一种高效节能耦合汽提脱氨设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种高效节能耦合汽提脱氨设备和方法，设备主要包括Ｉ效蒸发器、ＩＩ效蒸发器、进出口换热器、汽提脱氨塔、氨气吸收塔和循环泵，方法是：将氨氮废水经进出口换热器升温后送入汽提脱氨塔，采用循环蒸汽及新鲜蒸汽汽提脱氨。汽提脱氨塔塔顶含氨蒸汽被蒸汽循环机送入氨气吸收塔，采用硫酸将循环蒸汽中的氨吸收为硫酸铵溶液，净化后的蒸汽送回汽提脱氨塔循环使用，硫酸铵溶液送入双效蒸发段，采用新鲜蒸汽作为热源加热蒸发硫酸铵溶液，得到固体硫酸铵。硫酸铵溶液在ＩＩ效蒸发器蒸发所得蒸汽由蒸汽输送机送回蒸汽循环高效汽提脱氨段，作为脱氨蒸汽使用。本发明专利技术可处理废水中氨氮含量高；处理后排放废水中氨氮含量低；蒸汽耗量低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业废水减排及资源化利用的方法，具体是涉及一种采用蒸汽循 环高效汽提脱氨与双效蒸发耦合节能工艺处理氨氮废水并对氨氮进行资源化利用的方法。
技术介绍
在化肥、农药、发泡剂以及催化剂等行业会产生大量氨氮废水，当水体中氨氮浓度 增高是，会导致水体的富营养性，使水中生物疯狂生长。当这些生物死亡后，被水中的微生 物分解过程中消耗大量的氧，从而使水体严重缺氧，导致水中生物大量死亡，腐败的死亡机 体又导致微生物的大量繁殖，最终使水体混浊、产生恶臭，严重污染水体。因此，国家对排放 废水中的氨氮含量有严格的规定和限制(GB8978-1996《污水综合排放标准》规定一级标准 氨氮小于15mg/L，二级标准氨氮小于25mg/L)。国内外关于氨氮废水的处理方法和工艺进行了大量的研究开发工作，不断寻求 处理氨氮废水的新途径(详见相关的中国专利ZL2004100645 . 3，ZL200410034065. 4， ZL200310106515. 1，ZL03152877. 5，ZL02137109. 1，ZL200810104999. 9)。形成了吹脱法、生 物膜法或膜吸收法、化学沉淀法、折点氯化法、离子交换法等多种处理方法。其中，吹脱法工 艺较成熟，吹脱效率高，运行稳定，但动力消耗大。生物法要求氨氮浓度在400mg/L以下，而 膜吸收技术中存在膜的渗漏和膜污染问题。化学沉淀法虽然工艺简单，效率高，但是投加药 剂量较大，同时所投加的药剂量也可能会带来水体的二次污染问题。折点氯化法处理废水 的效果稳定，不受水温度的影响，但运行费用较高，副产物氯胺或氯代有机物也会造成水体 二次污染。离子交换法适应中低浓度的氨氮废水(浓度小于500mg/L)的深度处理，对于高 浓度的氨氮废水，会因交换剂再生频繁而造成操作困难，再生后的交换剂容量下降，而再生 液中的氨氮仍需处理，导致运行费用较高。由于吹脱法具有工艺较成熟、运行稳定并且对氨氮浓度变化适应性较强等特点， 在工业实际中应用较普遍。吹脱法分为空气吹脱法和蒸汽吹脱法(或蒸汽汽提法)，是将废 水PH值调节至碱性，然后在填料塔中通入空气或蒸汽，通过气液接触将废水中的游离氨吹 脱至大气或蒸汽中，使氨氮从液相转移到气相。空气吹脱法适合常温下处理低浓度氨氮废 水，并且必须采用酸液来吸收转移到空气中的氨氮以防造成大气的二次污染问题，同时还 需注意处理大量空气外排导致带液等问题。由于采用蒸汽吹脱法可以提高废水温度，提高 一定PH值时被吹脱氨的比例，进而可以达到较高的氨氮脱除率。同时，可以根据需要采取 对塔顶产品进行全凝、部分冷凝、酸液冷却同时中和等方式得到氨水、氨气和铵盐。与空气 吹脱法相比，蒸汽吹脱法因其具有对废水氨氮浓度变化适应性强、氨氮脱除率高等特点而 得到更加广泛地应用。蒸汽吹脱法的传统工艺采用碱液调节废水的PH值后，在汽提脱氨塔内采用蒸汽 将氨氮废水中的氨以氨水形式回收，由于在节能降耗设计方面存在严重不足，其氨氮废水 处理蒸汽单耗很高Q50 300kg蒸汽/吨废水)，导致氨氮废水处理成本很高，导致企业不 愿或无力承担其处理费用。
技术实现思路
