一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種節(jié)能減排及汽提脫氨的工藝方法，具體是涉及一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨裝置系統(tǒng)和使用其進(jìn)行氨氮廢水處理的工藝步驟。采用本發(fā)明方法可以在較低能耗的情況下，對高濃度氨氮廢水進(jìn)行高效脫氨處理，處理每噸廢水的蒸汽耗量可低至70～90kg。采用本發(fā)明處理過的氨水濃度可以達(dá)到國標(biāo)GB8978中的氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)的一級標(biāo)準(zhǔn)，即水中氨氮含量小于15mg/L，且分離得到的氨可以高濃度氨氣回收利用。
【專利說明】一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種節(jié)能減排及汽提脫氨的工藝方法，具體是涉及一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨裝置系統(tǒng)和使用其進(jìn)行氨氮廢水處理的工藝方法，屬于化工及環(huán)保領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油、化工、農(nóng)藥以及輕工業(yè)等行業(yè)中常有廢水排放，其中常見的一種是氨氮廢水。氨氮會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)性，使水體混濁且嚴(yán)重污染水體。因此，國家對排放廢水中的氨氮含量有嚴(yán)格的規(guī)定和限制(GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定一級標(biāo)準(zhǔn)氨氮小于15mg/L，二級標(biāo)準(zhǔn)氨氮小于25mg/L)。
[0003]對于高濃度的氨氮廢水，國內(nèi)較為成熟的氨氮廢水處理工藝多采用汽提脫氨工藝，主要是采用調(diào)整酸堿度的廢水在高溫下與水蒸氣進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，從而實現(xiàn)將氨氮從廢水中分離出來的目的。汽提脫氨工藝的設(shè)備多采用塔器，而傳統(tǒng)工藝條件下處理氨氮廢水的汽提塔蒸汽單耗較高，每噸廢水常達(dá)到200?300kg蒸汽耗量。較大的能耗阻礙了技術(shù)的普及應(yīng)用，而降低能耗則成為了技術(shù)推廣的重要突破點。氨氮廢水處理中節(jié)能降耗方面的相關(guān)專利有ZL 200810104999.9，該專利采用雙汽提精餾塔結(jié)構(gòu)，將氨氮汽提精餾能耗降低至每噸廢水100?120kg蒸汽耗量，但由于其采用雙塔結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)用于處理廢水量在1t/h以上的裝置，否則裝置每噸水投資額將會增大較多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨工藝方法，具體包含一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨裝置系統(tǒng)和使用其進(jìn)行氨氮廢水處理的工藝步驟。采用本發(fā)明處理氨氮廢水可以在ZL200810104999.9的基礎(chǔ)上再節(jié)能10?20%，蒸汽單耗可以達(dá)到每噸廢水70?90kg ;該發(fā)明對應(yīng)廢水處理量沒有限制，尤其是相對于雙塔結(jié)構(gòu)來講，由于采用了單塔結(jié)構(gòu)，設(shè)備投資亦可減少10?15%。
[0005]裝置設(shè)備說明
[0006]本發(fā)明提供一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨裝置系統(tǒng)，其特征在于至少包含內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨塔、預(yù)熱器、再沸器1、再沸器I1、塔頂冷凝器、塔釜液泵1、塔釜液泵II及回流泵。
[0007]其中，內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨塔的結(jié)構(gòu)及其配套裝置的組合方式具有以下特征:
[0008]塔內(nèi)上部有精餾區(qū)，中部及下部分為汽提I區(qū)和汽提II區(qū)。
