翟國華

作者通聯(lián)：河南中原大化集團有限責任公司三聚氰胺事業(yè)部 河南濮陽市人民路西段 457004

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中原大化公司的三套三聚氰胺裝置，采用高壓法生產(chǎn)工藝，采用濕法溶解粗三聚氰胺形成溶液，然后經(jīng)凈化、結(jié)晶、離心分離、干燥后得到產(chǎn)品，離心分離出的三聚氰胺母液經(jīng)過處理后作為工藝循環(huán)水加以回收利用。工藝水處理便是離心分離出的三聚氰胺母液(CO20.62%，NH313.05%，H2O 84.72%，OAT 0.41%，三聚氰胺 0.87%，尿素 0.33%)經(jīng)過氨回收后，對OAT懸浮液（CO20.17%，NH30.05%，H2O 97.95%，OAT 0.56%， 三聚氰胺1.21%，尿素 0.06%）的處理過程。OAT為羥基酰胺類副產(chǎn)物，包括三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸二酰胺，這兩種物質(zhì)的混合物習慣上稱為OAT。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生37.3t/h的工藝廢水，若直接排放，將造成資源的嚴重浪費和環(huán)境污染，超濾技術(shù)的運用使三聚氰胺生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了工藝廢水的零排放，使之完全回收重復利用。

一、超濾流程簡述

如圖1所示，OAT料漿槽S8201中的經(jīng)OAT結(jié)晶器形成的含OAT的懸浮液料漿送到超濾系統(tǒng)XX8210，料漿在超濾膜回路中通過循環(huán)泵在恒流量的控制下高速循環(huán)，這種強烈的超濾循環(huán)在超濾膜附近產(chǎn)生劇烈的湍流，導致料漿不能粘附在超濾膜，超濾膜可以在較長的一段時間保持高的過濾效果，由于超濾膜的多孔性，只有可溶的物質(zhì)和溶劑可以通過超濾膜，同時固體被截留在濃縮物料中，上述操作也叫錯流過濾。

圖1 流程簡圖

料漿在進入超濾模塊前首先進入一個前置過濾器FT8210中，其作用是過濾粗的大顆粒雜質(zhì)，以防止損壞模塊。來自超濾裝置的滲透液到循環(huán)液槽作為工藝循環(huán)水循環(huán)利用，滯留液被送入滯留液槽S8202，通過中壓蒸汽，在滯留液加熱器E8212中從70℃被加熱至165℃，然后被送至分解器加料緩沖槽V8115中，滯留液通過分解器加料泵P8201送至第二套三聚氰胺廢水處理裝置。

二、超濾技術(shù)過濾原理

超濾系統(tǒng)的作用是通過超濾膜工藝從含游離OAT的三聚氰胺溶液中分離出OAT濃縮料漿（滯留液）。分離的驅(qū)動力來自超濾膜兩側(cè)壓差（膜滲透壓力），系統(tǒng)操作共有三個超濾膜回路，超濾膜是為了滿足在不同的壓力、溫度和pH值條件下的工藝需要而發(fā)展起來的多層的無機材料，膜支撐由含有大孔結(jié)構(gòu)的α氧化鋁組成，同時具有高滲透性和堅固性。支架是一個包含幾個平衡通道的框 ，內(nèi)表面覆蓋著膜，超濾膜是由一層或多層具有輪廓分明質(zhì)地的金屬氧化物組成，這支架是以整體的方式相互結(jié)合在一起，并通過燒結(jié)與很堅固的陶瓷支撐結(jié)合在一起。膜結(jié)垢會降低膜的過濾效率，通過適當?shù)那逑纯梢曰謴透咝?，可采用反洗和化學清洗兩種方式進行清洗。

三、三套三聚氰胺裝置工藝水處理方法比較

1.第一、二套裝置的工藝水處理

第一、二套裝置是使用的內(nèi)置濾葉壓力式OAT過濾器，使用前先用預涂泵在濾葉上預涂一層主要成分為硅藻土的助濾劑，當OAT懸浮液切入過濾器后，OAT同時被濾出形成濾餅，過濾后的水去工藝水槽循環(huán)利用，當過濾器壓差高時切換到備用過濾器上，過濾器把濾葉上的濾餅清除后預涂備用。這種工藝由于OAT在水中的微溶性，致使OAT在系統(tǒng)中長期循環(huán)，使產(chǎn)品中OAT含量漸高，影響了產(chǎn)品質(zhì)量，被去除的濕濾餅經(jīng)自然干燥后形成的干的濾餅，濾餅中含OAT 50%、三聚氰胺 35%、助濾劑 15%，第一、二套裝置年產(chǎn)OAT濾餅10000t，這些濾餅作為三聚氰胺工藝固體廢料被處理掉，其中的三聚氰胺是非常難以回收的。

2.第三套裝置的工藝水處理

工藝水處理不再設過濾器，經(jīng)OAT結(jié)晶器形成的OAT懸浮液全部進入超濾裝置。工藝懸浮液經(jīng)過超濾模塊后形成滯留液和滲透液，滲透液送回三聚氰胺系統(tǒng)作為工藝水循環(huán)使用，滯留液為高濃度的OAT、三聚氰胺的懸浮液，經(jīng)升壓后進入二套廢水處理系統(tǒng)進行分解處理后精制水中的OAT、三聚氰胺被完全分解，總氮12mg/L，COD45mg/L（COD是化學耗氧量，主要是指氧化工業(yè)廢水中的有機物所耗的氧氣量。以百萬分之一表示）?？偟?0mg/L，COD＜100mg/L，完全可以作為脫鹽水循環(huán)利用，提高原料的利用率，消除環(huán)境污染。

