CN107890761A - 一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，具体过程如下：将含氨工业废气通入氨洗涤塔中，氨洗涤塔顶部设有喷淋头和进气口，废气通过进气口进入氨洗涤塔中，并通过喷淋头向洗涤塔中喷淋稀盐酸，吸收废气中的氨后通过氨洗涤塔的底部流入氨水槽中，氨水槽中的接收到的中和氨水液体排入调节池中，通过调节池调节进水的水量和水质，然后排入pH缓冲池中，最后将废液通入膜分离浓缩系统，实现NH₄ ⁺和Cl^‑的分离和浓缩。本发明将低浓度的含氨废气通过氨洗涤塔进行中和形成含氨废水，含氨废水中氨以无机盐离子的形态存在，然后将得到的含氨废水经过膜分离系统进行无机盐离子的分离和浓缩进而得到纯度较高的NH₄Cl浓缩液，可以用于农业肥的生产。

Description

一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法

技术领域

本发明属于膜分离领域，涉及一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法。

背景技术

氨是典型有毒有害工业气态污染物之一，其污染主要来源于合成氨生产的驰放气和尿素造粒塔的排放尾气，其它来源有焦炉煤气、氨冷冻罐排气、硝酸装置尾气等，其中80％以上的氨废气来源于合成氨驰放气。大量含氨工业尾气直接排放进入大气，造成氨产品的损失，同时也严重污染了环境。

目前氨净化技术主要包括吸收回用法、催化分解法、催化氧化法以及生物净化法几大类。生物净化法虽然不产生二次污染，但其处理量较低，不适合于工业应用。通过水洗的物理吸收法是传统上对含氨尾气处理的主要方法，但该法由于技术的局限性，氨回收率低，水量消耗大，所形成的稀氨水在浓缩过程能量消耗大，回收得到的氨水附加值低。并且，经过水洗的尾气，氨含量仍然较大，需经燃烧处理，从而会产生一定量NOx，造成二次污染。中国发明专利CN102179133A中公布了一种改进的方法用于含氨尾气的回收再利用。其采用了一种挥发性极低、氨吸收率高、易于解吸的绿色溶剂-离子液体作为吸收，在循环使用过程中无质量损失，并且可回收得到高浓度、高附加值的液氨。克服了水洗吸收后再利用能耗高，附加值低的缺点。但经离子液体处理后的净化尾气及离子液体初级闪蒸排放的不凝气中仍然含有一定浓度的氨。催化分解法是在催化剂的作用下将NH3分解为N2和H2，但是该法需要在高温下进行，能耗高。氨的催化氧化法是通过催化剂将NH3转化为N2和H2O，也不产生二次污染，但是该法处理的氨气浓度较低，不适宜相对较高浓度氨气的处理，否则需要提高温度，这不但增加了能耗而且会促使其他氮氧化合物的生成。另外氨的催化氧化效率还容易受到混合尾气中氢气浓度的影响，氢气浓度增加，氨催化氧化的转化率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，该方法将低浓度的含氨废气通过氨洗涤塔进行中和形成含氨废水，含氨废水中氨以无机盐离子的形态存在，然后将得到的含氨废水经过膜分离系统进行无机盐离子的分离和浓缩进而得到纯度较高的NH₄Cl浓缩液，可以用于农业肥的生产。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，具体过程如下：

(1)将含氨工业废气通入氨洗涤塔中，氨洗涤塔顶部设有喷淋头和进气口，废气通过进气口进入氨洗涤塔中，并通过喷淋头向洗涤塔中喷淋稀盐酸，盐酸吸收吸收废气中的氨后通过氨洗涤塔的底部流入氨水槽中，同时氨洗涤塔的下部设有循环真空抽气泵，抽气泵一端连接至进气口，实现未吸收完全的氨气的循环回收；

(2)氨水槽中的接收到的中和氨水液体排入调节池中，通过调节池调节进水的水量和水质，然后排入pH缓冲池中；

(3)向pH缓冲池中加入氨水，调节溶液的pH至11-12，使得废液中的无机离子主要为NH₄ ⁺和Cl^-，然后将废液通入膜分离浓缩系统，实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离和浓缩。