[0009]精餾區(qū)內(nèi)塔頂處有蒸汽出口與塔頂冷凝器相連，塔頂冷凝器液相回流管道與塔頂液體分布器相連，液體分布器下方精餾區(qū)內(nèi)還有精餾填料段，精餾區(qū)下端與汽提II區(qū)貫通相連，但與汽提I區(qū)通過分區(qū)隔離板分隔開來。
[0010]精餾區(qū)下方塔內(nèi)中部至底部有分區(qū)隔離板將塔內(nèi)中下部分割為兩個區(qū)域(汽提I區(qū)及汽提II區(qū))，沿塔垂直方向的隔離板位置可以不處于塔正中央。汽提I區(qū)內(nèi)上部有液體分布器，分別與再沸器II冷凝回流管路及經(jīng)過預(yù)熱器的氨氮廢水輸入管路相連，汽提I區(qū)中部為汽提填料I段，底部有塔釜I區(qū)，汽提填料I段與塔釜I區(qū)之間設(shè)有再沸器I換熱后的入口，塔底設(shè)有液體出口通過塔釜液泵I分為兩路，分別與再沸器I入口、及汽提II區(qū)內(nèi)汽提填料II段與塔釜II區(qū)之間的入口相連。
[0011]汽提填料I段及塔釜I區(qū)的內(nèi)側(cè)與分區(qū)隔離板間有不完全封閉的蒸汽夾層區(qū)，蒸汽夾層區(qū)的開口處位于汽提I區(qū)上部并高于汽提填料I段及汽提I區(qū)內(nèi)的液體分布器，蒸汽夾層區(qū)下部通過塔底出口與再沸器II的殼程入口相連，再沸器II殼程的氣相出口與汽提II區(qū)及精餾區(qū)之間的蒸汽入口相連，再沸器II殼程的液相出口經(jīng)泵打回汽提I區(qū)汽提填料段上方的液體分布器。
[0012]汽提II區(qū)底部塔釜II區(qū)有液體出口通過三通管路分為兩路，一路經(jīng)再沸器II的管程與汽提填料II段及塔釜II區(qū)之間的入口相連；一路經(jīng)過預(yù)熱器與脫氨廢水排放出口相連；汽提填料II段與精餾區(qū)之間有經(jīng)過再沸器II殼程的氣相輸入口，該氣相輸入口與汽提填料II段之間還有與經(jīng)過預(yù)熱器的氨氮廢水輸入口相連的液體分布器。
[0013]工藝步驟說明
[0014]本發(fā)明采用上述裝置系統(tǒng)對氨氮廢水進(jìn)行汽提脫氨處理，處理后將氨氮以濃氨氣形式回收。為此所采用的工藝步驟特征如下:
[0015]調(diào)整過pH值的氨氮廢水經(jīng)過預(yù)熱器與脫氨廢水換熱升溫后分為兩路，分別在汽提I區(qū)及汽提II區(qū)上部經(jīng)過液體分布器將廢水均勻分布。
[0016]汽提I區(qū)經(jīng)過液體分布器的氨氮廢水經(jīng)過汽提填料I段時與逆流的蒸汽進(jìn)行熱/質(zhì)交換，廢水中的氨氮進(jìn)入氣相，實現(xiàn)脫氨之目的。積蓄在塔釜I區(qū)的脫氨廢水分為兩路，一路輸送至塔釜II區(qū)，另一路經(jīng)過再沸器I加熱后輸送回汽提脫氨I段下方產(chǎn)生塔內(nèi)上升蒸汽用于脫氨。經(jīng)過熱/質(zhì)交換后的含氨蒸汽上行進(jìn)入蒸汽夾層區(qū)，通過夾層區(qū)下方的出口被輸送至再沸器II殼程中，換熱后冷凝的含氨水被送往汽提I區(qū)的液體分布器，未冷凝的含氨蒸汽被送至精餾填料段下部入口與汽提II區(qū)的含氨蒸汽匯合一同進(jìn)入精餾區(qū)精飽。
[0017]汽提II區(qū)經(jīng)過液體分布器的氨氮廢水經(jīng)過汽提填料II段時與來自再沸器II的逆流上行蒸汽進(jìn)行熱/質(zhì)交換，廢水中的氨氮進(jìn)入氣相，實現(xiàn)脫氨之目的。
[0018]積蓄在塔釜II區(qū)的脫氨廢水分兩路，一路經(jīng)預(yù)熱器與氨氮廢水換熱降溫后排出，另一路經(jīng)再沸器II管程加熱產(chǎn)生蒸汽送往汽提填料段II下方用于脫氨。從汽提填料段II升上來的含氨蒸汽與來自再沸器II殼程氣相出口的含氨蒸汽一同升至精餾區(qū)，經(jīng)過精餾填料段精餾后于塔頂冷凝器中冷卻，冷凝液相回流輸送回塔頂?shù)囊后w分布器，塔頂冷凝器中排出的濃氨氣回收利用。
[0019]本發(fā)明中，僅以填料塔進(jìn)行了裝置設(shè)備及工藝步驟的示意說明，但填料段也可采用塔板結(jié)構(gòu)，即塔內(nèi)所有填料段均可以塔板替換。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021](I)可處理廢水中氨氮含量:500?80000mg/L ；
[0022](2)處理后排放廢水中氨氮含量低:1?15mg/L ；
[0023](3)可處理的氨氮廢水流量:無限制；
[0024](4)蒸汽耗量:70?90kg/t廢水；