3.滯留液在廢水裝置的分解的反應式

三聚氰胺水解：C3N6H6+6H2O→3CO2+6NH3

三聚氰酸一酰胺水解：C3N5H5O+5H2O→3CO2+5NH3

三聚氰酸二酰胺水解：C3N4H4O2+4H2O→3CO2+4NH3

四、生產(chǎn)期間常見問題及解決措施

1.FT8210切換頻繁及超濾模塊回路反洗頻繁

（1）由圖2可看出，OAT在pH值過低或過高時溶解度都會增加，即不利于結(jié)晶析出。若氨回收工段溫度控制過低，氨沒有充分回收，將導致OAT料漿中氨含量高，OAT料漿進入超濾模塊前要加入一定量的CO2來調(diào)節(jié)pH值，OAT懸浮液中的氨含量過多及CO2加入量過多或過少都會導致PH值不合適，使OAT結(jié)晶效果不好，導致FT8210切換頻繁及超濾模塊回路反洗頻繁。本套工藝取pH值為7～8。故應嚴格控制料漿中的氨含量和CO2的加入量，以保證更好的過濾效果。

圖2 OAT溶解度與pH值的曲線關系

（2）當S8201液位過低時，槽內(nèi)OAT懸浮液中溶解的CO2量也相應減少，pH值上升，OAT結(jié)晶效果不好，很容易形成粘糊狀粘在FT8210濾網(wǎng)上。另外S8201液位過低，槽底OAT濃度增加，同樣可造成FT8210切換頻繁及超濾模塊回路反洗頻繁，故在操作中應保證S8201液位。

2.滯留液加熱器E8212易堵塞

E8212殼側(cè)由中壓蒸汽加熱，將含OAT和三聚氰胺的滯留液由70℃加熱到165℃，管側(cè)設計為8程，投入運行后經(jīng)常堵塞，分析原因可能是介質(zhì)中氨含量低，不能充分溶解OAT和三聚氰胺，而粘在設備及管道內(nèi)壁上。

解決措施。①在滯留液緩沖槽V8115上加一條空氣管線提高壓力減少氨的閃蒸。②將E8212切除走副線（E8212進行清理），直接將蒸汽加入介質(zhì)中，但這樣增加了二套廢水處理裝置的負荷，并且調(diào)整直接蒸汽時，很易影響到V8115進口滯留液的流量。計劃安裝一臺由Alfa Laval制造的螺旋板式換熱器進行試驗，目前所需的四個接點已準備好。

3.因V8115液位指示不準造成P8201泵損壞

V8115安裝的是雷達式液位計，這種液位計的主要特點是敏感度強，受影響的因素多，經(jīng)常指示不準，后改造為差壓式液位計，液位指示有時仍有偏差。P8201為高速圣達因泵，若V8115實際液位太低，P8201便會汽化，由于P8201轉(zhuǎn)速很高，在很短時間內(nèi)泵的機封和油封就會被損壞，油大量泄漏出來，造成油壓低報警泵連鎖跳車，故在操作中應經(jīng)常與現(xiàn)場對照V8115液位，并且P8201在加負荷時應對照其電流緩慢調(diào)節(jié)，以免造成P8201泵損壞。

4.P8201和滯留液泵出口管線易堵塞

對于P8201和滯留液泵出口管線易堵塞的問題，分析原因仍可能是介質(zhì)中氨含量低，不能充分溶解OAT和三聚氰胺。

解決措施。①在S8202中增加了一股三聚氰胺母液槽的稀氨水，用來溶解滯留液中的OAT和三聚氰胺。②滯留液泵出口增加了一條到第二套三聚氰胺裝置OAT結(jié)晶器的管線，當P8201和滯留液泵出口管線出現(xiàn)堵塞時，聯(lián)系把滯留液直接由滯留液泵送到第二套三聚氰胺裝置的OAT結(jié)晶器，P8201和滯留液泵出口管線加蒸汽冷凝液進行清洗。

五、結(jié)語

第一、二套裝置利用過濾器進行OAT分離正常時每天過濾器需要切換3～4次，而第三套三聚氰胺超濾裝置FT8210每天切換1～2次，超濾模塊一般幾天才須反洗一次，利用超濾技術(shù)不僅使得OAT懸浮液充分得到了回收，并大大減少了勞動強度，裝置每年運行按330天計算，正常生產(chǎn)時超濾系統(tǒng)排至二套廢水裝置滯留液13000kg/h，可得精制水 10000kg/h，廢水分解可回收甲銨700kg/h，第一、二套三聚氰胺裝置過濾器按每班切換一次計算，每次切換消耗助濾劑80kg。利用超濾對工藝水進行處理每年可節(jié)約助濾劑79.2t，節(jié)約脫鹽水79200t，回收甲銨5544t。由此可見，用超濾技術(shù)對三聚氰胺工藝廢水進行處理相對于內(nèi)置濾葉式OAT過濾器具有明顯的優(yōu)勢。

W13.02-12