一种氨氮废水汽提蒸氨系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种氨氮废水汽提蒸氨系统，包括预热器、汽提塔和再沸器，预热器的氨氮废水出口与汽提塔上端的液相入口连通，汽提塔顶部的蒸汽出口和再沸器连通，汽提塔的底部的液相出口通过再沸器与汽提塔下端的气相入口连通；汽提塔下端的液相出口与预热器的脱氨氮废水进口连通。本发明专利技术还公开了氨氮废水汽提蒸氨的方法：将待处理的氨氮废水与汽提塔塔釜液，分别从预热器的两进口进入预热器中换热，得到预热的氨氮废水，预热的氨氮废水进入汽提塔中蒸氨，塔顶得混合蒸汽，混合蒸汽进入再沸器中换热，产生的二次蒸汽进入汽提塔。该汽提蒸氨系统和方法，低压蒸汽消耗量减少50％以上，冷凝循环水用量减少40％以上，达标废水排出量减少8‑10％。

A system and method for stripping ammonia from ammonia nitrogen wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种氨氮废水汽提蒸氨系统和方法
本专利技术属于氨氮废水处理领域，尤其涉及一种高浓度氨氮废水汽提蒸氨系统和方法，为回收和氨氮达标排放节能降耗提供解决方法。
技术介绍
随着化工、冶金及新材料等行业的快速发展，大量的氨氮废水被排放到自然界中，造成水体富营养化、水质发黑发臭、供水系统寿命降低等影响。特别是高浓度的氨氮废水(NH3-N＞500mg/L)，易转化为具有强致癌、强致畸、强致变作用的亚硝胺，对人及生物的毒害作用极大。高浓度氨氮废水中的氨氮资源丰富，回收效益好，但存在氨氮脱除难度大等问题，目前其主流处理工艺为蒸汽汽提蒸氨法。传统的汽提蒸氨法氨氮脱除率高，回收氨水浓度高，在冶金、化工和新能源材料等行业获得了极大的推广应用。通常，汽提蒸氨采用低压蒸汽作为热源，汽提塔内操作温度为95-105℃，氨氮废水需要加热到沸点温度以实现汽提操作，塔顶氨、水混合蒸汽直接被冷凝，而冷凝过程消耗大量循环冷却水，且大量的热量被白白浪费掉了。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种节能型高浓度氨氮废水汽提蒸氨系统和方法，以降低汽提蒸氨蒸汽消耗量、减少废水排出总量、减少循环冷却水用量等。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种氨氮废水汽提蒸氨系统，包括预热器、汽提塔和再沸器，所述汽提塔包括上端液相入口、顶部蒸汽出口、下端液相出口、底部液相出口和下端蒸汽入口，所述预热器包括氨氮废水进口、脱氨氮废水进口、氨氮废水出口和脱氨氮废水出口；<br>所述预热器的氨氮废水出口与所述汽提塔上端液相入口连通，所述汽提塔顶部蒸汽出口和再沸器连通，所述汽提塔的底部液相出口通过再沸器与所述汽提塔下端蒸汽入口连通；所述汽提塔下端液相出口与所述预热器的脱氨氮废水进口连通。该汽提塔也可以外接低压蒸汽。上述的氨氮废水汽提蒸氨系统，优选的，所述汽提塔顶部蒸汽出口和再沸器之间设置有蒸气压缩机。上述的氨氮废水汽提蒸氨系统，优选的，所述蒸气压缩机为离心式压缩机或罗茨压缩机。上述的氨氮废水汽提蒸氨系统，优选的，所述氨氮废水汽提蒸氨系统还包括闪蒸罐和氨提浓塔，其中，所述氨提浓塔包括位于中上端的液相入口、下端的气相入口、顶部的蒸汽出口、低压蒸汽入口和底部的液相出口；所述再沸器的液相出口与闪蒸罐连通，所述闪蒸罐的冷凝水出口与氨提浓塔中上端的液相入口连通，所述闪蒸罐的蒸汽出口与氨提浓塔下端的气相入口连通。上述的氨氮废水汽提蒸氨系统，优选的，所述氨提浓塔底部的液相出口与所述预热器的氨氮废水进口连通。上述的氨氮废水汽提蒸氨系统，优选的，所述氨提浓塔顶部的蒸汽出口与冷凝器连通。上述的氨氮废水汽提蒸氨系统，优选的，所述冷凝器为全焊板式冷凝器或列管式冷凝器。上述的氨氮废水汽提蒸氨系统，优选的，所述汽提塔的塔型为板式塔、填料塔或板式填料混合型塔；所述预热器为板式换热器、列管式换热器或螺旋板式换热器；所述再沸器为热虹吸式再沸器或釜式再沸器；所述提浓塔为板式塔、填料塔或板式填料混合型塔。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的氨氮废水汽提蒸氨系统进行氨氮废水汽提蒸氨的方法，包括以下步骤：S1：将待处理的氨氮废水与从汽提塔下端的液相出口泵出的塔釜液，分别从预热器的氨氮废水进口、脱氨氮废水进口进入预热器中进行换热，得到预热的氨氮废水和降温的脱氨废水；S2：预热的氨氮废水从汽提塔上端的液相入口进入汽提塔中进行蒸氨，汽提塔的塔顶得氨、水混合蒸汽，塔底得脱氨废水；S3：汽提塔得到的部分脱氨废水和氨、水混合蒸汽进入再沸器中进行换热，再沸器的液相出口产生二次蒸汽，二次蒸汽通过汽提塔下端的蒸汽入口进入汽提塔内维持汽提蒸氨过程，再沸器(3)的冷凝水出口排出氨、水混合冷凝水。