CN103964522B - 含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于安全且能源效率良好地处理含有过氧化氢和氨的水。本发明的解决方案是，提供一种含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其具有：汽提工序，该汽提工序将含有过氧化氢和氨的水导入汽提塔，并且将气体吹入该汽提塔（1）以进行汽提处理；催化剂氧化工序，该催化剂氧化工序以催化剂反应器（16）对来自该汽提塔的汽提气体进行催化剂氧化处理；以及气体循环工序，该气体循环工序使催化剂氧化工序的处理气体的一部分循环于前述汽提塔并与前述空气一同吹入。将该汽提塔（1）的温度设为45℃至70℃，并且相对于往该汽提塔的气体吹入量，将前述处理气体的循环气体流量设为15倍至60倍。

Description

含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置，尤其是涉及一种安全且能源效率良好地处理含有过氧化氢和氨的水的方法及装置。
背景技术
作为含有氨的排水的处理方法，有汽提处理（stripping）。作为汽提气体（stripping gas）（或载气（carrier gas）），通常使用空气或水蒸气（steam）。使用空气、或使用水蒸气，虽然能按照各个条件而适当选择，但是有以下的倾向：一般在小型的汽提塔（stripper）中是使用简便的空气，而在大型的汽提塔中则是使用效率良好的水蒸气。
从汽提塔排出的含有氨的气体，虽然能够供于（1）通过催化剂进行的氧化分解处理、（2）作为硫酸铵（ammonium sulfate）的制造原料的利用、（3）作为浓厚氨水的回收等，但是在没有硫酸铵或氨水的流通市场的情况，供于（1）通过催化剂进行的氧化分解处理。
从半导体制造工序中的使用氨/过氧化氢/水的SC-1洗净工序中，被排出含有数千mg/L等级的氨及过氧化氢的SC-1排水。在对该SC-1排水进行汽提处理时，虽然为了改善氨的汽提性而有必要将pH设为11以上，但是当提高pH时也会促进过氧化氢的分解，而产生氧气。由于当氨与氧的混合气体以高浓度存在时就有爆炸的危险性，所以在安全上要避开为宜。
在专利文献1中，记载有组合汽提与催化剂氧化来处理含氨及过氧化氢的排水的方法。在此方法中，通过将含氨及过氧化氢的排水调整在pH9以上并以汽提塔进行处理，由此在汽提塔内分解去除过氧化氢，并且使氨汽提，且将汽提塔的流出气体流通至催化剂反应器以氧化分解氨。
在此方法中，尤其是在处理含有大流量的排水或高浓度的氨的排水的情况，由于当仅使用水蒸气作为汽提气体（载气）时就会产生氨/氧混合气体，所以在安全性方面作为汽提气体较优选是使用空气而非水蒸气。
又，汽提塔中的过氧化氢的分解，虽然越高温则效率越佳，但是会发生以下的问题：当提升汽提塔的温度时塔顶气体的水分浓度就会变高，由于（1）水的蒸发潜热量较多，所以能量成本高，当（2）塔顶气体中的水分浓度超过10体积%时，对该塔顶气体进行氧化处理的催化剂就会劣化，而寿命会变短。因而，在以汽提塔分解过氧化氢的方法中，为了回避此问题，而在较低的温度下使用大量的空气进行汽提。
在专利文献2中，记载有使用空气作为汽提气体，且循环使用来自氨氧化用催化剂反应器的排气，由此节省伴随水分蒸发所带来的能量的方法。
专利文献2的方法，比起专利文献1的方法，由于在汽提塔的新鲜的空气取入量较少，所以可以大幅地节省能量成本。但是，在专利文献2的方法中，尤其是在将汽提塔的运转温度设为低温的情况，将需要较大的风量（例如，每处理水量1000m3/天，在吹入空气的情况，成为40000Nm3/小时至50000Nm3/小时左右。在水蒸气的情况，为9000Nm3/小时左右），且必须增多催化剂反应器中的催化剂量。又，当汽提塔的温度超过45℃时，由于塔顶气体中的水分浓度会超过10体积%，所以有必要使用高价的耐水性催化剂以免催化剂的寿命变短。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-172384号公报
