CN108328843B - 正负压一体式高效脱氨系统及其处理回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正负压一体式高效脱氨系统，包括按处理回收流程依次包括脱氨塔和氨回收装置，脱氨塔的顶部的出气口与氨气总管连通，氨气总管的末端分支成正压氨气管道和负压氨气管道，正压氨气管道与氨回收装置连通，负压氨气管道通过负压泵与氨回收装置连通，氨回收装置的出液口与产品泵连通。本发明不仅可根据废水的处理量对正负压脱氨系统进行选择以达到最低的处理回收成本，而且将氨气直接回收制成碳酸氢铵。

Description

正负压一体式高效脱氨系统及其处理回收工艺

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别是涉及一种正负压一体式高效脱氨系统。

背景技术

碳酸氢铵又称碳铵，其含氮量为17.7％，是碳酸盐的一种，由于其分解生成的氨气、二氧化碳和水能够给植物提供必须的养分，具有价廉、经济、不板结土壤的优点，适用于各种作物和各类土壤，既可作基肥，又可作追肥，受到农民的欢迎。每年的用量约占到氮肥总产量的1/4，是我国除尿素外使用最广泛的一种氮肥产品。

目前，环境污染问题日益严重，在许多生产中都会伴随着产生含有氨氮的污水，如喷涂、印刷、包装、电镀等行业加工过程会产生一定量的含有氨氮的有机污水，这些污水直接排放会对环境造成污染。

中国专利公布号CN 106800330 A公开的一种真空脱氨方法，将污水送入污水碱化池，用碱调污水pH值至8-10，再将碱化后的污水经真空脱氨塔的雾化喷头输入真空脱氨塔，氨气从真空脱氨塔上部出口进入储氨罐，污水从真空脱氨塔下部污水出口流出，虽然能对污水中氨气进行回收，污水可达标排放，但是添加pH调节剂进行pH调节，药剂投加量高，增加了处理成本，而且目前的市场上没有正负压一体的处理系统，无法根据实际的污水处理量选择对应的正压或者负压系统以达到最低的处理回收成本。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种正负压一体式高效脱氨系统，不仅可根据废水的处理量对正负压脱氨系统进行选择以达到最低的处理回收成本，而且将氨气直接回收制成碳酸氢铵。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种正负压一体式高效脱氨系统，按处理回收流程依次包括脱氨塔和氨回收装置，所述脱氨塔的顶部的出气口与氨气总管连通，所述氨气总管的末端分支成正压氨气管道和负压氨气管道，所述正压氨气管道与所述氨回收装置连通，所述负压氨气管道通过负压泵与氨回收装置连通，所述氨回收装置的出液口与产品泵连通；

所述脱氨塔包括蒸汽进口、塔板和喷淋头，所述蒸汽进口与蒸汽管道连通，且所述蒸汽进口位于所述脱氨塔的污水进口和所述脱氨塔的出液口之间，所述脱氨塔的出液口位于所述脱氨塔的污水进口的下方，若干块所述塔板和若干个所述喷淋头皆位于所述脱氨塔的内部，且所述塔板和所述喷淋头皆位于所述蒸汽进口的上方，相邻所述塔板之间设有所述喷淋头，所述喷淋头与清洗管道连通，所述清洗管道与清洗药水箱连通；

所述塔板由若干脱氨板组成，所述脱氨板包括上挡板、下挡板、连接板和挡液板，所述上挡板和所述下挡板平行设置，所述连接板的上端与所述上挡板连接，所述连接板的下端与所述下挡板连接，所述挡液板位于所述下挡板的上表面且固定于远离连接板的一端，每一所述脱氨板的挡液板与相邻脱氨板的上挡板之间形成气液流道。

进一步地说，所述氨气总管上设有冷凝液分离罐，所述冷凝液分离罐包括冷凝器和分离罐，所述冷凝器位于所述分离罐的上方，所述冷凝器的冷却水进口和所述冷凝器的出水口皆与降温池连通，所述冷凝器的进气口与所述氨气总管连通，所述冷凝器的出气口与所述分离罐连通，所述分离罐的出液口通过循环管与所述脱氨塔的循环液进口连通，所述分离罐的出气口与所述氨气总管连通。

