专利名称：一种氨法氧化锌生产与废水综合回收再利用的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种化工的分离技术及成套设备，具体的说是一种氨法氧化锌生产中锌氨液回收再利用的工艺技术及实现该技术的成套设备。
背景技术：
氧化锌是一种重要的化工原料，在橡胶、医药、化妆品、纺织、电子、材料等行业中都有着广泛的应用。氧化锌的生产一般可分为直接法和间接法，直接法大多采用焙烧-浸出两步工艺，该法会产生大量有害气体，对环境污染较严重，同时存在着资源的浪费；目前应用较多的是间接法，包括氨-碳酸铵法和氨浸出法，氨法工艺因其流程短，反应速度快， 质量高，污染较小而受到工厂的青睐。然而氨法氧化锌生产过程中会产生大量的废液，直接排放不仅会污染环境，而且也浪费资源；同时生产过程中需要大量的纯水进行洗涤，产生的废水量大，处理困难，对环境污染较大，且目前我国处于生产状态的氧化锌装置绝大多数都是小规模，没有考虑资源的再利用和节能减排降耗措施，造成资源的浪费和生态环境污染较严重，导致成本居高不下，产品没有价格优势。随着我国十二五规划建设“资源节约型、环境友好型”社会口号的提出，氨法生产氧化锌过程中存在的这些问题逐渐引起人们的重视，解决资源有效利用和减少排放、减轻对环境的污染显得尤为重要。针对当前的这种生产状况，本申请人发明了一种绿色环保氧化锌生产工艺。该新型工艺不仅能有效回收氧化锌解决资源利用的问题，而且可以实现废水的综合回收再利用，减少三废的排放，降低尾气排放的浓度，减轻环境污染，具有很大的经济效益和社会效
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发明内容
本发明的目的在于提供一种氨法氧化锌生产工艺与废水综合回收再利用的工艺技术及实现该技术的成套设备，可以有效回收氧化锌解决资源利用的同时，实现废水的综合回收再利用，减少三废的排放，减轻环境污染，以克服现有技术的缺陷。为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案
一种氨法氧化锌生产与废水综合回收再利用的生产方法，其特征在于它是由蒸氨塔 T101、氨解吸塔T102、氨回收塔T103和过滤机Ul组成，按如下的步骤进行
(1)来自溶解工段的锌氨液Sl在蒸氨塔TlOl中经蒸馏处理后浓氨气由塔顶馏出，经冷凝、分液后一部分浓氨水S3进氨水储罐，粗氨气S4进入氨回收塔T103，塔底的浓锌液S2 进入过滤机Ul中，温度7(T90°C，经过滤机Ul过滤回收氧化锌组分后的滤锌液S5进入氨解吸塔T102中继续处理回收氨；其中蒸氨塔TlOl上部为板式塔，下部为人字挡板塔，进料为塔的上部操作温度7(T125°C，操作压力(TO. 2MPa (A);蒸氨塔TlOl采用的板式塔形式可以是浮阀塔板、筛板塔板、泡罩塔板等鼓泡类塔板，也可以是垂直筛板等喷射型塔板，人字挡板可以是单人字单板、双人字挡板及多人字挡板；过滤机可以是板框过滤机、离心机、转同真空过滤机和板带机；
(2)滤锌液S5中含有部分氨，在碱液S6的作用下经氨解吸塔T102处理，塔顶组分经冷凝、冷却后尾气S9放空，氨水S8进氨水储罐，进一步利用，塔内的废水经解吸塔作用后已回收了有效组分，塔底的净化水S7此时已达排放标准，外排；其中氨解吸塔T102进料位置为塔的中上部，碱液进口在上部或中部，操作温度95 120°C，操作压力0、.2MPa (A)；蒸氨塔 T102可以是板式塔、填料塔及塔板与填料的混合设计塔；
(3)来自TlOl蒸氨塔的粗氨气S4在工艺水SlO的作用下经氨回收塔T103吸收后塔顶尾气浓度大大降低，尾气Sll放空，塔底的浓氨水S12进氨水储罐作进一步的利用，工艺水 SlO塔顶进料，粗氨气S4塔底进气；氨回收塔T103塔有中段循环取热，操作温度25、0°C， 操作压力(TO. 2MPa(A);氨回收塔T103可以是板式塔、填料塔及塔板与填料的混合设计塔， 中段循环回收取热至少有一个。发明所述的生产方法，其中滤锌液S5中含有氨的浓度小于2g/L，S6的碱液为氢氧化钠溶液。采用本发明的技术工艺可以得到浓度大于13%以上的氨水，该氨水可回收再利用，同时尾气中氨排放浓度小于50ppm，工艺流程示意图如图1所示。本发明更加详细的的工艺处理过程如下(参见)图1
