CN108117091A - 铝灰渣水解除氮装置控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铝灰渣水解除氮装置控制方法，包括反应釜内进行铝灰渣水解反应，反应釜排气口连接至一级吸收罐，将氨气和含氨水蒸气排放至一级吸收罐内；安装在一级吸收罐内的浓度检测装置检测一级吸收罐内的液体浓度，控制器接收浓度检测装置的检测值；比较检测值是否大于浓度设定值，若是，则进入下步；否则重复上述步骤；控制器控制相应阀门打开，将一级吸收罐内的液体排放至储液罐中，随后将二级吸收罐内的液体排放至一级吸收罐内，供水装置向二级吸收罐供水。根据本申请实施例提供的技术方案，通过设置多级吸收罐对反应后的氨气以及含氨水蒸气进行有效的吸收，将其中的氮元素进行回收存储和利用，节约资源。

Description

铝灰渣水解除氮装置控制方法

技术领域

本公开一般涉及铝灰渣的回收利用装置，具体涉及一种铝灰渣水解除氮装置。

背景技术

铝灰渣(铝灰/铝渣)是铝工业中常见的废弃物，产量巨大，其主要来源为熔炼铝及铝合金生产过程中浮于铝熔体表面的不熔夹杂物、氧化物、添加剂以及与添加剂进行物理、化学反应产生的反应产物等，产生于铝发生熔融的所有生产工序。

在铝的冶炼过程中通常要向熔炉里充氮气，加速净化与提纯，一部分氮气在蒸发时被漂浮在铝水表面的铝灰渣吸收，因此铝灰渣含氮；而氮化铝遇水生成氨气，受热易挥发，所以铝灰渣受潮即有刺激性极强的氨味，长期以来给环境稳定和人员健康带来了极大困扰。

目前针对铝灰渣中氮元素的利用方法很多，基本上停留于理论层面，而对铝灰渣中氮元素的回收利用装置极少。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种铝灰渣水解除氮装置控制方法。

第一方面，提供一种铝灰渣水解除氮装置控制方法，包括步骤：

S101：反应釜内进行铝灰渣水解反应，反应釜排气口连接至一级吸收罐，将氨气和含氨水蒸气排放至所述一级吸收罐内；

S102：安装在一级吸收罐内的浓度检测装置检测所述一级吸收罐内的液体浓度，控制器接收所述浓度检测装置的检测值；

S103：比较所述检测值是否大于浓度设定值，若是，则进入S104；否则重复步骤S102；

S104：所述控制器控制相应阀门打开，将所述一级吸收罐内的液体排放至储液罐中，随后将二级吸收罐内的液体排放至一级吸收罐内，供水装置向所述二级吸收罐供水。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过设置多级吸收罐对反应后的氨气以及含氨水蒸气进行有效的吸收，将其中的氮元素进行回收存储和利用，节约资源；通过多级回收使得最终排放的气体符合排放标准，保护环境健康；并且对一级吸收罐内的氨水浓度进行检测，当一级吸收罐内的氨水浓度较高时及时对其进行排放以及罐内水的更换，保证一级吸收罐对氨气的吸收效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例中铝灰渣水解除氮装置结构示意图；

图2为本发明实施例中铝灰渣水解除氮装置控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图2，本发明实施例提供一种铝灰渣水解除氮控制方法，包括步骤：

S101：反应釜12内进行铝灰渣水解反应，反应釜12排气口连接至一级吸收罐13，将氨气和含氨水蒸气排放至所述一级吸收罐13内；

S102：安装在一级吸收罐内13的浓度检测装置检测所述一级吸收罐内13的液体浓度，控制器接收所述浓度检测装置的检测值；

S103：比较所述检测值是否大于浓度设定值，若是，则进入S104；否则重复步骤S102；

S104：所述控制器控制相应阀门打开，将所述一级吸收罐13内的液体排放至储液罐16中，随后将二级吸收罐14内的液体排放至一级吸收罐13内，供水装置17向所述二级吸收罐14供水。

