公布日：2023.10.27
申請日：2023.07.10
分類號：C02F1/20(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C01C1/02(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種從廢水回收氨的裝置，包括：吹脫塔、汽提塔、第一預熱器、第二預熱器、空氣分離器、增壓泵、第一冷凝器、第二冷凝器、氣液分離器、氨壓縮機、液氨儲罐、氨水儲罐。本發明還公開了一種從廢水回收氨的方法，包括：氨廢水經預熱后，自上部進入吹脫塔，自吹脫塔下部通入壓縮氣體，氣相從吹脫塔塔頂進入空氣分離器，液相即為液氨，氣相加壓后返回吹脫塔；吹脫塔塔底的液相經后，自上部進入汽提塔；汽提塔塔頂的氣相經冷凝，氣相進入氣液分離器；汽提塔中下部的氣相經冷凝，冷凝液至氨水儲罐，氣相進入氣液分離器；氣液分離器分離出的氣相經壓縮得到液氨，氣液分離器分離出的液相打入氨水儲罐。本發明降低蒸汽能耗，節省氨回收成本。
權利要求書
1.一種從廢水回收氨的裝置，其特征在于：包括：吹脫塔、汽提塔、第一預熱器、第二預熱器、空氣分離器、增壓泵、第一冷凝器、第二冷凝器、氣液分離器、氨壓縮機、液氨儲罐、氨水儲罐；所述的吹脫塔的上部設有進液口，進液口與第一預熱器連接，高濃度氨廢水經第一預熱器預熱后進入吹脫塔；所述的吹脫塔的下部設有進氣口，自進氣口通入壓縮氣體在洗脫塔內對氨廢水進行吹脫處理；所述的吹脫塔的塔頂設有出氣口，出氣口與空氣分離器的進氣口連接，空氣分離器的出氣口經增壓泵與吹脫塔的進氣口連接，空氣分離器的出液口與液氨儲罐連接；所述的吹脫塔的塔底設有出液口，出液口經第二預熱器與所述的汽提塔上部的進料口連接；分別在所述的汽提塔的塔頂、中下部設有出氣口、氣相采出口；汽提塔的出氣口與第一冷凝器的進料口連接，第一冷凝器的出氣口與氣液分離器的進料口連接，第一冷凝器的出液口與汽提塔連接使第一冷凝器的液相回流至汽提塔內；汽提塔的氣相采出口與第二冷凝器的進氣口連接，第二冷凝器的出氣口與氣液分離器的進料口連接，第二冷凝器的出液口與氨水儲罐連接；所述的汽提塔的塔底出液口依次經第二預熱器、第一預熱器與廢水儲罐連接；所述的氣液分離器的出氣口經氨壓縮機與液氨儲罐連接，氣液分離器的出液口與氨水儲罐連接。
2.根據權利要求1所述的從廢水回收氨的裝置，其特征在于：所述的吹脫塔的進液口與噴淋裝置連接，在吹脫塔內向下噴淋高濃度氨廢水；所述的汽提塔的進液口與噴淋裝置連接，在汽提塔內向下噴淋液體；所述的吹脫塔、汽提塔均為填料塔；填料選自拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球中的一種或組合；所述的吹脫塔中，填料層的高度為塔高的1/10～1/2，優選為塔高的1/7～1/4；所述的汽提塔中，填料層的高度為塔高的1/10～1/2，優選為塔高的1/7～1/4；所述的吹脫塔、汽提塔的塔頂均安裝有除沫器。
3.根據權利要求1所述的從廢水回收氨的裝置，其特征在于：所述的吹脫塔的進氣管路設有三通閥，三通閥的2個進氣口分別與新鮮壓縮氣體進料管路、增壓泵出口連接；三通閥的出氣口與吹脫塔的進氣口連接。
4.根據權利要求1所述的從廢水回收氨的裝置，其特征在于：所述的空氣分離器安裝有液位計，在空氣分離器的出液口安裝有調節閥，液位計與調節閥聯鎖，當空氣分離器的液位低于10～20％時，調節閥關閉；所述的增壓泵的壓力與壓縮氣體的壓力連鎖調節；增壓泵的出氣口壓力≥壓縮氣體進氣壓力時，增壓泵停止工作，增壓泵的出氣口壓力＜壓縮氣體進氣壓力時，開啟增壓泵。
5.根據權利要求1所述的從廢水回收氨的裝置，其特征在于：所述的氣相采出口呈“雨傘狀”。
6.根據權利要求1所述的從廢水回收氨的裝置，其特征在于：所述的氣液分離器為氣液旋風分離器。
