CN105664697A - 一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，包括：脱氨反应器，沸点分离器，氨水吸收器，盐酸吸收器，废液转移器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤膜，反渗透膜，上述设备通过管道连接为一个整体，所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，能够有效回收酸性废液，通过废气净化彻底，不能回收的废液实现了安全达标排放。

Description

一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统
技术领域
本发明涉及化工环保领域，特别是涉及一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统。
背景技术
在化工，造纸，合成农药，染料等行业生产中都伴随放热，酸性气体的排放，酸性气体中主要是氯化氢，硫化氢，二氧化硫，氨气，这些气体有的含有毒性，不能直接排往大气，这些废气溶于水，形成酸液，酸液能够回收，作为副产品，但是，酸性液体的形成也不是完全吸收，有进一步污染大气的可能，同时，有些酸液要在不能回收后，污水中含有大量的残余氨氮离子，为了节约水资源，需要把废水重新利用，从而确保淡水资源的可持续供需，为此，本发明提供了一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，废气，废液得到深层净化，提升了空气环保质量，并且节约了水资源，促进了水资源的循环经济发展。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，能够把酸性废气完全吸收，同时把酸性废气产生的酸液进行有效回收，不能回收的酸液能够完全净化，保证了水资源的循环利用。
所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，包括：脱氨反应器，沸点分离器，氨水吸收器，盐酸吸收器，废液转移器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤膜，反渗透膜，上述设备通过管道连接为一个整体，一种优选技术方案，所述的管道采用聚丙烯材质的内壳，防腐能力强。
其中，所述的脱氨反应器为搅拌罐结构，在脱氨反应器内连接了碱加料机，通过碱加料机加入碱性物质NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH＋NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：（NH4）2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O；产生的氨气排出，同时氯化氢和硫化氢与氢氧化钠反应，生成NACL和NA2SO4，不能完全溶于水的氯化氢排出。
排出的气体通过管道进入到沸点分离器，根据沸点的不同，分别进入氨水吸收器和盐酸吸收器，其中氨水吸收器和盐酸吸收器结构完全相同，分别包括三个降膜吸收器和酸液储藏罐，在降膜吸收器内设置了液体布膜段，吸收冷却段，气液分离段三部分组成，采用的是石墨改性聚丙烯降膜式吸收器，工作的时候，吸收气体从酸液储藏罐进入降膜吸收器，在所述的液体布膜段设置了吸收剂，吸收剂通过布膜器垂直沿着列管内壁以薄膜状态下降，气体自下而上逆流通过内管空间，气体液体在流动的液膜上进行反应。
反应后的液体分别进入到氨水储罐和盐酸储罐，所述的氨水储罐和盐酸储罐通过管道连接了水喷射真空机组，通过水喷射真空机组为氨水吸收，盐酸吸收提供动力。
脱氨反应器内，形成的废液主要成份为NACL，NASO4混合水溶液，把脱氨反应器的废液转移到废液转移器；通过废液转移器，通过管道连接到三效多级蒸发器，三效多级蒸发器温度为130摄氏度，三效多级蒸发器产生的蒸馏纯水通过三效多级蒸发器排出；然后，三效多级蒸发器通过管道连接到了高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，通过高温蒸发结晶器连续蒸发结晶，在氯化钠分离器内把NACL分离，得到固体氯化钠，氯化钠分离器上设置了氯化钠出口，NACL分离后，通过氯化钠出口排出。
残余的硫酸钠和少量氯化钠溶液通过管道进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，经过硫酸钠分离器分离得到的是硫酸钠，残余的是含少量钠离子的混合溶液，低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备；通过电渗析设备产生的淡水，进入到钠滤膜过滤；
经过钠滤膜过滤，过滤液体淡液进入到反渗透膜，经过反渗透膜，经过过滤得到高浓度钠离子浓水和去离子纯水，去离子纯水排出，从而完成整个废水资源利用过程。
一种优选技术方案，所述的电渗析设备为电渗槽，在所述的电渗槽上设置了电渗析膜。
所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，包括如下步骤：
第一步：将含氨氮，氯化氢废气通过管道连接到脱氨反应器内，通过碱加料机加入碱性物质NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH＋NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：（NH4）2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O；
