[发明专利]一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的工艺

说明书

一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的工艺，属于氨氮废水处理技术领域，过量镁基碱性化合物和铵盐溶液混合后送入反应器，控制反应器内温度和压力，反应生成镁盐和游离氨。反应器内的含氨蒸汽经风机输送至换热器被塔釜出水加热后进入脱氨塔，塔釜通入蒸汽，塔顶的含氨蒸汽对反应器间接加热，冷凝降温后的含氨蒸汽再进入冷凝冷却器二次冷凝冷却，冷凝液部分回流至脱氨塔，部分采出得到浓度≥15%的氨水。反应器中的反应残液经强制循环泵输送回流到反应器，达标后再部分采出，采出的反应残液补加酸中和，然后结晶得到镁盐结晶，结晶母液返回和铵盐溶液。本发明克服了氢氧化钠和石灰作为碱源脱氨工艺的缺陷，实现了盐、水和氨的各自回收。

技术领域

本发明属于氨氮废水处理技术领域，涉及一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的工艺。

背景技术

汽提精馏脱氨工艺是处理高浓度氨氮废水最经济和有效的脱氨技术，但也存在一些技术劣势，例如在进脱氨塔前废水需要用碱液调节溶液pH至强碱性，将废水中的离子态铵转化为游离态氨，氨氮浓度越高，碱液消耗越大。脱氨塔蒸汽消耗也是重要的运行成本之一，吨水蒸汽消耗为100～130公斤左右。另外，用于脱氨塔塔顶含氨蒸汽冷凝的循环水量也比较大，氨氮含量越高，含氨蒸汽量越大，循环冷却水量也越大。为降低运行成本，不少人选择用价廉的石灰替代氢氧化钠作为碱源，石灰调碱后的溶液沉降、过滤、加碳酸钠除钙软化后再进入脱氨塔进行脱氨。石灰作碱源的碱耗费用可降低67%左右，但处理硫酸氨、磷酸铵溶液时，会生成硫酸钙、磷酸钙沉淀，过滤时的氨挥发损失大，而且硫酸钙、磷酸钙附加值比较低，只能作为废物处理。另外，石灰法脱氨工艺为了防止脱氨塔的结垢，预处理工序复杂，设备投资多，氨挥发损失大，操作环境差，大气环境二次污染。

发明内容

鉴于氢氧化钠和石灰作为碱源脱氨工艺的不足，本发明的目的是提供一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的工艺，具体技术方案如下。

一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）混合：加入过量镁基碱性化合物和铵盐溶液充分混合，得到混合料浆。为了保证铵盐溶液中的铵充分转换为游离氨，需要加入过量镁基碱性化合物，即镁基碱性化合物的加入量超过化学反应的理论用量。

（2）强制循环反应：将步骤（1）得到的混合料浆加入反应器，反应器带间接加热夹层，加热使镁基碱性化合物和铵盐反应，将铵转化为游离氨；反应器内维持负压，游离氨和水蒸汽从反应器上部逸出，经引风机输送至换热器加热后进入脱氨塔；反应残液从反应器底部流出，由强制循环泵输送回流到反应器中，当反应残液中铵含量低于设定值时，反应残液部分采出。通过强制循环泵使反应残液回流，可以使铵盐充分反应直至达到反应目标值。通过使反应器内维持负压，可以使游离氨充分逸出。

（3）脱氨：步骤（2）中的游离氨和水蒸汽进入脱氨塔，往脱氨塔塔釜通入蒸汽，塔顶的含氨蒸汽进入反应器夹层对反应器进行间接加热，降温后的含氨蒸汽成为冷凝液和未冷凝蒸汽，进入冷凝冷却器二次冷凝冷却，二次冷凝液部分回流到脱氨塔顶，部分采出回收得到高浓度氨水；脱氨塔塔釜出水进入步骤（2）中的换热器冷却后采出，回用或达标排放。通过塔顶的含氨蒸汽进入反应器夹层对反应器进行间接加热，塔釜出水对反应器逸出的游离氨和水蒸汽加热，使热量得到充分利用，节能降耗、降低成本。通过控制二次冷凝液的回流、采出比例，可以控制高浓度氨水的浓度、塔釜出水氨氮含量。

（4）反应残液调节：将步骤（2）采出的反应残液加入酸调节pH值，将溶液中未反应的镁基碱性化合物中和为镁盐。

（5）结晶：将步骤（4）加酸调节好的残液冷却结晶，得到镁盐结晶和结晶母液，镁盐结晶回收，结晶母液返回步骤（1）与镁基碱性化合物和铵盐溶液混合。

进一步地，所述镁基碱性化合物为氧化镁、氢氧化镁中的一种或两种，优选氧化镁。

进一步地，所述铵盐为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、钨酸铵、钼酸铵、钒酸铵、铬酸铵中的一种或几种。