本實(shí)用新型涉及一種由硫酸銨廢水回收氨及硫酸鎂生產(chǎn)一體化裝置。具體涉及以鎂法處理含硫酸銨廢水回收氨水并在不消耗蒸汽的條件下生產(chǎn)硫酸鎂所使用的設(shè)備系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

化工、冶金領(lǐng)域及電子行業(yè)多有銨氮廢水產(chǎn)生，是一種重要的污染源。銨氮廢水中所含的銨鹽一般為硫酸銨或氯化銨，現(xiàn)有的處理方法：

一是采用蒸發(fā)濃縮的辦法，對含有硫酸銨或氯化銨的銨氮廢水進(jìn)行蒸發(fā)，再經(jīng)冷卻、結(jié)晶、分離、包裝收得硫酸銨或氯化銨。

二是以氧化鈣或氫氧化鈣為分解劑與銨氮廢水混合，使氧化鈣或氫氧化鈣與所含銨鹽反應(yīng)，生成氨和硫酸鈣或氯化鈣。在銨氮廢水中的銨鹽為硫酸銨時，銨解反應(yīng)在溫度較低條件下進(jìn)行，分解過程對逸出的少量氨進(jìn)行吸收并制得氨水。分解完成后經(jīng)過濾收得稀氨水和二水硫酸鈣。稀氨水和銨解過程對逸出的氨氣吸收所制得的氨水混合送入蒸氨塔，采用汽提工藝經(jīng)汽提、冷凝收得高濃度工業(yè)氨水。二水硫酸鈣經(jīng)洗滌、干燥制得二水硫酸鈣產(chǎn)品。也可以經(jīng)進(jìn)一步處理制得建材用石膏粉。蒸氨殘液經(jīng)生化處理后達(dá)標(biāo)排放。在所處理銨氮廢水中的銨鹽為氯化銨時，銨解反應(yīng)在較高溫度條件下進(jìn)行，分解過程氨全部逸出形成氨蒸汽。將氨蒸汽冷凝收得低濃度氨水。將低濃度氨水送入蒸氨塔，采用汽提工藝經(jīng)汽提、冷凝收得高濃度工業(yè)氨水。蒸氨殘液經(jīng)生化處理后達(dá)標(biāo)排放。銨分解殘液主要成份為氯化鈣，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶收得副產(chǎn)品氯化鈣。

三是以氫氧化鈉與銨氮廢水中的銨鹽反應(yīng)，使銨鹽分解生成氨和鈉鹽，吸收揮發(fā)出的氨制得低濃度氨水，再將低濃度氨水送蒸氨塔，采用汽提工藝，經(jīng)汽提、冷凝制得工業(yè)氨水，蒸氨殘液達(dá)標(biāo)排放。

四是以菱苦土（氧化鎂）為分解劑與銨氮廢水混合，使氧化鎂與所含銨鹽反應(yīng)，生成氨和硫酸鎂或氯化鎂。

在銨氮廢水中的銨鹽為硫酸銨時，分解過程氨伴隨著蒸汽從反應(yīng)體系中逸出，經(jīng)冷凝、吸收收得低濃度氨水，也可進(jìn)一步將低濃度氨水送入蒸氨塔，采用汽提工藝經(jīng)汽提、冷凝收得高濃度工業(yè)氨水，蒸氨殘液達(dá)排放。銨分解殘液為硫酸鎂溶液，經(jīng)過濾濾去雜質(zhì)后送蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮，將濃縮完成液冷卻、結(jié)晶、分離、干燥、包裝制得七水硫酸鎂產(chǎn)品。也可將硫酸鎂溶液送氫氧化鎂或碳酸鎂生產(chǎn)工序作為生產(chǎn)氫氧化鎂或碳酸鎂的原料用于生產(chǎn)氫氧化鎂或碳酸鎂。