专利文献2：日本特开平09-323088号公报
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，并提供一种安全且能源效率良好地处理含有过氧化氢和氨的水的方法及装置。
本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其具有：汽提工序，该汽提工序将含有过氧化氢和氨的水导入汽提塔，并且将气体吹入该汽提塔进行汽提处理；催化剂氧化工序，该催化剂氧化工序对来自该汽提塔的汽提气体进行催化剂氧化处理；以及气体循环供给工序，该气体循环供给工序使来自该催化剂氧化工序的处理气体的一部分循环至前述汽提塔，并且对该循环气体吹入新鲜空气，其特征在于，将该汽提塔的温度设为45℃至70℃，并且，将前述处理气体的循环气体流量设为相对于该新鲜空气吹入流量的15倍至60倍。
本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理装置，其具有：汽提塔，该汽提塔具备含有过氧化氢和氨的水的导入装置以及气体汽提用气体的吹入装置；催化剂氧化塔，该催化剂氧化塔对来自该汽提塔的汽提气体进行催化剂氧化处理；气体循环装置，该气体循环装置使来自催化剂氧化塔的处理气体的一部分循环至前述汽提塔；以及新鲜空气吹入装置，该新鲜空气吹入装置对该气体循环装置的循环气体吹入新鲜空气，其特征在于，其具备：温度控制装置，该温度控制装置将该汽提塔的温度设为45℃至70℃；以及流量控制装置，该流量控制装置将前述处理气体的循环气体流量设为相对于往该循环气体的空气吹入量的15倍至60倍。
较优选是供给至前述催化剂氧化工序的前述汽提气体的含水率是10体积%以下。
在本发明的一个方案中，对前述汽提气体进行冷却并生成冷凝水，且将分离该冷凝水后的气体供给至前述催化剂氧化工序或催化剂氧化塔。
在本发明的一个方案中，对前述汽提气体进行绝热压缩，并使前述汽提气体与汽提塔的塔底液进行热交换并冷却，生成第1冷凝水，使分离该第1冷凝水后的气体与冷却水进行热交换并冷却，生成第2冷凝水，将分离该第2冷凝水后的气体在压力开放后供给至前述催化剂氧化工序或催化剂氧化塔。
较优选是前述含有过氧化氢和氨的水的氨浓度是500mg/L以上，过氧化氢浓度是1000mg/L以上。
较优选是将前述含有过氧化氢和氨的水调整在pH9以上并导入前述汽提塔。
在本发明的一个方案中，将前述汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢。
本发明人为了解决上述课题而反复精心检讨的结果，发现在专利文献2的方法中，因提高汽提塔的运转温度而牺牲若干催化剂寿命，也能提高能源效率，且可以降低综合的运转成本，以致完成了本发明。
根据本发明，可以从含有过氧化氢和氨的水中安全且能源效率良好地去除过氧化氢和氨。又，可以将供催化剂氧化的汽提气体的含水率降低至10体积%以下，由此可以延长催化剂寿命。
在本发明中，将汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢，由此可以获得过氧化氢浓度低的处理水。
附图说明
图1是显示本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置的实施方式的一个实例的系统图。
图2是显示本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置的实施方式的另一个实例的系统图。
图3是显示本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置的实施方式的另一个实例的系统图。
图4是显示本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置的实施方式的另一个实例的系统图。
其中，附图标记说明如下：
1：汽提塔
3：填充层
16：催化剂反应器
22：烟囱
30：温度传感器
31：控制器
33、34：流量计
