CN102350071A

CN102350071A - 一种用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔

Info

Publication number: CN102350071A
Application number: CN2011102591267A
Authority: CN
Inventors: 王光华; 龚凡杰; 刘铁军; 李笑原; 梁玉河; 李文兵; 王晴东
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明涉及一种用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔。其技术方案是，塔体[13]顶端的气体出口[1]下方设置有除雾沫器或冷凝冷却器[2]，在除雾沫器或冷凝冷却器[2]的下方设置有液体分布器[3]，液体分布器[3]的下方设置有5～20层填料[4]，最下层的填料[4]下方设有气体进口管[8]，塔体[13]的底部设有液体出口[9]；在每层填料[4]间均设置一块塔板[7]，每层填料[4]与该层填料[4]下方的塔板[7]间布置有碱液分布器[6]，每个碱液分布器[6]通过支管道与主管道相通，主管道通过碱液泵[10]与碱液槽[11]相通；每块塔板[7]上均开有50～100个筛孔[14]，每个筛孔[14]的上平面同中心地固定有升液管[5]。因此，本发明具有解吸效率高、成本低和能耗小的特点。

Description

一种用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔

技术领域

本发明属于分离设备领域。具体涉及一种用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔。

背景技术

板式塔和填料塔广泛用于蒸馏、吸收萃取、吸附、洗涤、冷却等化工单元过程。填料塔具有分离效率高、压降小、处理能力大等优点，但液体在填料表面流动时，易聚积于塔壁成股流下，需要再设置液体分布器；板式塔具有操作弹性大，不易堵塞、成本低等优点，但压降较大，对用于高塔和气体流量大的单元操作时动力消耗量大。

目前，工业化中处理高浓度氨氮废水(3500～4000mg/L)最为成熟的技术为蒸氨法，它采用板式塔作为解吸设备，以蒸汽为解吸气流对废水进行吹脱，达到脱氨效果。蒸氨法的技术特点为剩余氨水从蒸氨塔上部进入，与顶部喷入的碱液充分混合，然后与从塔底通入的蒸汽在塔板上充分接触进行传质，最后蒸汽携带氨从塔顶气体出口逸出，废水经过脱氨后从塔底液体出口流出。采用蒸氨塔处理剩余氨水中的氨氮，具有工艺简单，氨氮脱除效率稳定等优点，但也存在着设备阻力大，氨氮去除效率低，且在蒸氨过程中处理1t废水需使用160～200kg水蒸汽，成本高，耗能大。

蒸氨法是一种典型的气流解吸法。气流解吸法的技术原理是通过向废水中加入碱液，使废水中的NH₄ ⁺转化为NH₃，使用空气、煤气或氮气等气流作为解吸介质，在塔内与废水进行传质，将NH₃从废水中解吸出来，从而达到降低废水中氨浓度的目的。

常见的气流解吸法脱氨设备只在塔顶部处喷入碱液，使得塔顶部处的废水中NH₄ ⁺向NH₃的转化较完全，所以在塔顶部的废水脱氨效率较高。而随着液体流向塔中下部时，由于碱性物质NH₃的逃逸，使得顶中下部的解吸效率由于液体碱度的降低而降低，使最终的解吸效率达不到要求。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种解吸效率高、成本低和耗能小的用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该复合塔由气体出口、除雾沫器或冷凝冷却器、液体分布器、填料、升液管、碱液分布器、塔板、气体进口管、液体出口、碱液泵、碱液槽、阀门和塔体组成。

塔体的顶端设有气体出口，气体出口的下方设置有除雾沫器或冷凝冷却器，在除雾沫器或冷凝冷却器的下方设置有液体分布器，液体分布器的下方设置有5～20层填料，最下层的填料下方设有气体进口管，塔体的底部设有液体出口。每层填料之间均设置有一块塔板，每层填料与该层填料下方的塔板间布置有碱液分布器，每个碱液分布器通过支管道与主管道相通，主管道通过碱液泵与碱液槽相通。

