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尿素解析废水回收利用技术的应用
chinacir.com.cn   2009-4-9      文字大小:[ ]  收藏本页

      河南省世纪金源化工有限责任公司(原河南省息县化肥厂)目前生产能力为150 kt/a氨醇、180 kt/a尿素。尿素在生产中会产生反应生成水,加上外部引入水和蒸汽.这些水最后带人蒸发工段被蒸发并冷凝成为碳铵液,再经过解析生成解析废液外排,外排废水中一般含尿素0.6%、NH3O.05%左右及少量CO2和缩二脲。由于其中含有尿素及少量氨,成了尿素企业主要的外排水NH3-N污染源,严重污染当地水系,使接受水体富营养化,危及水生物生存,处理尿素解析废液成为重点治理项目。国内已有厂家采用“深度水解工艺”,利用解析和水解原理将尿素水解为NH3、C02,解析出NH3提浓回收再使用,解析液中NH3含量可以降至10×lO-6以下,使废液的处理和NH3的回收同步进行,但是该方法处理设备投资多,运行费用高。另外,据了解经过深度水解的废水按设计可送锅炉补水,但是该水有时呈酸性,大部分厂家是把废水外排或补人循环水中。 2004年,我公司得知徐州水处理研究所拥有可以把尿素解析废液通过处理后直接应用的新技术。公司领导敢于创新,大胆决策,决定在同行业中首家应用该技术。2004年年底完成了全套处理设备安装,2005年2月3日开始投用,并在2台造气炉供水系统做回用试验(其余5台炉仍采用原供水方式)。这2台造气炉组成一个系统,共同使用l台废热锅炉和l台列管式蒸汽过热器。经过8个多月的连续试验后,利用2005年11月初大修之机,割开2台造气炉夹套、l台蒸汽过热器封头,打开2台汽包和l台废热锅炉人孔,经过仔细认真检查,发现设备内干净、光滑、无垢、无腐蚀,并请信阳市锅炉检验所工程师进行压力容器检测。检测结果,该6台设备水汽侧没有腐蚀现象,经测厚仪测定结果与1年前结果比较基本相同,从而消除了尿素解析废液供造气炉夹套可能造成设备腐蚀和尿素结晶堵塞蒸汽过热器列管的顾虑。下面对该技术作一简介。 1 尿素解析废水处理原理 我公司的尿素解析废液化验成分如下: PH:9.0; 硬度:0.05 mmol/L; 碱度:19.6 mmol/L; 总铁:0.49 mg/L; 氧含量:5.95 mg/L; Cl-浓度:16 mg/L; 氨含量:O.034%; 尿素含量:0.57%; 甲酸含量:少量。 从以上化验数据可以看出,解析废液中硬度较低,具备直接回用于锅炉的条件,但是对水样进行挂片试验,发现存在腐蚀性,腐蚀速率为1.06mg/(m2•h),并含有O2、Fe且含量超标。按照低压锅炉水质标准,如不进行必要的处理不可以直接作为夹套、余热锅炉水源使用。对该水的直接回用必须满足如下条件:(1)在一定炉内压力和温度下,解析废液中尿素应能分解为NH3和C02随蒸汽排出,不在炉内沉积;(2)排出蒸汽中含氨应不影响蒸汽用户的正常使用;(3)对锅炉不产生超过标准的腐蚀和结垢(特别是不可产生缩脲类结晶物质)。 针对以上问题,采取如下措施:(1)增加除铁过滤器,使铁含量下降到小于O.5×10-6,使氧化铁不进入夹套和废锅,防止产生铁垢和氧化铁引起的垢下腐蚀;(2)增加l套常解析除氧设备,预先将水中的O2(实约5—7 mg/L)除去95%以上,使残余O2<0.2 mg/L,防止氧对夹套废锅产生氧腐蚀;(3)向废水中加催化缓蚀剂,满足尿素在低温下分解及使金属表面生成保护膜,使少量分解甲胺不腐蚀金属,同时将炉水水质控制在合格范围内,保证夹套汽包、废锅、蒸汽过热器及蒸汽管道腐蚀在允许范围以内。 2 尿素废水处理流程 12t/h回收尿素解析废液工艺流程见图。 尿素解析废液→除铁过滤器→除氧水箱→除氧泵→解析除氧器(加药)→锅炉给水泵→造气加水总管。 3 尿素解析废水处理投资及效益 公司尿素解析废水处理装置总投资45万元,设计处理能力12t/h,设备安装期为1个月,运行费用为O.6元/t,包括加药、水、电、设备维修费及人工(无需专人操作),正常脱盐水成本为4.8元/t。因在试验阶段,仅供2台造气炉使用,解析废水利用1/3,8个多月内共利用废水26Kt,节约脱盐水折价10.9万元。另外,因减少了解析废水外排,从而使公司外排水NH3-N不超标,少交排污费30余万元。由此估算,公司在试验阶段,就已经基本收回整个设备投资。 总之,尿素解析废水处理后直接回用造气技术是一项投资少、见效快,既治污又增效的新技术,公司决定大修后把所有解析废水全部处理后送6台造气炉使用。