41、48、64：气液分离槽
43：压缩机
80：pH调整槽
81：碱添加装置
具体实施方式
以下详细地说明本发明的含有过氧化氢和氨的水的处理方法的实施方式。
作为在本发明中作为处理对象的含有过氧化氢和氨的水，较优选是氨含有500mg/L以上，例如含有500mg/L至5000mg/L，过氧化氢含有1000mg/L以上，例如1000mg/L至10000mg/L。作为如此的含有过氧化氢和氨的水，可例示SC-1排水。
在含有过氧化氢和氨的水为SC-1排水的情况，其pH通常为8至10左右。
在提高氨的汽提率及过氧化氢的分解率的情况，较优选是在含有过氧化氢和氨的水中添加氢氧化钠、氢氧化钾等的碱，且在将pH调整在9以上、例如9至13尤其是10.5至12后，进行汽提处理。
在本发明中，以汽提塔在45℃至70℃较优选为50℃至65℃对如此的含有过氧化氢和氨的水进行汽提（stripping）处理，且以催化剂氧化塔对来自汽提塔的流出气体进行氧化处理。为了进行汽提处理，较优选是使用填充有填充材料并形成填充层的汽提塔，且较优选是将比该汽提塔内的填充层还更靠近上侧的塔顶部、例如塔顶的气体出口部的温度设为上述范围。汽提塔的温度控制，可以通过调整塔底液的温度来控制。
通过将气体吹入该汽提塔而使氨汽提。在将往气体塔内的含有过氧化氢和氨的水的供给量设为W（m3/小时），将往汽提塔内的气体的吹入量设为G（Nm3/小时）的情况，G/W较优选为100至1000，特优选为300至600左右。
又，较优选是以在汽提塔不引起泛流（flooding）的塔径且填充高度成为2m至15m左右的方式来选择气体吹入量及填充材料的种类。
被吹入汽提塔的气体，是对来自催化剂氧化塔的循环气体添加了新鲜空气的气体。在将来自催化剂氧化塔的循环气体流量设为Fc（Nm3/小时），将新鲜空气的添加流量设为Ff（Nm3/小时）的情况，将Fc/Ff设为15至60，较优选为20至50。
循环气体流量，设为：循环气体流量与新鲜空气流量的合计，成为以汽提塔对氨进行汽提的充足的气体量的流量。又，新鲜空气的添加流量，设为：可以充分地供给以后级的催化剂氧化塔对氨进行氧化所需的氧的流量。
在本发明中，较优选是在对来自汽提塔塔顶的流出气体（以下，有时称为汽提气体）进行催化剂氧化前进行冷凝处理并将汽提气体的含水率（水蒸气含有率）设为10体积%以下，特优选为8体积%以下。通过如此地降低汽提气体的含水率，可以防止（抑制）催化剂氧化塔的氧化催化剂的劣化。
为了对汽提气体进行冷凝处理，较优选是在通过热交换器使其降温后，对冷凝水进行气液分离。也可在该冷却凝结的前级，对汽提气体进行压缩后，以热交换器来冷却，接着使与冷却水进行热交换并使水冷凝以进行气液分离。由气液分离所分离出的冷凝水较优选是被喷洒在汽提塔内的上部。
在本发明中，较优选是在将冷凝处理后的气体加温并提高露点后，导入具有催化剂填充层的催化剂反应器以氧化分解氨。该反应器入口气体温度较优选为300℃至400℃，特优选为320℃至350℃左右。作为氨分解用氧化催化剂，例如可使用使钌、铂等的贵金属受载于氧化铝（alumina）、沸石（zeolite）等载体的催化剂。氨的氧化反应式如同以下所述。
4NH3+3O2→2N2+6H2O
在本发明中，虽然是将汽提塔的温度（较优选为塔内的塔顶部的气体温度）设定在45℃至70℃，但是在该汽提处理温度中，有可能过氧化氢的分解速度小，使得塔底液中的过氧化氢浓度未充分降低。因此，在本发明中，也可将塔底液从汽提塔取出并加热以分解过氧化氢。作为该加热的热源，较优选是利用来自催化剂反应器的反应气体的保有热，且进行热交换而热回收。又，优选通过加热将分解过氧化氢后的液体与被处理水进行热交换来热回收。通过该热交换而降温的液体较优选是进行气液分离，且将气体回送到汽提塔的上部，而水则作为处理水取出。
以下，参照附图就实施方式加以说明。图1至图4分别显示本发明的实施方式的含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置的流程图。
