含氨廢氣治理與回收方法研究

李國(guó)強(qiáng)（河北冀都環(huán)?？萍加邢薰?河北 石家莊 050021）

氨是一種無(wú)色氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味，對(duì)人體的眼、鼻、喉等有刺激作用，是一種對(duì)人體有害的氣體?；て髽I(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用到氨或產(chǎn)生含氨廢氣，該廢氣如果不經(jīng)過(guò)治理直接排放，會(huì)對(duì)人體及環(huán)境造成危害。含氨廢氣的治理方法通常有吸附法、吸收法和燃燒法。吸附法是用活性炭等吸附劑對(duì)廢氣中的氨進(jìn)行吸附處理，該方法缺點(diǎn)是需要對(duì)失效的吸附劑進(jìn)行處理，造成二次污染；燃燒法是將含氨廢氣直接燃燒轉(zhuǎn)化為無(wú)害的氮氧化物和水，該方法缺點(diǎn)是需要進(jìn)行助燃，成本較高；而吸收法是利用液體對(duì)含氨廢氣進(jìn)行吸收治理，同時(shí)可對(duì)氨進(jìn)行回收，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前吸收法采用較多的吸收液為硫酸和水。

一、吸收液的選擇

某化工企業(yè)主要產(chǎn)品為三乙烯二胺，該產(chǎn)品主要生產(chǎn)原料為乙二胺和甲醇，產(chǎn)品合成過(guò)程中產(chǎn)生含氨廢氣，該企業(yè)選擇吸收法對(duì)含氨廢氣進(jìn)行回收治理。在企業(yè)最初設(shè)計(jì)中，選擇的吸收液為硫酸，采用三級(jí)吸收塔吸收的治理措施，吸收液再經(jīng)濃縮結(jié)晶副產(chǎn)硫酸銨外售。

該企業(yè)在運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該方法雖然可以使廢氣達(dá)標(biāo)排放，但同時(shí)存在弊端，主要表現(xiàn)為回收的硫酸銨濃度較低，濃縮結(jié)晶耗費(fèi)的能源較大，且該產(chǎn)品市場(chǎng)銷售情況欠佳。因此企業(yè)經(jīng)過(guò)調(diào)研和考察后，決定將硫酸吸收改為水吸收，吸收后成為氨水。

二、含氨廢氣吸收工藝流程

該企業(yè)氨氣采用二級(jí)填料塔+二級(jí)吸收罐水吸收的治理措施，治理裝置流程圖見(jiàn)下圖。

三、水吸收工藝原理及吸收效果

氨在水中的溶解度很大，1體積的水可溶解700倍體積的氨氣。根據(jù)查閱資料，氨在水中的溶解度隨水溫升高而降低，每100份0℃冷水溶解89.9份氨氣，每100份96℃熱水溶解7.4份氨氣。氨在水中的溶解程度可以通過(guò)亨利系數(shù)值來(lái)表明，用亨利定律來(lái)描述稀氨水溶液面上氨的氣相蒸氣壓與水溶液中氨的分子濃度之間的關(guān)系為：p=E·x，其中p為氨在溶液面上的分壓；x為氨在溶液中的分子濃度；E為亨利系數(shù)。由此可見(jiàn)亨利系數(shù)越小，溶解度越大。幾種氣體的亨利系數(shù)值對(duì)比情況見(jiàn)下表。

幾種氣體在水中的亨利系數(shù)值一覽表 單位：10-3mmH g

--38.540.719.322.124.927.730.433.336.126.73033.637.240.74447.150.152.9 O2 CO CO2 N H30.5530.001560.6660.001680.7920.00180.931.081.241.411.591.770.001930.002080.002230.00241--

由氨的物理性質(zhì)及上表可知，用水吸收法治理含氨廢氣效果良好。該企業(yè)在吸收裝置改造運(yùn)行后，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，含氨廢氣能夠達(dá)標(biāo)排放。

四、水吸收工藝的優(yōu)點(diǎn)

1.該企業(yè)含氨廢氣采用水吸收的方法進(jìn)行治理和回收，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)采用二級(jí)填料塔+二級(jí)吸收罐水吸收完全能使氨氣達(dá)標(biāo)排放。

(2)用硫酸吸收需要使用危險(xiǎn)化學(xué)品硫酸，采用水吸收后，減少了危險(xiǎn)化學(xué)品的使用種類，防止了硫酸在使用過(guò)程中揮發(fā)對(duì)環(huán)境造成的污染，也降低了運(yùn)輸、儲(chǔ)存風(fēng)險(xiǎn)。

(3)用水代替硫酸吸收后產(chǎn)生的氨水是多家化工廠不可缺少的原料，目前市場(chǎng)銷售供不應(yīng)求。

(4)經(jīng)濟(jì)方面：目前20%氨水350元/噸，用水吸收后產(chǎn)生氨水9180噸/年，創(chuàng)造價(jià)值321.3萬(wàn)元；如用硫酸吸收產(chǎn)生硫酸銨7140噸/年，使用硫酸5290噸/年，目前硫酸450元/噸、硫酸銨900元/噸，綜合計(jì)算毛經(jīng)濟(jì)效益642.6萬(wàn)-238.1萬(wàn)=404.5萬(wàn)；此外硫酸吸收氨裝置的造價(jià)較高、設(shè)備較多，相應(yīng)電耗、折舊費(fèi)、人工等消耗就較高，綜合計(jì)算較水吸收多投入消耗費(fèi)用80萬(wàn)元/年以上；毛利潤(rùn)減去增加的消耗，實(shí)際效益約324.5萬(wàn)；較水吸收創(chuàng)造價(jià)值相當(dāng)。

(5)銷售方面：硫酸銨屬于化肥行業(yè)，被化肥廠等所壟斷，銷售困難；另一方面農(nóng)戶使用農(nóng)肥都選用正規(guī)化肥廠的產(chǎn)品，用戶知道是化工廠副產(chǎn)的硫酸銨，用戶從心里上不認(rèn)可，害怕含有對(duì)農(nóng)作物有害物質(zhì)，因此該公司如生產(chǎn)硫酸銨會(huì)造成銷售困難，在經(jīng)濟(jì)危機(jī)的大環(huán)境下，化肥廠產(chǎn)品尚難銷出去，該公司生產(chǎn)的副產(chǎn)品更難銷售，將造成直接經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)廢物如處理不當(dāng)還會(huì)造成環(huán)境污染。

結(jié)論

通過(guò)本文的研究表明，某些化工企業(yè)含氨廢氣用水吸收生成副產(chǎn)氨水的治理措施完全能使尾氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，從環(huán)保角度、企業(yè)投資、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)銷售角度等多方面考慮，采用水吸收氨產(chǎn)生氨水是較好的方案。

[1]童志權(quán),陳煥欽.工業(yè)廢氣污染控制與利用.化學(xué)工業(yè)出版社,1989.

[2]聶永豐等.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社,2001.4.