合成氨污水"零排放"的实践

第28卷第2-3期化学工业2010年3月CHEMICAL INDUSTRY●43.合成氨污水“零排放”的实践张子君1，卢秀红2，张宏松1(1.丰源化肥有限公司，河南商丘476000; 2.叶县龙泉二中,河南叶县467222)摘要:化肥生产循环水水质变差、水温升高的矛盾不断出现。为维持正常生产,就不得不定期用一次水置换,将大量的循环水外排。因外排水中的氨氮、COD等超标,污染了环境。为了解决此问题,实现化肥生产的废水“零排放”，针对循环水的有效利用,提出了具体方案,实现了合成氨清洁生产。关键词:合成氨;循环水;化学耗氧物;氨氮;污染控制文章编号: 1673- -9647 (2010) 2-3- 0043-03中图分类号: TQ209文献标识码: B .丰源化肥公司现有合成氨生产能力6万V/a,的煤焦油、煤灰、COD、悬浮物等,水质较差。采用固定床间歇制气工艺产生半水煤气，经造气、污染物主要产生于软水生产、脱硫液置换和脱硫、压缩、变换、碳化或脱碳、精炼、合成等造气循环水置换工序。软水生产时，会有酸碱废工艺制得碳铵产品，日产液氨70t、碳铵380 t。水的排放，尽管丰源化肥公司软水消耗较少,制丰源化肥公司位于河南东部，属淮河流域。取软水的过程中，每次因清洗、再生阴床需外排随着国家对淮河水系环保治理，淮河流域1 500盐酸水(1.6%-1.8%) 也有四十余吨;外排稀氨多家排污企业有毒化学物质废水排放问题成为企水(0.69%~0.8%) 六十余吨;脱硫液的置换方面,业发展的瓶颈。本文介绍了丰源化肥公司在治理丰源化肥公司半水煤气脱硫采用的是氨水液相催循环水方面的思路、方案。化法脱硫工艺。氨水吸收半水煤气中的硫化氢,1循环水 “零排放”方案设计思路及原则同时利用对苯二酚等催化剂，将溶液中被吸收的1.1 思路硫化氢与氧反应生成单质硫后，从脱硫液中分离为解决丰源化肥公司生产用水和废水零排出来，脱硫液同时得以再生循环利用。其主要化放”问题，分析了生产中一次水使用和废水产生学反应如下。的实际情况，参照国家治理淮河流域工业用水进吸收反应: NH;+H2S一+ NH,HS,行清洁生产的要求进行设计。再生反应: 2NHJHS+O2对羊二瞥2NH,+2S+2H2O。1.2 原则生产中，由于煤气带走-一定量的氨，造成脱以清洁生产、标本兼治为总原则，按照切断.硫液中的氨浓度降低，影响脱硫效果，需要补加减少污染物源为主，必排废水终端治理为辅。设稀氨水。通常是首先排放适量脱硫液，再补加氨计出具有可操作性的整套技改方案，最终实现循水，以稳定脱硫液总量。正常情况下，排放脱硫环水的闭路循环或达标排放,彻底解决化肥生产液约12v/d (含量1%)。造气循环水的置换方面,的水污染问题。丰源化肥公司造气循环水池面积约300 m2,蓄水2治理前循环水水质、 污染状况量600m',于2005年4.5万t“两水闭路循环"丰源化肥公司循环水主要包括冷却循环水和改造时所建。随着产能的扩大，加之煤质低劣,造气冷却水。冷却循环水用于全厂各类换热设备,煤气含粉尘多，煤焦油含量高，造成造气循环水水质好，生产用量大，在凉水塔等处会发生汽水水质极差.煤焦油、煤泥、悬浮物夹杂其中，致损失，总水量不断减少，需补充;造气冷却水用使热中国煤化工高，在夏季,水于造气洗涤塔、除尘塔等设备,它将半水煤气中收稿CHCNMHG的焦油、粉尘等洗涤下来并把煤气温度降下来，作者简介:张子君(1974-),男,河南省人，工程师，主要从事主要起洗尘和降温作用。造气冷却水中含有大量煤化工、造气技术及麦草制浆方面技术性研究。化学工业●44.CHEMICAL INDUSTRY2010年第28卷温时常达50~609C，无法降低脱硫煤气温度，严|补~次水重地影响了罗茨风机和高压机打气量，最终影响( 造气循环水)-一 +(集水池.水泵(尿素高位塔)合成氨产量。由于经济利益的驱使，大多数企业，在夏季不得不外排>200 V/d循环水，以提高水质和降低水温。外排水含大量油污、悬浮物、COD除尘塔积水池等，是化肥厂水污染主要原因之一。丰源化肥公水司生产用水、排水量、污染物及数量见表1。集水池排水沟过滤池2表1丰源化肥公司生产用水、 排水t、污染物及数量圈1闭路循环流程类别排放量/t污染物污染物占污染表2工程内容与投资含量物比/%冷却循环水项目内容T程量T程价/万元软水再生系统改造曝气冷却塔改造50洗涤循环水00COD 800 mg/L 10新建预沉降池0.154 8软水再生稀氨水0氨氮0.6%~0.8% 74集水池2个1.4 m’0.064脱硫液置換排放氨氮%积水池1个2.4 m'0.072 5过滤池2个20m'0.643循环水清洁生产工艺方案ISS0- 32- -200型水泵2台3.1 技术改进措施φ57管材60 m0.15(1)软水生产改用酸碱再生法，大幅降低循明沟70m.0.12环水中的氨氮含量。过程中排放的稀氨水通过架管件0.1设专用管道输入碳化T.段氨水系统;排放的稀盐喷头酸水用碱性炉渣中和后，采用河南化工研究所专合计54.011 3利水处理剂(M1、 M2)处理后，达标排放。表3循环水技改工程运行费用(处理300 t/d计)(2)在脱硫液置换时，以气态氨替代稀氨水项目费用/(元门)作为脱硫系统补充氨，脱硫液不再排放。药剂1.2电0.54(3)高压机等设备油冷由一次水改为二次水;人工).2降低合成、精炼等净氨塔软水用量。维修与折1旧0.2(4)加大造气循环水水处理剂用量，加大循减少补水节约环水池容量，加强循环水水池清污工作。定期清减少氨氮攒失-1.59污，降低悬浮物及有机物浓度，造气循环水不再合计运行0.45补水置换。从表3可看出，每天增加处理费用0.45元/1x(5)地表雨水与循环水分流，防止下雨时循300t/d=135元，费用较低，具有可操作性。环水溢流外排。5循环水清洁生产效果3.2循环水闭路 循环处理工艺流程实行清洁生产前，在生产过程中，含高浓度部分造气循环水沿厂区水沟流人集水池，经氨氮、COD的生产用水有间断排放情况，对地表泵打人冷却塔(本厂的废弃尿素塔)中部，污水水环境造成--定的污染。