所述膜分离浓缩系统包括预处理单元、膜分离单元和膜浓缩单元，通过预处理单元除去废液中的有机物和油脂，膜分离单元实现无机盐离子的分离，膜浓缩单元实现分离后的无机盐的浓缩预处理单元采用2-3个依次串联的管式纤维膜组件，可以初步除去废液中的有机物和油脂，其中管式纤维膜组件采用聚砜纤维膜、聚氯乙烯纤维膜、聚丙烯纤维膜中的一种或几种；膜分离单元采用中空纤维膜组件，中空纤维膜组件中的生物膜采用聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜超滤膜中的一种，由于膜的疏水性，水和无机盐离子NH₄ ⁺和Cl^-被截留，进而实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离；膜浓缩单元采用反渗透膜组件，对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的水，即渗透液，高压侧得到浓缩的NH₄ ⁺和Cl^-，得到NH₄Cl浓缩液，用于农业肥的生产，反渗透膜采用醋酸纤维素膜、芳香族聚酰胺膜中的一种。

本发明的有益效果：

本发明将低浓度的含氨废气通过氨洗涤塔进行中和形成含氨废水，含氨废水中氨以无机盐离子的形态存在，然后将得到的含氨废水经过膜分离系统进行无机盐离子的分离和浓缩进而得到纯度较高的NH₄Cl浓缩液，可以用于农业肥的生产，实现废气的合理利用。

本发明的膜分离浓缩系统采用管式纤维膜组件进行除去废液中的有机物和油脂，利用管式纤维膜组件中的纳滤膜实现无机盐离子的分离，同时采用反渗透膜组件进行浓缩，得到高浓度NH₄Cl浓缩液，得到的NH₄Cl浓缩液纯度高，并且浓度也高可以直接使用。

具体实施方式

实施例1：

一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，具体过程如下：

(1)将含氨工业废气通入氨洗涤塔中，氨洗涤塔顶部设有喷淋头和进气口，废气通过进气口进入氨洗涤塔中，并通过喷淋头向洗涤塔中喷淋稀盐酸，盐酸吸收吸收废气中的氨后通过氨洗涤塔的底部流入氨水槽中，同时氨洗涤塔的下部设有循环真空抽气泵，抽气泵一端连接至进气口，实现未吸收完全的氨气的循环回收；

(2)氨水槽中的接收到的中和氨水液体排入调节池中，通过调节池调节进水的水量和水质，然后排入pH缓冲池中；

(3)向pH缓冲池中加入氨水，调节溶液的pH至11，使得废液中的无机离子主要为NH₄ ⁺和Cl^-，然后将废液通入膜分离浓缩系统，实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离和浓缩，其中膜分离浓缩系统包括预处理单元、膜分离单元和膜浓缩单元，预处理单元采用聚砜纤维膜、聚氯乙烯纤维膜串联的管式纤维膜组件，可以初步除去废液中的有机物和油脂；膜分离单元采用中空纤维膜组件，中空纤维膜组件中的生物膜采用聚丙烯腈超滤膜，由于膜的疏水性，水和无机盐离子NH₄ ⁺和Cl^-被截留，进而实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离；膜浓缩单元采用反渗透膜组件，反渗透膜采用醋酸纤维素膜，对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的水，即渗透液，高压侧得到浓缩的NH₄ ⁺和Cl^-，得到NH₄Cl浓缩液，用于农业肥的生产。

实施例2：

一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，具体过程如下：

(1)将含氨工业废气通入氨洗涤塔中，氨洗涤塔顶部设有喷淋头和进气口，废气通过进气口进入氨洗涤塔中，并通过喷淋头向洗涤塔中喷淋稀盐酸，盐酸吸收吸收废气中的氨后通过氨洗涤塔的底部流入氨水槽中，同时氨洗涤塔的下部设有循环真空抽气泵，抽气泵一端连接至进气口，实现未吸收完全的氨气的循环回收；

