煙氣洗滌液錸回收系統氨氮廢水處理及利用

徐元博，王 萍，周永星，孫 瑋

（金堆城鉬業股份有限公司，陜西渭南 714101）

金堆城鉬業股份有限公司鉬爐料產品部動力分廠（以下簡稱鉬爐料產品部）錸回收工序采用離子吸附法回收焙燒煙氣制酸洗滌液中的金屬錸，在解吸液蒸發濃縮階段采用上海本優單效蒸發器。由于蒸發濃縮過程中配制的解吸液氨水質量分數達到了0.5%～1.0%，在解吸液循環蒸發環節不可避免地產生氨氮廢水。由于環保的要求日益嚴格，鉬爐料產品部結合現場工藝增加了廢水循環利用裝置和文丘里洗滌回收設備，使得解吸液蒸發過程中產生的氨氮廢水得到了有效回收，保證了環保生產的同時節約了生產成本。

1 解吸液蒸發濃縮產生氨氮廢水的來源

解吸液蒸發濃縮工藝流程見圖1。

圖1 解吸液蒸發濃縮工藝流程

蒸發解吸液的過程中，通過加熱器的熱交換將解吸液加熱至蒸發溫度，通過強制循環泵使解吸液在加熱器和蒸發器中循環。整個蒸發系統采用真空負壓，一般壓力控制在-0.07～-0.09 MPa，物料循環過程中溢出的蒸汽通過冷卻器冷凝為物料冷凝水。由于含錸解吸液的揮發特性，該部分冷卻水將溶入一部分氨氣，形成pH 值大于11、氨氮(ρ)為80～100 mg/L 的廢水。每次蒸發過程該部分廢水的產生量一般約為10 m3，水溫在30～40 ℃，用泵送至污水處理站處理。

在蒸發系統抽負壓的過程中，負壓泵一般選擇水環真空泵。該類型泵在運行時需要補充工藝水，通過一次水的旋轉形成負壓。生產現場水環真空泵的工藝水為廠區循環水站供應水，該部分水由于抽真空過程中與氨氣接觸，在泵腔內排出時表現為水汽混合物，其pH 值大于11，氨氮(ρ)為300～500 mg/L，成為氨氮超標廢水。每次蒸發過程該部分廢水的產生量一般約為30～40 m3，水溫在60～70 ℃，與物料冷凝水混合后通過管道排至污水處理站。

2 氨氮廢水回收工藝

生產現場產生的氨氮廢水處理的基本思路為：對物料冷凝水直接進行系統回用，對水環真空泵排出的水汽混合物，進行噴淋洗滌預處理達到回收條件后再進行處理。

2.1 物料冷凝水回收

物料冷凝水由物料冷凝水泵根據液位自控調節排出，該部分廢水產出量小，溫度低，水質較純凈，可在現場增設1 個容積12 m3的分離罐進行收集，作為工藝水儲備用于下步文丘里洗滌器淋洗液和單效蒸發器循環使用。

2.2 水環真空泵工藝水回收

水環真空泵出水為水汽混合物，要回收利用需首先進行預處理。利用現場設置的容積約12 m3的分離罐對系統產出的水汽混合物進行分離，液體在分離罐進行收集，含氨氣體通過管道引至噴淋洗滌系統。噴淋洗滌系統采用文丘里洗滌器[1]，其設備構造簡單，對氨氣的吸收效率高。文丘里洗滌管包括收縮段、喉管和擴散段，含氨氣體進入收縮段后，流速增大，進入喉管時達到最大值。洗滌噴淋水從收縮段或喉管加入，氣液兩相間相對流速很大，在擴散段，氣液速度減小，壓力回升，以液體為凝結核的凝聚作用加快，凝聚成直徑較大的液滴，進而在除霧器內將氨氣捕集，實現氨氣的濃縮回收。

分離罐內儲備的物料冷凝水采用循環泵進行自循環，并送至水環真空泵作為工藝水使用，水環真空泵的使用工藝要求水溫不高于35 ℃，且進口壓力不小于0.2 MPa，為確保水溫符合水環真空泵的使用要求，在分離罐外設置板式換熱器，并設置循環泵1 臺，對分離罐內液體持續降溫，同時通過閥門操作為文丘里洗滌器噴淋水泵供應工藝水。

氨氮廢水回收利用裝置工藝流程見圖2。

圖2 氨氮廢水回收利用裝置工藝流程

單效蒸發器產生的物料冷凝水和水環真空泵排出的水汽混合物全部通過管線自流進入分離罐進行分離。從分離罐溢出的氨氣通過管線送至文丘里洗滌器進行洗滌，用循環水噴淋，保證氨氣洗滌的效果，處理達標后尾氣通過引風機對外排放。引風機可對系統保持微負壓，使得分離罐形成微負壓，有利于氨氣的溢出。分離罐及文丘里洗滌器收集的高濃度氨水最終可通過回收管線送至解吸液配制罐供生產使用。

為滿足上述工藝要求，氨氮廢水回收利用裝置的主要設備見表1。

表1 氨氮廢水回收利用裝置的主要設備

續表1

3 應用效果

鉬爐料產品部解吸液蒸發濃縮產生的氨氮廢水經回收利用裝置處理，減少了蒸發系統的氨氮廢水排放量，根據生產蒸發量計算每個周期回收利用的氨氮廢水約10～15 m3。對溢出系統的氨氣進行淋洗濃縮回收，使得廢水中氨的濃度有所提高，該部分廢水雜質較少，可作為錸回收系統配制解吸液的原水，或用于解吸液調整pH 值，使水環真空泵工藝水得到循環使用。氨氮廢水回收利用裝置投入運行后，解吸液的蒸發濃縮實現了氨氮廢水零排放。

通過對工藝裝置優化改造，解吸液蒸發濃縮過程中的氨氮廢水得到了有效處理。氨氮廢水回收利用裝置具有以下優點：

1）含氨氮廢水的循環使用節約了一次工藝水，同時間接減少了氨氮廢水的產生量，實現了氨氮廢水零排放。

2）增加板式換熱器對分離罐內的液體降溫后回用，滿足了蒸發系統真空泵的水溫要求。

3）選擇文丘里洗滌器對分離罐的氨氣進行噴淋回收，降低了尾氣排放量。

4）文丘里洗滌器吸收氨的效率高，結構簡單，便于維護。

4 結語

金屬錸回收生產中解吸液蒸發濃縮環節增加的氨氮廢水回收利用環保裝置，可有效地降低環保風險，使得生產持續進行。改造后的解吸液蒸發濃縮設備的環保技術水平有了進一步的提升，在同類型設備中處于領先地位。