7.一種基于權利要求1所述的裝置從廢水回收氨的方法，其特征在于：包括：高濃度氨廢水經第一預熱器預熱后，自上部進入吹脫塔，同時自吹脫塔下部通入壓縮氣體，由壓縮氣體對高濃度氨廢水進行吹脫處理，氣相從吹脫塔塔頂進入空氣分離器，空氣分離器分離得到的液氨進入液氨儲罐，分離得到的氣相經增壓泵加壓后返回吹脫塔用于循環吹脫；吹脫塔塔底的液相經第二預熱器預熱后，自上部進入汽提塔進行汽提；汽提塔塔頂的氣相經第一冷凝器冷凝，冷凝液回流至汽提塔，氣相進入氣液分離器進行分離；汽提塔中下部的氣相經氣相采出口進入第二冷凝器冷凝，冷凝液至氨水儲罐，氣相進入氣液分離器進行分離；氣液分離器分離出的氣相經氨壓機壓縮得到液氨后進入液氨儲罐，氣液分離器分離出的液相打入氨水儲罐；汽提塔塔底的液相依次進入第二預熱器、第一預熱器進行余熱回收利用，再排至廢水儲罐；其中，所述的高濃度氨廢水經第一預熱器預熱至30～60℃；所述的壓縮氣體為空氣、氮氣、惰性氣體中的一種，壓縮氣體的壓力為0.5～0.8MPa；吹脫塔中，氣液比為100:1～3000:1；吹脫塔內壓力為微正壓40KPa；吹脫塔內的溫度為10～50℃；高濃度氨廢水在吹脫塔內的停留時間為1～6h；所述的吹脫塔塔底的液相經第二預熱器預熱至50～80℃；所述的汽提塔的塔底溫度為100～120℃；汽提塔的塔頂溫度為20～60℃；吹脫塔塔底的液相進入汽提塔后，在汽提塔內的停留時間為1～6h。
8.根據權利要求7所述的從廢水回收氨的方法，其特征在于：所述的高濃度氨廢水中游離氨的濃度為25～40萬mg/L。
9.根據權利要求7所述的從廢水回收氨的方法，其特征在于：所述的高濃度氨廢水經第一預熱器預熱至30～50℃；所述的壓縮氣體為氮氣；吹脫塔中，氣液比為500:1～1000:1；吹脫塔內的溫度為20～40℃。高濃度氨廢水在吹脫塔內的停留時間為2～3h。
10.根據權利要求8所述的從廢水回收氨的方法，其特征在于：所述的吹脫塔塔底的液相經第二預熱器預熱至60～70℃；所述的汽提塔的塔底溫度為105～115℃；汽提塔7的塔頂溫度為30～40℃；吹脫塔塔底的液相進入汽提塔后，在汽提塔內的停留時間為2～3h。
發明內容
本發明的目的是針對從含氨廢水中回收氨存在能耗高、損耗大、效率低的問題，提出一種從廢水回收氨的裝置，基于該裝置回收氨，可以有效降低能耗，節約生產成本，適用于工業化應用。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
一種從廢水回收氨的裝置，包括：吹脫塔3、汽提塔7、第一預熱器1、第二預熱器6、空氣分離器4、增壓泵5、第一冷凝器8、第二冷凝器9、氣液分離器10、氨壓縮機12、液氨儲罐13、氨水儲罐11；
所述的吹脫塔3的上部設有進液口，進液口與第一預熱器1連接，高濃度氨廢水經第一預熱器1預熱后進入吹脫塔3；所述的吹脫塔3的下部設有進氣口，自進氣口通入壓縮氣體在洗脫塔內對氨廢水進行吹脫處理；所述的吹脫塔3的塔頂設有出氣口，出氣口與空氣分離器4的進氣口連接，空氣分離器4的出氣口經增壓泵5與吹脫塔3的進氣口連接，空氣分離器4的出液口與液氨儲罐13連接；所述的吹脫塔3的塔底設有出液口，出液口經第二預熱器6與所述的汽提塔7上部的進料口連接；分別在所述的汽提塔7的塔頂、中下部設有出氣口、氣相采出口；汽提塔7的出氣口與第一冷凝器8的進料口連接，第一冷凝器8的出氣口與氣液分離器10的進料口連接，第一冷凝器8的出液口與汽提塔7連接使第一冷凝器8的液相回流至汽提塔7內；汽提塔7的氣相采出口與第二冷凝器9的進氣口連接，第二冷凝器9的出氣口與氣液分離器10的進料口連接，第二冷凝器9的出液口與氨水儲罐11連接；所述的汽提塔7的塔底出液口依次經第二預熱器6、第一預熱器1與廢水儲罐連接；所述的氣液分離器10的出氣口經氨壓縮機12與液氨儲罐13連接，氣液分離器10的出液口與氨水儲罐11連接。
所述的吹脫塔3的進液口與噴淋裝置連接，在吹脫塔3內向下噴淋高濃度氨廢水；所述的汽提塔7的進液口與噴淋裝置連接，在汽提塔7內向下噴淋液體。
所述的吹脫塔3、汽提塔7均為填料塔。填料選自拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球中的一種或組合；
所述的吹脫塔3中，填料層的高度為塔高的1/10～1/2，優選為塔高的1/7～1/4。
所述的汽提塔7中，填料層的高度為塔高的1/10～1/2，優選為塔高的1/7～1/4。