在銨氮廢水所含的鹽類為氯化銨時，分解過程氨伴隨著蒸汽從反應(yīng)體系中逸出，經(jīng)冷凝、吸收收得低濃度氨水，也可進(jìn)一步將低濃度氨水送入蒸氨塔，采用汽提工藝經(jīng)汽提、冷凝收得高濃度工業(yè)氨水，蒸氨殘液達(dá)排放。銨分解殘液為氯化鎂溶液，經(jīng)過濾濾去雜質(zhì)后送蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮，將濃縮完成液冷卻、結(jié)晶、分離、干燥、包裝制得六水氯化鎂產(chǎn)品。也可將氯化鎂溶液送氫氧化鎂或碳酸鎂生產(chǎn)工序作為生產(chǎn)氫氧化鎂或碳酸鎂的原料用于生產(chǎn)氫氧化鎂或碳酸鎂。

上述工藝雖然解決了對銨氮廢水的綜合利用問題，但存在有以下不足：

1、采用蒸發(fā)的辦法從銨氮廢水中回收硫酸銨或氯化銨，由于銨氮廢水中銨鹽濃度往往較低（在150g/L以下），處理過程蒸發(fā)量大、能耗高，加之硫酸銨或氯化銨附加值較低，處理成本高，幾乎得不償失，因此不是一條很好的綜合利用途徑。

2、以鈣法處理銨氮廢水，雖然工藝成熟，但存在的不足是處理過程有大量的二水硫酸鈣產(chǎn)生，有銷售負(fù)擔(dān)，而且處理過程蒸汽消耗量較大，成本不易控制。

3、以氫氧化鈉處理銨氮廢水，分解率高，但處理成本高，銨解殘液含有大量的硫酸鈉且堿性較強(qiáng)，如予排放，將會對環(huán)境造成影響。雖然可以經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶收得副產(chǎn)品硫酸鈉，但存在的問題是蒸發(fā)量大、能耗高，處理成本高，加之硫酸鈉附加值較低，從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮不是一項(xiàng)最佳。

4、以鎂法處理銨氮廢水，現(xiàn)有工藝需要對銨解殘液進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮，然后經(jīng)冷卻結(jié)晶收得副產(chǎn)品氯化鎂或硫酸鎂。也存在著蒸發(fā)量大、能耗高、處理成本高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對目前我國銨氮廢水處理工藝所存在的不足，為有效解決銨氮廢水處理過程，尤其是采用鎂法工藝處理含硫酸銨廢水過程的能耗與成本控制問題，本實(shí)用新型提出一種由硫酸銨廢水回收氨及硫酸鎂生產(chǎn)一體化裝置，通過本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)硫酸銨廢水處理的低消耗化、低成本化、無害化和效益化目標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案：一種由硫酸銨廢水回收氨及硫酸鎂生產(chǎn)一體化裝置，其特征在于：具有多功能銨解反應(yīng)器，能量轉(zhuǎn)換劑儲槽通過能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵及管道連接多功能銨解反應(yīng)器；硫酸銨廢水儲槽通過硫酸銨廢水輸送泵及管道連接多功能銨解反應(yīng)器；分解劑加料系統(tǒng)通過旋風(fēng)分離器連接多功能銨解反應(yīng)器，所述旋風(fēng)分離器通過引風(fēng)管連接布袋除塵器；硫酸計(jì)量槽與多功能銨解反應(yīng)器配套對接；所述多功能銨解反應(yīng)器的料漿出口通過管道連接銨解過濾機(jī)，銨解過濾機(jī)的濾液通過管道連接硫酸鎂溶液過渡槽，并通過硫酸鎂溶液輸送泵將濾液輸送至多功能硫酸鎂結(jié)晶器；多功能銨解反應(yīng)器的氨蒸汽出口連接封閉式氨水制備系統(tǒng)；所述能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵通過管道連接多功能硫酸鎂結(jié)晶器；所述多功能硫酸鎂結(jié)晶器產(chǎn)生的晶漿輸送至晶漿過渡槽，通過晶漿輸送泵、旋液分離器連接離心機(jī)，離心機(jī)分離的母液輸送至母液儲槽，旋轉(zhuǎn)分離器的母液輸送至母液儲槽；所述母液儲槽通過母液輸送泵將母液輸送至多功能銨解反應(yīng)器；所述多功能硫酸鎂結(jié)晶器的蒸汽出口連接有真空系統(tǒng)，空氣壓縮機(jī)分別連接多功能銨解反應(yīng)器、銨解過濾機(jī)和多功能硫酸鎂結(jié)晶器。