在图1的方法及装置中，含有过氧化氢和氨的排水能通过被处理水供给配管2而供给至汽提塔1的上部的洒水器2a，且从该洒水器2a喷洒。被喷洒的水，在填充层3中一边与气体接触的同时一边流下，成为氨被汽提后的塔底液L。
该塔底液L，能通过配管4、循环泵5、配管6、7、热交换器8、配管9而循环。在热交换器8通过阀10而供给有水蒸气作为热源流体，且以加热塔底液L的方式所构成。能通过阀10的开启度调整来控制往热交换器8的水蒸气供给量。另外，塔底液的一部分从连接于配管6的配管6a中取出作为处理水。
在填充层3的下侧的塔内设置有喷嘴11以便将气体吹入。从该喷嘴11吹入的气体会上升于填充层3并与排水接触，排水中的氨会变成气体并进行汽提。通过汽提后的气体及水的蒸发而产生的水蒸气，与空气一同上升于塔内，且能通过除雾器（demister）（雾分离器）12而去除掉水滴。该含有氨及水蒸气的气体，从塔顶朝向配管13流出，且在以热交换器14加热至露点以上、较优选为280℃至380℃、尤其是320℃至350℃左右后，通过配管15，而导入催化剂反应器16。另外，在配管15的途中设置有催化剂反应器入口加热器15A。
气体中的氨，能通过与催化剂反应器16内的催化剂16a接触，而按照前述反应式被氧化。该氧化反应为发热反应，且使得气体温度上升。从催化剂反应器16流出的气体，从配管17导入热交换器14，且与汽提塔流出气体进行热交换而降温。该气体，接着从配管18通过送风机（blower）19及配管20而供给至喷嘴11。从该送风机19送出的气体的一部分，通过从配管20分支出的配管21送至烟囱22且朝向系统外排出。在比配管21的分支部还更靠近下游侧（喷嘴11侧），能通过送风机23及配管24而添加空气（大气）。
在本发明中，较优选是在从催化剂氧化塔出口气体热回收后，将气体的大半循环于汽提塔。可以由此而提高热利用率，且可以提升经济性方面如同上面所述，但是，气体再循环方面还具有以下所述的优点。
当以催化剂氧化塔对氨进行氧化处理时，通常会产生氮氧化物（NOX）的副产物（byproduct）。此为公害物质之一，且应在释放至大气的情况时极力地减低放出量。尤其是在原水中的氨浓度较高的情况有必要充分地考虑氮氧化物的放出量。
氮氧化物的放出量，能如通式（1）所示地以气体流量与其浓度的积来表示。但是在本发明的方法中，由于是将气体进行再循环，所以可以大幅地降低放出气体流量，且可以减低氮氧化物的放出量。又，由于循环后的氮氧化物再次回送到催化剂氧化塔，且如通式（2）所示地与氨起反应而进行分解去除，所以可以减低氮氧化物的绝对量，且可以更进一步大幅地减低往大气的氮氧化物的放出量。
往大气的氮氧化物放出量=气体流量×氮氧化物浓度 （1）
NOX+NH3→N2+H2O （2）
设置有温度传感器30以便检测前述汽提塔1内的塔顶部的气体出口的温度，且该检测温度信号被输入至控制器31。能通过阀10来控制往热交换器8的水蒸气供给量以便该检测温度成为45℃至70℃，较优选为50℃至65℃。另外，在即便不进行水蒸气加热而传感器30的检测温度仍成为45℃至70℃的范围的情况，则停止往热交换器8的水蒸气供给。
在配管20中、比配管21的分支部还更靠近下游侧且比配管24的汇流部还靠近上游侧设置有流量传感器33。又，在新鲜空气吹入用配管24设置有流量传感器34。这些流量传感器33、34的检测流量信号被输入至控制器31，来自催化剂反应器16的循环气体流量Fc（流量传感器33的检测流量）以始终维持一定流量的方式所控制，而来自空气送风机23的新鲜空气流量Ff（流量传感器34的检测流量）被控制在对与氨的当量成为足够的量的一定量。结果，在通常的SC-1排水的情况，Fc/Ff系成为15至60左右。
如此，通过将新鲜吹入空气的流量Ff设为循环气体流量Fc的1/15至1/60，则新鲜空气吹入量成为在催化剂反应器16的氨氧化反应所需的化学计量值的1.05倍至1.5倍左右的必要最小量，而其他全部使用循环气体。
又，将汽提塔的温度设为45℃至70℃，并且将汽提气体量（Fc+Ff）设为未满理论上所需最小流量的200%，由此能够以较少的空气吹入量安全且有效率地进行汽提。但是由于汽提温度超过45℃所以汽提气体的水蒸气含有率会变高，虽然催化剂反应器16的催化剂寿命变得比先前还短且成本提高，但是能源成本降低，且整体可以将运转费比先前还减低。