进一步地说，还包括集污池和换热器，所述集污池与所述换热器的污水进口连通，所述换热器的污水出口与所述脱氨塔的污水进口连通，所述脱氨塔的出液口与所述换热器的进液口连通，所述换热器的出水口与排放水池连通。

进一步地说，所述氨回收装置的出气口与真空泵的进气口连通，所述真空泵的进水口与降温池连通，所述真空泵的排气口与排气管连通。

进一步地说，还包括冷却器，所述冷却器的进液口与所述氨回收装置连通，所述冷却器的出液口与所述负压泵连通，所述冷却器的进水口和所述冷却器的出水口皆与降温池连通。

进一步地说，所述集污池和所述换热器的污水进口之间通过污水输送管连通，污水输送管上按污水的输送方向依次设有消泡剂加药口和污水输送泵，所述消泡剂加药口通过加药管与消泡剂加药箱连通。

进一步地说，循环管上沿着所述液体的流动方向依次设有第一电磁阀、循环泵、减压阀、三通、止回阀、第二电磁阀和流量计，所述分离罐的循环液进口和所述三通之间通过回流管道连接，且回流管道上设有第三电磁阀。

进一步地说，所述挡液板至少设有一排沿着挡液板的长度方向排布的通孔，相邻所述通孔之间的间距相等。

一种正负压一体式高效脱氨系统的回收处理工艺，包括以下工艺步骤：

S1：根据每小时处理污水的量对正负压脱氨系统进行选择，当污水处理量小于4t/h时，使用负压脱氨系统，将正压氨气管道的流量电磁阀关闭，负压氨气管道的流量电磁阀打开，使脱氨塔内的负压为-0.055MPA，温度为70℃；

当污水处理量大于4t/h时，使用正压脱氨系统，将正压氨气管道的流量电磁阀打开，负压氨气管道的流量电磁阀关闭，使脱氨塔内温度为80℃；

S2：将集污池的污水加入消泡剂后通过换热器加热后从脱氨塔的污水进口送入脱氨塔内，通过蒸汽管道内的蒸汽对脱氨塔的内部进行加热，污水在塔板的导流作用下，自上一层塔板向下一层塔板流动，将污水中的碳酸氢铵、碳酸氢钙、碳酸氢镁等物质进行分解，最后碳酸钙、碳酸镁、水和有机物等从脱氨塔的出液口经过换热器后送入排放水池，氨气、二氧化碳和少量水蒸气通过脱氨塔的出气口送入冷凝液分离罐；

S3：进入冷凝液分离罐的氨气和二氧化碳经过冷凝器降温冷却后送入分离罐，少量碳铵混合液回流至脱氨塔脱氨，大部分氨气和二氧化碳进入氨回收装置生成碳酸氢铵溶液；

S4：随着氨气和二氧化碳不断进入氨回收装置，通过冷却器对氨回收装置进行冷却，碳酸氢铵溶液浓度越来越高，最后超过饱和浓度，碳铵晶盐析出，再由产品泵进行回收。

进一步地说，脱氨塔每使用2-3个月，将清洗药水箱内的药水通过喷淋头喷出后，清洗塔板上的碳酸钙、碳酸镁等结垢物。

本发明的有益效果至少具有以下几点：

本发明包括脱氨塔和氨回收装置，污水通过脱氨塔分解后送入氨回收装置，结晶析出碳酸氢铵，对污水进行处理分解的同时，将脱出的氨气和二氧化碳用于制取碳酸氢铵，与传统的pH处理工艺相比，大大降低了处理回收成本，值得一提的是，脱氨塔的顶部的出气口与氨气总管连通，氨气总管的末端分支成正压氨气管道和负压氨气管道，正压氨气管道与氨回收装置连通，负压氨气管道通过负压泵与氨回收装置连通，当每小时的污水处理量小于4顿时，将正压氨气管道关闭，使用负压脱氨系统，通过负压泵使脱氨塔内的压力保持在-0.055MPA，降低脱氨塔内污水中氨的溶解度，便于氨气析出，此时塔内的温度只需维持在70℃；当每小时的污水量大于4顿，采用负压脱氨系统时，为保持脱氨塔内的负压，负压泵需消耗大量的电量，于是将负压氨气管道关闭，使用正压脱氨系统，通过蒸汽使塔内温度维持在80℃，以达到最低的处理回收成本；