[0025](5)回收產(chǎn)品:高濃度氨氣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨塔的結(jié)構(gòu)及裝置系統(tǒng)示意圖
[0027]圖2是以填料結(jié)構(gòu)為例的內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨塔分區(qū)示意圖

【具體實施方式】
[0028]以下列舉實施例具體說明本發(fā)明的生產(chǎn)方法及工藝條件。但本發(fā)明并不限于下述實施例。
[0029]實施例1
[0030]采用本發(fā)明處理氨氮廢水進(jìn)口氨氮濃度50000mg/L，處理量為lt/h。采用納氏試劑比色法(GB7479-87)方法分析，處理后廢水中的氨氮濃度為8?10mg/L。蒸汽消耗量為82kg/1 廢水。
[0031]塔內(nèi)操作參數(shù):
[0032]I)塔溫:
[0033]汽提I區(qū)上部120°C，塔釜I區(qū)150°C ;
[0034]汽提II區(qū)上部70°C，塔釜II區(qū)102°C ；
[0035]精餾區(qū)60°C。
[0036]2)塔壓:
[0037]汽提I 區(qū)上部 0.4MPa.g,塔釜 I 區(qū) 0.4MPa.g ；
[0038]汽提II 區(qū)上部 0.02MPa.g，塔釜 II 區(qū) 0.02MPa.g ；
[0039]精餾區(qū)0.02MPa.g。
[0040]實施例2
[0041]用本發(fā)明處理氨氮廢水進(jìn)口氨氮濃度6000mg/L，處理量為15t/h。采用納氏試劑比色法(GB7479-87)方法分析，處理后廢水中的氨氮濃度為3?5mg/L。蒸汽消耗量為70kg/1 廢水。
[0042]塔內(nèi)操作參數(shù):
[0043]I)塔溫:
[0044]汽提I區(qū)上部130°C，塔釜I區(qū)160°C ；
[0045]汽提II區(qū)上部80°C，塔釜II區(qū)110°C ；
[0046]精餾區(qū)70O。
[0047]2)塔壓:
[0048]汽提I 區(qū)上部 0.5MPa.g,塔釜 I 區(qū) 0.5MPa.g ；
[0049]汽提II 區(qū)上部 0.05MPa.g，塔釜 II 區(qū) 0.05MPa.g ；
[0050]精餾區(qū)0.05MPa.g。
[0051]實施例3
[0052]用本發(fā)明處理氨氮廢水進(jìn)口氨氮濃度500mg/L，處理量為50t/h。采用納氏試劑比色法(GB7479-87)方法分析，處理后廢水中的氨氮濃度為I?2mg/L。蒸汽消耗量為79kg/t廢水。
[0053]塔內(nèi)操作參數(shù):
[0054]I)塔溫:
[0055]汽提I區(qū)上部120°C，塔釜I區(qū)150°C ;
[0056]汽提II區(qū)上部80°C，塔釜II區(qū)110°C ；
[0057]精餾區(qū)70O。
[0058]2)塔壓:
[0059]汽提I 區(qū)上部 0.4MPa.g,塔釜 I 區(qū) 0.4MPa.g ；
[0060]汽提II 區(qū)上部 0.05MPa.g，塔釜 II 區(qū) 0.05MPa.g ；
[0061]精餾區(qū)0.05MPa.g。
[0062]實施例4
[0063]采用本發(fā)明處理氨氮廢水進(jìn)口氨氮濃度80000mg/L，處理量為30t/h。采用納氏試劑比色法(GB7479-87)方法分析，處理后廢水中的氨氮濃度為9?llmg/L。蒸汽消耗量為90kg/1 廢水。
[0064]塔內(nèi)操作參數(shù):
[0065]I)塔溫:
[0066]汽提I區(qū)上部130°C，塔釜I區(qū)160°C ；
[0067]汽提II區(qū)上部90°C，塔釜II區(qū)120°C ；
[0068]精餾區(qū)75O。
[0069]2)塔壓:
[0070]汽提I 區(qū)上部 0.5MPa.g,塔釜 I 區(qū) 0.5MPa.g ；
[0071]汽提II 區(qū)上部 0.1MPa.g，塔釜 II 區(qū) 0.1MPa.g ；