图2是在图1的含有过氧化氢和氨的水的处理方法及装置中，为了提高汽提的效率而以更高的温度（例如50℃）来运转汽提塔1，且在导引来自汽提塔1的流出气体的配管13，设置用以将气体温度冷却至比45℃还低的温度（例如40℃至45℃）的冷却用热交换器40和气液分离槽41。在热交换器40流通有温度30℃至35℃左右的冷水CW来作为温冷流体。在气液分离槽41从气体分离出的冷凝水，能通过配管42而从汽提塔1内较优选为填充层3的上侧的洒水喷嘴42a喷洒。
来自气液分离槽41的气体，能通过配管41a而送至热交换器14，且在升温后导入催化剂反应器16。图2的其他的构成与图1相同，且同一符号是显示同一部分。
在该图2的方法及装置中，由于是将来自汽提塔1的汽提气体以热交换器40冷却至比45℃还低的温度并使水分凝结，且以气液分离槽41来分离冷凝水，所以气体的含水率会降低至10体积%以下。由此，能一边以较高的效率来运转汽提塔的同时一边减低往催化剂反应器16的催化剂的负荷，且可以延长催化剂寿命。但是，由于必须使冷却汽提气体并使水蒸气凝结而回送到汽提塔1的水，在汽提塔1内再次蒸发，所以该部分将使得能源成本比图1的方法及装置还上升。
图3的方法及装置是比图2的方法及装置还高温、且以低风量效率良好地进行汽提的方法及装置。在以压缩机43对来自汽提塔1的气体进行压缩后，以冷却用热交换器44来冷却。处理水的一部分能通过从配管6分支出的配管46来导入，作为该热交换器44的低温流体（塔底液）。通过以热交换器44进行热交换而升温后的处理水的一部分，通过配管47而回送到汽提塔1内（较优选为填充层3的下侧）。
由于是通过热交换器44对来自压缩机43的高温气体进行冷却并使其凝结，所以从热交换器44通过配管47而回送到汽提塔1的塔底液的温度会变高至97℃至110℃尤其是100℃至105℃左右。
被压缩的汽提气体在由热交换器44所冷却后，被导入气液分离槽48。该冷凝水，能从气液分离槽48的底部通过配管49取出，且透过减压阀50及配管51回送到被处理水供给配管2。
在气液分离槽48已分离出冷凝水的气体，在由以冷水为冷温流体的冷却用热交换器40所冷却后，能以气液分离槽41使得冷凝水分离。在该图3的实施方式中，虽然由气液分离槽41所分离出的冷凝水，以通过配管52回送到被处理排水供给配管2的方式所构成，但是也可与图2同样地回送到汽提塔1的上部。
将来自该气液分离槽48的气体，与图2的情况同样地以热交换器40来冷却并使水蒸气凝结，且以气液分离槽41将冷凝水分离，然后，通过减压阀45并通过热交换器14予以加温后，供给至催化剂反应器16。另外，虽然来自该气液分离槽48的冷凝水能通过配管51回送到被处理水供给配管2，但是也可如图2的配管42所示地以供给至汽提塔1的上部的喷嘴42a的方式所构成。
在图3的装置中，可以通过控制压缩机43的转数、往热交换器40的冷却水流通量等来控制汽提塔1的塔顶气体温度。图3的其他的构成与图2同样，且同一符号是显示同一部分。
当依据该图3的方法及装置时，就以压缩机43对来自汽提塔1的汽提气体进行绝热压缩，由此使气体升温至高温，接着以热交换器44来与塔底液进行热交换使其降温，并且使水蒸气凝结，进而以气液分离槽48来分离冷凝水，而降低气体的含水率。由于该情况的凝结温度无法设在塔底液温度（例如60℃）以下，所以要更进一步以使用冷却水的热交换器40来冷却至45℃以下并以气液分离槽41来分离冷凝水而将气体的含水率降低至10体积%以下。由此催化剂反应器16的导入气体的含水率会变低，而可以延长催化剂寿命。
图4是在图1的方法及装置中，为了将供给至被处理水供给配管2的被处理水的pH调整在9以上，较优选为10.5至12，而设置了具有碱添加装置81的pH调整槽80。又，为了降低处理水中的过氧化氢浓度，而以热交换器60对塔底液的一部分进行加热以分解塔底液中的过氧化氢，且在以气液分离器64进行气液分离后，将液体取出作为处理水，且将气体回送到汽提塔1的上部。
