一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置及工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于處理工業(yè)氯化銨廢水的技術領域，具體涉及一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置及工藝。
【背景技術】
[0002]工業(yè)氯化銨廢水由于具有排放量大、生化耗氧量即BOD高等特點，對環(huán)境和水資源造成了嚴重的污染。氨氮消耗水中的溶解氧，加速了水中的富營養(yǎng)化過程，使藻類過度繁殖，危害水生生物，破壞生態(tài)平衡。水中的微生物使氨氮轉化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，自來水中消毒液體與氨氮作用會生成氮胺，會降低水的消毒效果。此外，氯化銨的大量排放對土壤中的氯離子濃度和pH帶來負影響，改變了土壤的粒徑結構。
[0003]目前常見處理氯化銨廢水的方法有電滲析法和膜分離法。電滲透法是在直流電場作用下，以電位差作為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來，實現(xiàn)溶液淡化，把氯化銨廢水中的氨氮和氯離子進行濃縮，實現(xiàn)處理目的。該法的流量、進口濃度和電流強度不好控制，只能采用經(jīng)驗值，達不到既經(jīng)濟又有效的電滲析技術工藝。膜分離技術應用于氯化銨廢水處理，主要集中于化肥生產廢水工業(yè)中，利用高分子分離膜，根據(jù)滲透原理進行分離。該法對低濃度氯化銨廢水取得了良好的經(jīng)濟效益，但對高濃度的氯化銨廢水，由于經(jīng)濟成本過高，不宜采用，經(jīng)過長期運行后，會造成二次污染，需要化學藥品清洗膜分離設備。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明為了解決目前常見電滲透法處理氯化銨廢水達不到既經(jīng)濟又有效的電滲析技術工藝，膜分離技術難以高濃度氯化銨廢水進行有效的處理，且成本過高等問題，提供了一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置及工藝。
[0005]本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)的:一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置，包括超重力旋轉填料床，超重力旋轉填料床的氣體進口連接CO2儲氣罐，CO2儲氣罐與二氧化碳罐相連;超重力旋轉填料床的氣體出口連接堿液吸收槽;超重力旋轉填料床的液體進口通過液栗連接氯化銨廢水儲液槽，超重力旋轉填料床的液體出口連接氯化銨廢水儲液槽；氯化銨廢水儲液槽通過分液漏斗與有機胺儲液槽相連，分液漏斗連接氨水儲液槽。
[0006]所述超重力旋轉填料床的內部填料下端和液體出口之間設空腔，超重力旋轉填料床氣體進口處設離心壓縮機。
[0007]利用一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置處理氯化銨廢水的工藝，包括如下步驟:將有機胺溶液、氯化銨廢水與CO2通入超重力旋轉填料床中，液相與氣相在超重力旋轉填料床的填料中接觸發(fā)生碳化反應，反應后的氣體從氣體出口排出，經(jīng)堿液吸收槽吸收后排入大氣;反應后的液相從液體出口排出，進入氯化銨廢水儲液槽，啟動分液漏斗和氨水儲液槽，反應后的液相在分液漏斗中萃取、分離，萃取分層后得到碳酸氫銨溶液和有機胺鹽酸溶液，有機胺鹽酸溶液用氨水再生，得到的有機胺溶液繼續(xù)循環(huán)使用，氯化銨濃縮過濾干燥后獲得工業(yè)級氯化錢。
[0008]所述廢水中的氯化銨濃度為8%_12%，有機胺水中的溶解度為〈0.8%，所述的超重力旋轉填料床(2)的轉速為900r/min-3000 r/min。所述氨水儲液槽中的氨水濃度為20%_30%。通入超重力旋轉填料床(2)的CO2氣體的體積含量大于70%。所述超重力旋轉填料床(2)內部的填料為高嶺土。