本发明的塔板由若干脱氨板组成，脱氨板包括上挡板、下挡板、连接板和挡液板，上挡板和下挡板平行设置，连接板的上端与上挡板连接，连接板的下端与下挡板连接，挡液板位于下挡板的上表面且固定于远离连接板的一端，每一脱氨板的挡液板与相邻脱氨板的上挡板之间形成气液流道，挡液板至少设有一排沿着挡液板的长度方向排布的通孔，当使用负压脱氨时，由于塔内压力低，使气体从通孔和气液流道经过，保持塔内气体流畅，当使用正压脱氨时，由于塔内压力相比于负压大，气体只能从气液流通口经过，从而降低压损，更佳的是，相邻塔板之间设有喷淋头，喷淋头与清洗管道连通，脱氨塔每使用2-3个月，通过氨基磺酸对塔板上残留的污垢去除；

本发明的冷凝液分离罐包括冷凝器和分离罐，冷凝器中冷凝的液体和气体通过分离罐分离，液体通过循环管重新送入脱氨塔进行二次处理回收，更佳的是，循环管上沿着液体的流动方向依次设有第一电磁阀、循环泵、减压阀、三通、止回阀、第二电磁阀和流量计，分离罐的循环液进口和三通之间通过回流管道连接，且回流管道上设有第三电磁阀，此种结构设计，有效控制单位时间内脱氨塔的处理量，回流管道使分离罐内的液体重新回流至分离罐，保证脱氨塔的处理效果，止回阀有效防止塔内的气体和液体进入分离罐；

本发明的氨回收装置还设有冷却器，冷却器的进液口与氨回收装置连通，冷却器的出液口与负压泵连通，冷却器的进水口和冷却器的出水口皆与降温池连通，有效防止氨回收装置内形成的碳酸氢铵分解的同时，降低液体中碳酸氢铵的溶解度，使碳酸氢铵晶体析出，更佳的是，氨回收装置的出气口与真空泵的进气口连通，氨气通过真空泵中的水溶解后重新进入氨回收装置，净化后的二氧化碳排入空气中；

本发明还设有换热器，将送入脱氨塔内的污水与脱氨塔的出液口内的液体进行换热，从而保证进入脱氨塔内的污水的温度，降低处理成本，更佳的是，污水中还添加有消泡剂，有效抑制脱氨塔内的气泡的产生，提高处理效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的图1的A处的放大图；

图3是本发明的图1的B处的放大图；

附图中各部分标记如下：

脱氨塔1、蒸汽进口11、塔板12、上挡板121、下挡板122、连接板123、挡液板124、通孔1241、喷淋头13、氨回收装置2、负压泵21、氨气总管3、正压氨气管道31、负压氨气管道32、产品泵4、蒸汽管道5、清洗管道6、清洗药水箱7、冷凝液分离罐8、冷凝器81、分离罐82、降温池9、循环管10、第一电磁阀101、循环泵102、减压阀103、三通104、止回阀105、第二电磁阀106、流量计107、回流管道108、第三电磁阀109、集污池100、换热器200、排放水池300、真空泵400、排气管500、冷却器600、污水输送管700、污水输送泵800、加药管900和消泡剂加药箱1000。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：一种正负压一体式高效脱氨系统，如图1-3所示，按处理回收流程依次包括脱氨塔1和氨回收装置2，所述脱氨塔1的顶部的出气口与氨气总管3连通，所述氨气总管3的末端分支成正压氨气管道31和负压氨气管道32，所述正压氨气管道31与所述氨回收装置2连通，所述负压氨气管道32通过负压泵21与氨回收装置2连通，所述氨回收装置2的出液口与产品泵4连通；