也即，汽提塔1的塔底液L的一部分，通过配管4、泵5、配管6、6a流通至热交换器60，且被加热。为了使加热用高温流体流通至该热交换器60的传热管60a，而以在来自前述催化剂反应器16的反应气体配管17的途中（比热交换器14更靠近催化剂反应器16侧）设置有热交换器70，且以热介质（例如热介质油）通过配管71、传热管60a、配管72、循环泵73、配管74循环于热交换器60、70间的方式所构成。
通过塔底液L以热交换器60加热至较优选为90℃以上、例如90℃至98℃，而进行过氧化氢的分解。由热交换器60所加热的液体，从配管61流通至热交换器62，且在与被处理水进行热交换而降温至25℃至35℃例如约30℃后，通过配管63导入气液分离槽64，且进行气液分离处理。已分离出气体的处理水能通过配管65取出，而包含通过过氧化氢的分解而产生的O2或其他成分（例如水蒸气）的气体，通过配管66导入汽提塔1的上部（比除雾器12更靠近下侧）。图4的其他的构成与图1同样，且同一符号是显示同一部分。
当根据该图4的方法及装置时，过氧化氢被充分分解后的处理水能从配管65获得。又，由于在此实施方式中，使来自热交换器60的高温处理水在热交换器62中与被处理水进行热交换，且提高从配管2导入汽提塔1的被处理水的温度（较优选为80℃至100℃，例如约90℃），所以能减轻热交换器8的负荷。
上述实施方式皆为本发明的一个实例，本发明也可为图示以外的方式。例如，也可将图4所示的过氧化氢分解机构（热交换器60、62、70、气液分离器64、循环泵73及各配管）设置于图1至图3的装置。又，在图4中，也可设置图2或图3所示的汽提气体凝结机构。另外，虽然在图1至图3中省略了用以将被处理水的pH调整在9以上的pH调整槽80及碱添加装置81，但是其是假定设置这些来调整pH。
[实施例]
以下，列举实施例及比较例更具体地说明本发明。
在以下的实施例中所处理的原水，是将氨浓度2000mg/L、过氧化氢浓度5000mg/L的来自SC-1工序的排水调整在pH11，且将该原水以41.7m3/小时供给至汽提塔1。汽提塔1的直径为1.8m，填充高度为7.8m。在催化剂反应器16中填充有4.3m3的贵金属系催化剂。氨浓度的测定通过离子电极法来进行，过氧化氢浓度的测定通过硫酸钛法来进行。
[实施例1至2、比较例1至2]
按照图1所示的处理流程，并以表1所示的进行处理，将结果显示于表1。另外，表1中，汽提气体的含水率为汽提塔的塔顶气体的含水率，催化剂反应器流入气体含水率为催化剂反应器的入口气体的含水率，且通过分别抽气并进行气体分析而求出的值。塔顶气体温度为温度传感器30的检测温度。
如实施例1所示，通过提高汽提塔的温度，可以用较少的风量使氨的99%汽提，且可以用较少的催化剂量来分解氨。又，不用对催化剂反应器入口加热器施加热负荷，就能够进行分解。
如实施例2所示，当将汽提塔温度降低至50℃时，就必须将汽提塔气体量增加至28000Nm3/h。因此，催化剂量从3.0m3增加至4.3m3。又，必须将催化剂反应器入口加热器的热负荷设为202kW。但是，由于气体中的水分量从19.6体积%减至12.1体积%，所以可以期待催化剂寿命变长。
在比较例1中，汽提塔运转温度为40℃。因此，汽提塔气体量变成41000Nm3/h，而催化剂量则需要6.3m3。又，催化剂反应器入口加热器的热负荷变成335kW。虽然其为低含水率，但是由于加热负荷大，所以结果会将运转成本往上提升。
在比较例2中，在将新鲜空气量降至480Nm3/h时，催化剂反应器出口的氧浓度会变成零，而未反应氨则会增加至100ppm。由于480Nm3/h是与氨正好成为当量的氧量，所以可明白其需要该程度以上的氧。
[实施例3、比较例3]
按照图2所示的处理流程，并以表2所示的条件进行处理，将结果显示于表2。另外通过热交换器40将汽提塔1的塔顶流出气体冷却至45℃并导入气液分离槽41。
