CN206188408U - 一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，属于氨氮废水处理领域。该装置包括原水泵(1)、预热器(2)、解析塔(3)、脱氨塔(4)、冷凝器(5)、水力喷射器(6)、净化装置(7)、碳化塔(8)、冷凝蛇管(9)、循环泵(10)、离心机(11)、气液分离罐(12)、回流泵(13)、出水泵(14)、物料提升泵(15)；所述原水泵(1)分别通过管道与预热器(2)下部原水进口和解析塔(3)上部物料进口相连；所述预热器(2)在下部设有原水进口，顶部设有达标水的出水口；所述解析塔(3)顶部出汽口通过管道与冷凝器(5)下部进汽口相连。本实用新型既能回收高纯度碳酸氢铵结晶得到额外收益，又提高氨氮去除率达80％以上，且降低了能耗，蒸汽消耗只有传统工艺的60％‑70％。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，用于含氨氮废水的脱氨处理，并回收碳酸氢铵结晶，属于氨氮废水处理领域。
背景技术
化工、发酵、生活垃圾处理等行业生产过程中会产生大量含氨氮废水，这类废水有几个共同特点，一是氨氮含量高，同时夹带大量悬浮固形物(SS)，且通常带有强烈气味；二是废水含有大量钙镁离子，表现为总硬度高；三是废水碱度大，主要是废水中含有CO3 -、HCO3 -等离子；此类废水不能直接排放，必须将氨氮降至15mg/L浓度以下。传统处理方法主要有厌氧、好氧及厌氧氨氧化等生化方法，但生化处理占地大、运行费用高，且氨氮降解效率低，很难达到排放的标准。
通过蒸氨或空气吹脱是废水脱氨的常用方法，且可以回收稀氨水或硫酸铵等副产物。蒸氨或空气吹脱的常规方法是向废水中添加碱液，调节废水pH值至11以上，然后直接或间接使用蒸汽加热蒸馏脱除废水中氨氮，或者用大量空气吹脱废水，用空气带走废水中的氨氮。
无论是蒸氨还是空气吹脱，都需要用碱液调节废水pH值。由于碱度高的含氨氮废水的缓冲能力强，高碱度氨氮废水调节pH的耗碱量大，吨废水耗碱量在10公斤以上，不仅成本高，且增加了脱氨出水中的盐浓度。另一方面，对于高硬度氨氮废水，脱氨处理过程中塔板、物料管道及换热器上会出现严重的结垢现象，影响设备的使用效率和寿命，而除垢处理增加成本，影响生产进度。
此外，氨回收工艺多在常压下处理，含氨蒸汽直接进入下一步吸收，但由于含氨蒸汽温度高，对氨气的吸收不利，若利用冷却塔降温处理，既增加了成本，又造成了大量的热量浪费，且回收的氨水纯度有限，难以有效利用。而另一方面，目前对于废水脱氨过程中的氨回收工艺，主要是回收硫酸铵或低浓度氨水。理论上硫酸铵和稀氨水可以作为农业用化肥，但硫酸铵酸性大，容易导致土壤板结，而稀氨水运输、储存困难，所以脱氨回收的硫酸铵或稀氨水的销售很困难，难以有效利用，成为很多实施废水脱氨企业的负担，处置不当成为二次污染。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，以解决现有蒸氨工艺中蒸汽消耗量大，碱液用量高，后续废水钠盐含量高，且回收副产物难以有效利用等问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，包括原水泵1、预热器2、解析塔3、脱氨塔4、冷凝器5、水力喷射器6、净化装置7、碳化塔8、冷凝蛇管9、循环泵10、离心机11、气液分离罐12、回流泵13、出水泵14、物料提升泵15；
所述原水泵1分别通过管道与预热器2下部原水进口和解析塔3上部物料进口相连；
所述预热器2在下部设有原水进口，顶部设有达标水的出水口；
所述解析塔3顶部出汽口通过管道与冷凝器5下部进汽口相连；
所述脱氨塔4顶部出汽口通过管道与解析塔3下部进汽口相连；所述物料提升泵15分别通过管道与解析塔3底部出料口和脱氨塔4上部进料口相连；所述脱氨塔4下部设有蒸汽入口；