本实施例过设置多级吸收罐对反应后的氨气以及含氨水蒸气进行有效的吸收，将其中的氮元素进行回收存储和利用，节约资源，本申请中铝灰渣水解除氮装置如图1所示；通过多级回收使得最终排放的气体符合排放标准，保护环境健康；并且对一级吸收罐内的氨水浓度进行检测，当一级吸收罐内的氨水浓度较高时及时对其进行排放以及罐内水的更换，保证一级吸收罐对氨气的吸收效率。

反应釜进液口添加清水，向反应釜中加入铝灰渣进行水解反应产生按期以及水蒸气，产生的氨气和水蒸气铜反应釜的出气口排放至一级吸收罐中进行除氮处理，为了保证除氮效果，在一级吸收罐后还连接了二级吸收罐，通过两级反应能够有效提高除氮效果，氨气溶解后的氨水进行回收再利用，提高了资源利用率并且保护了环境；在氨气吸收的同时通过安装在一级吸收罐内的浓度检测装置对一级吸收罐内的液体浓度进行检测，当氨水浓度超过设定的范围时，将其中的氨水排放出去，添加入二级吸收罐内浓度较低的氨水继续进行氨气的吸收，并向二级吸收罐内补充进清水。

进一步的，本实施例中的反应釜分别设有进料口和出料口，该进料口和出料口分别设置在反应釜靠上的部分和靠下的部分，进料口用于向反应釜中添加铝灰渣，出料口用于将反应后的残渣取出；另外，在反应釜靠下的部分还设有出液口，当一次反应完成需要将反应釜内的残渣取出时，首先通过该出液口将反应釜内的液体排出以取出残渣内的盐，同时在该出液口处设置过滤网，通过该过滤网将反应残渣挡住。

进一步的，所述S104具体为：所述控制器控制第一开关阀1、第二开关阀2和第三开关阀3打开，一级吸收罐13内的液体排放至储液罐16中，随后控制器控制关闭第三开关阀3，并打开第四开关阀4和第五开关阀5，二级吸收罐14内的液体排放至一级吸收罐13内，随后控制器控制关闭第一开关阀1、第二开关阀2、第四开关阀5，打开第六开关阀6和第七开关阀7，同时控制供水装置向所述二级吸收罐14供水，随后控制器控制关闭第五开关阀5、第六开关阀6和第七开关阀7。通过控制相应开关阀的打开和关闭实现一级吸收罐内氨水的排出、二级吸收罐液体排进一级吸收罐即二级吸收罐内浓度较低的氨水排进一级吸收罐内和二级吸收罐内清水的补充。

进一步的，所述反应釜12出气口安装有风机20，所述风气20出气口连接至吸收塔15进气口和一级吸收罐13进气口；

所述S104之前还包括：所述控制器控制控制第十开关阀10打开，第十一开关阀11关闭，将风机20出气口连接至吸收塔15进气口。在一级吸收罐和二级吸收罐进行液体交换的时候需要将风机和一级吸收罐之间的阀门关闭，打开风机和吸收塔之间的阀门，使得液体交换能顺利进行并且反应釜内正常工作产生的氨气可以被吸收塔吸收，不会对外界产生影响，吸收塔设有出气口连接至外界。

进一步的，步骤S101之前还包括：控制器控制打开第一开关阀1、第五开关阀5、第六开关阀6、第七开关阀7、第八开关阀8、第九开关阀9，其他开关阀保持闭合，供水装置17向反应釜12、所述一级吸收罐13和所述二级吸收罐14供水；

随后控制器控制关闭第一开关阀1、第五开关阀5、第六开关阀6、第七开关阀7、第八开关阀8、第九开关阀9，打开第十一开关阀11，其他开关阀保持闭合，反应釜12内进行铝灰渣水解反应。