表2所示的实施例3，比起比较例3，由于减少了新鲜空气量，所以汽提塔塔底加热器及催化剂反应器入口加热器的负荷会变小。又，实施例3，与表1的实施例相较，虽然要花费加热用能源或冷却水等的效用成本（utility cost），但是由于进入催化剂反应器的气体的含水量特别低，所以可以期待长期的催化剂寿命。当考虑催化剂交换费用时，可以对运转费的减低有所贡献。
[实施例4]
基于图2的流程的实施例3，当与基于图1的流程的实施例1进行比较时，虽然催化剂反应器入口气体的含水率会变低，但是催化剂反应器入口加热器的负荷会变大，且需要冷却水。效用成本较大，是实施例3的缺点。作为改善此缺点的方法，可考虑如图3所示地从塔顶气体通过蒸气压缩来热回收以减低能源消耗。在此情况，在更进一步提高汽提塔运转温度以提高塔顶气体的含水率，且降低催化剂反应器流入气体量以减少催化剂量的方面，有益处。
按照图3所示的处理流程，并以表3所示的条件进行处理，将结果显示于表3。另外，以压缩机43压缩后的气体温度为133℃，将此以热交换器44冷却至80℃，且以气液分离槽48进行气液分离。使该分离气体以热交换器40降温至45℃并导入气液分离槽41。汽提塔1的塔顶气体温度通过塔底加热器所控制。
当比较实施例4和实施例3时，虽然是在实施例4施加有压缩机动力，但是可以减少催化剂的量。只要通过动力费与催化剂价格的平衡来选择流程即可。
[实施例5]
按照图4所示的处理流程，并以表4所示的条件进行处理，将结果显示于表4。另外将原水导入pH调整槽80，且添加氢氧化钠以设为pH11.0。在热交换器60中，将塔底液加热至90℃，且在以热交换器62使此降温至30℃后，导入气液分离器64。其他的条件与实施例1相同。
[考察]
如同从表1至表4所示，可知根据本发明的各实施例可以充分地降低氨及过氧化氢的浓度。由于特别是依据实施例1、2可以比先前方法大幅地削减催化剂量，依据实施例3可以降低催化剂反应器入口气体中的水分浓度，所以可以大幅地延长催化剂寿命，而依据实施例4可以用较少的催化剂量期待长期的催化剂寿命，依据实施例5可以显著地降低处理水中的过氧化氢浓度。

Claims (19)

1.一种含有过氧化氢和氨的水的处理方法，
其具有：
汽提工序，该汽提工序将含有过氧化氢和氨的水导入汽提塔，并且将气体吹入该汽提塔进行汽提处理；
催化剂氧化工序，该催化剂氧化工序对来自该汽提塔的汽提气体进行催化剂氧化处理；以及
气体循环供给工序，该气体循环供给工序使来自该催化剂氧化工序的处理气体的一部分循环至前述汽提塔，并且对该循环气体吹入新鲜空气，
其特征在于，
将该汽提塔的温度设为45℃至70℃，
并且，将前述处理气体的循环气体流量设为相对于该新鲜空气吹入流量的15倍至60倍。
2.如权利要求1所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，供给至前述催化剂氧化工序的前述汽提气体的含水率是10体积％以下。
3.如权利要求1所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，对前述汽提气体进行冷却并生成冷凝水，且将分离该冷凝水后的气体供给至前述催化剂氧化工序。
4.如权利要求2所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，对前述汽提气体进行冷却并生成冷凝水，且将分离该冷凝水后的气体供给至前述催化剂氧化工序。
5.如权利要求1所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，对前述汽提气体进行绝热压缩，并使前述汽提气体与汽提塔的塔底液进行热交换并冷却，生成第1冷凝水，使分离该第1冷凝水后的气体与冷却水进行热交换并冷却，生成第2冷凝水，将分离该第2冷凝水后的气体在压力开放后供给至前述催化剂氧化工序。
6.如权利要求2所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，对前述汽提气体进行绝热压缩，并使前述汽提气体与汽提塔的塔底液进行热交换并冷却，生成第1冷凝水，使分离该第1冷凝水后的气体与冷却水进行热交换并冷却，生成第2冷凝水，将分离该第2冷凝水后的气体在压力开放后供给至前述催化剂氧化工序。