本专利技术提供一种采用蒸汽循环高效汽提脱氨与双效蒸发耦合节能工艺处理氨氮 废水并对氨氮进行资源化利用的方法。本专利技术所采用的工艺及设备包括蒸汽循环脱氨段Al及双效蒸发段A2。蒸汽循环脱氨段Al包括进出口换热器All、汽提脱氨塔A13和氨气吸收塔A15。其 中氨氮废水进料与进出口换热器All连接，进出口换热器All通过管路与汽提脱氨塔A13 连接，汽提脱氨塔A13塔底经由塔釜液泵A12与进出口换热器All连接进行热交换，进出口 换热器All排出脱氨废水，汽提脱氨塔A13塔顶经由蒸汽循环机A14与氨气吸收塔A15连 接，氨气吸收塔A15塔顶与汽提脱氨塔A13连接提供蒸汽，汽提脱氨塔A13并与新鲜蒸汽连 接，氨气吸收塔A15塔底经由A16硫酸循环泵与氨气吸收塔A15组成循环回路，并与浓硫酸 和工艺水进料连接吸收氨气；双效蒸发段A2包括I效蒸发器A21及II效蒸发器A22。其中I效蒸发器A21由 I效蒸发罐A211、I效加热器A212、I效分离器A213、I效循环泵A214组成；II效蒸发器 A22由II效蒸发罐A221、II效加热器A222、II效分离器A223、II效循环泵A2M组成。其 中II效蒸发罐A221经由II效循环泵A2M与II效分离器A223连接，II效分离器A223与 II效加热器A222连接，II效加热器A222与II效蒸发罐A221连接。II效蒸发罐A221、II 效加热器A222、II效分离器A223、II效循环泵A2M组成II效蒸发器A22的循环回路，II 效分离器A223出口排出硫酸铵；I效蒸发罐A211经由I效循环泵A214与I效分离器A213 连接，I效分离器A213与I效加热器A212连接，I效加热器A212与I效蒸发罐A211连接， 组成I效蒸发器A21的循环回路；I效加热器A212与新鲜蒸汽连接，II效分离器A223与I效蒸发罐A211连接，I 效蒸发罐A211与II效加热器A222连接向其提供二次蒸汽。II效蒸发罐A221经由蒸汽 输送机A225和蒸汽循环机A14与氨气吸收塔A15连接，并提供三次蒸汽。I效分离器A213 出口排出硫酸铵，氨气吸收塔A15经由硫酸循环泵A16与II效蒸发罐A221连接。本专利技术采用上述设备进行汽提脱氨的方法，包括以下步骤需要处理的氨氮废水 送入汽提脱氨工序，废水与汽提脱氨塔A13的塔釜液在进出口换热器All中进行换热升温 后进入汽提脱氨塔A13，与塔底上升蒸汽逆流接触进行质量交换，废水中的氨由液相进入气 相。脱氨后的废水塔釜液泵A12送到进出口换热器All与进口原料废水换热后排出。汽提脱氨塔A13顶部的含氨蒸汽经过蒸汽循环机A14送入氨气吸收塔A15，采用硫 酸吸收其中的氨，净化后的蒸汽送回汽提脱氨塔A13。硫酸采用硫酸循环泵循环吸收氨生 成硫酸铵，并在循环过程中连续加入硫酸及工艺水，连续采出硫酸铵溶液，送至双效蒸发段 A2。在双效蒸发段A2的II效蒸发器A22，来自蒸汽循环脱氨段Al的硫酸铵溶液送入 II效蒸发罐A221，利用I效蒸发器A21产生的二次蒸汽进行加热。硫酸铵溶液通过II效 循环泵A2M的输送作用，在II效蒸发罐A221、II效分离器A223及II效加热器A222之间 循环，不断蒸发其中的水分，并不断分离出硫酸铵固体。硫酸铵溶液水分蒸发产生的蒸汽由 蒸汽输送机A225送入蒸汽循环脱氨段Al的蒸汽循环系统，进行脱氨使用。在硫酸铵溶液 蒸发过程中一部分硫酸铵溶液送至I效蒸发器A21进行蒸发结晶处理。在双效蒸发段A2的I效蒸发器A21，来II效蒸发器A22的硫酸铵溶液送入I效蒸 发罐A211，利用新鲜蒸汽进行加热。硫酸铵溶液通过I效循环泵A214的输送作用，在I效 蒸发罐A211、I效分离器A213及I效加热器A212之间循环，不断蒸发其中的水分，并不断 分离出硫酸铵固体。硫酸铵溶液水分蒸发产生的蒸汽送入II效蒸发器A22作为加热蒸汽 使用。