具体实施时，正压氨气管道31上和负压氨气管道32上皆设有流量调节阀；

所述脱氨塔1包括蒸汽进口11、塔板12和喷淋头13，所述蒸汽进口11与蒸汽管道5连通，且所述蒸汽进口11位于所述脱氨塔1的污水进口和所述脱氨塔1的出液口之间，所述脱氨塔1的出液口位于所述脱氨塔1的污水进口的下方，若干块所述塔板12和若干个所述喷淋头13皆位于所述脱氨塔1的内部，且所述塔板12和所述喷淋头13皆位于所述蒸汽进口11的上方，相邻所述塔板12之间设有所述喷淋头13，所述喷淋头13与清洗管道6连通，所述清洗管道6与清洗药水箱7连通；

具体实施时，所述清洗药水箱7为氨基磺酸清洗药水箱；

所述塔板12由若干脱氨板组成，所述脱氨板包括上挡板121、下挡板122、连接板123和挡液板124，所述上挡板121和所述下挡板平行设置，所述连接板123的上端与所述上挡板121连接，所述连接板123的下端与所述下挡板122连接，所述挡液板124位于所述下挡板122的上表面且固定于远离连接板123的一端，每一所述脱氨板的挡液板124与相邻脱氨板的上挡板121之间形成气液流道。

所述氨气总管3上设有冷凝液分离罐8，所述冷凝液分离罐8包括冷凝器81和分离罐82，所述冷凝器81位于所述分离罐82的上方，所述冷凝器81的冷却水进口和所述冷凝器81的出水口皆与降温池9连通，所述冷凝器81的进气口与所述氨气总管3连通，所述冷凝器81的出气口与所述分离罐82连通，所述分离罐82的出液口通过循环管10与所述脱氨塔1的循环液进口连通，所述分离罐82的出气口与所述氨气总管3连通。

还包括集污池100和换热器200，所述集污池100与所述换热器200的污水进口连通，所述换热器200的污水出口与所述脱氨塔1的污水进口连通，所述脱氨塔1的出液口与所述换热器200的进液口连通，所述换热器200的出水口与排放水池300连通。

所述氨回收装置2的出气口与真空泵400的进气口连通，所述真空泵400的进水口与降温池9连通，所述真空泵400的排气口与排气管500连通。

还包括冷却器600，所述冷却器600的进液口与所述氨回收装置2连通，所述冷却器600的出液口与所述负压泵21连通，所述冷却器600的进水口和所述冷却器600的出水口皆与降温池9连通。

所述集污池100和所述换热器200的污水进口之间通过污水输送管700连通，污水输送管700上按污水的输送方向依次设有消泡剂加药口和污水输送泵800，所述消泡剂加药口通过加药管900与消泡剂加药箱1000连通。

循环管10上沿着所述液体的流动方向依次设有第一电磁阀101、循环泵102、减压阀103、三通104、止回阀105、第二电磁阀106和流量计107，所述分离罐82的循环液进口和所述三通104之间通过回流管道108连接，且回流管道108上设有第三电磁阀109。

所述挡液板124至少设有一排沿着挡液板124的长度方向排布的通孔1241，相邻所述通孔1241之间的间距相等。

一种正负压一体式高效脱氨系统的回收处理工艺，包括以下工艺步骤：

S1：根据每小时处理污水的量对正负压脱氨系统进行选择，当污水处理量小于4t/h时，使用负压脱氨系统，将正压氨气管道的流量电磁阀关闭，负压氨气管道的流量电磁阀打开，使脱氨塔内的负压为-0.055MPA，温度为70℃；

当污水处理量大于4t/h时，使用正压脱氨系统，将正压氨气管道的流量电磁阀打开，负压氨气管道的流量电磁阀关闭，使脱氨塔内温度为80℃；

S2：将集污池的污水加入消泡剂后通过换热器加热后从脱氨塔的污水进口送入脱氨塔内，通过蒸汽管道内的蒸汽对脱氨塔的内部进行加热，污水在塔板的导流作用下，自上一层塔板向下一层塔板流动，将污水中的碳酸氢铵、碳酸氢钙、碳酸氢镁等物质进行分解，最后碳酸钙、碳酸镁、水和有机物等从脱氨塔的出液口经过换热器后送入排放水池，氨气、二氧化碳和少量水蒸气通过脱氨塔的出气口送入冷凝液分离罐；