所述的吹脫塔3、汽提塔7的塔頂均安裝有除沫器。
所述的吹脫塔3的進氣管路設有三通閥2，三通閥2的2個進氣口分別與新鮮壓縮氣體進料管路、增壓泵5出口連接；三通閥2的出氣口與吹脫塔3的進氣口連接。
所述的空氣分離器4安裝有液位計，在空氣分離器4的出液口安裝有調節閥，液位計與調節閥聯鎖，當空氣分離器4的液位低于空氣分離器容積的10～20％時，調節閥關閉，避免因空氣分離器液位過低或無液體時，液氨儲罐13中的液氨被汽化倒吸進入增壓泵。
所述的氣相采出口呈“雨傘狀”，具體的，“雨傘狀”指氣相采出口開口朝下，且氣相采出口環設罩板；所述的氣相采出口經管道與第二冷凝器9的進氣口連接，氣體自氣相采出口進入管道，“雨傘狀”氣相采出口可以防止汽提塔上部噴淋的廢水污染采出氣相。
第一冷凝器8采用熱水冰機冷水降溫，第二冷凝器9采用循環水降溫，同時，分別對第一冷凝器8、第二冷凝器9內的液氨泄壓采出氣相，冷凝器會由于液氨汽化吸熱對物料降溫。
所述的增壓泵5的壓力與壓縮氣體的壓力連鎖調節。增壓泵5的出氣口壓力≥壓縮氣體進氣壓力時，增壓泵停止工作，增壓泵5的出氣口壓力＜壓縮氣體進氣壓力時，開啟增壓泵。
所述的氣液分離器10為氣液旋風分離器，氣液分離器10的進料口位于中下部。
本發明的另一個目的是提供一種從廢水回收氨的方法，包括：高濃度氨廢水經第一預熱器1預熱后，自上部進入吹脫塔3，同時自吹脫塔3下部通入壓縮氣體，由壓縮氣體對高濃度氨廢水進行吹脫處理，氣相從吹脫塔3塔頂進入空氣分離器4，空氣分離器4分離得到的液相即為液氨，進入液氨儲罐13，分離得到的氣相經增壓泵5加壓后返回吹脫塔3用于循環吹脫；吹脫塔3塔底的液相經第二預熱器6預熱后，自上部進入汽提塔7進行汽提；汽提塔7塔頂的氣相經第一冷凝器8冷凝，冷凝液回流至汽提塔7，氣相進入氣液分離器10進行分離；汽提塔7中下部的氣相經氣相采出口進入第二冷凝器9冷凝，冷凝液至氨水儲罐11，氣相進入氣液分離器10進行分離；氣液分離器10分離出的氣相經氨壓機12壓縮得到液氨后進入液氨儲罐13，氣液分離器10分離出的液相打入氨水儲罐11；汽提塔7塔底的液相依次進入第二預熱器6、第一預熱器1進行余熱回收利用，再排至廢水儲罐。
所述的高濃度氨廢水中游離氨的濃度為25～40萬mg/L。
所述的高濃度氨廢水經第一預熱器1預熱至30～60℃，優選預熱至30～50℃，再進入吹脫塔3。
進入吹脫塔的壓縮氣體為空氣、氮氣、惰性氣體等不凝氣中的一種，優選為氮氣；壓縮氣體的壓力為0.5～0.8MPa，空氣分離器分離得到的氣相加壓至與新鮮壓縮氣體的壓力一致，返回吹脫塔用于吹脫。
吹脫塔3中，氣液比為100:1～3000:1，優選為500:1～1000:1。吹脫塔3內壓力(表壓)為微正壓40KPa左右。
所述的吹脫塔3內的溫度為10～50℃，優選為20～40℃。采用蒸汽和/或冷凝水對吹脫塔進行保溫。
所述的高濃度氨廢水在吹脫塔3內的停留時間為1～6h，優選為2～3h。
所述的吹脫塔3塔底的液相經第二預熱器6預熱至50～80℃，優選預熱至60～70℃，再進入汽提塔7。
所述的汽提塔7的塔底溫度為100～120℃，優選為105～115℃；汽提塔7的塔頂溫度為20～60℃，優選的為30～40℃。
吹脫塔3塔底的液相進入汽提塔7后，在汽提塔7內的停留時間為1～6h，優選為2～3h。
本發明的有益效果：
(1)、本發明采用吹脫塔與汽提塔聯用回收高濃度含氨廢水中的氨，得到液氨和一部分氨水，降低蒸汽能耗，節省氨回收成本；
(2)、吹脫塔塔頂的氣體不外排，直接增壓后回用于吹脫塔，避免廢氣放空污染大氣；
(3)、汽提塔底液體出料依次經第二預熱器、第一預熱器分別對待進入汽提塔、吹脫塔的物料進行預熱，充分利用物料余熱；
(4)、第一冷凝器采用熱水冰機降溫，第二冷凝器采用循環水降溫，同時借助液氨氣化輔助冷凝器內物料降溫；
(5)、采用氣液分離器去除液氨中夾帶的水分，提高液氨純度；
(6)、汽提塔塔頂設置第一冷凝器，塔頂氣相進入第一冷凝器后冷凝，冷凝液回流至汽提塔，對塔頂氣相提純降溫，提高汽提塔塔頂氣相純度。
（發明人：袁曉路;唐先龍;溫蘭蘭;李劉宏;胡夢雪）