[0072]精餾區(qū)0.1MPa.g。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨裝置系統(tǒng)，其特征在于至少包含內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨塔、預(yù)熱器、再沸器1、再沸器I1、塔頂冷凝器、塔釜液泵1、塔釜液泵II及回流泵； 其中，內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨塔的結(jié)構(gòu)及其配套裝置的組合方式具有以下特征: 塔內(nèi)上部有精餾區(qū)，中部及下部分為汽提I區(qū)和汽提II區(qū)； 精餾區(qū)內(nèi)塔頂處有蒸汽出口與塔頂冷凝器相連，塔頂冷凝器液相回流管道與塔頂液體分布器相連，液體分布器下方精餾區(qū)內(nèi)還有精餾填料段，精餾區(qū)下端與汽提II區(qū)貫通相連，但與汽提I區(qū)通過分區(qū)隔離板分隔開來； 精餾區(qū)下方塔內(nèi)中部至底部有分區(qū)隔離板將塔內(nèi)中下部分割為兩個區(qū)域，汽提I區(qū)及汽提II區(qū)；沿塔垂直方向的隔離板位置可以不處于塔正中央；汽提I區(qū)內(nèi)上部有液體分布器，分別與再沸器II冷凝回流管路及經(jīng)過預(yù)熱器的氨氮廢水輸入管路相連，汽提I區(qū)中部為汽提填料I段，底部有塔釜I區(qū)，汽提填料I段與塔釜I區(qū)之間設(shè)有再沸器I換熱后的入口，塔底設(shè)有液體出口通過塔釜液泵I分為兩路，分別與再沸器I入口、及汽提II區(qū)內(nèi)汽提填料II段與塔釜II區(qū)之間的入口相連； 汽提填料I段及塔釜I區(qū)的內(nèi)側(cè)與分區(qū)隔離板間有不完全封閉的蒸汽夾層區(qū)，蒸汽夾層區(qū)的開口處位于汽提I區(qū)上部并高于汽提填料I段及汽提I區(qū)內(nèi)的液體分布器，蒸汽夾層區(qū)下部通過塔底出口與再沸器II的殼程入口相連，再沸器II殼程的氣相出口與汽提II區(qū)及精餾區(qū)之間的蒸汽入口相連，再沸器II殼程的液相出口經(jīng)泵打回汽提I區(qū)汽提填料段上方的液體分布器； 汽提II區(qū)底部塔釜II區(qū)有液體出口通過三通管路分為兩路，一路經(jīng)再沸器II的管程與汽提填料II段及塔釜II區(qū)之間的入口相連；一路經(jīng)過預(yù)熱器與脫氨廢水排放出口相連；汽提填料II段與精餾區(qū)之間有經(jīng)過再沸器II殼程的氣相輸入口，該氣相輸入口與汽提填料II段之間還有與經(jīng)過預(yù)熱器的氨氮廢水輸入口相連的液體分布器。
2.一種節(jié)能減排及汽提脫氨的工藝方法，其特征在于進(jìn)行汽提脫氨時采用權(quán)利要求1所述的裝置系統(tǒng)，并采用以下的工藝步驟: 調(diào)整過1)?值的氨氮廢水經(jīng)過預(yù)熱器與脫氨廢水換熱升溫后分為兩路，分別在汽提I區(qū)及汽提II區(qū)上部經(jīng)過液體分布器將廢水均勻分布； 汽提I區(qū)經(jīng)過液體分布器的氨氮廢水經(jīng)過汽提填料I段時與逆流的蒸汽進(jìn)行熱/盾交換，廢水中的氨氮進(jìn)入氣相，實現(xiàn)脫氨之目的；積蓄在塔釜I區(qū)的脫氨廢水分為兩路，一路輸送至塔釜II區(qū)，另一路經(jīng)過再沸器I加熱后輸送回汽提脫氨I段下方產(chǎn)生塔內(nèi)上升蒸汽用于脫氨；經(jīng)過熱/質(zhì)交換后的含氨蒸汽上行進(jìn)入蒸汽夾層區(qū)，通過夾層區(qū)下方的出口被輸送至再沸器II殼程中，換熱后冷凝的含氨水被送往汽提I區(qū)的液體分布器，未冷凝的含氨蒸汽被送至精餾填料段下部入口與汽提II區(qū)的含氨蒸汽匯合一同進(jìn)入精餾區(qū)精餾；汽提II區(qū)經(jīng)過液體分布器的氨氮廢水經(jīng)過汽提填料II段時與來自再沸器II的逆流上行蒸汽進(jìn)行熱/盾交換，廢水中的氨氮進(jìn)入氣相，實現(xiàn)脫氨之目的； 積蓄在塔釜II區(qū)的脫氨廢水分兩路，一路經(jīng)預(yù)熱器與氨氮廢水換熱降溫后排出，另一路經(jīng)再沸器II管程加熱產(chǎn)生蒸汽送往汽提填料段II下方用于脫氨；從汽提填料段II升上來的含氨蒸汽與來自再沸器II殼程氣相出口的含氨蒸汽一同升至精餾區(qū)，經(jīng)過精餾填料段精餾后于塔頂冷凝器中冷卻，冷凝液相回流輸送回塔頂?shù)囊后w分布器，塔頂冷凝器中排出的濃氨氣回收利用。
3.一種內(nèi)耦合節(jié)能汽提脫氨裝置系統(tǒng)，其特征在于采用權(quán)利要求1所述的裝置系統(tǒng)，其中所述的填料段均替換為塔板結(jié)構(gòu)。
4.一種節(jié)能減排及汽提脫氨的工藝方法，其特征在于進(jìn)行汽提脫氨時采用權(quán)利要求3所述的裝置系統(tǒng)，同時采用權(quán)利要求2所述的工藝步驟，其中所述的填料段均替換為塔板。
【文檔編號】C02F1/04GK104478026SQ201410771096
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】宋云華, 劉欣, 魏玉勝, 李正林, 陳建銘, 李璐 申請人:北京陽光欣禾科技有限公司