CN106082379A - 汽提含酸含氨化工废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，特别是一种汽提含酸含氨化工废水的方法，包括：将待处理的废水进行汽提脱酸、脱氨，采集塔釜釜液，釜液经减压后气液分离，气相进入蒸汽压缩机进行压缩，液相分成两股，其中一股与氨水液进行换热后被汽化，然后也进入蒸汽压缩机进行压缩，被压缩后的气体均进入塔釜上部。本发明与现有技术相比，充分利用了馏出蒸汽的潜热，大幅度节省了蒸汽消耗；并且本工艺实现时，被压缩工质中无腐蚀性气体，减轻了压缩机腐蚀，降低了压缩机投资。本工艺涉及的设备装置技术成熟，工艺条件控制简单，可以广泛地应用在各种含氨废水的处理场合。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是一种汽提含酸含氨化工废水的方法。
背景技术
在炼油化工和煤化工工艺中，会产生大量含酸性组分（如硫化氢、二氧化碳、氰化氢等）和氨的废水。一般而言，对于炼油化工产生废水，酸性物质的含量大约在7000～27000mg/L，氨的含量大约在5000～30000mg/L；对于煤化工产生的废水，酸性气体含量大约在4000～25000mg/L，氨含量一般在3000～15000mg/L。这些废水中的很多物质对人及环境有很大的危害，有些物质还会造成设备的腐蚀、结垢，以及对后续的处理过程造成干扰，例如，氨对微生物有抑制作用，会影响后续的生化处理。因此对这些废水进行生化处理前，一般需要预处理脱除酸性气体和氨。目前工业上是一般采取蒸汽汽提进行处理，即首先将废水中的酸性气体和氨蒸馏出来，使废水中的含氨量降低至300mg/L以下后，再送至生化段进行生物脱氮处理。目前的汽提工艺都是采用新鲜蒸汽作塔底热源，耗能都比较高：如果要同时脱除酸性气体和氨时，每吨水蒸汽消耗量在190～330公斤左右。为了降低能耗，ZL201210153670.8提出了一种基于蒸汽压缩的高浓度含氨废水的处理方法，但是发明人在实现本发明的过程中发现该方法直接对塔顶采出的含氨蒸汽进行压缩，在被压缩蒸汽中同时含有氨、硫化氢和水，易对压缩机造成严重腐蚀，因而压缩机需选用耐腐蚀性更强的材料，导致压缩机寿命缩短且造价增加，同时也导致投资成本相应增加。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述压缩蒸汽对压缩机造成严重腐蚀的缺陷，提供一种汽提含酸含氨煤化工废水的方法，压缩的介质为较纯净的水蒸气，基本不含硫化氢等气体，避免了对蒸汽压缩机的腐蚀，降低了对压缩机材质的要求，大幅度减少投资。
本发明是采用以下的技术方案实现的：
一种汽提含酸含氨化工废水的方法，包括：将待处理的废水进行汽提脱酸、脱氨，采集塔釜釜液，釜液经减压后气液分离，气相进入蒸汽压缩机进行压缩，液相分成两股，其中一股与氨水汽进行换热后被汽化，然后也进入蒸汽压缩机进行压缩，被压缩后的气体均进入塔釜上部。压缩的介质为较纯净的水蒸汽，基本不含有硫化氢等气体，因而避免了对蒸汽压缩机的腐蚀问题；可以降低压缩机材质，大幅度减少投资。
上述技术方案，进一步地，所述被压缩后的气体的压力为0.32-0.6MPa，温度为145-200℃。
上述技术方案，进一步地，所述釜液经节流阀节流减压至0.15-0.27MPa。
上述技术方案，进一步地，所述汽提脱酸、脱氨的方法为单塔加压侧线抽出汽提工艺。
上述技术方案，进一步地，所述单塔加压侧线抽出汽提工艺包括：将进料废水分为冷进料和热进料分别从塔顶和塔上部进入汽提塔，塔顶采出酸性气体，酸性气体进入后续处理过程；侧线采出氨水汽，氨水汽经过三级冷凝和浓缩得到氨气和浓缩液，浓缩液再进入汽提塔或返回原料水储罐。