通过此次闭路循环改造经喷淋曝气、冷却后，汇集在塔下积水池内;经和清洁生产治理，实现了化肥生产用水“零排放"滤池过滤后，再经砌筑的明沟流人脱碳集水池;或达标排放,彻底解决了化肥生产用水外排问题。经水泵打人除尘塔使用，污水经脱硫水沟进人造治理前后循环水*质外排水量对比见表4。气循环水系统,循环使用。闭路循环流程见图1。中国煤化工4工程内容及投资、 运行费用TYHCN MH责头喷水要均匀,工程内容及其投资列于表2，循环水技改工曝气应充分，及时更换过滤用炉渣。程运行费用统计列于表3。(下转第50页)化学工业●50.CHEMICAL INDUSTRY2010年第28 卷燃烧、爆炸。改进方案:在停车状态下，向系统基亚砜和二甲基砜的混合物，若用空气破真空,中充人氮气，使系统保持正压，防空气进入系统,混合物与高速流动的空气接触，极易产生爆炸。改以确保安全。进方案:用N2破真空,从根源上杜绝爆炸的隐患。33 氧化塔易燃、易爆问题4物耗指标考核氧化塔爆炸主要有以下二个原因。经过一-年多的生产运行，该装置的主要物料(1)二甲硫醚不合格，导致爆炸。二甲硫醚计划和实际消耗见表1。不合格的主要原因是硫醚精馏塔压力不稳，造成.表1项目二甲基亚砜产品计划和实际单耗/t精馏条件不稳定，进而导致二甲硫醚不合格。改物料计划实际进方案:将硫醚精馏塔尾气管线接至甲醇吸收塔,CHOH1.151.1CSr0.650.62这样不仅可以保证压力稳定，二甲硫醚合格，而NaOH0.250.07且可回收利用尾气中的硫化物，降低消耗。(2)氧化不全的二甲硫醚在氧化塔顶聚集,5结论导致爆炸。改进方案:在开车过程中，向氧化塔新绛公司充分利用资源优势,通过技术改造,顶气相区通入适量的氮气，及时将氧化塔顶聚集新建二甲基亚砜装置，在加强管理、科学操作基的二甲基硫醚吹除,有效地防止了爆炸。础上，实现了二甲基亚砜的清洁化安全生产，形.3.4 浓缩罐易爆问题成了有效的循环经济发展模式。目前，二甲基亚浓缩罐中是高温的硝酸盐、亚硝酸盐、二甲.砜这种循环经济发展模式，国内仅新绛公司一家。Technical Economic Estimation after Extending Dimethyl Sulphoxide Plantin Yangmei Fengxi GroupLIU Li-yuan, ZHANG Yong-jun(Shanxi Yangmei Fengxi Group, ShanxiXinjiang 043100, China)Abstract: To describe the cleaner production of extending dimethyl sulphoxide plant in Yangmei Fengxi Group. The DMS plant andother workshop are making an integrated circular production chain. By doing s0 the spent acid, waste water and waste gas arecontolled and treated.Keywords: dimethyl sulphoxide; extended construction; technical economical efect; circular economy; safety production;environmental protection(上接第44页)表4治理前、后循环水水质、外排水量对比门的监督检查。氨氮质量浓度/ COD 质量浓度/外排水 量/7结论项目(mg:L)(mg.L")(t.d州) .(1)化肥生产中循环水 “零排放"清洁生产治理前150800250是可行性的，丰源化肥公司依据此方案已实施运治理后5202行，达到了预期效果。(2)加强管理，增强职工环保意识，杜绝跑、(2)该方案经国家环保部门多次论证和现场冒、滴、漏现象。验收,认定丰源化肥公司为污水“零排放"，并给(3)生产用水与生活用水分开，接受环保部予了政策和资金支持。Wastewater“Zero Emission”in Fertilizer ProductionZHANG Zi-jun', LU Xiu-hong, ZHANG Hong-song'(1.Fengyuan Chemical Fertilizer Co., Itd, HenanShangqiu 476000, China;Abstract: Along with gradually deterioration and raising temperature of r中国煤化Iduction, the reyeledwater has to be replaced by water from time t0 time. A lot of reyeled watlMYHyen, C0OD etc. will bedrained away, leading to serious pollution to the environment. In order to 8.CNM H Gea ihe lete werecyeled water in fertilizer production. It also present a speeific plan of realizing wastewater" zero emission” and achieve aneffective way to ammonia cleaner production.Keywords: synthetic ammonia; circulating water; chemical oxygen consumption; ammonia nitrogen; pollution control