從氨氮廢水中生產高純度氨水的裝置的製作方法
2023-06-05 02:47:31
本實用新型屬於精餾設備領域，它是一種從氨氮廢水中生產高純度氨水的裝置。
背景技術：
氨氮是一種對水環境有嚴重影響的汙染物，會使水體富營養化，促進藻類繁殖，大量消耗溶解在水中的氧氣，導致水體發黑髮臭，水質下降，對水生動植物的生存造成影響。關於氨氮汙水，我國現行排放標準是《汙水綜合排放標準》GB 8978-1996，該標準根據廢水排放水域的不同將氨氮排放標準分為兩級：一級標準氨氮排放濃度小於或等於15mg/L，二級標準氨氮排放濃度小於或等於25mg/L。
高濃度含氨氮廢水的處理一直是廢水處理行業中的難題，廣泛存在於石油、化工、製藥、電子、製革等生產領域，而高氨氮廢水如果不經過處理直接排入水體，會對環境造成嚴重的危害。因此，高濃度氨氮廢水的治理成為廢水治理行業中亟待解決的問題。
氨氮廢水的處理分為物理化學法和生物脫氮技術兩大類。
生物脫氮法是指廢水中的氨氮在各種微生物作用下，通過硝化、亞硝化等一系列反應最終生成氮氣，從而達到處理的目。但該工藝流程複雜，處理設備多，常需外加碳源，能耗大，成本高。
脫氮常用的物理化學法有折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法、液膜法、電滲析法和催化溼式氧化法等。相對其他幾種物理化學法，蒸汽吹脫法是一種較為簡便、有效的方法，無需引入其它添加物，並且氨氮去除率較高，還可以回收廢水中的氨。
目前，對高濃度含氨氮廢水的處理要求氨資源要回收利用，以達到經濟效益與環境效益的統一，但現有的蒸汽吹脫法氨回收系統，氨回收率較低，回收氨水易夾帶其它雜質，尾氣無淨化段，易對大氣環境造成二次汙染。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種從氨氮廢水中生產高純度氨水的裝置。氨回收塔採用一體化結構，自下向上至少包括汽提段、洗滌段、循環吸收段、淨化段等四個功能區；在所述的一臺氨回收塔內同時完成氨氮廢水的吹脫處理、氨和水的混合氣相的洗滌、氨和水的混合氣相的吸收和尾氣淨化等過程，裝置結構緊湊，回收氨水雜質低、純度高，有效避免對大氣環境造成二次汙染，本實用新型具有顯著的實用性及經濟效益。
本實用新型提供一種從氨氮廢水中生產高純度氨水的裝置包括氨回收塔本體，採用一體化結構，自下向上至少包括汽提段、洗滌段、循環吸收段、淨化段等四個功能區以及管線，所述的四個功能區的連接關係如下：
汽提段位於氨回收塔下部，汽提蒸汽進氨回收塔管線連接到汽提段底部，預熱器冷側物流出口連接到汽提段上部，氨回收塔塔釜液體出口與釜液泵入口相連接，釜液泵出口與預熱器熱側物料入口相連接；
洗滌段位於汽提段上方；
循環吸收段位於洗滌段上方，洗滌段和循環吸收段之間設置液體收集器，液體收集器與吸收液循環泵相連接，吸收液循環泵出口分別與洗滌段上部和循環液冷卻器相連接，循環液冷卻器出口分別與循環吸收段上部和回收氨水出料管線相連接；
淨化段位於循環吸收段上方，脫鹽水進口與淨化段上部相連接，淨化段頂部連接不凝氣出口。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，氨回收塔塔釜液體出口可以連接閃蒸罐，閃蒸罐底部液體出口與釜液泵相連接，閃蒸罐上部氣相出口與蒸汽噴射器吸氣口相連接，汽提蒸汽連接到蒸汽噴射器動力噴射氣入口，蒸汽噴射器出口連接到汽提段底部。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，氨回收塔在所述的四個功能區以外，還可以在塔頂增設除霧段，避免脫鹽水被不凝氣帶出，降低脫鹽水消耗。
本實用新型提供的一種從氨氮廢水中生產高純度氨水的工藝方法包括：
氨回收塔採用一體化結構，自下向上至少包括汽提段、洗滌段、循環吸收段、淨化段等四個功能區；在所述的一臺氨回收塔內同時完成氨氮廢水的吹脫處理、氨和水的混合氣相的洗滌、氨和水的混合氣相的吸收和尾氣淨化等過程；所述的四個功能區的作用如下：
所述的汽提段，調整pH值後的氨氮廢水與氨回收塔塔釜液體換熱後進汽提段頂部，廢水中的氨被塔釜通入的新鮮蒸汽汽提出來、上升至洗滌段，塔釜排放脫氨後的廢水；
所述的洗滌段，氨和水的混合氣相被下降液體洗滌、脫除雜質，洗滌後的氨和水的混合氣相繼續上升，進入循環吸收段；
所述的循環吸收段，氨和水的混合氣相被循環液吸收，吸收升溫後的氨水一部分進洗滌段上部，洗滌上升氣相，另一部分進氨水冷卻器。冷卻後的氨水一部分作為氨水產品出裝置，另一部分返回循環吸收段上部，繼續循環吸收來自洗滌段的氨和水的混合氣相；
