一種雙塔負壓脫氨回收碳酸氫銨系統裝置的製作方法
2023-05-11 07:54:47 1
本實用新型涉及一種雙塔負壓脫氨回收碳酸氫銨系統裝置，用於含氨氮廢水的脫氨處理，並回收碳酸氫銨結晶，屬於氨氮廢水處理領域。
背景技術：
化工、發酵、生活垃圾處理等行業生產過程中會產生大量含氨氮廢水，這類廢水有幾個共同特點，一是氨氮含量高，同時夾帶大量懸浮固形物(SS)，且通常帶有強烈氣味；二是廢水含有大量鈣鎂離子，表現為總硬度高；三是廢水鹼度大，主要是廢水中含有CO3-、HCO3-等離子；此類廢水不能直接排放，必須將氨氮降至15mg/L濃度以下。傳統處理方法主要有厭氧、好氧及厭氧氨氧化等生化方法，但生化處理佔地大、運行費用高，且氨氮降解效率低，很難達到排放的標準。
通過蒸氨或空氣吹脫是廢水脫氨的常用方法，且可以回收稀氨水或硫酸銨等副產物。蒸氨或空氣吹脫的常規方法是向廢水中添加鹼液，調節廢水pH值至11以上，然後直接或間接使用蒸汽加熱蒸餾脫除廢水中氨氮，或者用大量空氣吹脫廢水，用空氣帶走廢水中的氨氮。
無論是蒸氨還是空氣吹脫，都需要用鹼液調節廢水pH值。由於鹼度高的含氨氮廢水的緩衝能力強，高鹼度氨氮廢水調節pH的耗鹼量大，噸廢水耗鹼量在10公斤以上，不僅成本高，且增加了脫氨出水中的鹽濃度。另一方面，對於高硬度氨氮廢水，脫氨處理過程中塔板、物料管道及換熱器上會出現嚴重的結垢現象，影響設備的使用效率和壽命，而除垢處理增加成本，影響生產進度。
此外，氨回收工藝多在常壓下處理，含氨蒸汽直接進入下一步吸收，但由於含氨蒸汽溫度高，對氨氣的吸收不利，若利用冷卻塔降溫處理，既增加了成本，又造成了大量的熱量浪費，且回收的氨水純度有限，難以有效利用。而另一方面，目前對於廢水脫氨過程中的氨回收工藝，主要是回收硫酸銨或低濃度氨水。理論上硫酸銨和稀氨水可以作為農業用化肥，但硫酸銨酸性大，容易導致土壤板結，而稀氨水運輸、儲存困難，所以脫氨回收的硫酸銨或稀氨水的銷售很困難，難以有效利用，成為很多實施廢水脫氨企業的負擔，處置不當成為二次汙染。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種雙塔負壓脫氨回收碳酸氫銨系統裝置，以解決現有蒸氨工藝中蒸汽消耗量大，鹼液用量高，後續廢水鈉鹽含量高，且回收副產物難以有效利用等問題。
為了達到上述目的，本實用新型採用的技術方案為：一種雙塔負壓脫氨回收碳酸氫銨系統裝置，包括原水泵1、預熱器2、解析塔3、脫氨塔4、冷凝器5、水力噴射器6、淨化裝置7、碳化塔8、冷凝蛇管9、循環泵10、離心機11、氣液分離罐12、回流泵13、出水泵14、物料提升泵15；
所述原水泵1分別通過管道與預熱器2下部原水進口和解析塔3上部物料進口相連；
所述預熱器2在下部設有原水進口，頂部設有達標水的出水口；
所述解析塔3頂部出汽口通過管道與冷凝器5下部進汽口相連；
所述脫氨塔4頂部出汽口通過管道與解析塔3下部進汽口相連；所述物料提升泵15分別通過管道與解析塔3底部出料口和脫氨塔4上部進料口相連；所述脫氨塔4下部設有蒸汽入口；
所述冷凝器5底部設有冷水入口，頂部設有出水口，出水口通過管道與冷凝蛇管9下部進水口相連；所述冷凝器5上部出氣口通過管道與水力噴射器6上部進氣口相連；
所述淨化裝置7通過管道引出清潔氣；