S3：进入冷凝液分离罐的氨气和二氧化碳经过冷凝器降温冷却后送入分离罐，少量碳铵混合液回流至脱氨塔脱氨，大部分氨气和二氧化碳进入氨回收装置生成碳酸氢铵溶液；

S4：随着氨气和二氧化碳不断进入氨回收装置，通过冷却器对氨回收装置进行冷却，碳酸氢铵溶液浓度越来越高，最后超过饱和浓度，碳铵晶盐析出，再由产品泵进行回收。

脱氨塔每使用2-3个月，将清洗药水箱内的药水通过喷淋头喷出后，清洗塔板上的碳酸钙、碳酸镁等结垢物。

本实施的正负压脱氨系统的费用对比说明如表1。从表中可知，当每小时处理的废水量小于4t时，负压处理工艺比正压处理工艺的污水处理成本低，当每小时处理的废水量大于4t时，正压处理工艺比负压处理工艺的污水处理成本低。

表1

本发明的工作原理如下：根据每小时处理污水的量对正负压脱氨系统进行选择，将集污池的污水加入消泡剂后通过换热器加热后从脱氨塔的污水进口送入脱氨塔内，通过蒸汽管道内的蒸汽对脱氨塔的内部进行加热，污水在塔板的导流作用下，自上一层塔板向下一层脱氨板流动，将污水中的碳酸氢铵、碳酸氢钙、碳酸氢镁等物质进行分解，最后碳酸钙、碳酸镁、水和有机物等从脱氨塔的出液口经过换热器后送入排放水池，氨气、二氧化碳和少量水蒸气通过脱氨塔的出气口送入冷凝液分离罐；进入冷凝液分离罐的氨气和二氧化碳经过冷凝器降温冷却后送入分离罐，少量碳铵混合液回流至脱氨塔脱氨，大部分氨气和二氧化碳进入氨回收装置生成碳酸氢铵溶液；随着氨气和二氧化碳不断进入氨回收装置，通过冷却器对氨回收装置进行冷却，碳酸氢铵溶液浓度越来越高，最后超过饱和浓度，碳铵晶盐析出，再由产品泵进行回收。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种正负压一体式高效脱氨系统，其特征在于：按处理回收流程依次包括脱氨塔（1）和氨回收装置（2），所述脱氨塔的顶部的出气口与氨气总管（3）连通，所述氨气总管的末端分支成正压氨气管道（31）和负压氨气管道（32），所述正压氨气管道与所述氨回收装置连通，所述负压氨气管道通过负压泵（21）与氨回收装置连通，所述氨回收装置的出液口与产品泵（4）连通；

所述脱氨塔包括蒸汽进口（11）、塔板（12）和喷淋头（13），所述蒸汽进口与蒸汽管道（5）连通，且所述蒸汽进口位于所述脱氨塔的污水进口和所述脱氨塔的出液口之间，所述脱氨塔的出液口位于所述脱氨塔的污水进口的下方，若干块所述塔板和若干个所述喷淋头皆位于所述脱氨塔的内部，且所述塔板和所述喷淋头皆位于所述蒸汽进口的上方，相邻所述塔板之间设有所述喷淋头，所述喷淋头与清洗管道（6）连通，所述清洗管道与清洗药水箱（7）连通；

所述塔板由若干脱氨板组成，所述脱氨板包括上挡板（121）、下挡板（122）、连接板（123）和挡液板（124），所述上挡板和所述下挡板平行设置，所述连接板的上端与所述上挡板连接，所述连接板的下端与所述下挡板连接，所述挡液板位于所述下挡板的上表面且固定于远离连接板的一端，每一所述脱氨板的挡液板与相邻脱氨板的上挡板之间形成气液流道；

