CN108201871A - 铝灰渣水解除氮装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铝灰渣水解除氮装置，包括顺次连接的反应釜、一级吸收罐和二级吸收罐，反应釜顶端设有第一出气口，一级吸收罐设有第二进气口、二级吸收罐设有第三进气口，一级吸收罐设有第二出气口，反应釜的第一出气口连接至一级吸收罐的第二进气口，一级吸收罐的第二出气口连接至二级吸收罐的第三进气口，一级吸收罐的第一出液口与二级吸收罐的第二出液口连接至储液罐。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；并且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。

Description

铝灰渣水解除氮装置

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，亟需提供一种铝灰渣水解除氮装置。

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。

一方面，提供一种铝灰渣水解除氮装置，

包括顺次连接的反应釜、一级吸收罐和二级吸收罐，所述反应釜顶端设有第一出气口，所述一级吸收罐设有第二进气口、所述二级吸收罐设有第三进气口，所述一级吸收罐设有第二出气口，所述反应釜的第一出气口连接至所述一级吸收罐的第二进气口，所述一级吸收罐的第二出气口连接至所述二级吸收罐的第三进气口，

所述一级吸收罐的第一出液口与所述二级吸收罐的第二出液口连接至储液罐；

所述反应釜设有第一进液口、所述一级吸收罐设有第二进液口、所述二级吸收罐设有第三进液口，所述第一进液口、第二进液口与所述第三进液口均连接至供水装置。

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；并且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。

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。

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1，本发明实施例提供一种铝灰渣水解除氮装置，包括顺次连接的反应釜1、一级吸收罐2和二级吸收罐3，所述反应釜1顶端设有第一出气口18，所述一级吸收罐2设有第二进气口19、所述二级吸收罐3设有第三进气口24，所述一级吸收罐2设有第二出气口22，所述反应釜的第一出气口18连接至所述一级吸收罐的第二进气口19，所述一级吸收罐的第二出气口22连接至所述二级吸收罐的第三进气口24，

所述一级吸收罐2的第一出液口23与所述二级吸收罐3的第二出液口28连接至储液罐5；

所述反应釜1设有第一进液口17、所述一级吸收罐2设有第二进液口21、所述二级吸收罐3设有第三进液口26，所述第一进液口17、第二进液口21与所述第三进液口26均连接至供水装置4。

本发明实施例中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；并且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。反应釜第一进液口17添加清水，向反应釜中加入铝灰渣进行水解反应产生氨气以及水蒸气，产生的氨气和水蒸气通过反应釜的出气口排放至一级吸收罐中进行除氮处理，为了保证除氮的效果，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。

进一步的，所述反应釜1设有第一进气口16，所述反应釜的第一进气口16处设有第一单向阀7，所述反应釜1进气方向为所述第一单向阀7导通方向。

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，在反应釜顶端设置第一进气口16，并且在第一进气口16的位置设第一单向阀，使得产生的气体只沿着出气口向外排出。

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，所述反应釜1的第一出气口18与所述一级吸收罐2的第二进气口19之间通过管路顺次连接有热交换器10、温度计11和风机12，所述风机12出气口管路高度高于所述一级吸收罐2高度。反应釜第一出气口18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，所述一级吸收罐2的第二进气口19处设有第二单向阀8，所述一级吸收罐进气方向为所述第二单向阀8导通方向，

所述二级吸收罐3的第三进气口24处设有第三单向阀9，所述二级吸收罐进气方向为所述第三单向阀9导通方向。

在风机和一级吸收罐之间设置第二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第二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，连接所述第二出气口22与所述第三进气口24的管道最高点高于所述二级吸收罐3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。

进一步的，所述一级吸收罐2顶端设有第一排气口20、所述二级吸收罐2顶端设有第二排气口25，所述第一排气口20、第二进气口19与所述第二排气口25处分别设有阀门13。

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。

进一步的，所述第一进液口17、所述第二进液口21与所述第三进液口26处分别设有阀门13，所述第一出液口23与所述第二出液口28出分别设有阀门13。反应釜、一级吸收罐和二级吸收罐均通过进液口连接至供水装置，向各容器内加水，通过设置阀门进行管路通断的控制。

进一步的，所述二级吸收罐3顶端设有第三出气口27，所述第三出气口27连接至吸收塔6，所述风机12出气口还通过阀门13连接至吸收塔6，所述吸收塔6设有第四出气口连接至外界。