所述的淨化段，經過循環吸收段後絕大部分氨和水的混合氣相都被循環液吸收，但進料中不凝氣無法被循環液吸收，隨著不凝氣會帶出少量氨和水汽，淨化段的作用就是利用從塔頂加入的去脫鹽水吸收隨不凝氣帶出的氨氣，使得塔頂排放不凝氣中僅為不凝氣和飽和的水汽、不含氨。淨化段的存在，將傳統的氨氣單級冷凝吸收或單級氨水循環吸收變為一級氨水循環吸收外加一段不凝氣脫鹽水淨化吸收過程，既避免了常規工藝的氨氣隨不凝氣溢出造成的二次汙染，也提高了氨的回收率。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，經汽提段、洗滌段、循環吸收段、淨化段等四段處理後，從氨水冷卻器出口獲得高純度氨水。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，氨回收塔優選採用直接蒸汽加熱，也可以通過換熱器（常規的），間接為氨回收塔提供熱量。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，氨回收塔塔釜可以採用蒸汽噴射器回收塔釜排放廢水的熱量，同時也可以進一步降低排放廢水中的氨濃度，提高氨回收率。
相對於傳統工藝方法，本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，在所述的一臺氨回收塔內同時完成氨氮廢水的吹脫處理、氨和水的混合氣相的洗滌、氨和水的混合氣相的吸收和尾氣淨化等過程，不僅具有汽提段、循環吸收段，還設有洗滌段和淨化段，使得回收氨水雜質低、純度高，離子濃度和其它雜質含量大大降低，有效避免對大氣環境造成二次汙染。本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置結構緊湊，具有顯著的實用性及經濟效益。
附圖說明
圖1是本實用新型提供的一種從氨氮廢水中生產高純度氨水的裝置的流程簡圖。
圖2是圖1所示流程簡圖的一種變形，在塔釜設置了蒸汽噴射器、塔頂設置了除霧段。
具體實施方式
本實用新型參照附圖詳細說明如下，但僅作說明而不是限制本實用新型。
實施例1：
本實用新型採用一體化結構，包括氨回收塔（T101）本體，氨回收塔（T101）自下向上至少包括汽提段（S101）、洗滌段（S102）、循環吸收段（S103）與淨化段（S104）等四個功能區及其用於連接的管線。
如圖1所示，調整pH值（典型的pH值範圍是9.5～11.5）後的氨氮廢水1與氨回收塔塔釜液體4換熱，預熱後的氨氮廢水2後進汽提段S101頂部，廢水中的氨被塔釜通入的新鮮蒸汽3汽提出來、上升至洗滌段S102。塔釜排放脫氨後的廢水4去釜液泵P101，物流4與氨氮廢水1換熱後出裝置。
在洗滌段，氨和水的混合氣相被下降液體7洗滌、脫除雜質，洗滌後的氨和水的混合氣相繼續上升，進入循環吸收段S103。
在循環吸收段，氨和水的混合氣相被循環液10吸收。設置在洗滌段和循環吸收段之間的液體收集器C101將吸收升溫後的氨水6導入吸收液循環泵P102。吸收液循環泵出口液體分為兩部分，一部分液體7進洗滌段上部，洗滌來自汽提段的上升氣相，另一部分進氨水冷卻器E102。冷卻後的氨水9分為兩部分，一部分作為氨水產品11出裝置，另一部分作為循環吸收液10返回循環吸收段上部，繼續循環吸收來自洗滌段的氨和水的混合氣相；
在淨化段上部加入脫鹽水12吸收隨不凝氣帶出的氨氣，使得塔頂排放不凝氣13中僅為不凝氣和飽和的水汽、不含氨。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，經汽提段、洗滌段、循環吸收段、淨化段等四段處理後，從氨水冷卻器出口獲得高純度氨水11。
實施例2：
如圖2所示，在圖1所示的裝置基礎上，增設了閃蒸罐V101和蒸汽噴射器J101。氨回收塔塔釜液體3先進入閃蒸罐，閃蒸罐底部液體14進釜液泵P101入口。閃蒸罐上部氣相15進蒸汽噴射器吸氣口，汽提蒸汽3連接到蒸汽噴射器動力噴射氣入口，蒸汽噴射器出口氣體16進氨回收塔汽提段底部。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，氨回收塔在所述的汽提段、洗滌段、循環吸收段、淨化段四個功能區以外，還可以在塔頂增設除霧段（S105），避免脫鹽水被不凝氣帶出，降低脫鹽水消耗。
按本實用新型提供的生產高純度氨水的裝置，對於氨氮濃度高達12000mg/L的廢水，處理後廢水氨濃度低於15mg/L，高純度氨水濃度可達25%（質量百分數）以上。
本實用新型提供的一種從氨氮廢水中生產高純度氨水的裝置結構簡單、易於實施，具有顯著的實用性及經濟效益。結合實施例加以具體說明，相關領域的人員完全可以根據本實用新型提供的方法進行適當改動或變更與組合，來實現該技術。需要特別說明的是，所有這些通過對本實用新型提供的工藝流程進行相類似的改動或變更與重新組合，對本領域技術人員來說是顯而易見的，都被視為在本實用新型的精神、範圍和內容中。