CN108249493A - 节能型减压蒸氨装置及其使用方法 - Google Patents

节能型减压蒸氨装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及采用蒸馏或蒸发的水、废水或污水的处理领域，具体为一种节能型减压蒸氨装置及其使用方法。一种节能型减压蒸氨装置，其特征是：还包括闪蒸槽(3)、闪蒸盘(4)、热泵(5)和废水泵(6)，闪蒸槽(3)内废水入口的下方设有闪蒸盘(4)；蒸氨塔(1)的废水排出口通过管道连接闪蒸槽(3)的废水入口，闪蒸槽(3)的蒸汽出口通过管道连接热泵(5)的一个蒸汽入口，闪蒸槽(3)的废水出口通过管道连接废水泵(6)。一种节能型减压蒸氨装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：a. 热交换；b. 蒸氨；c. 辅助加热。本发明节能，减排，增效，投资低，占地小。

Description

节能型减压蒸氨装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及采用蒸馏或蒸发的水、废水或污水的处理领域，具体为一种节能型减压蒸氨装置及其使用方法。
背景技术
目前，国内大多数的蒸氨工艺主要采用直接法水蒸汽提馏的方法，其基本工艺为向蒸氨塔中通入直接蒸汽，将氨和水分离，该工艺在蒸馏过程中会产生大量的废水，蒸汽消耗量大。目前已有一些对直接法水蒸汽提馏工艺的改进，例如：管式炉蒸氨工艺、利用真空装置产生负压的蒸氨工艺，实际使用中这些改进工艺存在如下问题：1. 因占地大，改造难度大，无法满足生产操作要求和安全防火规范；2. 投资大，运行成本高，只是间接的把蒸汽热源用电或煤气来代替。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、改建方便、能源利用率高、场地适应性强的蒸氨设备，本发明公开了一种节能型减压蒸氨装置及其使用方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种节能型减压蒸氨装置，包括蒸氨塔和主蒸汽源，蒸氨塔的侧壁上设有蒸汽入口，蒸氨塔的底部设有废水排出口，主蒸汽源通过管道连接蒸氨塔的蒸汽入口，其特征是：还包括闪蒸槽、闪蒸盘、热泵和废水泵，
闪蒸槽的侧壁上设有废水入口、闪蒸槽的顶部设有蒸汽出口，闪蒸槽的底部设有废水出口，闪蒸槽内废水入口的下方设有闪蒸盘；
热泵设有两个蒸汽入口和一个蒸汽出口；
蒸氨塔的废水排出口通过管道连接闪蒸槽的废水入口，闪蒸槽的蒸汽出口通过管道连接热泵的一个蒸汽入口，闪蒸槽的废水出口通过管道连接废水泵；
热泵的另一个蒸汽入口通过管道连接主蒸汽源，热泵的蒸汽出口通过管道连接蒸氨塔的蒸汽入口。
所述的节能型减压蒸氨装置，其特征是：闪蒸盘包括进料分配管和至少两层分配盘，分配盘的底部设有直径为2mm～20mm闪蒸孔，所述闪蒸孔排列成三角形或矩形，分配盘的侧面高度为10mm～200mm，分配盘侧面的顶部为齿形形成溢流堰。分配盘底部的闪蒸孔可形成圆柱形液柱以增加挥发表面积，当液体过量时通过分配盘侧面的溢流堰流出闪蒸盘，通过齿形的溢流堰分配也可增加挥发表面积。
所述的节能型减压蒸氨装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
a. 热交换：自焦油氨水分离工段输送而来的氨水和自蒸氨塔输送而来的蒸氨废水在氨水/废水换热器中发生热交换，氨水被蒸氨废水加热至90℃后从蒸氨塔的上部输入蒸氨塔内，蒸汽从蒸氨塔的底部输入蒸氨塔内；
b. 蒸氨：氨水在蒸氨塔内被蒸汽加热，氨气从氨水中逸出并自蒸氨塔的顶部输入氨浓缩器实施冷却浓缩后再和煤气混合输入氨吸收塔，为了保证废水中全氨含量≤200mg/L，在蒸氨塔中连续加入一定数量的NaOH用以分解氨水中的固定铵，氨气逸出后的剩余废水从蒸氨塔的废水排出口输入闪蒸槽；
c. 辅助加热：热泵同时从主蒸汽源处抽吸主蒸汽和从闪蒸槽内抽吸闪蒸蒸汽，闪蒸槽内因热泵的抽吸产生负压，剩余废水在负压环境下在闪蒸盘上产生闪蒸蒸汽，生成的闪蒸蒸汽通过热泵的抽吸和主蒸汽混合成混合蒸汽对并通过热泵的泵送经蒸氨塔的蒸汽入口输入蒸氨塔内，闪蒸蒸汽对蒸氨塔起辅助加热作用；