(1)来自溶解工段的锌氨液Sl在蒸氨塔TlOl中经蒸馏处理后浓氨气由塔顶馏出，经冷凝、分液后一部分浓氨水S3进氨水储罐，粗氨气S4进入氨回收塔T103，塔底的浓锌液S2 进入过滤机Ul中(温度7(T90°C )，经过滤机Ul过滤回收锌组分后的滤锌液S5进入氨解吸塔T102中继续处理回收氨；
(2)滤锌液S5中含有部分氨，在碱液S6的作用下经氨解吸塔T102处理，塔顶组分经冷凝、冷却后尾气S9放空，氨水S8进氨水储罐，进一步利用，塔内的废水经解吸塔作用后已回收了有效组分，塔底的净化水S7此时已达排放标准，外排；
(3)来自TlOl蒸氨塔的粗氨气S4在工艺水SlO的作用下经氨回收塔T103吸收后塔顶尾气浓度大大降低，尾气Sll放空，塔底的浓氨水S12进氨水储罐作进一步的利用，工艺水 SlO塔顶进料，粗氨气S4塔底进气；
本发明公开的氨法氧化锌生产工艺与废水综合回收再利用的工艺技术特点 (1)本发明解决了锌氨液废水组分复杂难以回收、且易聚合结焦堵塞设备的难题，发明了一种锌氨液蒸馏回收的工艺技术，实现了氨法氧化锌生产的废水回收再利用，回收的废水可以继续作为T103的吸收剂，制成氨水后回收使用。(2)得到了浓度高于13%以上的氨水，回收再利用，同时有效降低了尾气排放浓度，不大于50ppm，减少环境污染。
图ι为锌氨液废水综合回收再利用的工艺流程示意图；其中TlOl 蒸氨塔，T102 氨解吸塔，T103 氨回收塔，Ul 过滤机，Sl 锌氨液，S2 浓锌液，S3 浓氨水，S4 粗氨气，S5 滤锌液，S6 碱液，S7 净化水，S8 氨水，S9 尾气，SlO 工艺水，Sll 尾气，S12 氨水。
具体实施例方式下面结合实施例说明本发明，这里所述实施例的方案，不限制本发明，本领域的专业人员按照本发明的精神可以对其进行改进和变化，所述的这些改进和变化都应视为在本发明的范围内，本发明的范围和实质由权利要求来限定。实施例1
来自溶解工段的锌氨液Si在蒸氨塔TlOl中经蒸馏处理后浓氨气由塔顶馏出，经冷凝、 分液后一部分浓氨水S3进氨水储罐，粗氨气S4进入氨回收塔T103，塔底的浓锌液S2进入过滤机Ul中，经过滤机Ul过滤回收锌组分后的滤锌液S5进入氨解吸塔T102中继续处理回收氨；滤锌液S5中含有部分氨，在碱液(碳酸氢铵溶液)S6的作用下经氨解吸塔T102处理， 塔顶组分经冷凝、冷却后尾气S9放空，氨水S8进氨水储罐，进一步利用，塔内的废水经解吸塔作用后已回收了有效组分，塔底的净化水S7此时已达排放标准，外排；来自TlOl蒸氨塔的粗氨气S4在工艺水SlO的作用下经氨回收塔T103吸收后塔顶尾气浓度大大降低(小于 50ppm以下)，尾气Sll放空，塔底的浓氨水S12进氨水储罐作进一步的利用，工艺水SlO塔顶进料，粗氨气S4塔底进气。锌氨液Sl 浓度15%，进料温度70°C，压力(表压)0. 5MPa
蒸氨塔TlOl 筛板塔+单人字挡板，30层塔板，5层人字挡板，操作压力0. 1 MPa，操作温度 4(TllO°C
氨解吸塔T102 筛板塔，40层塔板，操作压力0. IMPa，操作温度7(Tl20°C 氨回收塔T103 填料塔，填料高度6米，两个中段循环，操作压力0. IMPa，操作温度 20 70°C
过滤机板框压力机
回收的氨浓度T101彡22%, Τ102彡16%, Τ103彡13% 尾气排放浓度Τ102 ^ 50ppm, T103 ^ 48ppm 装置外排废水氨氮(游离氨)小于lOOppm。实施例2
按照实施例1中的工艺过程
锌氨液Sl 浓度14%，进料温度75°C，压力(表压)0. 5MPa
蒸氨塔TlOl 浮阀塔板+双人字挡板，30层塔板，5层人字挡板，操作压力0. 1 MPa，操作温度4(TllO°C
氨解吸塔T102 浮阀塔板，40层塔板，操作压力0. IMPa，操作温度7(Tl20°C 氨回收塔T103:浮阀塔板，30层塔板，两个中段循环，操作压力0. IMPa，操作温度 20 70°C
过滤机离心机
回收的氨浓度T101彡22%, Τ102彡16%, Τ103彡13% 尾气排放浓度Τ102 ^ 50ppm, T103 ^ 48ppm 装置外排废水氨氮(游离氨)小于lOOppm。 实施例3