该方法中的蒸汽循环脱氨段Al是利用一台汽提脱氨塔A13及一台氨气吸收塔A15 组成蒸汽循环高效汽提脱氨系统，将氨氮废水经过进出口换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效节能耦合汽提脱氨设备，其特征在于，包括蒸汽循环脱氨段Ａ１及双效蒸发段Ａ２；蒸汽循环脱氨段Ａ１包括进出口换热器Ａ１１、汽提脱氨塔Ａ１３和氨气吸收塔Ａ１５；其中氨氮废水与进出口换热器Ａ１１连接，进出口换热器Ａ１１通过管路与汽提脱氨塔Ａ１３连接，汽提脱氨塔Ａ１３塔底经由塔釜液泵Ａ１２与进出口换热器Ａ１１连接进行热交换，进出口换热器Ａ１１排出脱氨废水，汽提脱氨塔Ａ１３塔顶经由蒸汽循环机Ａ１４与氨气吸收塔Ａ１５的连接，氨气吸收塔Ａ１５塔顶与汽提脱氨塔Ａ１３连接提供蒸汽，汽提脱氨塔Ａ１３并与新鲜蒸汽连接，氨气吸收塔Ａ１５塔底经由Ａ１６硫酸循环泵与氨气吸收塔Ａ１５组成循环回路并与浓硫酸和工艺水连接吸收氨；双效蒸发段Ａ２包括Ⅰ效蒸发器Ａ２１及Ⅱ效蒸发器Ａ２２；其中Ⅰ效蒸发器Ａ２１由Ⅰ效蒸发罐Ａ２１１、Ⅰ效加热器Ａ２１２、Ⅰ效分离器Ａ２１３、Ⅰ效循环泵Ａ２１４组成；Ⅱ效蒸发器Ａ２２由Ⅱ效蒸发罐Ａ２２１、Ⅱ效加热器Ａ２２２、Ⅱ效分离器Ａ２２３、Ⅱ效循环泵Ａ２２４组成。其中Ⅱ效蒸发罐Ａ２２１经由Ⅱ效循环泵Ａ２２４与Ⅱ效分离器Ａ２２３连接，Ⅱ效分离器Ａ２２３与Ⅱ效加热器Ａ２２２连接，Ⅱ效加热器Ａ２２２与Ⅱ效蒸发罐Ａ２２１连接，Ⅱ效蒸发罐Ａ２２１、Ⅱ效加热器Ａ２２２、Ⅱ效分离器Ａ２２３、Ⅱ效循环泵Ａ２２４组成组成循环回路的Ⅱ效蒸发器Ａ２２，Ⅱ效分离器Ａ２２３出口排出硫酸铵；Ⅰ效蒸发罐Ａ２１１经由Ⅰ效循环泵Ａ２１４与Ⅰ效分离器Ａ２１３连接，Ⅰ效分离器Ａ２１３与Ⅰ效加热器Ａ２１２连接，Ⅰ效加热器Ａ２１２与Ⅰ效蒸发罐Ａ２１１连接，组成循环回路的Ⅰ效蒸发器Ａ２１；Ⅰ效加热器Ａ２１２与新鲜蒸汽连接，Ⅱ效分离器Ａ２２３与Ⅰ效蒸发罐Ａ２１１连接，Ⅰ效蒸发罐Ａ２１１与Ⅱ效加热器Ａ２２２连接提供二次蒸汽，Ⅱ效蒸发罐Ａ２２１经由蒸汽循环机Ａ２２５和蒸汽循环机Ａ１４与Ａ１５连接提供三次蒸汽，Ⅰ效分离器Ａ２１３出口排出硫酸铵，氨气吸收塔Ａ１５经由经由Ａ１６硫酸循环泵与Ⅱ效蒸发罐Ａ２２１连接。...

【技术特征摘要】
1.一种高效节能耦合汽提脱氨设备，其特征在于，包括蒸汽循环脱氨段Al及双效蒸发 段A2;蒸汽循环脱氨段Al包括进出口换热器All、汽提脱氨塔A13和氨气吸收塔A15 ；其中氨 氮废水与进出口换热器All连接，进出口换热器All通过管路与汽提脱氨塔A13连接，汽提 脱氨塔A13塔底经由塔釜液泵A12与进出口换热器All连接进行热交换，进出口换热器All 排出脱氨废水，汽提脱氨塔A13塔顶经由蒸汽循环机A14与氨气吸收塔A15的连接，氨气吸 收塔A15塔顶与汽提脱氨塔A13连接提供蒸汽，汽提脱氨塔A13并与新鲜蒸汽连接，氨气吸 收塔A15塔底经由A16硫酸循环泵与氨气吸收塔A15组成循环回路并与浓硫酸和工艺水连 接吸收氨；双效蒸发段A2包括I效蒸发器A21及II效蒸发器A22 ；其中I效蒸发器A21由I效 蒸发罐A211、I效加热器A212、I效分离器A213、I效循环泵A214组成；II效蒸发器A22由 II效蒸发罐A221、II效加热器A222、II效分离器A223、II效循环泵A2M组成。其中II 效蒸发罐A221经由II效循环泵A2M与II效分离器A223连接，II效分离器A223与II效 加热器A222连接，II效加热器A222与II效蒸发罐A221连接，II效蒸发罐A221、II效加 热器A222、II效分离器A223、II效循环泵A2M组成组成循环回路的II效蒸发器A22，II 效分离器A223出口排出硫酸铵；I效蒸发罐A211经由I效循环泵A214与I效分离器A213 连接，I效分离器A213与I效加热器A212连接，I效加热器A212与I效蒸发罐A211连接， 组成循环回路的I效蒸发器A21 ；I效加热器A212与新鲜蒸汽连接，II效分离器A223与I效蒸发罐A211连接，I效蒸 发罐A211与II效加热器A222连接提供二次蒸汽，II效蒸发罐A221经由蒸汽循环机A...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋云华，陈建铭，文利雄，张鹏远，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]