CN103566740A - 表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置 - Google Patents

表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置 Download PDF

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雷春生
王清
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Abstract

本发明公开了表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，包括吸收塔（1）和蒸氨塔（2），所述的吸收塔（1）内设有提升泵（3），吸收塔（1）与蒸氨塔（2）之间通过管道（4）连接，蒸氨塔（2）同时还连接有加药箱（5）和蒸汽管（6），安装在蒸氨塔（2）底端的回流管（7）与吸收塔（1）之间通过循环泵（8）相连。采用本发明提供装置去除效率高且没有二次污染，值得广泛推广。

Description

表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置
技术领域
本发明涉及表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，属于废气处理领域。 
背景技术
化肥厂所排的废气大多数是氨气，有刺激性臭味，对呼吸道系统有危害，容易的急性呼吸道疾病，氨（NH3）对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，若吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度过高，就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止，危及生命。还有有毒微量有机污染物，有致癌作用，环境激素。 
目前，废气中氨氮处理方法一般采用吸收法和催化燃烧法。吸收法是采用以水或稀硫酸从废气中吸收氨气，虽然吸收效率佳，但因氨气不纯，得到的产品浓度不高且含有其他杂质，使得氨气又转化到水中，以高浓度氨水形式存在，这样从氨氮一种形式转化成另一种形态，其本质还是污染物质，况且吸收过程中消耗了大量的硫酸，造成浪费。把氨气转化为氨水后，高浓度氨水处理方法目前一般采用蒸氨法，把水体中的氨氮在蒸汽的吹脱下又转化为氨气，排放到大气中，引起二次污染，如此反复处理氨氮方法，没有从本质上彻底解决氮去除问题。然而，催化燃烧法，其方法实质是活性氧参与的深度氧化作用，在催化燃烧过程中，催化剂降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，最后分解为氨气排出，此方法也未能避免二次污染风险产生的问题。相对而言，在处理废气中氨氮的催化剂也甚多，如刘在青等老师在文献“TiO2光催化剂再处理有机废水、废气中的应用研究”，该研究通过对纳米TiO2掺入还原剂从而提高催化活性，对废水废气进行降解，其氨气排出效率高，但不能直接把氨气还原为氮气排出，也容易导致二次污染。对于同时解决废气处理吸收法中上述消耗能源高、产生二次污染风险的问题的技术尚未存在。 
发明内容
针对现有技术在处理废气中氨氮时所得产品不纯、没有从本质上彻底解决氮去除以及造成二次污染风险的问题，本发明提供了表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，以磷酸为吸收剂在不断吸收和解吸中得以循环利用，引用有机脱氮剂使其更完全解吸出氨气迅速还原为氮气，避免了给空气带来的二次污染，解决了消耗高、费用高的问题。 
为了实现上述目的，本发明采取的具体技术方案是：表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，包括吸收塔（1）和蒸氨塔（2），所述的吸收塔（1）内设有提升泵（3），吸收塔（1）与蒸氨塔（2）之间通过管道（4）连接，蒸氨塔（2）同时还连接有加药箱（5）和蒸汽管（6），安装在蒸氨塔（2）底端的回流管（7）与吸收塔（1）之间通过循环泵（8）相连。 
所述的吸收塔（1）内设有磷酸梯度添加箱体（9），箱体（9）上设有与吸收塔（1）内氨氮浓度分析仪（10）相连的传感器（11）。 
所述的蒸氨塔（2）内壁粘附有催化层（12），底部设有截留槽（13），上端设有排气孔（14）。 
所述有加药箱（5）内为机脱氮剂，由甲基苯骈三氮唑、聚己烯亚胺、邻苯二甲酸二丁酯组成，其质量比为甲基苯骈三氮唑40~55%、聚己烯亚胺15~25%、邻苯二甲酸二丁酯30~40%。 
所述催化层（12）中重金属含量以氧化物质量百分比计，分别为： 
氧化铋5～10% 、               氧化铍10～15% 、               氧化镓15～20%、
氧化钆10～20%、               氧化钬15～35% 、               氧化铥30～40%、
氧化锇5～10%。
本发明表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置的应用方法为：将化肥厂废气通入吸收塔（1）内，用磷酸梯度添加箱体（9）添加磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵（3）把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道（4）通入蒸氨塔（2）内，加药箱（5）添加10～30ppm的由甲基苯骈三氮唑40~55%、聚己烯亚胺15~25%、邻苯二甲酸二丁酯30~40%组成的有机脱氮剂；蒸氨塔（2）内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α- SiO2催化层（12）；最后通过蒸汽管（6）向蒸氨塔（2）内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化层（12）的作用下被还原成氮气，磷酸氢二铵流入截留槽（13）通过回流管（7）用循环泵（8）打入吸收塔（1）顶，重新吸收废气中的氨气，氨氮浓度分析仪（10）分析出氨氮浓度后通过传感器（11）反映给箱体（9），从而实现整个过程的磷酸梯度添加法除氨氮的目的。 