产生的氨气排出，同时氯化氢和硫化氢与氢氧化钠反应，生成NACL和NA2SO4，不能完全溶于水的氯化氢排出；
第二步：将脱氨反应器内化学反应后的氨气和盐酸废气通过管道连接了沸点分离器，沸点分离器根据沸点不同，把氨气和氯化氢从沸点分离器进行分离，分离后的氨气进入氨水吸收器，氯化氢进入盐酸吸收器；
第三步：在氨水吸收器内把氨气进行回收，在盐酸吸收器内把盐酸进行回收；
第四步：在第一步脱氨反应器内，形成的废液主要成份为NACL，NASO4混合水溶液；
第五步：把脱氨反应器的废液转移到废液转移器；通过废液转移器，通过管道连接到三效多级蒸发器，三效多级蒸发器温度为130摄氏度，三效多级蒸发器产生的蒸馏纯水通过三效多级蒸发器排出；
第六步：三效多级蒸发器通过管道连接到高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，奥斯陆型蒸发结晶器内溶液温度为70摄氏度到90摄氏度之间，在过饱和条件下，通过氯化钠分离器进行固体液体分离，得到氯化钠固体，残余的是硫酸钠和少量的氯化钠饱和溶液，由于气液分离器温度为130摄氏度，奥斯陆型蒸发结晶器温度为70摄氏度到90摄氏度，所以在奥斯陆型蒸发结晶器内不需要额外能耗，气液分离器的热能能够被第六步的奥斯陆型蒸发结晶器NACL蒸发充分重复利用,节约了能源；
第七步：残余的硫酸钠和少量氯化钠溶液通过管道进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，经过硫酸钠分离器分离得到的是硫酸钠，残余的是含少量钠离子的混合溶液，低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备；
第八步：通过电渗析设备产生的淡水，进入到钠滤膜过滤；
第九步：钠滤膜过滤，过滤液体淡液进入到反渗透膜，经过反渗透膜，经过过滤得到高浓度钠离子浓水和去离子纯水，去离子纯水排出，从而完成整个废水资源利用过程。
所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，能够有效回收酸性废液，通过废气净化彻底，不能回收的废液实现了安全达标排放。
附图说明
图1是本发明一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：
1为脱氨反应器，2为沸点分离器，3为氨水吸收器，4为盐酸吸收器，5为氨水储罐，6为盐酸储罐，7为酸液储藏罐，8为降膜吸收器，9为水喷射真空机组，10为废液转移器，11为三效多级蒸发器，12为高温蒸发结晶器，13为低温结晶器，14为电渗析设备，15为钠滤膜，16为反渗透膜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，包括：脱氨反应器，沸点分离器，氨水吸收器，盐酸吸收器，废液转移器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤膜，反渗透膜，上述设备通过管道连接为一个整体，一种优选技术方案，所述的管道采用聚丙烯材质的内壳，防腐能力强。
其中，所述的脱氨反应器为搅拌罐结构，在脱氨反应器内连接了碱加料机，通过碱加料机加入碱性物质NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH＋NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：（NH4）2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O；产生的氨气排出，同时氯化氢和硫化氢与氢氧化钠反应，生成NACL和NA2SO4，不能完全溶于水的氯化氢排出。
排出的气体通过管道进入到沸点分离器，根据沸点的不同，分别进入氨水吸收器和盐酸吸收器，其中氨水吸收器和盐酸吸收器结构完全相同，分别包括三个降膜吸收器和酸液储藏罐，在降膜吸收器内设置了液体布膜段，吸收冷却段，气液分离段三部分组成，采用的是石墨改性聚丙烯降膜式吸收器，工作的时候，吸收气体从酸液储藏罐进入降膜吸收器，在所述的液体布膜段设置了吸收剂，吸收剂通过布膜器垂直沿着列管内壁以薄膜状态下降，气体自下而上逆流通过内管空间，气体液体在流动的液膜上进行反应。
反应后的液体分别进入到氨水储罐和盐酸储罐，所述的氨水储罐和盐酸储罐通过管道连接了水喷射真空机组，通过水喷射真空机组为氨水吸收，盐酸吸收提供动力。
脱氨反应器内，形成的废液主要成份为NACL，NASO4混合水溶液，把脱氨反应器的废液转移到废液转移器；通过废液转移器，通过管道连接到三效多级蒸发器，三效多级蒸发器温度为130摄氏度，三效多级蒸发器产生的蒸馏纯水通过三效多级蒸发器排出；然后，三效多级蒸发器通过管道连接到了高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，通过高温蒸发结晶器连续蒸发结晶，在氯化钠分离器内把NACL分离，得到固体氯化钠，氯化钠分离器上设置了氯化钠出口，NACL分离后，通过氯化钠出口排出。
残余的硫酸钠和少量氯化钠溶液通过管道进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，经过硫酸钠分离器分离得到的是硫酸钠，残余的是含少量钠离子的混合溶液，低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备；通过电渗析设备产生的淡水，进入到钠滤膜过滤；
经过钠滤膜过滤，过滤液体淡液进入到反渗透膜，经过反渗透膜，经过过滤得到高浓度钠离子浓水和去离子纯水，去离子纯水排出，从而完成整个废水资源利用过程。