按照实施例1中的工艺过程
锌氨液Sl 浓度18%，进料温度40°C，压力(表压)0. 4MPa
蒸氨塔TlOl 浮阀塔板+多人字挡板，30层塔板，5层人字挡板，操作压力0. 1 MPa，操作温度4(TllO°C
5氨解吸塔T102 填料塔，填料高度15米，操作压力0. IMPa，操作温度7(Tl20°C 氨回收塔T103 浮阀塔板+填料，20层塔板，6米高填料，两个中段循环，操作压力 0. IMPa，操作温度 2(T70°C 过滤机离心机
回收的氨浓度T101彡22%, Τ102彡16%, Τ103彡13% 尾气排放浓度Τ102 ^ 50ppm, T103 ^ 48ppm 装置外排废水氨氮(游离氨)小于lOOppm。
实施例4:
按照实施例1中的工艺过程
锌氨液Sl 浓度10%，进料温度75°C，压力(表压)0. 5MPa
蒸氨塔TlOl 垂直筛板塔板+双人字挡板，30层塔板，5层人字挡板，操作压力0. 1 MPa，操作温度4(TllO°C
氨解吸塔T102 垂直筛板塔板，40层塔板，操作压力0. IMPa，操作温度7(Tl20°C 氨回收塔T103 垂直筛板塔板，30层塔板，三个中段循环，操作压力0. IMPa，操作温度 20 70°C
过滤机转同真空过滤机
回收的氨浓度T101彡22%, Τ102彡16%, Τ103彡13% 尾气排放浓度Τ102 ^ 50ppm, T103 ^ 48ppm 装置外排废水氨氮(游离氨)小于lOOppm。
权利要求
1.一种氨法氧化锌生产与废水综合回收再利用的生产方法，其特征在于它是由蒸氨塔 T101、氨解吸塔T102、氨回收塔T103和过滤机Ul组成，按如下的步骤进行(1)来自溶解工段的锌氨液Sl在蒸氨塔TlOl中经蒸馏处理后浓氨气由塔顶馏出，经冷凝、分液后一部分浓氨水S3进氨水储罐，粗氨气S4进入氨回收塔T103，塔底的浓锌液S2 进入过滤机Ul中，温度7(T90°C，经过滤机Ul过滤回收氧化锌组分后的滤锌液S5进入氨解吸塔T102中继续处理回收氨；其中蒸氨塔TlOl上部为板式塔，下部为人字挡板塔，进料为塔的上部操作温度7(T125°C，操作压力(TO. 2MPa (A);蒸氨塔TlOl采用的板式塔形式可以是浮阀塔板、筛板塔板、泡罩塔板等鼓泡类塔板，也可以是垂直筛板等喷射型塔板，人字挡板可以是单人字单板、双人字挡板及多人字挡板；过滤机可以是板框过滤机、离心机、转同真空过滤机和板带机；(2)滤锌液S5中含有部分氨，在碱液S6的作用下经氨解吸塔T102处理，塔顶组分经冷凝、冷却后尾气S9放空，氨水S8进氨水储罐，进一步利用，塔内的废水经解吸塔作用后已回收了有效组分，塔底的净化水S7此时已达排放标准，外排；其中氨解吸塔T102进料位置为塔的中上部，碱液进口在上部或中部，操作温度95 120°C，操作压力0、.2MPa (A)；蒸氨塔 T102可以是板式塔、填料塔及塔板与填料的混合设计塔；(3)来自TlOl蒸氨塔的粗氨气S4在工艺水SlO的作用下经氨回收塔T103吸收后塔顶尾气浓度大大降低，尾气Sll放空，塔底的浓氨水S12进氨水储罐作进一步的利用，工艺水 SlO塔顶进料，粗氨气S4塔底进气；氨回收塔T103塔有中段循环取热，操作温度25、0°C， 操作压力(TO. 2MPa(A);氨回收塔T103可以是板式塔、填料塔及塔板与填料的混合设计塔， 中段循环回收取热至少有一个。
2.权利要求1所述的生产方法，其中滤锌液S5中含有氨的浓度小于2g/L，S6的碱液为氢氧化钠溶液。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种氨法氧化锌生产与废水综合回收再利用的工艺技术及实现该技术的成套设备。具体的说是以锌矿粉采用氨水溶解后的锌氨液为原料，采用新型节能技术制备高纯度氧化锌，同时回收锌氨液中的氨并制备成氨水，实现生产中废水的综合回收再利用，及降低尾气中氨排放浓度，降低生产对生态环境的污染，实现绿色环保氧化锌生产。
文档编号C01G9/02GK102515253SQ201210001840
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者朱正清 申请人:天津市昊永化工科技有限公司