一種氨氣處理裝置及氨氣脫氮方法與流程
2023-06-01 18:15:11 1
本發明涉及環保技術領域，特別是涉及一種氨氣處理裝置及氨氣脫氮方法。
背景技術：
氨氣是一種刺激性有毒氣體。氨氣輕度中毒能灼傷人的皮膚、眼睛、呼吸器官的黏膜，人體重度中毒能引起肺腫脹，導致死亡。氨氣主要的排放源來自農業用肥，此外工業用氨、垃圾焚燒、汙水處理廠以及垃圾填埋場均排放大量的氨氣。氨氣排入空氣會直接和間接導致諸多的大氣汙染問題，包括酸雨、霧霾以及溫室效應等。氨氣呈弱鹼性，排入空氣後將使水體向空氣中釋放的二氧化硫等酸性氣體總量增加，同時ph值的提高還加速了空氣中二氧化硫的進一步氧化；氨氣排入大氣將先後被氧化為氮氧化物及硝酸，進而加劇大氣的酸雨問題及溫室效應，2015年我國酸雨中硫酸鹽及硝酸鹽分別佔陰離子總量的24.7％及8.5％。氨氣的排放還與pm2.5的形成密切相關，我國華北平原、長江及珠江三角洲地區，由氨氣排放所產生的pm2.5佔其總量的8-11％。因此，氮氣應作為空氣汙染防治的重點監控對象，對氨氣的排放進行嚴格控制，儘量減少氨氣的排放。
常見氨氣處理方法包括物理吸收、化學吸收、催化(有氧)分解以及生物過濾法等，物理吸收法產生氮氧化物會造成二次汙染；化學吸收法處理氨氣對處理設備的腐蝕較強，需對設備進行頻繁的維護，運行及維護費用高，且隨著吸收液趨於飽和，氨氣吸收效率將明顯下降；催化反應法需要達到很高的溫度，能耗高，運行成本高，不適合普及使用；採用生物過濾法處理氨氣，存在處理效率低下的問題。
因此，如何改變現有技術中，氨氣處理成本高、效率低下及存在二次汙染的現狀，是本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種氨氣處理裝置及氨氣脫氮方法，以解決上述現有技術存在的問題，提高氨氣處理效率，同時杜絕氨氣處理中產生的二次汙染。
為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種氨氣處理裝置，包括吸收塔、用於盛放吸收液的補液箱和用於儲存酸性液體的儲藥箱，所述吸收塔設置進氣管和排氣管，所述吸收塔內設置用於懸掛生物填料的支架，所述吸收塔和所述儲藥箱分別與所述補液箱相連。
優選地，所述進氣管設置於所述吸收塔的底部，所述排氣管設置於所述吸收塔的頂部，所述吸收塔的底部還設置有排空口。
優選地，所述進氣管的一端伸入所述吸收塔的底部，所述進氣管伸入所述吸收塔的一端設置釋放器。
優選地，所述吸收塔還設置有吸收液循環管，所述吸收液循環管與一吸收液循環泵相連，所述吸收液循環管的一端設置於所述吸收塔的底部，所述吸收液循環管的另一端設置於所述吸收塔的上部，所述吸收液循環管與所述吸收塔形成一個連通的迴路。
優選地，所述吸收液循環管上還設置有吸收液循環流量計和液位控制器。
優選地，所述吸收塔上還設置有在線溶解氧儀和在線ph計。
優選地，氨氣處理裝置還包括控制單元，所述控制單元分別與所述儲藥箱、所述補液箱和所述吸收塔相連，所述控制單元內置plc控制器。
優選地，所述控制單元分別與所述在線溶解氧儀、所述在線ph計相連。
優選地，氨氣處理裝置還包括加藥泵和補液泵，所述加藥泵連接所述儲藥箱和所述吸收塔，所述補液泵連接所述補液箱和所述吸收塔。
本發明還提供一種氨氣脫氮方法，含氨廢氣由所述進氣管進入所述吸收塔，與所述吸收塔內的中性吸收液反應形成混合液，混合液與儲藥箱中的酸性液體和所述生物填料上的微生物充分反應，實現硝化反硝化脫氮過程。
本發明相對於現有技術取得了以下技術效果：本發明的氨氣處理裝置將氣態的氨氣濃縮轉移至液態後進行脫氮處理，實現了單一系統中同步化學吸收與生物脫氮，提高了吸收塔的脫氮負荷，同時裝置整體佔地面積小，處理費用低、穩定性好。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明氨氣處理裝置的整體結構示意圖；
其中，1為吸收塔，101為進氣管，102為排氣管，103為支架，104為排空口，105為釋放器，106為線溶解氧儀，107為在線ph計，2為補液箱，201為補液泵，202為補液閥門，3為儲藥箱，301為加藥泵，302為加藥閥門，4為吸收液循環管，401為吸收液循環流量計，402為液位控制器，5為吸收液循環泵，6為控制單元。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明的目的是提供一種氨氣處理裝置及氨氣脫氮方法，以解決上述現有技術存在的問題，提高氨氣處理效率，同時杜絕氨氣處理中產生的二次汙染。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
請參考圖1，圖1為本發明氨氣處理裝置的整體結構示意圖。
