一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，主要解决常压精馏氨氮废水对设备腐蚀和氨吸收剧烈放热的问题。本发明专利技术包括：负压精馏工序，在负压下精馏氨氮废水得到含氨蒸汽和净化水；常压强化吸收工序，在吸收塔中冷凝吸收含氨蒸汽并回收氨。所述的负压精馏工序能有效降低精馏塔塔釜温度，一方面可改善设备腐蚀状况，减少设备投资成本，另一方面可强化游离氨进入汽相，降低能耗并减少氢氧化钠使用量。所述的常压强化吸收工序能及时移出吸收塔中氨溶解释放的热量，强化氨气的吸收过程，同时可以明显减小吸收塔的液气比，使塔径减小，结构紧凑，操作稳定。经过本系统处理后的净化水，氨氮含量可以控制在15ppm以下，得到的氨水浓度在20％以上，尾气氨含量在20mg/m

Negative pressure ammonia nitrogen wastewater treatment and ammonia recovery device and process

The invention discloses a negative pressure ammonia nitrogen wastewater treatment and ammonia recovery device and process, which mainly solves the problems of atmospheric distillation ammonia nitrogen wastewater corrosion to equipment and severe exothermic absorption of ammonia. The invention comprises a negative pressure distillation process, which rectifies ammonia nitrogen wastewater under negative pressure to obtain ammonia vapor and purified water, and an atmospheric pressure enhanced absorption process, which condenses and absorbs ammonia vapor in an absorption tower and recovers ammonia. The negative pressure distillation process can effectively reduce the temperature of the distillation column and kettle. On the one hand, it can improve the corrosion condition of the equipment and reduce the investment cost of the equipment. On the other hand, it can strengthen the free ammonia entering the vapor phase, reduce energy consumption and reduce the use of sodium hydroxide. The atmospheric pressure enhanced absorption process can remove the heat released from ammonia dissolution in the absorption tower in time, strengthen the absorption process of ammonia gas, and obviously reduce the liquid-gas ratio of the absorption tower, so that the diameter of the tower is reduced, the structure is compact and the operation is stable. After treatment by this system, the content of ammonia nitrogen can be controlled below 15 ppm, the concentration of ammonia water is above 20%, and the content of ammonia in tail gas is 20 mg/m.

【技术实现步骤摘要】
一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺
本专利技术涉及废水处理领域，具体涉及一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺。
技术介绍
化工、发酵、印染等行业在生产过程中会产生大量的含盐氨氮废水，其中的氨氮主要以游离氨(NH3)和铵根离子(NH4+)的形式存在。直接排放这些氨氮超标的废水，氨氮会在微生物的作用下分解成亚硝酸盐，最终转变成硝酸盐。水体中的这种微生物作用，一方面会导致水体富营养化，使水中的藻类等植物大量繁殖生长，严重破坏水生态系统平衡。另一方面，当饮用亚硝酸盐含量较高的水时，亚硝酸盐可与人体中的蛋白质结合形成亚硝胺，其具有强致癌性，对人体的健康极为不利。工业上一般采用吹脱、蒸氨等方法对氨氮废水进行处理并回收氨。传统的吹脱法会产生二次污染等问题。蒸氨法是在蒸氨塔塔釜利用蒸汽加热脱氨，通过水或者硫酸溶液吸收对氨进行回收，是一种常见的氨再资源化方法。一种氨氮废水回收氨装置(中国专利201120119450.4)采用双塔操作，氨氮废水首先在常压精馏塔中精馏出氨气，氨气在吸收塔中被水吸收后得到产品氨水。此方法采用了热集成技术对精馏塔釜液的热量进行回收，具有节能的效果。该常压氨回收工艺中，蒸氨塔塔釜操作温度一般介于100-105℃，仅仅适合处理不含氯离子的含氨废水。工业氨氮废水中通常含有一定量的无机盐，如NaCl，其中的Cl-在该温度下对不锈钢材质的设备有强烈的腐蚀，因而蒸氨塔需用更加昂贵的耐腐蚀材质加工制造，由此工业上的常压蒸氨工艺不仅设备投资费用高，而且运行成本也大为可观。一种单塔负压蒸氨系统(中国专利201520232842.X)利用负压蒸氨塔塔釜的蒸汽汽提出氨气后，再用稀硫酸溶液吸收得到产品硫酸铵溶液。此方法因采用了负压精馏，不仅避免了设备腐蚀问题，而且蒸汽用量减少，节能效果非常明显。而该单塔负压蒸氨工艺中，负压蒸氨塔塔釜采用蒸汽汽提，蒸汽在塔内冷凝后随着含盐釜液排出，而在盐浓缩结晶工艺中又将再次耗能使水汽化，因而单塔负压蒸氨系统的后续工艺也将面临高能耗的问题。再者，氨气在水溶液中的溶解过程以及其与硫酸的反应都是强放热过程，大量的放热会使吸收塔中吸收液的温度明显升高而影响氨气的吸收。为减小温升对吸收的影响就需要移除大量热量，整个过程通过外部冷却循环完成，但是仅仅通过冷硫酸铵溶液的显热带走上述过程的热量，则需要大量的循环回流，即吸收塔液气比特别高，导致设备庞大、操作费用非常高。
技术实现思路
针对上述工艺中存在的设备腐蚀严重、节能效果不佳、氨吸收过程放热不能及时移出等的缺陷，本专利技术提供了一种可避免设备腐蚀、节能效果好、强化氨吸收的负压处理氨氮废水及回收氨的装置和工艺，得到的净化水氨氮含量低，产品氨水品质高。一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，包括负压精馏工序和常压强化吸收工序。所述的负压精馏工序，其特征在于：包括废水进料泵(1)、废水预热器(2)、负压精馏塔(3)、强制循环泵(4)、强制循环再沸器(5)、冷凝器(6)、集液罐(7)和冷凝液回流泵(8)。所述的常压强化吸收工序，其特征在于：包括真空泵(9)、常压吸收塔(10)和吸收塔循环泵(11)。所述的负压精馏塔(3)中部设有废水进料口，顶部设有含氨蒸汽出料口和冷凝液回流口，底部设有净化水出料口和蒸汽回流口；所述的负压精馏塔(3)的汽提段塔径大于精馏段塔径。所述的负压精馏塔(3)的废水进料口与废水进料泵(1)的出口连通，为降低负压精馏塔(3)的蒸汽消耗量，在进料管道上设有一个废水预热器(2)以回收集成净化水的能量，同时起到冷却净化水的目的。废水中的游离氨(NH3)和铵根离子(NH4+)存在化学平衡关系，作为一种优选，在负压精馏塔(3)的废水进料口前可设置一个氢氧化钠溶液进口，将废水的pH增加至8.0-12.0，促进废水中的铵根离子(NH4+)转变成游离氨(NH3)，有利于在塔内蒸馏出氨气。所述的强制循环再沸器(5)为常规的管壳式换热器结构，在负压下操作，操作温度低于80℃，一方面可有效避免含Cl-介质对不锈钢材质的腐蚀，便于采用不锈钢材质加工制造，从而大幅度地降低设备投资费用。另一方面，精馏温度低，较少的蒸汽量即可达到所需的塔釜温度，可有效降低能耗。所述的负压精馏塔(3)在负压下操作，通过真空泵(9)装置增加负压精馏塔(3)塔顶的真空度。所述的真空泵(9)的入口与冷凝器(6)的不凝气出口连通；所述的真空泵(9)的出口与常压吸收塔(10)的塔底氨气进料口连通。所述的负压精馏塔(3)采用板式塔或填料塔型式；所述的负压精馏塔(3)塔体材质采用不锈钢。所述的常压吸收塔(10)具有强化冷凝吸收的作用；所述的常压吸收塔(10)塔底设有氨气进料口和氨水出料口，塔顶设有尾气放空口、工业软水和循环液进料口。所述的常压吸收塔(10)的氨气进料口处设置拱形挡板，以防真空泵(9)出口的介质喷溅到常压吸收塔(10)内壁而导致汽相在塔釜列管入口处分布不均匀。