(2)氨水槽中的接收到的中和氨水液体排入调节池中，通过调节池调节进水的水量和水质，然后排入pH缓冲池中；

(3)向pH缓冲池中加入氨水，调节溶液的pH至11.5，使得废液中的无机离子主要为NH₄ ⁺和Cl^-，然后将废液通入膜分离浓缩系统，实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离和浓缩,膜分离浓缩系统包括预处理单元、膜分离单元和膜浓缩单元，预处理单元采用个依次串联的管式聚砜纤维膜、管式聚氯乙烯纤维膜、管式聚丙烯纤维膜组件，可以初步除去废液中的有机物和油脂，；膜分离单元采用中空纤维膜组件，中空纤维膜组件中的生物膜采用聚酰胺由于膜的疏水性，水和无机盐离子NH₄ ⁺和Cl^-被截留，进而实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离；膜浓缩单元采用反渗透膜组件，反渗透膜采用芳香族聚酰胺膜,对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的水，即渗透液，高压侧得到浓缩的NH₄ ⁺和Cl^-，得到NH₄Cl浓缩液，用于农业肥的生产。

实施例3：

一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，具体过程如下：

(1)将含氨工业废气通入氨洗涤塔中，氨洗涤塔顶部设有喷淋头和进气口，废气通过进气口进入氨洗涤塔中，并通过喷淋头向洗涤塔中喷淋稀盐酸，盐酸吸收吸收废气中的氨后通过氨洗涤塔的底部流入氨水槽中，同时氨洗涤塔的下部设有循环真空抽气泵，抽气泵一端连接至进气口，实现未吸收完全的氨气的循环回收；

(2)氨水槽中的接收到的中和氨水液体排入调节池中，通过调节池调节进水的水量和水质，然后排入pH缓冲池中；

(3)向pH缓冲池中加入氨水，调节溶液的pH至12，使得废液中的无机离子主要为NH₄ ⁺和Cl^-，然后将废液通入膜分离浓缩系统，实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离和浓缩，膜分离浓缩系统包括预处理单元、膜分离单元和膜浓缩单元，预处理单元采用3个依次串联的管式聚砜纤维膜、管式聚氯乙烯纤维膜、管式聚丙烯纤维膜组件；膜分离单元采用中空纤维膜组件，中空纤维膜组件中的生物膜采用聚砜酰胺超滤膜，由于膜的疏水性，水和无机盐离子NH₄ ⁺和Cl^-被截留，进而实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离；膜浓缩单元采用反渗透膜组件，反渗透膜采用醋酸纤维素膜，对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的水，即渗透液，高压侧得到浓缩的NH₄ ⁺和Cl^-，得到NH₄Cl浓缩液，用于农业肥的生产。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，其特征在于，具体过程如下：

(1)将含氨工业废气通入氨洗涤塔中，氨洗涤塔顶部设有喷淋头和进气口，废气通过进气口进入氨洗涤塔中，并通过喷淋头向洗涤塔中喷淋稀盐酸，盐酸吸收吸收废气中的氨后通过氨洗涤塔的底部流入氨水槽中，同时氨洗涤塔的下部设有循环真空抽气泵，抽气泵一端连接至进气口，实现未吸收完全的氨气的循环回收；

(2)氨水槽中的接收到的中和氨水液体排入调节池中，通过调节池调节进水的水量和水质，然后排入pH缓冲池中；

(3)向pH缓冲池中加入氨水，调节溶液的pH至11-12，使得废液中的无机离子主要为NH₄ ⁺和Cl^-，然后将废液通入膜分离浓缩系统，实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离和浓缩。

2.根据权利要求1所述的一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，其特征在于，所述膜分离浓缩系统包括预处理单元、膜分离单元和膜浓缩单元，通过预处理单元除去废液中的有机物和油脂，膜分离单元实现无机盐离子的分离，膜浓缩单元实现分离后的无机盐的浓缩。

3.根据权利要求2所述的一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，其特征在于，所述预处理单元采用2-3个依次串联的管式纤维膜组件，其中管式纤维膜组件采用聚砜纤维膜、聚氯乙烯纤维膜、聚丙烯纤维膜中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，其特征在于，所述膜分离单元采用中空纤维膜组件，中空纤维膜组件中的生物膜采用聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜超滤膜中的一种，由于膜的疏水性，水和无机盐离子NH₄ ⁺和Cl^-被截留，进而实现NH₄ ⁺和Cl^-的分离。

5.根据权利要求2所述的一种利用膜分离技术处理含氨工业废气的方法，其特征在于，所述膜浓缩单元采用反渗透膜组件，对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的水，即渗透液，高压侧得到浓缩的NH₄ ⁺和Cl^-，得到NH₄Cl浓缩液，用于农业肥的生产，反渗透膜采用醋酸纤维素膜、芳香族聚酰胺膜中的一种。