一级吸收罐和二级吸收罐需要进水与氨气进行反应，为了平衡两个吸收罐内的气压，在两个吸收罐顶端设排气口，排气口通过阀门与外界相连通，不仅能够对内部的气压进行平衡，还不会影响吸收罐内的反应，产生的氨水也不会流出，阀门对排气口进行控制，在需要的时候再打开，保证一级吸收罐和二级吸收罐内氨气与水反应的顺利进行。在反应进行前，首先对反应釜、一级吸收罐和二级吸收罐进行供水，将与供水装置连通的管路上的阀门打开进行进水，各容器的排气口处的阀门打开进行排气，实现各容器内气压的平衡；进水之后将进水口的各阀门和排气口的各阀门关闭，打开反应釜和一级吸收罐之间的第十一阀门进行反应和氨气的吸收。

进一步的，还包括步骤S201：所述反应釜12与一级吸收罐13之间的管路上顺次安装有热交换器18和温度传感器19，所述温度传感器19检测经热交换器18交换后的气体温度，控制器接收所述温度传感器19的检测值；

S202：比较所述检测值是否小于设定值，若是，所述控制器控制所述热交换器18继续正常工作；否则所述控制器控制所述热交换器18加快交换速度。

温度传感器和一级吸收罐之间还设有风机，反应釜出气口排出的氨气以及含氨水蒸气温度较高，通过设置在管路上的热交换器进行热交换，使得氨气以及含氨水蒸气的温度迅速冷却至接近室温，以提高氨气在一级吸收罐和二级吸收罐中的溶解度，使得本装置有更好的除氮效果，在热交换器之后设置温度计对氨气的温度进行检测，实时观察热交换的质量，随时做出调整，提高装置整体的效率；并且在管道内增设风机，风机在管道内产生负压促进氨气及含氨水蒸气向一级吸收罐和二级吸收罐移动，同时风机出气口管路设置高于一级吸收罐的高度能够防止一级吸收罐内的氨水回流。

进一步的，所述浓度检测装置为酸度计或者PH检测仪。本实施例通过上述装置对一级吸收罐内氨水的浓度进行检测，实时的发送给控制器，保证氨气吸收的效果。

进一步的，所述浓度设定值为20％。本实施例将一级吸收罐内的浓度控制在20％之内，超过该浓度即将其中的氨水排出至储液罐中，氨气溶于水不是非常稳定，控制好一级吸收罐内氨水的浓度能够保证对铝灰渣水解产生的氨气的充分吸收。

进一步的，所述反应釜12、所述一级吸收罐13和所述二级吸收罐14进气口分别设有单向阀，所述反应釜、所述一级吸收罐和所述二级吸收罐的进气方向为所述单向阀导通方向。

在反应釜、一级吸收罐和二级吸收罐的进气口分别设置单向阀，反应釜用来进行铝灰渣水解反应排出氨气等，为了平衡反应釜内的气压，在反应釜顶端设置进气口，并且在进气口的位置设单向阀，使得产生的气体只沿着出气口向外排出；在风机和一级吸收罐之间设置单向阀进一步保证一级吸收罐内的氨水不会回流至反应釜内，在一级吸收罐和二级吸收罐之间设置单向阀同样也是为了保证二级吸收罐内的氨水不会回流，保证该装置运行稳定。

进一步的，所述一级吸收罐12与所述二级吸收罐13内分别安装有分气盘21和鼓泡层22，所述分气盘21设置在吸收罐底部，且与吸收罐进气口管路相连接，所述鼓泡层22设置在所述分气盘上方。

本实施例中的一级吸收罐和二级吸收罐结构相同，均安装有分气盘和鼓泡层，分气盘连接进气口并且设置在吸收罐底部，通过分气盘和鼓泡层的设置能够增加气体与液体的接触面积，促进对进入的氨气及含氨水蒸气的吸收，保证反应效果，提高除氮效率。