所述碳化塔8頂部與水力噴射器6相連，下部設有二氧化碳入口；
所述冷凝蛇管9上部設有冷凝水出水口；
所述循環泵10分別通過管道與碳化塔8下部和水力噴射器6頂部相連；
所述離心機11通過管道與碳化塔8底部相連；所述離心機11設有母液水和碳酸氫銨結晶出口；
所述氣液分離罐12上部進液口通過管道與冷凝器5下部冷液口相連；
所述回流泵13分別通過管道與解析塔3上部回流進口和氣液分離罐12底部出液口相連；
所述出水泵14分別通過管道與脫氨塔4底部出料口和預熱器2底部進料口相連。
在本實用新型的一種實施方式中，所述碳化塔8頂部還與淨化裝置7連接。用於排出清潔氣體。
在本實用新型的一種實施方式中，所述解析塔3採用V型噴射塔板結構。
在本實用新型的一種實施方式中，所述脫氨塔4採用V型噴射塔板結構，保證汽液充分接觸，用於負壓脫氨，利用負壓狀態下氨容易揮發的特性進行汽提脫氨。
在本實用新型的一種實施方式中，所述預熱器2是列管式或板式換熱器。優選板式換熱器。
在本實用新型的一種實施方式中，所述冷凝器5是列管式或板式換熱器。優選板式換熱器。
在本實用新型的實際應用過程中，蒸汽先後通過連接管道進入脫氨塔4、解析塔3、冷凝器5和水力噴射器6；原水由原水泵1經過管道進入解析塔3後，再由物料提升泵15經過管道進入脫氨塔4，最後由出水泵14經管道進入預熱器2。
本實用新型裝置有以下優點：(1)解析塔3底部通過管道、物料提升泵與脫氨塔4塔頂連接，解析塔3底部出水到達脫氨塔4塔頂後，以脫氨塔4塔頂的待冷凝蒸汽作為加熱熱源，實現廢水中碳酸銨、碳酸氫銨等弱酸弱鹼鹽分解、廢水pH升高，可減少鹼液的用量並回收了出水中的餘熱以減少蒸汽的消耗；(2)解析塔3、脫氨塔4採用V型噴射塔板時，可促進汽液接觸，強化碳酸銨、碳酸氫銨等弱酸弱鹼鹽的分解速度；(3)脫氨塔4採用噴射塔板時，蒸汽以噴射狀通過塔板，可阻止碳酸鈣等物質在塔板表面形成結垢；(4)裝置在水力噴射器6提供的負壓下工作，降低了廢水的沸點，且在負壓狀態下氨更容易揮發；(5)通過設置碳化塔8，可將經冷凝器5處理後仍未冷凝的氨氣通過水力噴射器6引入碳化塔8，與二氧化碳結合形成碳酸氫銨，既能回收高純度碳酸氫銨結晶得到額外收益，又解決了傳統工藝回收氨水純度低、難利用的問題。本實用新型系統裝置的氨氮去除率可達80％以上，且降低了能耗，蒸汽消耗只有傳統工藝的60％-70％。
附圖說明
圖1為一種雙塔負壓脫氨回收碳酸氫銨系統裝置圖。
圖中，原水泵1，預熱器2，解析塔3，脫氨塔4，冷凝器5，水力噴射器6，淨化裝置7，碳化塔8，冷凝蛇管9，循環泵10，離心機11，氣液分離罐12，回流泵13，出水泵14，物料提升泵15。
具體實施方式
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語「上部」、「下部」、「頂部」、「底部」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示必須具有的特定位置，因此不能理解為對本實用新型的限制。