所述封閉式氨水制備系統(tǒng)具有1號冷凝器，1號冷凝器的下部連接1號受液槽，1號冷凝器的出氣口連接2號冷凝器，2號冷凝器產(chǎn)生的氨水流入2號受液槽，2號冷凝器的出氣口連接水力噴射器，水力噴射器下部連接混合吸收器循環(huán)槽，所述1號受液槽和2號受液槽通過稀氨水輸送泵連接所述混合吸收器循環(huán)槽，所述混合吸收器循環(huán)槽通過噴射循環(huán)泵連接冷卻器，所述冷卻器出口具有連接水力噴射器的回路。

所述真空系統(tǒng)具有3號冷凝器，3號冷凝器下部連接3號受液槽，3號受液槽的出氣口連接真空泵，真空泵通過氣液分離器排氣。

所述旋風(fēng)除塵器下部裝配有計(jì)量料倉。

所述多功能銨解反應(yīng)器為密閉式反應(yīng)設(shè)備，硫酸銨廢水入口和能量轉(zhuǎn)換劑入口安裝有第一流量控制裝置，并與硫酸銨廢水和能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵連鎖；所述多功能銨解反應(yīng)器配裝有減速機(jī)和攪拌器，并利用內(nèi)置盤管式換熱器或夾套換熱器，以蒸汽或?qū)嵊蜑闊嵩催M(jìn)行加熱。

所述多功能硫酸鎂結(jié)晶器為封閉式結(jié)晶設(shè)備，配套有減速機(jī)和攪拌器；在硫酸鎂溶液入口和能量轉(zhuǎn)換劑入口安裝有第二流量控制裝置，并與硫酸鎂溶液輸送泵和能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵連鎖。

所述離心機(jī)為臥式螺旋過濾機(jī)、活塞推料離心機(jī)、SS型上卸料離心機(jī)、吊帶式離心機(jī)或上懸式下卸料離心機(jī)中的任意一種。

本實(shí)用新型提供了一種由硫酸銨廢水回收氨及硫酸鎂生產(chǎn)一體化裝置，體現(xiàn)在：以菱苦土（氧化鎂），也可以是水鎂石粉、菱鎂礦粉中的任意一種為分解劑處理含有硫酸銨的工藝廢水，在有能量轉(zhuǎn)換劑參與且不增加蒸汽消耗的條件下，使硫酸銨的分解、氨水和硫酸鎂的制備在同一套設(shè)備體系中完成，使硫酸銨分解率在99.5%以上，鎂分解率在98.5%以上，所收得的氨水濃度在7-25%之間，所得七水硫酸鎂中銨氮含量小于150ppm，其他指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)過程無廢水、廢氣排放。

本實(shí)用新型的效果：

(1)、以鎂法處理含硫酸銨的工藝廢水使銨得到分解，在回收氨水的同時制得了市場前景較好的七水硫酸鎂，經(jīng)濟(jì)效益好。

(2)、多功能銨解反應(yīng)器5具有節(jié)能、熱利用率高，在銨解反應(yīng)的同時同步實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)體系的濃縮，且不增加蒸汽消耗等優(yōu)勢。同時，能量轉(zhuǎn)換劑的使用避免了銨解反應(yīng)前期升溫過程對蒸汽的消耗，具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。

