公布日：2023.10.27
申请日：2023.07.10
分类号：C02F1/20(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C01C1/02(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种从废水回收氨的装置，包括：吹脱塔、汽提塔、第一预热器、第二预热器、空气分离器、增压泵、第一冷凝器、第二冷凝器、气液分离器、氨压缩机、液氨储罐、氨水储罐。本发明还公开了一种从废水回收氨的方法，包括：氨废水经预热后，自上部进入吹脱塔，自吹脱塔下部通入压缩气体，气相从吹脱塔塔顶进入空气分离器，液相即为液氨，气相加压后返回吹脱塔；吹脱塔塔底的液相经后，自上部进入汽提塔；汽提塔塔顶的气相经冷凝，气相进入气液分离器；汽提塔中下部的气相经冷凝，冷凝液至氨水储罐，气相进入气液分离器；气液分离器分离出的气相经压缩得到液氨，气液分离器分离出的液相打入氨水储罐。本发明降低蒸汽能耗，节省氨回收成本。
权利要求书
1.一种从废水回收氨的装置，其特征在于：包括：吹脱塔、汽提塔、第一预热器、第二预热器、空气分离器、增压泵、第一冷凝器、第二冷凝器、气液分离器、氨压缩机、液氨储罐、氨水储罐；所述的吹脱塔的上部设有进液口，进液口与第一预热器连接，高浓度氨废水经第一预热器预热后进入吹脱塔；所述的吹脱塔的下部设有进气口，自进气口通入压缩气体在洗脱塔内对氨废水进行吹脱处理；所述的吹脱塔的塔顶设有出气口，出气口与空气分离器的进气口连接，空气分离器的出气口经增压泵与吹脱塔的进气口连接，空气分离器的出液口与液氨储罐连接；所述的吹脱塔的塔底设有出液口，出液口经第二预热器与所述的汽提塔上部的进料口连接；分别在所述的汽提塔的塔顶、中下部设有出气口、气相采出口；汽提塔的出气口与第一冷凝器的进料口连接，第一冷凝器的出气口与气液分离器的进料口连接，第一冷凝器的出液口与汽提塔连接使第一冷凝器的液相回流至汽提塔内；汽提塔的气相采出口与第二冷凝器的进气口连接，第二冷凝器的出气口与气液分离器的进料口连接，第二冷凝器的出液口与氨水储罐连接；所述的汽提塔的塔底出液口依次经第二预热器、第一预热器与废水储罐连接；所述的气液分离器的出气口经氨压缩机与液氨储罐连接，气液分离器的出液口与氨水储罐连接。
2.根据权利要求1所述的从废水回收氨的装置，其特征在于：所述的吹脱塔的进液口与喷淋装置连接，在吹脱塔内向下喷淋高浓度氨废水；所述的汽提塔的进液口与喷淋装置连接，在汽提塔内向下喷淋液体；所述的吹脱塔、汽提塔均为填料塔；填料选自拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球中的一种或组合；所述的吹脱塔中，填料层的高度为塔高的1/10～1/2，优选为塔高的1/7～1/4；所述的汽提塔中，填料层的高度为塔高的1/10～1/2，优选为塔高的1/7～1/4；所述的吹脱塔、汽提塔的塔顶均安装有除沫器。
3.根据权利要求1所述的从废水回收氨的装置，其特征在于：所述的吹脱塔的进气管路设有三通阀，三通阀的2个进气口分别与新鲜压缩气体进料管路、增压泵出口连接；三通阀的出气口与吹脱塔的进气口连接。
4.根据权利要求1所述的从废水回收氨的装置，其特征在于：所述的空气分离器安装有液位计，在空气分离器的出液口安装有调节阀，液位计与调节阀联锁，当空气分离器的液位低于10～20％时，调节阀关闭；所述的增压泵的压力与压缩气体的压力连锁调节；增压泵的出气口压力≥压缩气体进气压力时，增压泵停止工作，增压泵的出气口压力＜压缩气体进气压力时，开启增压泵。
5.根据权利要求1所述的从废水回收氨的装置，其特征在于：所述的气相采出口呈“雨伞状”。
6.根据权利要求1所述的从废水回收氨的装置，其特征在于：所述的气液分离器为气液旋风分离器。