如圖1所示，一種雙塔負壓脫氨回收碳酸氫銨系統裝置，包括原水泵1、預熱器2、解析塔3、脫氨塔4、冷凝器5、水力噴射器6、淨化裝置7、碳化塔8、冷凝蛇管9、循環泵10、離心機11、氣液分離罐12、回流泵13、出水泵14、物料提升泵15，以及連接各單元的管道等。所述原水泵1分別通過管道與預熱器2下部原水進口和解析塔3上部物料進口相連；所述預熱器2在下部原水進口通過管道引入原水；所述預熱器2在頂部出水口通過管道排出達標水；所述解析塔3頂部出汽口通過管道與冷凝器5下部進汽口相連；所述脫氨塔4頂部出汽口通過管道與解析塔3下部進汽口相連；所述物料提升泵15分別通過管道與解析塔3底部出料口和脫氨塔4上部進料口相連；所述脫氨塔4下部蒸汽口通過管道引入熱蒸汽；所述出水泵14分別通過管道與脫氨塔4底部出料口和預熱器2底部進料口相連；所述回流泵13分別通過管道與解析塔3上部回流進口和氣液分離罐12底部出液口相連；所述冷凝器5底部冷水口通過管道引入冷凝水；所述冷凝器5頂部出水口通過管道與冷凝蛇管9下部進水口相連；所述冷凝器5上部出氣口通過管道與水力噴射器6上部進氣口相連；所述冷凝蛇管9上部出水口通過管道排出冷凝水；所述氣液分離罐12上部進液口通過管道與冷凝器5下部冷液口相連；所述碳化塔8頂部分別與水力噴射器6和淨化裝置7相連；所述淨化裝置7通過管道引出清潔氣；所述循環泵10分別通過管道與碳化塔8下部和水力噴射器6頂部相連；所述碳化塔8下部通過管道引入二氧化碳；所述離心機11通過管道與碳化塔8底部相連；所述離心機11分別通過管道引出母液水和碳酸氫銨結晶。
在實際應用過程中，預熱器2下部通過管道引入原水與脫氨塔4出水進行熱量交換實現預熱；預熱器2頂部通過管道引出脫氨達標水；脫氨塔4下部通過管道引入蒸汽，脫氨塔4頂部通過管道與解析塔3下部相連，解析塔3頂部通過管道與冷凝器5下部相連，冷凝器5上部通過管道與水力噴射器6上部相連，含氨蒸汽依次通過脫氨塔4、解析塔3、冷凝器5，最後進入水力噴射器6；原水泵1通過管道控制預熱後原水進入解析塔3上部，與解析塔3下部上升含氨蒸汽進行逆向氣液相交換；物料提升泵15通過管道控制解析塔3底部物料進入脫氨塔4上部，與脫氨塔4下部引入蒸汽進行逆向氣液相交換；出水泵14通過管道控制脫氨塔4底部出水進入預熱器2底部，與預熱器2下部引入原水進行熱量交換；冷凝器5頂部通過管道與冷凝蛇管9底部相連；冷凝器5底部通過管道引入冷凝水，再由頂部通過管道進入冷凝蛇管9；冷凝蛇管9頂部通過管道引出冷凝水；冷凝器5下部通過管道與氣液分離罐12上部相連，氣液分離罐12頂部通過管道與冷凝器5下部相連，氨水由冷凝器5下部進入氣液分離罐12；氨氣由氣液分離罐12頂部進入冷凝器5下部；回流泵13通過管道控制氣液分離罐12底部氨水回流至解析塔3上部；水力噴射器6底部通過管道與碳化塔8頂部相連，氨氣通過管道進入水力噴射器6裝置後進入碳化塔8，與碳化塔8下部通過管道引入的二氧化碳進行反應生產碳酸氫銨結晶；循環泵10通過管道控制碳化塔8下部物料進入水力噴射器6頂部；淨化裝置7通過管道將碳化塔8內氣體清潔後排出；離心機11通過管道與碳化塔8底部相連，碳酸氫銨通過管道進入離心機11，離心機11再通過管道引出母液水和碳酸氫銨固體成品。
雖然本實用新型已以較佳實施例公開如上，但其並非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術的人，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本實用新型的保護範圍應該以權利要求書所界定的為準。