所述氨气总管上设有冷凝液分离罐（8），所述冷凝液分离罐包括冷凝器（81）和分离罐（82），所述冷凝器位于所述分离罐的上方，所述冷凝器的冷却水进口和所述冷凝器的出水口皆与降温池（9）连通，所述冷凝器的进气口与所述氨气总管连通，所述冷凝器的出气口与所述分离罐连通，所述分离罐的出液口通过循环管（10）与所述脱氨塔的循环液进口连通，所述分离罐的出气口与所述氨气总管连通；

所述氨回收装置的出气口与真空泵（400）的进气口连通，所述真空泵的进水口与降温池连通，所述真空泵的排气口与排气管（500）连通；

循环管上沿着所述液体的流动方向依次设有第一电磁阀（101）、循环泵（102）、减压阀（103）、三通（104）、止回阀（105）、第二电磁阀（106）和流量计（107），所述分离罐的循环液进口和所述三通之间通过回流管道（108）连接，且回流管道上设有第三电磁阀（109）。

2.根据权利要求1所述的正负压一体式高效脱氨系统，其特征在于：还包括集污池（100）和换热器（200），所述集污池与所述换热器的污水进口连通，所述换热器的污水出口与所述脱氨塔的污水进口连通，所述脱氨塔的出液口与所述换热器的进液口连通，所述换热器的出水口与排放水池（300）连通。

3.根据权利要求1所述的正负压一体式高效脱氨系统，其特征在于：还包括冷却器（600），所述冷却器的进液口与所述氨回收装置连通，所述冷却器的出液口与所述负压泵连通，所述冷却器的进水口和所述冷却器的出水口皆与降温池连通。

4.根据权利要求2所述的正负压一体式高效脱氨系统，其特征在于：所述集污池和所述换热器的污水进口之间通过污水输送管（700）连通，污水输送管上按污水的输送方向依次设有消泡剂加药口和污水输送泵（800），所述消泡剂加药口通过加药管（900）与消泡剂加药箱（1000）连通。

5.根据权利要求1所述的正负压一体式高效脱氨系统，其特征在于：所述挡液板至少设有一排沿着挡液板的长度方向排布的通孔（1241），相邻所述通孔之间的间距相等。

6.一种正负压一体式高效脱氨系统的回收处理工艺，其特征在于：包括权利要求1-5中任意一项所述的正负压一体式高效脱氨系统，正负压一体式高效脱氨系统的回收处理工艺包括以下工艺步骤：

S1：根据每小时处理污水的量对正负压脱氨系统进行选择，当污水处理量小于4t/h时，使用负压脱氨系统，将正压氨气管道的流量电磁阀关闭，负压氨气管道的流量电磁阀打开，使脱氨塔内的负压为-0.055MPA，温度为70℃；

当污水处理量大于4t/h时，使用正压脱氨系统，将正压氨气管道的流量电磁阀打开，负压氨气管道的流量电磁阀关闭，使脱氨塔内温度为80℃；

S2：将集污池的污水加入消泡剂后通过换热器加热后从脱氨塔的污水进口送入脱氨塔内，通过蒸汽管道内的蒸汽对脱氨塔的内部进行加热，污水在塔板的导流作用下，自上一层塔板向下一层塔板流动，将污水中的碳酸氢铵、碳酸氢钙、碳酸氢镁进行分解，最后碳酸钙、碳酸镁、水和有机物从脱氨塔的出液口经过换热器后送入排放水池，氨气、二氧化碳和少量水蒸气通过脱氨塔的出气口送入冷凝液分离罐；

脱氨塔每使用2-3个月，将清洗药水箱内的药水通过喷淋头喷出后，清洗塔板上的碳酸钙、碳酸镁结垢物；

S3：进入冷凝液分离罐的氨气和二氧化碳经过冷凝器降温冷却后送入分离罐，少量碳铵混合液回流至脱氨塔脱氨，大部分氨气和二氧化碳进入氨回收装置生成碳酸氢铵溶液；

S4：随着氨气和二氧化碳不断进入氨回收装置，通过冷却器对氨回收装置进行冷却，碳酸氢铵溶液浓度越来越高，最后超过饱和浓度，碳铵晶盐析出，再由产品泵进行回收。