7.一种基于权利要求1所述的装置从废水回收氨的方法，其特征在于：包括：高浓度氨废水经第一预热器预热后，自上部进入吹脱塔，同时自吹脱塔下部通入压缩气体，由压缩气体对高浓度氨废水进行吹脱处理，气相从吹脱塔塔顶进入空气分离器，空气分离器分离得到的液氨进入液氨储罐，分离得到的气相经增压泵加压后返回吹脱塔用于循环吹脱；吹脱塔塔底的液相经第二预热器预热后，自上部进入汽提塔进行汽提；汽提塔塔顶的气相经第一冷凝器冷凝，冷凝液回流至汽提塔，气相进入气液分离器进行分离；汽提塔中下部的气相经气相采出口进入第二冷凝器冷凝，冷凝液至氨水储罐，气相进入气液分离器进行分离；气液分离器分离出的气相经氨压机压缩得到液氨后进入液氨储罐，气液分离器分离出的液相打入氨水储罐；汽提塔塔底的液相依次进入第二预热器、第一预热器进行余热回收利用，再排至废水储罐；其中，所述的高浓度氨废水经第一预热器预热至30～60℃；所述的压缩气体为空气、氮气、惰性气体中的一种，压缩气体的压力为0.5～0.8MPa；吹脱塔中，气液比为100:1～3000:1；吹脱塔内压力为微正压40KPa；吹脱塔内的温度为10～50℃；高浓度氨废水在吹脱塔内的停留时间为1～6h；所述的吹脱塔塔底的液相经第二预热器预热至50～80℃；所述的汽提塔的塔底温度为100～120℃；汽提塔的塔顶温度为20～60℃；吹脱塔塔底的液相进入汽提塔后，在汽提塔内的停留时间为1～6h。
8.根据权利要求7所述的从废水回收氨的方法，其特征在于：所述的高浓度氨废水中游离氨的浓度为25～40万mg/L。
9.根据权利要求7所述的从废水回收氨的方法，其特征在于：所述的高浓度氨废水经第一预热器预热至30～50℃；所述的压缩气体为氮气；吹脱塔中，气液比为500:1～1000:1；吹脱塔内的温度为20～40℃。高浓度氨废水在吹脱塔内的停留时间为2～3h。
10.根据权利要求8所述的从废水回收氨的方法，其特征在于：所述的吹脱塔塔底的液相经第二预热器预热至60～70℃；所述的汽提塔的塔底温度为105～115℃；汽提塔7的塔顶温度为30～40℃；吹脱塔塔底的液相进入汽提塔后，在汽提塔内的停留时间为2～3h。
发明内容
本发明的目的是针对从含氨废水中回收氨存在能耗高、损耗大、效率低的问题，提出一种从废水回收氨的装置，基于该装置回收氨，可以有效降低能耗，节约生产成本，适用于工业化应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种从废水回收氨的装置，包括：吹脱塔3、汽提塔7、第一预热器1、第二预热器6、空气分离器4、增压泵5、第一冷凝器8、第二冷凝器9、气液分离器10、氨压缩机12、液氨储罐13、氨水储罐11；
所述的吹脱塔3的上部设有进液口，进液口与第一预热器1连接，高浓度氨废水经第一预热器1预热后进入吹脱塔3；所述的吹脱塔3的下部设有进气口，自进气口通入压缩气体在洗脱塔内对氨废水进行吹脱处理；所述的吹脱塔3的塔顶设有出气口，出气口与空气分离器4的进气口连接，空气分离器4的出气口经增压泵5与吹脱塔3的进气口连接，空气分离器4的出液口与液氨储罐13连接；所述的吹脱塔3的塔底设有出液口，出液口经第二预热器6与所述的汽提塔7上部的进料口连接；分别在所述的汽提塔7的塔顶、中下部设有出气口、气相采出口；汽提塔7的出气口与第一冷凝器8的进料口连接，第一冷凝器8的出气口与气液分离器10的进料口连接，第一冷凝器8的出液口与汽提塔7连接使第一冷凝器8的液相回流至汽提塔7内；汽提塔7的气相采出口与第二冷凝器9的进气口连接，第二冷凝器9的出气口与气液分离器10的进料口连接，第二冷凝器9的出液口与氨水储罐11连接；所述的汽提塔7的塔底出液口依次经第二预热器6、第一预热器1与废水储罐连接；所述的气液分离器10的出气口经氨压缩机12与液氨储罐13连接，气液分离器10的出液口与氨水储罐11连接。
所述的吹脱塔3的进液口与喷淋装置连接，在吹脱塔3内向下喷淋高浓度氨废水；所述的汽提塔7的进液口与喷淋装置连接，在汽提塔7内向下喷淋液体。
所述的吹脱塔3、汽提塔7均为填料塔。填料选自拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球中的一种或组合；
所述的吹脱塔3中，填料层的高度为塔高的1/10～1/2，优选为塔高的1/7～1/4。
所述的汽提塔7中，填料层的高度为塔高的1/10～1/2，优选为塔高的1/7～1/4。