7.如权利要求1至6中任一项所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，前述含有过氧化氢和氨的水的氨浓度是500mg/L以上，过氧化氢浓度是1000mg/L以上。
8.如权利要求1至6中任一项所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，将前述含有过氧化氢和氨的水调整在pH9以上并导入前述汽提塔。
9.如权利要求7所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，将前述含有过氧化氢和氨的水调整在pH9以上并导入前述汽提塔。
10.如权利要求1至6中任一项所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，将前述汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢。
11.如权利要求7所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，将前述汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢。
12.如权利要求8所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，将前述汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢。
13.如权利要求9所述的含有过氧化氢和氨的水的处理方法，其中，将前述汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢。
14.一种含有过氧化氢和氨的水的处理装置，
其具有：
汽提塔，该汽提塔具备含有过氧化氢和氨的水的导入装置以及气体汽提用气体的吹入装置；
催化剂氧化塔，该催化剂氧化塔对来自该汽提塔的汽提气体进行催化剂氧化处理；
气体循环装置，该气体循环装置使来自催化剂氧化塔的处理气体的一部分循环至前述汽提塔；以及
新鲜空气吹入装置，该新鲜空气吹入装置对该气体循环装置的循环气体吹入新鲜空气，
其特征在于，
其具备：
温度控制装置，该温度控制装置将该汽提塔的温度设为45℃至70℃；以及
流量控制装置，该流量控制装置将前述处理气体的循环气体流量设为相对于往该循环气体的空气吹入量的15倍至60倍。
15.如权利要求14所述的含有过氧化氢和氨的水的处理装置，其中，其还具备：
对前述汽提气体进行冷却并生成冷凝水的装置；
将该冷凝水从气体分离的装置；以及
将已分离出冷凝水的气体供给至前述催化剂氧化塔的装置。
16.如权利要求14所述的含有过氧化氢和氨的水的处理装置，其中，其还具备：
对前述汽提气体进行绝热压缩，且通过与前述汽提塔的塔底液的热交换来冷却并生成第1冷凝水的装置；
将该第1冷凝水从气体分离的装置；
使已分离出该第1冷凝水的气体与冷却水进行热交换而冷却并生成第2冷凝水的装置；
将该第2冷凝水从气体分离的装置；以及
将已分离出该第2冷凝水的气体在压力开放后供给至前述催化剂氧化塔的装置。
17.如权利要求14至16中任一项所述的含有过氧化氢和氨的水的处理装置，其中，其具备：pH调整装置，该pH调整装置将要导入前述汽提塔的含有过氧化氢和氨的水调整在pH9以上并导入前述汽提塔。
18.如权利要求14至16中任一项所述的含有过氧化氢和氨的水的处理装置，其中，其具备：加热装置，该加热装置将前述汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢。
19.如权利要求17所述的含有过氧化氢和氨的水的处理装置，其中，其具备：加热装置，该加热装置将前述汽提塔的塔底液从汽提塔取出并加热至90℃以上并分解过氧化氢。
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