上述技术方案，进一步地，所述冷进料的温度为35-45℃，热进料热热后温度为120～145℃；汽提塔塔顶压力为0.28～0.5MPa，塔顶温度为40-55℃，塔底压力为0.31～0.53Mpa，塔底温度为143～165℃，侧线采出率8～15%。
上述技术方案，进一步地，热进料的热源为进入三级冷凝过程之前的氨水汽和釜液中的另一股。实现了低品位热量的回收利用，从而可以在满足处理效果的前提下，降低系统能耗。
本发明与现有技术相比，充分利用了馏出蒸汽的潜热，大幅度节省了蒸汽消耗；并且本工艺实现时，被压缩工质中无腐蚀性气体，减轻了压缩机腐蚀，降低了压缩机投资。本工艺涉及的设备装置技术成熟，工艺条件控制简单，可以广泛地应用在各种含氨废水的处理场合。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。
实施例1
本实施例选取煤化工含氨废水，处理量为5吨/小时，含氨浓度 9000 mg/L。先将待处理高浓度含氨废水经分两成冷、热两股，分别从塔顶和塔上部进入汽提塔T1，冷进料的温度为35℃，热进料热热后温度为121℃。分别控制汽提塔T1的塔顶压力为0.3MPa，塔顶温度为45℃，塔底压力为0.32Mpa，塔底温度为145℃，侧线采出率8.5%。汽提塔T1塔顶采出的是酸性气体，进入后续焚烧装置；侧线采出的是氨水汽；釜液为处理后废水。釜液经节流阀J1节流减压至0.17 Mpa后进入气液分离器F4，分离出的气相从气液分离器F4顶部采出后进入蒸汽压缩机C1进行压缩；气液分离器F4下部液相分成两股，一股经换热器E1与汽提塔T1侧线采出的氨水汽换热后，大部分汽化，也进入蒸汽压缩机C1进行压缩。进入蒸汽压缩机C1的蒸汽和少量水被压缩机C1升压至压力为0.32MPa，温度升高至148℃左右后，进入汽提塔T1塔釜上部，最后一块塔盘下边，进入塔釜后分成气液两相，气相作推动蒸汽，液相成为釜液。汽提塔T1侧线采出的氨水汽依次通过与热进料换热降温、三次部分冷凝和气液分离后，得到浓度在98%以上的高浓氨气，从第三级气液分离器F3的顶部采出，进入后续氨精制装置加工成液氨。同时，从汽提塔T1底部通过泵采出的另外一股釜液，换热冷却后进入后续生化处理装置或者回用。汽提塔T1再沸器中通入新鲜蒸汽，补足热量不足的部分。
采用如上技术，其处理后废水总含氨量60mg/L，符合要求。
吨水能耗由原来190公斤蒸汽，降低至只需120公斤蒸汽和1.8度电，效益显著。
实施例2
本实施例选取煤化工含氨废水，处理量为100吨/小时，含氨浓度 11000 mg/L。先将待处理高浓度含氨废水经分两成冷、热两股，分别从塔顶和塔上部进入汽提塔T1，冷进料的温度为40℃，热进料热热后温度为125℃。分别控制汽提塔T1的塔顶压力为0.4MPa，塔顶温度为50℃，塔底压力为0.42Mpa，塔底温度为153.5℃，侧线采出率10%。汽提塔T1塔顶采出的是酸性气体，进入后续焚烧装置；侧线采出的是氨水汽；釜液为处理后废水。釜液经节流阀J1节流减压至0.2Mpa后进入气液分离器F4，分离出的气相从气液分离器F4顶部采出后进入蒸汽压缩机C1进行压缩；气液分离器F4下部液相分成两股，一股经换热器E1与汽提塔T1侧线采出的氨水汽换热后，大部分汽化，也进入蒸汽压缩机C1进行压缩。进入蒸汽压缩机C1的蒸汽和少量水被压缩机C1升压至压力为0.42MPa，温度升高至158℃左右后，进入汽提塔T1塔釜上部，进入塔釜后分成气液两相，气相作推动蒸汽，液相成为釜液。汽提塔T1侧线采出的氨水汽依次通过与热进料换热降温、三次部分冷凝和气液分离后，得到浓度在98%以上的高浓氨气，从第三级气液分离器F3的顶部采出，进入后续氨精制装置加工成液氨。同时，从汽提塔T1底部通过泵采出的另外一股釜液，经换热冷却后进入后续生化处理装置或者回用。汽提塔T1再沸器中通入新鲜蒸汽，补足热量不足的部分。