本实施例中还在二级吸收罐后增设吸收塔，将二级吸收罐内的气体经过吸收塔后排出，吸收塔内为酸类物质，在最后对气体内的相应物质进行吸收再排放，保证排出的气体安全且符合标准；同时，还可以在吸收塔的出气口处安装检测装置，实时检测排出气体的情况，根据检测结果及时对反应过程进行调整。本实施例中会对一级吸收罐内的氨水浓度进行检测，当浓度超过设定值时需要将一级吸收罐内的氨水排出储存，二级吸收罐内的液体排至一级吸收罐内并且对二级吸收罐进行液体补充，为了保证在反应釜反应过程中也能进行上述液体交换的步骤，需要通过阀门将风机的出气口连接至吸收塔并且一级吸收罐的第二进气口19的位置也设有阀门，液体交换时，将连接至吸收塔的阀门打开，第二进气口19处的阀门关闭，保证反应釜在反应的时候吸收罐和储液罐之间也能进行液体交换，并且不会影响对氮气的吸收；当吸收罐之间进行液体交换时可以将风机暂时停止工作，暂时延缓气体排放至吸收罐内的速度，后续再将风机启动，保证一级吸收罐内吸收大部分的氨气。

进一步的，所述一级吸收罐2与所述二级吸收罐3内分别安装有分气盘14和鼓泡层15，所述分气盘14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15设置在所述分气盘14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，所述第二进气口19、第一出液口23设置在所述一级吸收罐2下端，所述第三进气口24、第二出液口28设置在所述二级吸收罐3的下端；

所述第一进液口17、第一出气口18设置在所述反应釜1顶端，所述第二进液口21、第二出气口22设置在所述一级吸收罐2顶端，所述第三进液口26、第三出气口27设置在所述二级吸收罐3的顶端。

本发明实施例中将吸收罐的进气口都设置在下端，进气后立即与水接触进行反应，提高反应效率；吸收罐顶端进水使得水与氨气完全反应，出液口设置在下端，保证排出的液体都是反应完全的，进一步保证该装置的效果。

同时，所述供水装置4出口处与所述储液罐5进口处均设有阀门13，对与供水装置和储液罐相连的管路进行进一步的保障。

本发明实施例中还在一级吸收罐内增加氨水浓度检测装置，通过检测其中液体的PH值确定液体的浓度，将一级吸收罐内氨水的浓度控制在20％之内，若一级吸收罐内的氨水浓度超过20％则通过控制相应阀门的开关将一级吸收罐内的氨水排放至储液罐中进行储存，将二级吸收罐内的低浓度氨水排放至一级吸收罐内继续进行氨气的吸收，同时通过供水装置向二级吸收罐内补充清水，保障除氮效率。

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 (10)

1.一种铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，包括顺次连接的反应釜、一级吸收罐和二级吸收罐，所述反应釜顶端设有第一出气口，所述一级吸收罐设有第二进气口、所述二级吸收罐设有第三进气口，所述一级吸收罐设有第二出气口，所述反应釜的第一出气口连接至所述一级吸收罐的第二进气口，所述一级吸收罐的第二出气口连接至所述二级吸收罐的第三进气口，

所述一级吸收罐的第一出液口与所述二级吸收罐的第二出液口连接至储液罐；

所述反应釜设有第一进液口、所述一级吸收罐设有第二进液口、所述二级吸收罐设有第三进液口，所述第一进液口、第二进液口与所述第三进液口均连接至供水装置。

2.根据权利要求1所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，所述反应釜设有第一进气口，所述反应釜的第一进气口处设有第一单向阀，所述反应釜进气方向为所述第一单向阀导通方向。

3.根据权利要求2所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，所述反应釜的第一出气口与所述一级吸收罐的第二进气口之间通过管路顺次连接有热交换器、温度计和风机，所述风机出气口管路高度高于所述一级吸收罐高度。

4.根据权利要求3所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，所述一级吸收罐的第二进气口处设有第二单向阀，所述一级吸收罐进气方向为所述第二单向阀导通方向，

所述二级吸收罐的第三进气口处设有第三单向阀，所述二级吸收罐进气方向为所述第三单向阀导通方向。

5.根据权利要求4所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，连接所述第二出气口与所述第三进气口的管道最高点高于所述二级吸收罐高度。

6.根据权利要求4所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，所述一级吸收罐顶端设有第一排气口、所述二级吸收罐顶端设有第二排气口，所述第一排气口、第二进气口与所述第二排气口处分别设有阀门。

7.根据权利要求4所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，所述第一进液口、所述第二进液口与所述第三进液口处分别设有阀门，所述第一出液口与所述第二出液口出分别设有阀门。

8.根据权利要求7所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，所述二级吸收罐顶端设有第三出气口，所述第三出气口连接至吸收塔，所述风机出气口还通过阀门连接至吸收塔，所述吸收塔设有第四出气口连接至外界。

9.根据权利要求1-8任一所述的铝灰渣水解除氮装置，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。

10.根据权利要求1-8任一所述的铝灰渣水解除氮装置，其特征在于，所述第二进气口、第一出液口设置在所述一级吸收罐下端，所述第三进气口、第二出液口设置在所述二级吸收罐的下端；

所述第一进液口、第一出气口设置在所述反应釜顶端，所述第二进液口、第二出气口设置在所述一级吸收罐顶端，所述第三进液口、第三出气口设置在所述二级吸收罐的顶端。