上述的方法，优选的，还包括以下步骤：S4：所述氨、水混合冷凝水排入闪蒸罐中气液分离，得到降温冷凝水和氨、水混合蒸汽；S5：S4获得的降温冷凝水从氨提浓塔中上端的液相入口通入氨提浓塔中，S4获得的氨、水混合蒸汽从氨提浓塔下端的气相入口通入氨提浓塔中；同时，向氨提浓塔中通入低压蒸汽进行提浓，氨提浓塔塔顶得蒸汽，塔底得脱氨氮氨水；S6：氨提浓塔塔顶的蒸汽进入冷凝器冷凝，收集氨水。上述的方法，优选的，S2中的氨、水混合蒸汽经过蒸气压缩机压缩增压升温后再进入再沸器。上述的方法，优选的，经过蒸气压缩机压缩增压升温后的氨、水混合蒸汽温度为100-130℃。上述的方法，优选的，蒸汽压缩机的压缩比为1.0-2.2。上述的方法，优选的，S5中，氨提浓塔塔底的脱氨氮氨水返回S1中，与待处理的氨氮废水混合后进入预热器中。上述的方法，优选的，S1中，待处理的氨氮废水的NH3-N浓度≥500mg/L；S2中，获得的氨、水混合蒸汽的浓度为0.5％-5％；S3中，收集的氨水的浓度为5％-25％。本专利技术的工艺过程为：首先将待处理的高浓度氨氮废水与氨提浓塔塔釜液混合送入汽提塔上部，废水从上到下和塔底的蒸汽多级传质换热，塔釜排出氨氮浓度≤15mg/L的脱氨氮废水，塔顶氨、水混合蒸汽经由蒸汽压缩机增压升温后作为汽提塔再沸器的热源蒸汽，再沸器的低浓度冷凝氨水输送到氨提浓塔中上部进行氨水提浓，塔顶得到高浓度氨水，塔釜液返回汽提塔进行循环汽提脱氨。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)汽提塔塔顶混合蒸汽所携带的热量约占总输入能量的90％左右，其中，潜热约占80％左右，本专利技术的系统中设置蒸汽压缩机和再沸器，将汽提塔塔顶混合蒸汽的热量通过蒸汽压缩机增压升温后再利用，而非直接冷凝，可以充分利用其热量，减少低压蒸汽消耗量。(2)本专利技术的蒸氨系统中将汽提蒸氨分两段进行，包括汽提塔和氨水提浓塔，汽提塔仅有汽提段，无精馏段，无冷凝液回流，可减少因冷凝液回流导致的热量损失；汽提塔塔顶低浓度氨、水混合蒸汽经蒸汽压缩机增压升温后加热汽提塔再沸器，再沸器的冷凝液(低浓度氨水)经闪蒸罐气液分离后，输送到氨水提浓塔进行氨水提浓，提浓塔的塔釜液返回汽提塔进行脱氨汽提，汽提塔和氨水提浓塔形成循环。(3)本专利技术采用压缩机将汽提塔塔顶蒸汽正压升温后作为再沸器的热源，充分利用了蒸汽的热量，并且塔顶混合蒸汽在再沸器和闪蒸罐中得到了冷凝；再沸器的使用减少了一次低压蒸汽的使用量，因此，可减少因一次蒸汽在塔内冷凝导致的达标废水量增加的影响。(4)采用本专利技术的高浓度氨氮废水汽提蒸氨系统脱除氨氮回收浓氨水工艺，低压蒸汽消耗量减少50％以上，冷凝循环水用量减少40％以上，达标废水排出量减少8-10％，进而可降低后续废水处理成本。附图说明图1是本专利技术的氨氮废水汽提蒸氨系统结构示意图。图例说明：1、预热器；2、汽提塔；21、上端液相入口；22、顶部蒸汽出口；23、下端液相出口；24、底部液相出口；25、下端蒸汽入口；3、再沸器；4、闪蒸罐；5、氨提浓塔；51、中上端的液相入口；52、下端的气相入口；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，包括预热器(1)、汽提塔(2)和再沸器(3)，所述汽提塔(2)包括上端液相入口(21)、顶部蒸汽出口(22)、下端液相出口(23)、底部液相出口(24)和下端蒸汽入口(25)，所述预热器(1)包括氨氮废水进口、脱氨氮废水进口、氨氮废水出口和脱氨氮废水出口；/n所述预热器(1)的氨氮废水出口与所述汽提塔(2)上端液相入口(21)连通，所述汽提塔(2)顶部蒸汽出口(22)和再沸器(3)连通，所述汽提塔(2)的底部液相出口(24)通过再沸器(3)与所述汽提塔(2)下端蒸汽入口(25)连通；所述汽提塔(2)下端液相出口(23)与所述预热器(1)的脱氨氮废水进口连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，包括预热器(1)、汽提塔(2)和再沸器(3)，所述汽提塔(2)包括上端液相入口(21)、顶部蒸汽出口(22)、下端液相出口(23)、底部液相出口(24)和下端蒸汽入口(25)，所述预热器(1)包括氨氮废水进口、脱氨氮废水进口、氨氮废水出口和脱氨氮废水出口；
所述预热器(1)的氨氮废水出口与所述汽提塔(2)上端液相入口(21)连通，所述汽提塔(2)顶部蒸汽出口(22)和再沸器(3)连通，所述汽提塔(2)的底部液相出口(24)通过再沸器(3)与所述汽提塔(2)下端蒸汽入口(25)连通；所述汽提塔(2)下端液相出口(23)与所述预热器(1)的脱氨氮废水进口连通。


