氮肥生产废水用于锅炉冲灰渣和烟道除尘
国内中型氮肥厂均有自备的热电厂供热和发电。热电厂锅炉的灰渣和烟道的除尘器都要用大量的水冲洗。湘江氮肥厂有二台130T/h和四台75T/h的锅炉。高负荷时每小时需冲渣水1023T/h，除尘用水263T/h。如果全部用新鲜水，每年约需新鲜水870万吨，不仅需要水费和排污费261万元，还增加了对江河的污染。氮肥生产中每小时要排出大量的污水。这种污水主要含NH4和少量的S2＋油；SS一般在95mg/L左右，我们利用该种污水冲灰和除尘用水，不仅工艺简单、成本低、节省水费，还大大减轻了对环境的污染。
1、冲灰渣水源的选择
合成氨、尿素生产尽管70%以上的水是冷却循环使用，但仍有一些装置有生产污水排出。其中污水量排出较多的地方为净化车间、合成车间、尿素车间。净化车间平均每小时排出430T/h污水，水质主要含有硫化氰等。单独用此股水冲灰渣,水量满足不了要求且腐蚀性大。合成车间排出的污水水质水量见表1
表1
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从以上表可以看出，在最小水量时Q=780m3/h时，不能满足冲灰渣水量的要求。尿素车间排出的水的水质水量见表2
表2
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从上表也可以看出，水量也不能满足冲灰的水量要求。合成、尿素车间排放的污水量是生产装置排放最大的，其它生产装置的排水量远远不足。看来，冲灰渣的水源只能在各生产污水排放的汇集处-----总排水沟才能满足水量要求。
湘江氮肥厂总排水处连续三年、年平均的水量、水质情况见表3
表3
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从上表可以看出总排水沟处的污水，水量是完全满足冲灰渣的要求，水质对冲锅炉的灰渣也没有影响,而且用此水作烟道除尘器用水，水中反应：
NH3·H2O+SO2=NH4·HSO3
生成了无毒的亚硫酸氨溶于水中，减少了烟道中SO2的含量，从而减轻了烟囱排烟对大气的污染。因此，在总排水沟处利用氮肥污水到热电厂冲灰渣是可行的，有益无害。
2、灰渣水系统设计
2.1、流程：从水质分析表3可以看出，氮肥生产中排出的污水只有COD等数据超标外，其它均不要采用什么特殊处理直接就可以用该污水冲灰渣，因而流程很简单，只需要在总排水沟合适的地方设一个拦沟闸，使水位提高(本工程提高1.6m)，让设计水量的水重力流进集水池。然后用三台10SA-6B型(二开一备)加压通过DN400管道输送到热电厂锅炉处冲灰渣和作烟道除尘用水。整个布置见图3：
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2.2、构筑物设计
2.1.1进水口设计：
进水口可以采用两种形式：一是采用管道进水，为了使浮油不进入系统，管口朝下或低于水面0.5m见图1，该方式适合于沟深，闸门顶离地面高差大的地方，也可以采用进水渠见图2，进口处设格栅，为了防止浮油进入系统，格栅后设隔板，使污水从底部进入系统，此方式适合于沟浅地方，湘氮用方式一。
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2.1.2蓄水池(吸水池)和事故补水管
氮肥生产总有出事故的时候而且每年有10多天的大检修时间，为了保证冲灰渣必须设计一根事故供水管，供水量按设计水量，吸水井蓄水池必须有一定的调节容量，本人认为蓄水池调节容积大于0.5h冲灰渣水量即可。
2.1.3泵房设计
泵房是本工程的主要部分，宜采用直灌式地下泵房。水泵材质采用普通清水泵，因污水中含氨氮较高。
Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]+
生成络合物使铜设备结垢、腐蚀，因此，进出口阀门不能采用铜质材料。
以湘江氮肥厂工程为例计算如下：
Q=1000~1363m3/h(按1300m3/h计算)
H=50m(冲灰渣喷嘴出口压力)
管道管径DN400管长L=320m
选用10SA6B水泵三台(二开一备)配TS1264电机
N=190KWQ=720~540m3/hH=67~74mη=0.80~0.79
泵房为两层，地下为水泵间，地面为检修操作室配CD1212D电动葫芦一台起重2T起升高度12m泵房内设排水泵一台，以便日常排除泵房内积水，还可以抽蓄水池中水，便于清理池中污泥。
2.1.4拦沟闸的设计
拦沟闸是本工程的关键部分，它的高度既要满足工程设计水量，又要考虑暴雨时能从闸顶部排水。闸太低进水水质不好，太高总沟空余排水断面减小，暴雨时沟漫水，使污水淹没厂房和设备。对于直灌式泵房，闸高还是决定泵房标高的条件，泵房底标高可按下式计算。
泵房底标高(绝对标高)=沟底标高(绝对标高)+闸高－H－泵轴标高
H：为闸前水位高于水泵顶高度
H=h1+h2+h3+h4
h1：进水格栅进水管路水头损失（本工程为0.205m）
h2：蓄水池头到最后一台水泵的水头损失，一般取0.1～0.2（本工程取0.1）
h3：水泵进水管路水头损失（本工程为1.01m）
h4：富余水头取0.05m
泵房底绝对标高=45.57＋1.6－1.365－0.79=45.015m
泵房底标高取45.00m，操作室标高为49.50m
3、应用效果
湘氮厂全年运行300d，实施氮肥生产污水冲灰渣后，全年可节省新鲜水720×104T，每年可省水费和排污费120万元以上，而该工程建设只需要60多万元，只需要0.6年就可回收全年投资。
氮肥污水冲热电厂灰渣后，经过灰渣的吸附、再沉淀后，排出的污水指标基本上达到排放标准，而且减少了热电厂烟囱中排放的SO2含量，减少环境污染。污水除浊度一项有所上升外其它均大大降低，见表4
表4
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如果冲灰渣水本身是循环使用装置。氮肥污水又可作为冲灰渣水、造气含氰污水处理等装置的补充水和水洗煤洗涤用水（水量700～1000m3/h）。
本工程回收工艺设备简单、投资少，因而对国内有自备热电厂的几十家中型氮肥厂有一定的推广意义，如果均这样做，全年可节省几亿吨水，不仅降低了生产成本，而且极大的保护了水资源和环境。
4、存在问题及解决办法
该工程投运后，发现当污水含氨较多时，水泵及进出口管件结圬较严重，要经常停车清洗。后来我们采取如下措施：
引入不含氨污水冲稀水中含氨浓度。我们采取引入热电厂排水(见图3)冲稀水中含氨浓度，缓解了装置的结圬，减少了该装置停运清洗的时间。
回收污水中的氨降低水中含氨浓度。在尿素生产装置氨的集中排放点建一套解吸、水解装置，对尿素装置中的碳氨液进行集中处理。通过解吸、水解，碳铵中的氨和尿素得到充分回收，污水中含氨量可减少到5mg/l以下，这样不仅可回收氨降低尿素生产成本，冲灰渣工程的结圬问题也就得到了解决。
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