d. 排废：剩余废水经废水泵的泵送自闪蒸槽底部的废水出口排入废水中间槽，再抽送至氨水/废水换热器，经和氨水热交换降温后输出。
所述的节能型减压蒸氨装置的使用方法，其特征是：主蒸汽源的绝对压力为0～1.6MPa；闪蒸槽内的绝对压力为50kPa～110kPa，闪蒸槽内的温度为80℃～130℃；热泵和闪蒸槽连接的蒸汽入口处的入口吸力的绝对压力值为50kPa～110kPa，热泵的蒸汽出口处的出口压力的绝对压力值为0～1.6MPa。
本发明通过原有蒸氨塔的基础上增设热泵和废水泵，利用热泵在闪蒸槽内产生负压，使得蒸氨生成的剩余废水在闪蒸槽中经过闪蒸盘的分配产生液膜，负压环境下，剩余废水产生闪蒸蒸汽，重新回到蒸氨塔中重新利用，相对传统直接法蒸氨工艺，可减少蒸汽用量30%，减少废水外排量5%，每吨蒸氨废水可节省运行费用6元人民币。
本发明的有益效果是：节能，减排，增效，投资低，占地小。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中分配盘的主视图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种节能型减压蒸氨装置，包括蒸氨塔1、主蒸汽源2、闪蒸槽3、闪蒸盘4、热泵5和废水泵6，如图1和图2所示，具体结构是：
蒸氨塔1的侧壁上设有蒸汽入口，蒸氨塔1的底部设有废水排出口，主蒸汽源2通过管道连接蒸氨塔1的蒸汽入口；
闪蒸槽3的侧壁上设有废水入口、闪蒸槽3的顶部设有蒸汽出口，闪蒸槽3的底部设有废水出口，闪蒸槽3内废水入口的下方设有闪蒸盘4；
热泵5设有两个蒸汽入口和一个蒸汽出口；
蒸氨塔1的废水排出口通过管道连接闪蒸槽3的废水入口，闪蒸槽3的蒸汽出口通过管道连接热泵5的一个蒸汽入口，闪蒸槽3的废水出口通过管道连接废水泵6；
热泵5的另一个蒸汽入口通过管道连接主蒸汽源2，热泵5的蒸汽出口通过管道连接蒸氨塔1的蒸汽入口。
本实施例中：闪蒸槽3的壳体内设有液位计、压力计、温度计和闪蒸盘4等；闪蒸盘4包括进料分配管和至少两层分配盘41，分配盘41如图2所示：底部设有直径为2mm～20mm闪蒸孔，所述闪蒸孔排列成三角形或矩形，分配盘41的侧面高度为10mm～200mm，分配盘41侧面的顶部为齿形形成溢流堰411。
分配盘41底部的闪蒸孔可形成圆柱形液柱以增加挥发表面积，当液体过量时通过分配盘41侧面的溢流堰411流出闪蒸盘4，通过齿形的溢流堰411分配也可增加挥发表面积。
本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
a. 热交换：自焦油氨水分离工段输送而来的氨水和自蒸氨塔1输送而来的蒸氨废水在氨水/废水换热器中发生热交换，氨水被蒸氨废水加热至90℃后从蒸氨塔1的上部输入蒸氨塔1内，蒸汽从蒸氨塔1的底部输入蒸氨塔1内；
b. 蒸氨：氨水在蒸氨塔1内被蒸汽加热，氨气从氨水中逸出并自蒸氨塔1的顶部输入氨浓缩器实施冷却浓缩后再和煤气混合输入氨吸收塔；
为了保证废水中全氨含量≤200mg/L，在蒸氨塔1中连续加入一定数量的NaOH用以分解氨水中的固定铵，NaOH分解铵盐的离子方程式如下：
OH-+NH+4=NH3•H2O；
氨气逸出后的剩余废水从蒸氨塔1的废水排出口输入闪蒸槽3，剩余废水的流向如图1中的箭头a所示；
c. 辅助加热：热泵5同时从主蒸汽源2处抽吸主蒸汽和从闪蒸槽3内抽吸闪蒸蒸汽，主蒸汽的流向如图1中的箭头b所示，闪蒸蒸汽的流向如图1中的箭头c所示，闪蒸槽3内因热泵5的抽吸产生负压，剩余废水在负压环境下在闪蒸盘4上产生闪蒸蒸汽，生成的闪蒸蒸汽通过热泵5的抽吸和主蒸汽混合成混合蒸汽对并通过热泵5的泵送经蒸氨塔1的蒸汽入口输入蒸氨塔1内，闪蒸蒸汽的流向如图1中的箭头d所示，闪蒸蒸汽对蒸氨塔1起辅助加热作用；
d. 排废：闪蒸后的剩余废水经废水泵6的泵送自闪蒸槽3底部的废水出口排入废水中间槽，再抽送至氨水/废水换热器，经和氨水热交换降温至40℃后输送至酚氰废水处理站，闪蒸后的剩余废水的流向如图1中的箭头e所示。
本实施例使用时：主蒸汽源2的绝对压力为0～1.6MPa；闪蒸槽3内的绝对压力为50kPa～110kPa，闪蒸槽3内的温度为80℃～130℃；热泵5和闪蒸槽3连接的蒸汽入口处的入口吸力的绝对压力值为50kPa～110kPa，热泵5的蒸汽出口处的出口压力的绝对压力值为0～1.6MPa。