采用如上技术，其处理后废水总含氨量78 mg/L，符合要求。
吨水能耗由原来195公斤蒸汽，降低至只需86公斤蒸汽和6.5度电，效益显著。
实施例3
本实施例选取石油化工含氨废水，处理量为100吨/小时，含氨浓度 25000 mg/L。先将待处理高浓度含氨废水经分两成冷、热两股，分别从塔顶和塔中上部进入汽提塔T1，冷进料的温度为45℃，热进料热热后温度为145℃。分别控制汽提塔T1的塔顶压力为0.5MPa，塔顶温度为55℃，塔底压力为0.53Mpa，塔底温度为165℃，侧线采出率15%。汽提塔T1塔顶采出的是酸性气体，进入后续焚烧装置；侧线采出的是氨水汽；釜液为处理后废水。釜液经节流阀J1节流减压至0.27Mpa后进入气液分离器F4，分离出的气相从气液分离器F4顶部采出后进入蒸汽压缩机C1进行压缩；气液分离器F4下部液相分成两股，一股经换热器E1与汽提塔T1侧线采出的氨水汽换热后，大部分汽化，也进入蒸汽压缩机C1进行压缩。进入蒸汽压缩机C1的蒸汽和少量水被压缩机C1升压至压力为0.6MPa，温度升高至195℃左右后，进入汽提塔T1塔釜上部，进入塔釜后分成气液两相，气相作推动蒸汽，液相成为釜液。。T1侧线采出的氨水汽依次通过与热进料换热降温、三次部分冷凝和气液分离后，得到浓度在98%以上的高浓氨气，从第三级气液分离器F3的顶部采出，进入后续氨精制装置加工成液氨。同时，从汽提塔T1底部通过泵采出的另外一股釜液废水，经换热冷却后进入后续生化处理装置或者回用。汽提塔T1再沸器中通入新鲜蒸汽，补足热量不足的部分。
采用如上技术，其处理后废水总含氨量89 mg/L，符合要求。
吨水能耗由原来195公斤蒸汽，降低至只需90公斤蒸汽和7.8度电，效益显著。
实施例4
在内蒙古某煤化工企业中一套280吨/小时的含氨水处理装置上，如果采用塔顶蒸汽直接压缩式的热泵，压缩机的投资需400万美元，而采用本发明的技术，相应压缩机可采用防腐等级低的金属材质，因而压缩机投资仅需240元美元，投资大幅度减少40%。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种汽提含酸含氨化工废水的方法，其特征在于，包括：将待处理的废水进行汽提脱酸、脱氨，采集塔釜釜液，釜液经减压后气液分离，气相进入蒸汽压缩机进行压缩，液相分成两股，其中一股与氨水汽进行换热后被汽化，然后也进入蒸汽压缩机进行压缩，被压缩后的气体均进入塔釜上部。
2.根据权利要求1所述的汽提含酸含氨化工废水的方法，其特征在于，所述被压缩后的气体的压力为0.32-0.6MPa，温度为145-200℃。
3.根据权利要求1所述的汽提含酸含氨化工废水的方法，其特征在于，所述釜液经节流阀节流减压至0.15-0.27MPa。
4.根据权利要求1-3任一项所述的汽提含酸含氨化工废水的方法，其特征在于，所述汽提脱酸、脱氨的方法为单塔加压侧线抽出汽提工艺。
5.根据权利要求4所述的汽提含酸含氨化工废水的方法，其特征在于，所述单塔加压侧线抽出汽提工艺包括：将进料废水分为冷进料和热进料分别从塔顶和塔上部进入汽提塔，塔顶采出酸性气体，酸性气体进入后续处理过程；侧线采出氨水汽，氨水汽经过三级冷凝和浓缩得到氨气和浓缩液，浓缩液再进入汽提塔或返回原料水储罐。
6.根据权利要求5所述的汽提含酸含氨化工废水的方法，其特征在于，所述冷进料的温度为35-45℃，热进料热热后温度为120～145℃；汽提塔塔顶压力为0.28～0.5MPa，塔顶温度为40-55℃，塔底压力为0.31～0.53Mpa，塔底温度为143～165℃，侧线采出率8～15%。
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