合成氨生产工艺及废水排放分析

1、合成氨生产工艺及废水排放分析滦水资源是基础自然资源”也是战略经济資源，它也成为一个国家综合国力的有机组成部分【我国水资源总:&年平均为28100亿n/,仅次于巴西、俄罗斯和加聿大.水资源人均占有最为2200m3仅约为世界人均的/4,在世界】53个国家人均水资源资料的排位中居121位.并被列为世界13个贫水国家之一.目前有16个省（区、市）人均水资源虽低于严重微水线，而华北地区人均水资源蚩低于500m在水资源极度稀缺标准线以下我国淡水水资源存在着总量丰富但人均占有量低#年内降水分配不均.地区分布不均，水资源利用率低且污染严重等严重问题.201。年以后，中国在工业r农业、生活尊方面总需水量

2、为6988亿m打而中国实际供水能力为6670亿nA存在318亿n?缺口片叫其中农业约占总需水量的三分之二，工业占釣占五分之一【叫近年来"工业生产过程中带来的地表水、地F水污染问题日益严重，亟待解决.合成氨是生产気素化肥的中间产品，将合成氨进一步加工可生产含氮量不同的尿素、硝酸桜、碳酸氢镀等化学肥料。目前，我国共有合成虱生产企业496家，合哦氨产5000万庐.居世界场一位.受资源条件限制我国含成氨生产原料以煤为主导.这与世界其他国家形成了鮮明的对比.我園这种嫌料结构使得企业设备投资大、运行维护复杂、各项成本高，而且在合成氨的生产过程中，要排放大量含有高浓度有机物与高浓度氨氮的工业废水，

3、这些厦水希经必要的浄化处理后方能够达到排放标准.目前.我国水环境有恶化趋势，污染事件频发.特别是2007太湖蓝渎爆发以来.湖库富营养化问题得到社会广泛关注.所以进一步控制污染物排放，减轻湖库等敏感地区的环境压力，对合成鬣上业企业的排放要求更为严格"十二五”期间国务院发布了t关于加强环境保护陋点工作的若干意见中进一步提出了氨氮总量控制，总量要比2010年减少10%,COD总輦也要减少8%。对合成魏工业废水的处理提出了更高更严格的标准.采用经济高效的废水处理技术，提高废水出水水质.实现水资源的循环利用，成为合成氨企业关注的核心问题.我国合成氨主产主翌原料为：白煤和焦炭.生产工净主姜包括造

4、气、脱硫.压缩、变换、礁化、脫碳、椿炼、合成等工段.工艺流程图见图1.图卜】合成氨生产典型工艺涼程图合成氨生产工艺流程简述：空气和蒸汽切换送入气化炉，与炉内的无烟煤进行反应，制得半水煤气.半水煤气经洗气塔洗掉灰尘后进入气柜.由气柜排岀的半水煤气进一步除尘后进入脱硫塔脱除气体中的Hf,脱硫后的原料气经压缩并加蒸汽后进入变换炉，将气体中的CO与水蒸气反应生成C6和H),变换后的气体分别送至脱碳工段和碳化工段。碳化工段的气体用浓氨水吸收其中的CO?后制得碳钱产品，经脱碳工段变换吸收脱除C6后与碳化后气体混合进入精炼工段，脱碳塔经脱硫后气体返回压缩机压缩后送入氨合成工段制得液氨产品。13合成氨废水排放

5、特征目前，国内合成氨企业大多采用了“两水”闭路循环水和废稀氨水回收治理等清洁生产技术，改造落后的生产工艺和设备.提高原材料的利用效率和资源综合利用水平，降低了生产过程中污染物推放量。合成氨生产废水排放的主要特点：(1) 排水量大.在合成氨生产过程中，各换热设备都需要大坛的冷却用水.同时伴有大量的洗气废水、再生废水、清洗废水排放。据统计，我国合成氨工业的废水排放量约为15亿立方米，约占化工行业废水排放量的三分之一。大型合成氨企业大多是从国哀引进的生产装崟，配套节水设施相对完备，吨氨废水排放量较低，而中、小合成氨企业节水设置相对落后，所以吨废水排放量较高.(2) 水污染排放点多.合成氨生产主要分为

6、七大工段，每个工段出产生大鱼的设备冷却废水外，还会不同程度的排放一定量含有有毒有害成分的废水。(3污水成分复杂。在合成氨生产过程中，造气、脱硫工段排放的废水主要是半水煤气洗涤水：变换工段排放的冷却废水；压缩工段产生的含油废水：合成、精练工段在生产过程中需要产生大量的含氨废水。主要污染因子为COD、氨氮、悬浮物、亂化物、硫化物、酚类、石油类等。目前.国内对氨氮废水的处理方法主要有物化法和生化法14两种根据氨氮的浓度的不同，废水可划分为三类：(1) 高浓度500mg/L(2) 中浓度=50500mg/L(3) 低浓度=50mL物化法脱氮工艺目前，氨氮废水的物化法处理技术主要有化学中和法、化学沉淀法

7、、吹脱法、折点爲化法、离子交换法、催化湿式氧化法、电渗析除氨氮法、超重力脱氮法等卩卜呵十多种.但应用于T业废水处理T程实践的物化处理技术主要堆氨吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法。吹脱法主要有蒸汽吹脱法和空气吹脱法两类，利用吹脱法处理高氨氮废水时，常采用NaOH调节废水的pH值，药剂和能源消耗比较大；若Ca(OH)：代替NaOH调废水的pH值，则吹脱速率和吹脱效率较低，而且容易结垢：而且吹脱塔的投资也较高，维护不方便，因此吹脱法的应用受到很大限制.化学沉淀法主要有磷酸彼镁沉淀法，即向废水中投加Mg?和PO?并与废水中的録氨反应生产磷酸披镁.采用化学法处理氨氮时，随着氨氮浓度的提高，药剂的投加盘增加

8、，药剂费用增高：同时药剂的使用量大，产生的污泥较多，这些污泥的浓缩脱水性能也较差，使处理成木大大增加：药剂投加时容易引入余磷，带来水体富营养化，造成二次污染。折点氯化是将一定量的氯气或次氯酸钠加入到废水中，使氨氮被氧化为N?而达到去除訊氮的目的。折点氯化法处理效率虽然很髙，但只能做氨氮废水的后续处理，适合氨氮浓度低T40mg/L的废水.折点氯化法处理成本也很高，同时液氯的安全使用和贮看要求较爲，井且容易向废水中引入有机氯和余氯气体，逸造成二次污染。上述方法的共同不足之处是处理后的氨氮无法再回收利用。在氨氮废水处理方面，不仅要追求经济高效脱氮技术，还要追求节能减耗，而且要避免二次污染，充分回收和利用氨资源.才是治理氨氮废水比较理想的技术发展方向.生化法脱氮工艺硝化反硝化是传统生物脱氮工艺原理，主要分为两个过程：(1硝化反应：在有氧的条件下，亚硝化菌将氨氧化成亚硝酸，硝酸葡将亚硝酸氧化成硝酸。(2)反硝化反应：在缺氧的条件下，反硝化菌将硝酸氮还原为气态氮.人们为了提高传统多级生物脱氮工艺脱氮效率、降低运行费用、减少占地面积,在此基础上开发一种前置反硝化工艺(A/O工艺)、Bardcnpho工艺、SBR工艺、Phoredox工艺、A/O工艺、MBRI艺以及生物膜工艺等【込虫。随着脱氮理论进一步发展，一些新型生物脱氮工艺在国内外也得到了应用，如全程口养脱氮工艺、SHARON工艺、A