本發明提供一種氨氣處理裝置，包括吸收塔1、用於盛放吸收液的補液箱2和用於儲存酸性液體的儲藥箱3，吸收塔1設置進氣管101和排氣管102，吸收塔1內設置用於懸掛生物填料的支架103，支架103上均勻地設置條狀的生物填料，生物填料上附著有能夠與含銨根溶液反應的微生物。吸收塔1和儲藥箱3分別與補液箱2相連。
氨氣由進氣管101進入吸收塔1中，被吸收塔1中的中性吸收液吸收，以液態的氨氮的形式存在，在本具體實施方式中，中性吸收液為水，氨氣溶於水生成氨水，氨氣不斷從進氣管101進入吸收塔1中，為防止氨氣逃逸及提高氨氣溶解性，吸收塔與儲藥箱3相連，儲藥箱3中放置硝酸，氨水與硝酸反應生成硝酸銨，硝酸銨與生物填料上的微生物反應，被水中好氧氨氧化菌氧化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽再被亞硝酸鹽氧化菌進一步氧化為硝酸鹽，實現硝化過程；硝酸鹽在厭氧環境下被反硝化菌逐步還原，最終以氮氣的形式排放實現脫氮，實現反硝化過程。本發明的氨氣處理裝置通過將含氨廢氣中的氨濃縮轉移至液相生物處理，實現了單一系統中同步化學吸收與生物脫氮，提高反應塔去除負荷，佔地面積小、費用低、穩定性好。需要注意的是，在本發明的其他實施方式中，儲藥箱3中還可以設置磷酸等其他能夠與氨水反應的弱酸。
進氣管101設置於吸收塔1的底部，排氣管102設置於吸收塔1的頂部，吸收塔1的底部還設置有排空口104。進氣管101設置於吸收塔1的底部，進氣管101處還設置有進氣風機，排氣管102設置於吸收塔1的頂部，使得氨氣能夠充分溶於吸收塔1中的水，充分與硝酸和微生物反應，完成硝化與反硝化過程。吸收塔1的底部還設置有排空口104，在需要將吸收塔1排空時，可以通過排空口104排空吸收塔1內所有物質。在進氣管101處還設置氣體流量計，監測吸收塔1的處理量。
進氣管101的一端伸入吸收塔1的底部，進氣管101伸入吸收塔1的一端設置釋放器105。釋放器105的設置能夠使氨氣更均勻地溶於水中，進而與生物填料上的微生物發生反應。
具體地，吸收塔1還設置有吸收液循環管4，吸收液循環管4與一吸收液循環泵5相連，吸收液循環管4的一端設置於吸收塔1的底部，吸收液循環管4的另一端設置於吸收塔1的上部，吸收液循環管4與吸收塔1形成一個連通的迴路。中性吸收液由吸收液循環泵5提升，自吸收塔1的底部經吸收液循環管4提升至吸收塔1的上部，實現中性吸收液的循環使用，在本具體實施方式中，吸收液循環管4與吸收塔1的底部連接處還設置有吸收液循環閥門，防止中性吸收液倒流。
更具體地，吸收液循環管4上還設置有吸收液循環流量計401和液位控制器402。吸收液循環管4還設置有吸收液循環流量計401，吸收液循環流量計401能夠監測中性吸收液的循環流量，在吸收液循環管4伸入吸收塔1上部的一端還設置液位控制器402，液位控制器402能夠監控吸收塔1內的中性吸收液的剩餘量，在中性吸收液的循環過程中會產生損耗，便於及時補充損耗的中性吸收液。
吸收塔1上還設置有在線溶解氧儀106和在線ph計107。在線溶解氧儀106連續監測吸收塔1中液體中的含氧量，在線ph計107可實時監測吸收塔1中液體的ph值，便於操作者監控吸收塔1內的工作狀態。
進一步地，氨氣處理裝置還包括控制單元6，控制單元6分別與儲藥箱3、補液箱2和吸收塔1相連，控制單元6內置plc控制器。控制單元6的設置使氨氣處理裝置的控制、操作更加簡便智能，減輕操作者的工作負擔。控制單元6內置的plc控制器為西門子200模塊，在本發明的其他實施方式中，還可以選用其他品牌、系列的plc控制器。
其中，控制單元6分別與在線溶解氧儀106、在線ph計107相連，實時監控吸收塔1內液體狀態，以便控制補液箱2和儲藥箱3的開閉。
更進一步地，氨氣處理裝置還包括加藥泵301和補液泵201，加藥泵301連接儲藥箱3和吸收塔1，補液泵201連接補液箱2和吸收塔1。儲藥箱3與一加藥泵301和加藥閥門302相連，補液箱2與一補液泵201和一補液閥門202相連，控制單元6分別與補液泵201和加藥泵301相連。當氨氣處理裝置正常運行時，補液泵201由液位控制器402控制，補液閥門202和加藥閥門302均處於常開狀態，檢修補液泵201或補液箱2時，關閉補液閥門，檢修加藥泵301和儲藥箱3時，關閉加藥閥門302。
本發明還提供一種氨氣脫氮方法，含氨廢氣由進氣管101進入吸收塔1，與吸收塔1內的中性吸收液反應形成混合液，混合液與儲藥箱3中的酸性液體和生物填料上的微生物充分反應，實現硝化反硝化脫氮過程。
本發明的氨氣處理裝置，含氨廢氣由進氣管101進入吸收塔1中，儲藥箱3中的酸性液體與補液箱2中的中性吸收液混合後被稀釋通入吸收塔1中，氨氣進入吸收塔1中與弱酸溶液發生化學反應生成銨鹽，又與生物填料上的微生物反應，實現硝化與反硝化生物脫氮過程。通過將含氨廢氣中的氨濃縮轉移至液相生物處理，實現了單一系統中同步化學吸收與生物脫氮，提高反應塔去除負荷，佔地面積小、費用低、穩定性好。
本發明中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。