Claims (4)

1.一种节能型减压蒸氨装置，包括蒸氨塔(1)和主蒸汽源(2)，蒸氨塔(1)的侧壁上设有蒸汽入口，蒸氨塔(1)的底部设有废水排出口，主蒸汽源(2)通过管道连接蒸氨塔(1)的蒸汽入口，其特征是：还包括闪蒸槽(3)、闪蒸盘(4)、热泵(5)和废水泵(6)，
闪蒸槽(3)的侧壁上设有废水入口、闪蒸槽(3)的顶部设有蒸汽出口，闪蒸槽(3)的底部设有废水出口，闪蒸槽(3)内废水入口的下方设有闪蒸盘(4)；
热泵(5)设有两个蒸汽入口和一个蒸汽出口；
蒸氨塔(1)的废水排出口通过管道连接闪蒸槽(3)的废水入口，闪蒸槽(3)的蒸汽出口通过管道连接热泵(5)的一个蒸汽入口，闪蒸槽(3)的废水出口通过管道连接废水泵(6)；
热泵(5)的另一个蒸汽入口通过管道连接主蒸汽源(2)，热泵(5)的蒸汽出口通过管道连接蒸氨塔(1)的蒸汽入口。
2.如权利要求1所述的节能型减压蒸氨装置，其特征是：闪蒸盘(4)包括进料分配管和至少两层分配盘(41)，分配盘(41)的底部设有直径为2mm～20mm闪蒸孔，所述闪蒸孔排列成三角形或矩形，分配盘(41)的侧面高度为10mm～200mm，分配盘(41)侧面的顶部为齿形形成溢流堰(411)。
3.如权利要求1或2所述的节能型减压蒸氨装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
a. 热交换：自焦油氨水分离工段输送而来的氨水和自蒸氨塔(1)输送而来的蒸氨废水在氨水/废水换热器中发生热交换，氨水被蒸氨废水加热后从蒸氨塔(1)的上部输入蒸氨塔(1)内，蒸汽从蒸氨塔(1)的底部输入蒸氨塔(1)内；
b. 蒸氨：氨水在蒸氨塔(1)内被蒸汽加热，氨气从氨水中逸出并自蒸氨塔(1)的顶部输入氨浓缩器实施冷却浓缩，氨气逸出后的剩余废水从蒸氨塔(1)的废水排出口输入闪蒸槽(3)；
c. 辅助加热：热泵(5)同时从主蒸汽源(2)处抽吸主蒸汽和从闪蒸槽(3)内抽吸闪蒸蒸汽，闪蒸槽(3)内因热泵(5)的抽吸产生负压，剩余废水在负压环境下在闪蒸盘(4)上产生闪蒸蒸汽，生成的闪蒸蒸汽通过热泵(5)的抽吸和主蒸汽混合成混合蒸汽对并通过热泵(5)的泵送经蒸氨塔(1)的蒸汽入口输入蒸氨塔(1)内，闪蒸蒸汽对蒸氨塔(1)起辅助加热作用；
d. 排废：剩余废水经废水泵(6)的泵送自闪蒸槽(3)底部的废水出口排入废水中间槽，再抽送至氨水/废水换热器，经和氨水热交换降温后输出。
4.如权利要求3所述的节能型减压蒸氨装置的使用方法，其特征是：主蒸汽源(2)的绝对压力为0～1.6MPa；闪蒸槽(3)内的绝对压力为50kPa～110kPa，闪蒸槽(3)内的温度为80℃～130℃；热泵(5)和闪蒸槽(3)连接的蒸汽入口处的入口吸力的绝对压力值为50kPa～110kPa，热泵(5)的蒸汽出口处的出口压力的绝对压力值为0～1.6MPa。
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