进一步的，所述风机20出气口管路高度高于所述一级吸收罐13高度；在管道内增设风机，风机在管道内产生负压促进氨气及含氨水蒸气向一级吸收罐和二级吸收罐移动，同时风机出气口管路设置高于一级吸收罐的高度能够防止一级吸收罐内的氨水回流。

同时，连接一级吸收罐出气口与二级吸收罐进气口的管道最高点高于所述二级吸收罐14高度。一级吸收罐内没有被完全反应的氨气以及水蒸气通过管道从一级吸收罐出气口排放至二级吸收罐内，将该管道的最高点设置的高于二级吸收罐是为了防止二级吸收罐内的氨水回流，通过管路和单向阀的设计双重保障了一级吸收罐和二级吸收罐内的氨水不会回流，对该装置的除氮效果产生影响。

本发明实施例中一级吸收罐、二级吸收罐及吸收塔相互连接，充分吸收反应釜中水解后的氮元素，使尾气达标排放，实现铝灰渣中氮元素的高效回收利用。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，包括步骤：

S101：反应釜内进行铝灰渣水解反应，反应釜排气口连接至一级吸收罐，将氨气和含氨水蒸气排放至所述一级吸收罐内；

S102：安装在一级吸收罐内的浓度检测装置检测所述一级吸收罐内的液体浓度，控制器接收所述浓度检测装置的检测值；

S103：比较所述检测值是否大于浓度设定值，若是，则进入S104；否则重复步骤S102；

S104：所述控制器控制相应阀门打开，将所述一级吸收罐内的液体排放至储液罐中，随后将二级吸收罐内的液体排放至一级吸收罐内，供水装置向所述二级吸收罐供水。

2.根据权利要求1所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，所述S104具体为：所述控制器控制第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀打开，一级吸收罐内的液体排放至储液罐中，随后控制器控制关闭第三开关阀，并打开第四开关阀和第五开关阀，二级吸收罐内的液体排放至一级吸收罐内，随后控制器控制关闭第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀，打开第六开关阀和第七开关阀，同时控制供水装置向所述二级吸收罐供水，随后控制器控制关闭第五开关阀、第六开关阀和第七开关阀。

3.根据权利要求2所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，所述反应釜出气口安装有风机，所述风气出气口连接至吸收塔进气口和一级吸收罐进气口；

所述S104之前还包括：所述控制器控制控制第十开关阀打开，第十一开关阀关闭，将风机出气口连接至吸收塔进气口。

4.根据权利要求1所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，步骤S101之前还包括：控制器控制打开第一开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀、第九开关阀，其他开关阀保持闭合，供水装置向反应釜、所述一级吸收罐和所述二级吸收罐供水；

随后控制器控制关闭第一开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀、第九开关阀，打开第十一开关阀，其他开关阀保持闭合，反应釜内进行铝灰渣水解反应。

5.根据权利要求1所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，还包括步骤S201：所述反应釜与一级吸收罐之间的管路上顺次安装有热交换器和温度传感器，所述温度传感器检测经热交换器交换后的气体温度，控制器接收所述温度传感器的检测值；

S202：比较所述检测值是否小于设定值，若是，所述控制器控制所述热交换器继续正常工作；否则所述控制器控制所述热交换器加快交换速度。

6.根据权利要求1所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，所述浓度检测装置为酸度计或者PH检测仪。

7.根据权利要求6所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，所述浓度设定值为20％。

8.根据权利要求1-7任一所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，所述一级吸收罐与所述二级吸收罐内分别安装有分气盘和鼓泡层，所述分气盘设置在吸收罐底部，且与吸收罐进气口管路相连接，所述鼓泡层设置在所述分气盘上方。

9.根据权利要求1-7任一所述的铝灰渣水解除氮装置控制方法，其特征在于，所述反应釜、所述一级吸收罐和所述二级吸收罐进气口分别设有单向阀，所述反应釜、所述一级吸收罐和所述二级吸收罐的进气方向为所述单向阀导通方向。