一,项目概况:
某企业四氧化三锰生产过程中,产生大量含硫酸铵的废水,每天约500吨,其中含硫酸铵约10%。如果直接排放,不仅会造成环境污染,还会浪费大量的硫酸铵资源。这个方案就是针对这种情况设计的。
二、程序选择:
由于日蒸发量大,水的蒸发量每小时近25吨。母液拟采用三效外循环真空空浓缩器浓缩,硫酸铵采用四效结晶法结晶。硫酸铵晶体用卧式螺旋离心机分离,然后用空气干燥器干燥,得到干燥的硫酸铵晶体,最好包装。
三、操作流程:
1.三效蒸发过程:
该工艺的主要设备是三效外循环true 空浓缩器。它由一级蒸发器和汽化室、二级蒸发器和汽化室、三级蒸发器和汽化室、蒸汽闪蒸罐、冷凝器、真空泵空等组成。整套设备由优质不锈钢制成(见流程图)。
三效外循环true 空浓缩器采用外加热自然循环(true 空)和负压蒸发,具有蒸发率高、浓缩比高等优点。采用三效同时蒸发,二次蒸汽反复作用,既节省了锅炉投资,又节省了能耗,比单效浓缩器能耗可降低50%。
母液首先进入一效蒸发器,一效蒸发器的流量由流量计控制,流量为35立方米/小时。由于真空(真空度为0.03~0.04MPa)的作用,料液从蒸发器经喷嘴喷入一效汽化室(温度为110~130℃),重组分从弯管返回汽化室,再次被加热。当液体喷入蒸发室后,变成雾状,水分蒸发迅速高效。从一效蒸发室顶部蒸发出来的水蒸气进入二效蒸发器壳体供热,末端连接冷凝器,通过true 空排出。一级蒸发器的热量由锅炉蒸汽(0.35Mpa)提供,料液在一级蒸发器的壳体内加热。一级蒸发器排出的不凝性蒸汽经过蒸汽闪蒸罐,闪蒸后的蒸汽供给二级蒸发器,水排入水池。
一级蒸发器底部一次浓缩后的料液进入二级蒸发器(温度85~90℃,真空度0.06~0.07MPa),再从弯管进入二级蒸发器底部加热,轻组分由于真空效应从顶部喷入二级蒸发器中上部。二次浓缩后的料液从底部进入三效蒸发器。二效蒸发室顶部产生的水蒸气进入三效蒸发器壳体供热,末端连接冷凝器,通过true 空排出。
由于真空的作用,三效蒸发器中的轻组分从喷嘴喷入三效汽化室(温度70~80℃,真空度0.07 ~ 0.08 MPa);重组分从底部进入三效蒸发室的底部。三效蒸发室底部的料液浓度提高到所需比重。流量由排放口控制,每小时流量在5立方米左右。三效汽化室顶部产生的蒸汽直接接入冷凝器,通过true 空排出。
在蒸发器的蒸发过程中,由于第一效蒸发的蒸汽中含有部分氨,在建冷却池时,第一效蒸发器排出的水需要用两个冷却池与第二效蒸发器和第三效蒸发器蒸发的水分开储存。
2.硫酸铵结晶
物料进入四效蒸发器后,由于浓度已经过饱和,四效温度较低,硫酸铵迅速结晶出来,达到一定结晶颗粒后,进入离心机进行分离。
3.硫酸铵的分离和干燥
结晶后的硫酸铵用卧式螺旋离心机分离,分离出的液体返回母液池重新浓缩,分离出的硫酸铵用气流干燥机干燥,干燥后的硫酸铵包装入库。