(3)、多功能硫酸鎂結(jié)晶器12采用真空冷卻與水強(qiáng)制冷卻相結(jié)合的方式，縮短了結(jié)晶周期，使結(jié)晶周期由600min縮減到240min，大幅度節(jié)約了結(jié)晶過程的能源消耗。同時，在真空冷卻過程實(shí)現(xiàn)了對結(jié)晶體系的絕熱蒸發(fā)，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的水平衡，并提高硫酸鎂結(jié)晶率。此外，能量轉(zhuǎn)換劑的使用不僅延長了絕熱蒸發(fā)時間，提高了蒸發(fā)效率和蒸發(fā)量，而且利用能量轉(zhuǎn)換劑的化學(xué)效應(yīng)使硫酸鎂在結(jié)晶體系中的溶解度明顯下降。結(jié)晶后母液中硫酸鎂濃度由320g/L下降至230-260g/L。從而大幅度提高了硫酸鎂結(jié)晶率。

(4)、采用封閉式氨水制備系統(tǒng)對氨進(jìn)行回收利用，無含銨氮廢水和含氨氮尾氣排放。

(5)、將分離硫酸鎂后母液（含有極少量硫酸銨）返回銨分解工序進(jìn)行循環(huán)分解，有利于提高銨分解率和氨回收率，也有利于控制硫酸鎂中的銨氮指標(biāo)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，以本實(shí)用新型對含硫酸銨廢水進(jìn)行綜合利用，具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢，處理成本低，所收得氨水可循環(huán)用于化合物的制備，所收得的硫酸鎂具有廣闊的市場前景，可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為多功能銨解反應(yīng)器5及銨解過濾機(jī)9連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為硫酸鎂溶液過渡槽10及多功能硫酸鎂結(jié)晶器12連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為封閉式氨水制備系統(tǒng)8連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為真空系統(tǒng)13連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1、2、3、4、5所示，一種由硫酸銨廢水回收氨及硫酸鎂生產(chǎn)一體化裝置，具有多功能銨解反應(yīng)器5，能量轉(zhuǎn)換劑儲槽1通過能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵2及管道連接多功能銨解反應(yīng)器5；硫酸銨廢水儲槽3通過硫酸銨廢水輸送泵4及管道連接多功能銨解反應(yīng)器5；分解劑加料系統(tǒng)6通過旋風(fēng)分離器、位于旋風(fēng)除塵器下部的計(jì)量料倉連接多功能銨解反應(yīng)器5，所述旋風(fēng)分離器通過引風(fēng)管連接布袋除塵器；硫酸計(jì)量槽7與多功能銨解反應(yīng)器5配套對接。所述多功能銨解反應(yīng)器5為密閉式反應(yīng)設(shè)備，硫酸銨廢水入口和能量轉(zhuǎn)換劑入口安裝有第一流量控制裝置，并與硫酸銨廢水和能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵連鎖；所述多功能銨解反應(yīng)器5配裝有減速機(jī)和攪拌器，并利用內(nèi)置盤管式換熱器或夾套換熱器，以蒸汽或?qū)嵊蜑闊嵩催M(jìn)行加熱。

所述多功能銨解反應(yīng)器5的料漿出口通過管道連接銨解過濾機(jī)9，銨解過濾機(jī)9的濾液通過管道連接硫酸鎂溶液過渡槽10，并通過硫酸鎂溶液輸送泵11將濾液輸送至多功能硫酸鎂結(jié)晶器12；多功能銨解反應(yīng)器5的氨蒸汽出口連接封閉式氨水制備系統(tǒng)8。所述多功能硫酸鎂結(jié)晶器12為封閉式結(jié)晶設(shè)備，配套有減速機(jī)和攪拌器；在硫酸鎂溶液入口和能量轉(zhuǎn)換劑入口安裝有第二流量控制裝置，并與硫酸鎂溶液輸送泵11和能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵2連鎖。

所述封閉式氨水制備系統(tǒng)8具有1號冷凝器，1號冷凝器的下部連接1號受液槽，1號冷凝器的出氣口連接2號冷凝器，2號冷凝器產(chǎn)生的氨水流入2號受液槽，2號冷凝器的出氣口連接水力噴射器，水力噴射器下部連接混合吸收器循環(huán)槽，所述1號受液槽和2號受液槽通過稀氨水輸送泵連接所述混合吸收器循環(huán)槽，所述混合吸收器循環(huán)槽通過噴射循環(huán)泵連接冷卻器，所述冷卻器出口具有連接水力噴射器的回路。