一种优选技术方案，所述的电渗析设备为电渗槽，在所述的电渗槽上设置了电渗析膜。
所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，包括如下步骤：
第一步：将含氨氮，氯化氢废气通过管道连接到脱氨反应器内，通过碱加料机加入碱性物质NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH＋NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：（NH4）2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O；
产生的氨气排出，同时氯化氢和硫化氢与氢氧化钠反应，生成NACL和NA2SO4，不能完全溶于水的氯化氢排出；
第二步：将脱氨反应器内化学反应后的氨气和盐酸废气通过管道连接了沸点分离器，沸点分离器根据沸点不同，把氨气和氯化氢从沸点分离器进行分离，分离后的氨气进入氨水吸收器，氯化氢进入盐酸吸收器；
第三步：在氨水吸收器内把氨气进行回收，在盐酸吸收器内把盐酸进行回收；
第四步：在第一步脱氨反应器内，形成的废液主要成份为NACL，NASO4混合水溶液；
第五步：把脱氨反应器的废液转移到废液转移器；通过废液转移器，通过管道连接到三效多级蒸发器，三效多级蒸发器温度为130摄氏度，三效多级蒸发器产生的蒸馏纯水通过三效多级蒸发器排出；
第六步：三效多级蒸发器通过管道连接到高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，奥斯陆型蒸发结晶器内溶液温度为70摄氏度到90摄氏度之间，在过饱和条件下，通过氯化钠分离器进行固体液体分离，得到氯化钠固体，残余的是硫酸钠和少量的氯化钠饱和溶液，由于气液分离器温度为130摄氏度，奥斯陆型蒸发结晶器温度为70摄氏度到90摄氏度，所以在奥斯陆型蒸发结晶器内不需要额外能耗，气液分离器的热能能够被第六步的奥斯陆型蒸发结晶器NACL蒸发充分重复利用,节约了能源；
第七步：残余的硫酸钠和少量氯化钠溶液通过管道进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，经过硫酸钠分离器分离得到的是硫酸钠，残余的是含少量钠离子的混合溶液，低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备；
第八步：通过电渗析设备产生的淡水，进入到钠滤膜过滤；
第九步：钠滤膜过滤，过滤液体淡液进入到反渗透膜，经过反渗透膜，经过过滤得到高浓度钠离子浓水和去离子纯水，去离子纯水排出，从而完成整个废水资源利用过程。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，其特征在于，包括：脱氨反应器，沸点分离器，氨水吸收器，盐酸吸收器，废液转移器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤膜，反渗透膜，上述设备通过管道连接为一个整体，所述的脱氨反应器为搅拌罐结构，在脱氨反应器内连接了碱加料机，通过碱加料机加入碱性物质NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,产生的氨气排出，同时氯化氢和硫化氢与氢氧化钠反应，生成NACL和NA2SO4，不能完全溶于水的氯化氢排出，排出的气体通过管道进入到沸点分离器，根据沸点的不同，分别进入氨水吸收器和盐酸吸收器，其中氨水吸收器和盐酸吸收器结构完全相同，分别包括三个降膜吸收器和酸液储藏罐，在降膜吸收器内设置了液体布膜段，吸收冷却段，气液分离段三部分组成，采用的是石墨改性聚丙烯降膜式吸收器，工作的时候，吸收气体从酸液储藏罐进入降膜吸收器，在所述的液体布膜段设置了吸收剂，吸收剂通过布膜器垂直沿着列管内壁以薄膜状态下降，气体自下而上逆流通过内管空间，气体液体在流动的液膜上进行反应，反应后的液体分别进入到氨水储罐和盐酸储罐，所述的氨水储罐和盐酸储罐通过管道连接了水喷射真空机组，通过水喷射真空机组为氨水吸收，盐酸吸收提供动力，脱氨反应器内，形成的废液主要成份为NACL，NASO4混合水溶液，把脱氨反应器的废液转移到废液转移器；通过废液转移器，通过管道连接到三效多级蒸发器，三效多级蒸发器温度为130摄氏度，三效多级蒸发器产生的蒸馏纯水通过三效多级蒸发器排出；然后，三效多级蒸发器通过管道连接到了高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，通过高温蒸发结晶器连续蒸发结晶，在氯化钠分离器内把NACL分离，得到固体氯化钠，氯化钠分离器上设置了氯化钠出口，NACL分离后，通过氯化钠出口排出，残余的硫酸钠和少量氯化钠溶液通过管道进入低温结晶器，在低温结晶器内进行冷冻结晶，经过硫酸钠分离器分离得到的是硫酸钠，残余的是含少量钠离子的混合溶液，低温结晶器的混合液通过管道进入电渗析设备，通过电渗析设备产生的淡水，进入到钠滤膜过滤，经过钠滤膜过滤，过滤液体淡液进入到反渗透膜，经过反渗透膜，经过过滤得到高浓度钠离子浓水和去离子纯水，去离子纯水排出，从而完成整个废水资源利用过程。
2.根据权利要求1所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，其特征在于，所述的管道采用聚丙烯材质的内壳，防腐能力强。
3.根据权利要求1所述的一种化工行业酸性废气，废液深层净化系统，其特征在于，所述的电渗析设备为电渗槽，在所述的电渗槽上设置了电渗析膜。
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