每块塔板的外径与塔体的内径相同，每块塔板上均开有50～100个筛孔，每个筛孔的上平面同中心地固定有升液管。

所述的填料为散堆填料或为规整填料，填料的料层高度为800～1500mm，每层填料的下平面与该填料下方的塔板上的升液管上端的距离为200～500mm。

所述的筛孔的直径为8～15mm。

所述的升液管管长为100～200mm，内径为25～100mm，升液管的顶端封死，上部的管壁上开有30～140小孔，每个小孔的孔径为8～15mm。

由于采用上述技术方案，本发明采用填料与塔板交错设置的内部结构方式，在每层塔板的上方分别放置有液体分布器，从填料流下的液体在塔板汇聚，在通过筛孔的气流推动搅拌下与碱液混匀，完成了NH₄ ⁺向NH₃的转化过程，使每层塔板上废水的碱度均匀稳定，再进入下一层的填料进行氨的解吸过程，使解吸过程始终保持高效。在解吸过程中无需通入蒸汽，节约了大量的蒸汽资源。且塔板上的载液量小，气流通过时的阻力小，节省了动力消耗。该装置克服了填料塔液体分布不均，板式塔阻力大和动力消耗较大等特点。

因此，本发明具有解吸效率高、成本低和能耗小的特点。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2是图1中升液管5在塔板7的一种放大分布示意图；

图3是图2的局部剖面放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

实施例1

一种用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔。该复合塔的结构如图1所示，由气体出口1、除雾沫器或冷凝冷却器2、液体分布器3、填料4、升液管5、碱液分布器6、塔板7、气体进口管8、液体出口9、碱液泵10、碱液槽11、阀门12和塔体13组成。

在塔体13的顶端设有气体出口1，气体出口1的下方设置有除雾沫器2，在除雾沫器2的下方设置有液体分布器3，液体分布器3的下方设置有7层填料4，最下层的填料4下方设有气体进口管8，塔体13的底部设有液体出口9。每层填料4之间均设置有一块塔板7，每层填料4与该层填料4下方的塔板7间布置有碱液分布器6，每个碱液分布器6通过支管道与主管道相通，每个支管道装有阀门12，主管道通过碱液泵10与碱液槽11相通。

本实施例中：每块塔板7的外径与塔体13的内径相同，每块塔板7如图2所示，均开有57个筛孔14，每个筛孔14的上平面同中心地固定有升液管5；所述的填料4为规整填料，填料4的料层高度为800～1000mm，每层填料4的下平面与该填料4下方的塔板7上的升液管5上端的距离为200～350mm；所述的筛孔14的直径为8～10mm；所述的升液管5如图3所示，每个升液管5管长为100～130mm，内径为25～50mm，升液管5的顶端封死，上部的管壁上开有30～80小孔，每个小孔的孔径为8～10mm。

实施例2

一种用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔。其结构同实施例1。

在塔体13的顶端设有气体出口1，气体出口1的下方设置有冷凝冷却器2，在冷凝冷却器2的下方设置有液体分布器3，液体分布器3的下方设置有5～6层填料4，最下层的填料4下方设有气体进口管8，塔体13的底部设有液体出口9。每层填料4之间均设置有一块塔板7，每层填料4与该层填料4下方的塔板7间布置有碱液分布器6，每个碱液分布器6通过支管道与主管道相通，每个支管道装有阀门12，主管道通过碱液泵10与碱液槽11相通。

本实施例中：每块塔板7的外径与塔体13的内径相同，每块塔板均开有50～56个筛孔14，每个筛孔14的上平面同中心地固定有升液管5；所述的填料4为散堆填料，填料4的料层高度为1000～1200mm，每层填料4的下平面与该填料4下方的塔板7上的升液管5上端的距离为300～400mm；所述的筛孔14的直径为10～12mm；所述的升液管5管长为130～170mm，内径为50～70mm，升液管5的顶端封死，上部的管壁上开有80～120小孔，每个小孔的孔径为10～12mm。