所述的常压吸收塔(10)分成两段，下部分塔段采用管壳式结构，管程填充散堆填料，壳程有挡板，并通入循环冷却水，上部分塔段采用规整填料或者散堆填料，填料段顶上有液体分布器；所述的常压吸收塔(10)氨气进料口连通真空泵(9)出口，气体进入塔内后和液体在管程逆流接触，填料的表面大大提高了气液的接触面，有利于氨气的吸收。本专利技术有如下的有益效果：1)负压精馏塔和强制循环再沸器在负压下操作，降低了精馏的温度，一方面有效避免了含Cl-介质对不锈钢材质的腐蚀，可采用不锈钢制造而大大降低设备投资费用，另一方面提高了游离氨分离的难度，可以大幅降低蒸汽使用量，节省能耗；2)通过调节强制循环再沸器的蒸汽用量，可以控制净化水的氨氮浓度在15ppm以下；3)常压吸收塔可以在吸收氨气的同时及时移出塔内的热量，不仅能有效降低常压吸收塔的液气比，还能强化塔内的吸收过程，既节省了设备投资，又提高了塔的操作稳定性；4)通过调节吸收液冷却器的循环水用量和工业软水的用量，可以控制尾气的氨含量低于20mg/m3，达到国家排放标准；5)该工艺系统可以处理氨氮废水并回收氨，氨氮回收率达到99％以上，得到的氨水浓度高于20％，回收氨水的品质高。附图说明图1为本专利技术工艺系统流程示意图。具体实施方式如图1所示，一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，包括废水进料泵(1)、废水预热器(2)、负压精馏塔(3)、强制循环泵(4)、强制循环再沸器(5)、冷凝器(6)、集液罐(7)、冷凝液回流泵(8)、真空泵(9)、常压吸收塔(10)、吸收塔循环泵(11)。废水经废水进料泵(1)输送至负压精馏塔(3)的废水进料口，进料管道上分别设有一个废水预热器(2)和氢氧化钠溶液进口。负压精馏塔(3)的塔釜设有一个净化水出口，通过管道连通强制循环泵(4)的入口。净化水从塔釜出料，经过强制循环泵(4)一部分输送至废水预热器(2)的热侧进口，预热废水后排出，另一部分输送至强制循环再沸器(5)。强制循环再沸器(5)为管壳式结构，壳程采用蒸汽加热，管程介质汽化后回流至负压精馏塔(3)。负压精馏塔(3)塔顶设置冷凝器(6)和集液罐(7)，汽相部分冷凝后，冷凝液经过集液罐(7)全部回流至塔顶的冷凝液回流口，不凝气被真空泵(9)吸入常压吸收塔(10)中回收氨气。常压吸收塔(10)分成两段，下部分塔段为管壳式结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，包括负压精馏工序和常压强化吸收工序，其特征在于：所述的负压精馏工序，其特征在于：包括废水进料泵(1)、废水预热器(2)、负压精馏塔(3)、强制循环泵(4)、强制循环再沸器(5)、冷凝器(6)、集液罐(7)和冷凝液回流泵(8)；所述的常压强化吸收工序，其特征在于：包括真空泵(9)、常压吸收塔(10)、吸收塔循环泵(11)。

【技术特征摘要】
1.一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，包括负压精馏工序和常压强化吸收工序，其特征在于：所述的负压精馏工序，其特征在于：包括废水进料泵(1)、废水预热器(2)、负压精馏塔(3)、强制循环泵(4)、强制循环再沸器(5)、冷凝器(6)、集液罐(7)和冷凝液回流泵(8)；所述的常压强化吸收工序，其特征在于：包括真空泵(9)、常压吸收塔(10)、吸收塔循环泵(11)。2.根据权利要求1所述的氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，其特征在于，所述的负压精馏塔(3)中部设有废水进料口，顶部设有含氨蒸汽出料口和冷凝液回流口，底部设有净化水出料口和蒸汽回流口；所述的负压精馏塔(3)的汽提段塔径大于精馏段塔径。3.根据权利要求1所述的氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，其特征在于，所述的常压吸收塔(10)具有强化冷凝吸收的作用；所述的常压吸收塔(10)塔底设有氨气进料口和氨水出料口，塔顶设有尾气放空口、工业软水和循环液进料口。4.根据权利要求2所述的氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，其特征在于，所述的负压精馏塔(3)的废水进料口与废水进料泵(1)的出口连通，进料管道上分别设有一个废水预热器(2)和氢氧化钠溶液进口。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙冲，叶孔萌，徐有勇，保罗·瓦格纳，周文，
申请(专利权)人：羿太环保科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31