[0009]利用超重力旋轉填料床進行碳化反應，縮小鼓入CO2設備的體積，使之能在小型設備中進行反應，使得碳化反應時間和設備體積大大減小，氯化銨廢水的處理效果大大提高。
[0010]氯化銨儲液槽中的氯化銨工業(yè)廢水和有機胺儲液槽中的有機胺混合過濾處理后，由液栗將其送入超重力旋轉填料床，混合液體由超重力旋轉填料床上部的液體進口進入，分布器均勻分散后噴射到填料內緣，在強大的離心力作用下，由填料內緣向外緣運動，最后經(jīng)液體出口排出。事先制備好的CO2氣體介質由超重力旋轉填料床的氣體進口輸入，經(jīng)過離心壓縮機，通過葉輪增壓，在高嶺土填料上與混合液體錯流接觸，發(fā)生碳化反應，氣體再經(jīng)過作為除霧段的堿液吸收槽除去夾帶的液霧，最后由出氣口排除裝置外。
[0011]本發(fā)明利用碳化反應處理氯化銨廢水，讓氯化銨、有機胺和二氧化碳在超重力旋轉填料床中進行反應，其中有機胺濃度為0.5mol/L，氯化銨廢液在有機胺、二氧化碳的作用下轉化成碳酸氫銨，反應生成碳酸氫銨和有機胺鹽酸混合液，分液漏斗中將二者分離后，有機胺溶液與氨水反應，生成有機胺和氯化錢溶液，再生所需的氨水的濃度為20%_30%;根據(jù)溶解度不同將兩者進行分離處理，再生后獲得的氯化銨溶液經(jīng)濃縮、結晶、過濾、干燥得到工業(yè)級氯化銨。
[0012]超重力旋轉填料床中反應結束后的溶液由液體出口排入氯化銨儲液槽中進行萃取分離，其萃取分離過程為:將反應結束后的溶液送入分液漏斗，在分液漏斗中對混合溶液萃取震蕩，充分接觸后，靜置一段時間，溶液分層，下層溶液為碳酸氫銨溶液，流入儲液槽中，回收后進行結晶處理，生成碳酸氫銨顆粒，碳酸氫銨作為一種氮肥，不含有害的中間產物和最終分解產物，是最安全的氮肥品種之一。此外，碳酸氫銨還可以作為食品發(fā)酵劑、緩沖劑和合成催化劑，其回收利用價值較高。上層溶液為有機胺鹽酸溶液保留在分液漏斗中，然后再由氨水儲液槽向分液漏斗中加入20%的氨水，震蕩15min，靜止分層，上層為再生后的有機胺，分離后循環(huán)使用。下層為氯化銨反萃液，經(jīng)真空濃縮、結晶、過濾、干燥后制得氯化錢成品。
[0013]本發(fā)明采用二氧化碳與氯化銨廢水的錯流接觸，在超重力旋轉填料床的穩(wěn)定、強大的超重力環(huán)境下，液體在高分散、高湍動、強混合及界面急速更新的情況下，與氣體錯流接觸，極大的增加了氣體與液體的接觸面積，增強了傳質過程，提高了碳化效果。與此同時，也大大縮減了碳化反應時間，極大地提高了處理效果。實驗結果表明，當二氧化碳的體積分數(shù)為75%，轉速為1500r/min，廢水中氯化銨的處理效果可以達到80%以上。
[0014]由于工業(yè)上所排放的二氧化碳的體積分數(shù)可以達到70%以上，符合碳化反應處理廢水的要求，所以從另外一個方面說，可以節(jié)省能源，具有環(huán)保的意義。本發(fā)明采用了超重力技術進行碳化反應，突破了以往利用塔設備鼓入CO2的難點，實現(xiàn)了高效快速與氯化銨廢水混合，提供了一個快速反應的環(huán)境。因此，采用本發(fā)明所述方法，可以使反應設備縮小、碳化時間縮短，而處理效果提高、運行成本降低。
[0015]【附圖說明】: 圖1是本發(fā)明所述超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置結構示意圖；圖2是本發(fā)明所使用的超重力旋轉填料床反應器的結構示意圖。
[0016]圖1中:1_羅茨風機，2-超重力旋轉填料床，3-CO2儲氣罐，4-氯化銨廢水儲液槽，5-二氧化碳罐，6-堿液吸收槽，7-液栗，8-分液漏斗，9-有機胺儲液槽，I O-氨水儲液槽;2.1-轉子，2.2-氣體進口，2.3-轉軸，2.4-液體出口，2.5-液體進口，2.6-氣體出口，2.7-離心壓縮機，2.8-填料。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明。
[0018]如圖1、圖2所示，一種超重力碳化反應處理氯化銨廢水的裝置，包括超重力旋轉填料床2，超重力旋轉填料床的氣體進口 2.2連接CO2儲氣罐3，CO2儲氣罐3與二氧化碳罐2相連