所述能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵2通過管道連接多功能硫酸鎂結(jié)晶器12；所述多功能硫酸鎂結(jié)晶器12產(chǎn)生的晶漿輸送至晶漿過渡槽14，通過晶漿輸送泵15、旋液分離器連接離心機(jī)16，離心機(jī)16分離的母液輸送至母液儲槽17，旋轉(zhuǎn)分離器的母液輸送至母液儲槽17；所述母液儲槽17通過母液輸送泵18將母液輸送至多功能銨解反應(yīng)器5；所述多功能硫酸鎂結(jié)晶器12的蒸汽出口連接有真空系統(tǒng)13，空氣壓縮機(jī)19分別連接多功能銨解反應(yīng)器5、銨解過濾機(jī)9和多功能硫酸鎂結(jié)晶器12。所述真空系統(tǒng)13具有3號冷凝器，3號冷凝器下部連接3號受液槽，3號受液槽的出氣口連接真空泵，真空泵通過氣液分離器排氣。

所述離心機(jī)16為臥式螺旋過濾機(jī)、活塞推料離心機(jī)、SS型上卸料離心機(jī)、吊帶式離心機(jī)或上懸式下卸料離心機(jī)中的任意一種。

所述多功能硫酸鎂結(jié)晶器12利用真空系統(tǒng)所產(chǎn)生的真空使結(jié)晶體系溫度下降至45-50℃。然后以能量轉(zhuǎn)換劑輸送泵2將能量轉(zhuǎn)換劑通過管道定量的加入到結(jié)晶體系當(dāng)中，利用能量轉(zhuǎn)換劑所釋放的熱量，使結(jié)晶液體系溫度恢復(fù)至70-90℃，再利用真空系統(tǒng)所產(chǎn)生的真空使結(jié)晶體系溫度再次下降至45-50℃。能量轉(zhuǎn)換劑的加入還將利用其化學(xué)效應(yīng)使硫酸鎂在結(jié)晶體系中的溶解度明顯降低，達(dá)到提高硫酸鎂結(jié)晶率的目的。第二階段在常壓條件下操作，即在結(jié)晶液體系溫度再將下降到45-50℃時，關(guān)閉真空系統(tǒng)并使多功能硫酸鎂結(jié)晶器12恢復(fù)為常壓，然后以自來水為冷卻劑，利用多功能硫酸鎂結(jié)晶器12的內(nèi)置盤管換熱器或夾套換熱器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，當(dāng)結(jié)晶體系溫度降至25-30℃時結(jié)晶完成。

結(jié)晶完成后，以空氣壓縮機(jī)19所產(chǎn)生的壓縮空氣為動力，采用倒插管放料的方式將硫酸鎂晶漿放出并導(dǎo)入晶漿過渡槽14中，再由晶漿輸送泵將晶漿送入旋液分離器增稠，增稠后晶漿進(jìn)入離心機(jī)16進(jìn)行固液分離，分離所得七水硫酸鎂送干燥包裝工序制得七水硫酸鎂成品。分離所得母液進(jìn)入母液儲槽17，并由母液輸送泵送回多功能銨解反應(yīng)器5用于循環(huán)分解。

經(jīng)結(jié)晶、分離，硫酸鎂結(jié)晶率大于80%，所得七水硫酸鎂母液含有能量轉(zhuǎn)換劑，占被處理硫酸銨廢水及循環(huán)母液總量的20-25%，硫酸鎂濃度在230-260g/L之間，返回銨分解工序混合配料。在有能量轉(zhuǎn)換劑參與且不增加蒸汽消耗的條件下，使硫酸銨的分解、氨水和硫酸鎂的制備在同一套設(shè)備體系中完成，使硫酸銨分解率在99.5%以上，鎂分解率在98.5%以上，所收得的氨水濃度在7-25%之間，所得七水硫酸鎂中銨氮含量小于150ppm，其他指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)過程無廢水、廢氣排放。