 本发明的显著优势在于：采用本发明提供的表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，氨氮去除率达99.9%以上；同时具有结构简单、处理效果好、且不会产生二次污染等优点。 
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图； 
1、吸收塔，2、蒸氨塔，3、提升泵，4、管道，5、加药箱，6、蒸汽管，7、回流管，8、循环泵，9、箱体，10、氨氮浓度分析仪，11、传感器，12、催化层，13、截留槽，14、排气孔。
具体实施方案
下面结合附图对本发明技术方案进一步说明。 
如图1所示，本发明所提供的表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，包括吸收塔（1）和蒸氨塔（2），吸收塔（1）内设有提升泵（3），吸收塔（1）与蒸氨塔（2）之间通过管道（4）连接，蒸氨塔（2）同时还连接有加药箱（5）和蒸汽管（6），安装在蒸氨塔（2）底端的回流管（7）与吸收塔（1）之间通过循环泵（8）相连；吸收塔（1）内设有磷酸梯度添加箱体（9），箱体（9）上设有与吸收塔（1）内氨氮浓度分析仪（10）相连的传感器（11）；蒸氨塔（2）内壁粘附有催化层（12），底部设有截留槽（13），上端设有排气孔（14）。 
实施例1 
先让化肥厂废气在吸收塔（1）内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵（3）把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道（4）通入蒸氨塔（2）内，加药箱（5）添加15ppm的由甲基苯骈三氮唑40%、聚己烯亚胺20%、邻苯二甲酸二丁酯40%组成的有机脱氮剂；蒸氨塔（2）内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α- SiO2催化层（12）；最后通过蒸汽管（6）向蒸氨塔（2）内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化层（12）的作用下被还原成氮气，磷酸氢二铵流入截留槽（13）通过回流管（7）用循环泵（8）打入吸收塔（1）顶，重新吸收废气中的氨气；经检测，经过本装置处理后，氨氮浓度由6400mg/L降解到5.12mg/L，去除率达99.92%。
实施例2 
先让化肥厂废气在吸收塔（1）内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵（3）把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道（4）通入蒸氨塔（2）内，加药箱（5）添加20ppm的由甲基苯骈三氮唑50%、聚己烯亚胺20%、邻苯二甲酸二丁酯30%组成的有机脱氮剂；蒸氨塔（2）内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α- SiO2催化层（12）；最后通过蒸汽管（6）向蒸氨塔（2）内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化层（12）的作用下被还原成氮气，磷酸氢二铵流入截留槽（13）通过回流管（7）用循环泵（8）打入吸收塔（1）顶，重新吸收废气中的氨气；经检测，经过本装置处理后，氨氮浓度由5800mg/L降解到3.48mg/L，去除率达99.94%。
实施例3 
先让化肥厂废气在吸收塔（1）内用正磷酸进行吸收，生成磷酸氢二铵和磷酸二氢铵混合溶液；然后用提升泵（3）把混合液不断循环，反复吸收氨气，直至完全生成磷酸氢二铵后用管道（4）通入蒸氨塔（2）内，加药箱（5）添加30ppm的由甲基苯骈三氮唑48%、聚己烯亚胺22%、邻苯二甲酸二丁酯30%组成的有机脱氮剂；蒸氨塔（2）内安装Bi-Be-Ga-Gd-Ho-Tm-Os/α- SiO2催化层（12）；最后通过蒸汽管（6）向蒸氨塔（2）内通入蒸汽，磷酸氢二铵分解成磷酸二氢铵和氨气；氨气在催化层（12）的作用下被还原成氮气，磷酸氢二铵流入截留槽（13）通过回流管（7）用循环泵（8）打入吸收塔（1）顶，重新吸收废气中的氨气；经检测，经过本装置处理后，氨氮浓度由4900mg/L降解到0.98mg/L，去除率达99.98%。

Claims (3)

1.表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，包括吸收塔（1）和蒸氨塔（2），其特征在于：所述的吸收塔（1）内设有提升泵（3），吸收塔（1）与蒸氨塔（2）之间通过管道（4）连接，蒸氨塔（2）同时还连接有加药箱（5）和蒸汽管（6），安装在蒸氨塔（2）底端的回流管（7）与吸收塔（1）之间通过循环泵（8）相连。
2.根据权利要求书1所述的表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的吸收塔（1）内设有磷酸梯度添加箱体（9），箱体（9）上设有与吸收塔（1）内氨氮浓度分析仪（10）相连的传感器（11）。
3.根据权利要求书1所述的表面活性剂磷酸梯度法处理化肥厂废气中高浓度氨氮装置，其特征在于：所述的蒸氨塔（2）内壁粘附有催化层（12），底部设有截留槽（13），上端设有排气孔（14）。
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