所述的吹脱塔3、汽提塔7的塔顶均安装有除沫器。
所述的吹脱塔3的进气管路设有三通阀2，三通阀2的2个进气口分别与新鲜压缩气体进料管路、增压泵5出口连接；三通阀2的出气口与吹脱塔3的进气口连接。
所述的空气分离器4安装有液位计，在空气分离器4的出液口安装有调节阀，液位计与调节阀联锁，当空气分离器4的液位低于空气分离器容积的10～20％时，调节阀关闭，避免因空气分离器液位过低或无液体时，液氨储罐13中的液氨被汽化倒吸进入增压泵。
所述的气相采出口呈“雨伞状”，具体的，“雨伞状”指气相采出口开口朝下，且气相采出口环设罩板；所述的气相采出口经管道与第二冷凝器9的进气口连接，气体自气相采出口进入管道，“雨伞状”气相采出口可以防止汽提塔上部喷淋的废水污染采出气相。
第一冷凝器8采用热水冰机冷水降温，第二冷凝器9采用循环水降温，同时，分别对第一冷凝器8、第二冷凝器9内的液氨泄压采出气相，冷凝器会由于液氨汽化吸热对物料降温。
所述的增压泵5的压力与压缩气体的压力连锁调节。增压泵5的出气口压力≥压缩气体进气压力时，增压泵停止工作，增压泵5的出气口压力＜压缩气体进气压力时，开启增压泵。
所述的气液分离器10为气液旋风分离器，气液分离器10的进料口位于中下部。
本发明的另一个目的是提供一种从废水回收氨的方法，包括：高浓度氨废水经第一预热器1预热后，自上部进入吹脱塔3，同时自吹脱塔3下部通入压缩气体，由压缩气体对高浓度氨废水进行吹脱处理，气相从吹脱塔3塔顶进入空气分离器4，空气分离器4分离得到的液相即为液氨，进入液氨储罐13，分离得到的气相经增压泵5加压后返回吹脱塔3用于循环吹脱；吹脱塔3塔底的液相经第二预热器6预热后，自上部进入汽提塔7进行汽提；汽提塔7塔顶的气相经第一冷凝器8冷凝，冷凝液回流至汽提塔7，气相进入气液分离器10进行分离；汽提塔7中下部的气相经气相采出口进入第二冷凝器9冷凝，冷凝液至氨水储罐11，气相进入气液分离器10进行分离；气液分离器10分离出的气相经氨压机12压缩得到液氨后进入液氨储罐13，气液分离器10分离出的液相打入氨水储罐11；汽提塔7塔底的液相依次进入第二预热器6、第一预热器1进行余热回收利用，再排至废水储罐。
所述的高浓度氨废水中游离氨的浓度为25～40万mg/L。
所述的高浓度氨废水经第一预热器1预热至30～60℃，优选预热至30～50℃，再进入吹脱塔3。
进入吹脱塔的压缩气体为空气、氮气、惰性气体等不凝气中的一种，优选为氮气；压缩气体的压力为0.5～0.8MPa，空气分离器分离得到的气相加压至与新鲜压缩气体的压力一致，返回吹脱塔用于吹脱。
吹脱塔3中，气液比为100:1～3000:1，优选为500:1～1000:1。吹脱塔3内压力(表压)为微正压40KPa左右。
所述的吹脱塔3内的温度为10～50℃，优选为20～40℃。采用蒸汽和/或冷凝水对吹脱塔进行保温。
所述的高浓度氨废水在吹脱塔3内的停留时间为1～6h，优选为2～3h。
所述的吹脱塔3塔底的液相经第二预热器6预热至50～80℃，优选预热至60～70℃，再进入汽提塔7。
所述的汽提塔7的塔底温度为100～120℃，优选为105～115℃；汽提塔7的塔顶温度为20～60℃，优选的为30～40℃。
吹脱塔3塔底的液相进入汽提塔7后，在汽提塔7内的停留时间为1～6h，优选为2～3h。
本发明的有益效果：
(1)、本发明采用吹脱塔与汽提塔联用回收高浓度含氨废水中的氨，得到液氨和一部分氨水，降低蒸汽能耗，节省氨回收成本；
(2)、吹脱塔塔顶的气体不外排，直接增压后回用于吹脱塔，避免废气放空污染大气；
(3)、汽提塔底液体出料依次经第二预热器、第一预热器分别对待进入汽提塔、吹脱塔的物料进行预热，充分利用物料余热；
(4)、第一冷凝器采用热水冰机降温，第二冷凝器采用循环水降温，同时借助液氨气化辅助冷凝器内物料降温；
(5)、采用气液分离器去除液氨中夹带的水分，提高液氨纯度；
(6)、汽提塔塔顶设置第一冷凝器，塔顶气相进入第一冷凝器后冷凝，冷凝液回流至汽提塔，对塔顶气相提纯降温，提高汽提塔塔顶气相纯度。
（发明人：袁晓路;唐先龙;温兰兰;李刘宏;胡梦雪）