实施例3

在塔体13的顶端设有气体出口1，气体出口1的下方设置有冷凝冷却器2，在冷凝冷却器2的下方设置有液体分布器3，液体分布器3的下方设置有8～20层填料4，最下层的填料4下方设有气体进口管8，塔体13的底部设有液体出口9。每层填料4之间均设置有一块塔板7，每层填料4与该层填料4下方的塔板7间布置有碱液分布器6，每个碱液分布器6通过支管道与主管道相通，每个支管道装有阀门12，主管道通过碱液泵10与碱液槽11相通。

本实施例中：每块塔板7的外径与塔体13的内径相同，每块塔板均开有58～100个筛孔14，每个筛孔14的上平面同中心地固定有升液管5；所述的填料4为散堆填料，填料4的料层高度为1200～1500mm，每层填料4的下平面与该填料4下方的塔板7上的升液管5上端的距离为400～500mm；所述的筛孔14的直径为12～15mm；所述的升液管5管长为170～200mm，内径为70～100mm，升液管5的顶端封死，上部的管壁上开有100～140小孔，每个小孔的孔径为12～15mm。

本具体实施方式采用填料4与塔板7交错设置的内部结构方式，在每层塔板7的上方分别放置有液体分布器6，从填料4流下的液体在塔板7汇聚，在通过筛孔14的气流推动搅拌下与碱液混匀，完成了NH₄ ⁺向NH₃的转化过程，使每层塔板7上废水的碱度均匀稳定，再进入下一层的填料4进行氨的解吸过程，使解吸过程始终保持高效。在解吸过程中无需通入蒸汽，节约了大量的蒸汽资源。且塔板7上的载液量小，气流通过时的阻力小，节省了动力消耗。该装置克服了填料塔液体分布不均，板式塔阻力大和动力消耗较大等特点。

因此，本具体实施方式具有解吸效率高、成本低和能耗小的特点。

Claims

1.一种用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔，其特征在于该复合塔由气体出口[1]、除雾沫器或冷凝冷却器[2]、液体分布器[3]、填料[4]、升液管[5]、碱液分布器[6]、塔板[7]、气体进口管[8]、液体出口[9]、碱液泵[10]、碱液槽[11]、阀门[12]和塔体[13]组成；

塔体[13]的顶端设有气体出口[1]，气体出口[1]的下方设置有除雾沫器或冷凝冷却器[2]，在除雾沫器或冷凝冷却器[2]的下方设置有液体分布器[3]，液体分布器[3]的下方设置有5～20层填料[4]，最下层的填料[4]下方设有气体进口管[8]，塔体[13]的底部设有液体出口[9]；每层填料[4]之间均设置有一块塔板[7]，每层填料[4]与该层填料[4]下方的塔板[7]间布置有碱液分布器[6]，每个碱液分布器[6]通过支管道与主管道相通，主管道通过碱液泵[10]与碱液槽[11]相通；

每块塔板[7]的外径与塔体[13]的内径相同，每块塔板[7]上均开有50～100个筛孔[14]，每个筛孔[14]的上平面同中心地固定有升液管[5]。

2.根据权利要求1所述的用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔，其特征在于所述的填料[4]为散堆填料或为规整填料，填料[4]的料层高度为800～1500mm，每层填料[4]的下平面与该填料[4]下方的塔板[7]上的升液管[5]上端的距离为200～500mm。

3.根据权利要求1所述的用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔，其特征在于所述的筛孔[14]的直径为8～15mm。

4.根据权利要求1所述的用气流解吸法处理高浓度氨氮废水的复合塔，其特征在于所述的升液管[5]管长为100～200mm，内径为25～100mm，升液管[5]的顶端封死，上部的管壁上开有30～140小孔，每个小孔的孔径为8～15mm。