2.如权利要求1所述的氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，所述汽提塔(2)顶部蒸汽出口(22)和再沸器(3)之间设置有蒸气压缩机(6)。


3.如权利要求2所述的氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，所述蒸气压缩机(6)为离心式压缩机或罗茨压缩机。


4.如权利要求1所述的氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，所述氨氮废水汽提蒸氨系统还包括闪蒸罐(4)和氨提浓塔(5)，其中，所述氨提浓塔(5)包括位于中上端的液相入口(51)、下端的气相入口(52)、顶部的蒸汽出口(53)、低压蒸汽入口(54)和底部的液相出口(55)；所述再沸器(3)的液相出口与闪蒸罐(4)连通，所述闪蒸罐(4)的冷凝水出口与氨提浓塔(5)中上端的液相入口(51)连通，所述闪蒸罐(4)的蒸汽出口与氨提浓塔(5)下端的气相入口(52)连通。


5.如权利要求4所述的氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，所述氨提浓塔(5)底部的液相出口(55)与所述预热器(1)的氨氮废水进口连通。


6.如权利要求4所述的氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，所述氨提浓塔(5)顶部的蒸汽出口(53)与冷凝器(7)连通。


7.如权利要求6所述的氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，所述冷凝器(7)为全焊板式冷凝器或列管式冷凝器。


8.如权利要求4-7任一项所述的氨氮废水汽提蒸氨系统，其特征在于，所述汽提塔(2)的塔型为板式塔、填料塔或板式填料混合型塔；
所述预热器(1)为板式换热器、列管式换热器或螺旋板式换热器；
所述再沸器(3)为热虹吸式再沸器或釜式再沸器；
所述氨提浓塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少波，张志华，郭永楠，聂程，刘昌，张永伟，颜敏，罗志国，康飞远，薛生晖，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43