度,熵增越大能量貶值越嚴重,過程的不可逆程度越大,而這種不可逆或熵增的大小恰好決定于蒸汽與物料的溫差。綜上所述,小溫差傳熱能在很大程度上減小能量的貶值程度,故用降膜蒸發(fā)器可以進一步提高能量的可利用度。4產(chǎn)品的銨氯化銨如一個甘氨酸廠年排放廢水6萬t,其中含有28%左右的氯化銨,使用本工藝蒸汽耗量約2.5t/h。產(chǎn)品氯化銨基本達到國家標準GB2946—92的要求。年產(chǎn)氯化銨約16800t,可作為農(nóng)業(yè)化肥銷售,創(chuàng)經(jīng)濟效益260.4萬元/a。5收氯化銨鹽堿法從工藝上解決了氯化銨回收的難點,在很大程度上降低了能耗,減輕了料液對設(shè)備的腐蝕?；厥章然@后,母液循環(huán)使用