所述冷凝器5底部设有冷水入口，顶部设有出水口，出水口通过管道与冷凝蛇管9下部进水口相连；所述冷凝器5上部出气口通过管道与水力喷射器6上部进气口相连；
所述净化装置7通过管道引出清洁气；
所述碳化塔8顶部与水力喷射器6相连，下部设有二氧化碳入口；
所述冷凝蛇管9上部设有冷凝水出水口；
所述循环泵10分别通过管道与碳化塔8下部和水力喷射器6顶部相连；
所述离心机11通过管道与碳化塔8底部相连；所述离心机11设有母液水和碳酸氢铵结晶出口；
所述气液分离罐12上部进液口通过管道与冷凝器5下部冷液口相连；
所述回流泵13分别通过管道与解析塔3上部回流进口和气液分离罐12底部出液口相连；
所述出水泵14分别通过管道与脱氨塔4底部出料口和预热器2底部进料口相连。
在本实用新型的一种实施方式中，所述碳化塔8顶部还与净化装置7连接。用于排出清洁气体。
在本实用新型的一种实施方式中，所述解析塔3采用V型喷射塔板结构。
在本实用新型的一种实施方式中，所述脱氨塔4采用V型喷射塔板结构，保证汽液充分接触，用于负压脱氨，利用负压状态下氨容易挥发的特性进行汽提脱氨。
在本实用新型的一种实施方式中，所述预热器2是列管式或板式换热器。优选板式换热器。
在本实用新型的一种实施方式中，所述冷凝器5是列管式或板式换热器。优选板式换热器。
在本实用新型的实际应用过程中，蒸汽先后通过连接管道进入脱氨塔4、解析塔3、冷凝器5和水力喷射器6；原水由原水泵1经过管道进入解析塔3后，再由物料提升泵15经过管道进入脱氨塔4，最后由出水泵14经管道进入预热器2。
本实用新型装置有以下优点：(1)解析塔3底部通过管道、物料提升泵与脱氨塔4塔顶连接，解析塔3底部出水到达脱氨塔4塔顶后，以脱氨塔4塔顶的待冷凝蒸汽作为加热热源，实现废水中碳酸铵、碳酸氢铵等弱酸弱碱盐分解、废水pH升高，可减少碱液的用量并回收了出水中的余热以减少蒸汽的消耗；(2)解析塔3、脱氨塔4采用V型喷射塔板时，可促进汽液接触，强化碳酸铵、碳酸氢铵等弱酸弱碱盐的分解速度；(3)脱氨塔4采用喷射塔板时，蒸汽以喷射状通过塔板，可阻止碳酸钙等物质在塔板表面形成结垢；(4)装置在水力喷射器6提供的负压下工作，降低了废水的沸点，且在负压状态下氨更容易挥发；(5)通过设置碳化塔8，可将经冷凝器5处理后仍未冷凝的氨气通过水力喷射器6引入碳化塔8，与二氧化碳结合形成碳酸氢铵，既能回收高纯度碳酸氢铵结晶得到额外收益，又解决了传统工艺回收氨水纯度低、难利用的问题。本实用新型系统装置的氨氮去除率可达80％以上，且降低了能耗，蒸汽消耗只有传统工艺的60％-70％。
附图说明
图1为一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置图。
图中，原水泵1，预热器2，解析塔3，脱氨塔4，冷凝器5，水力喷射器6，净化装置7，碳化塔8，冷凝蛇管9，循环泵10，离心机11，气液分离罐12，回流泵13，出水泵14，物料提升泵15。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示必须具有的特定位置，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，包括原水泵1、预热器2、解析塔3、脱氨塔4、冷凝器5、水力喷射器6、净化装置7、碳化塔8、冷凝蛇管9、循环泵10、离心机11、气液分离罐12、回流泵13、出水泵14、物料提升泵15，以及连接各单元的管道等。所述原水泵1分别通过管道与预热器2下部原水进口和解析塔3上部物料进口相连；所述预热器2在下部原水进口通过管道引入原水；所述预热器2在顶部出水口通过管道排出达标水；所述解析塔3顶部出汽口通过管道与冷凝器5下部进汽口相连；所述脱氨塔4顶部出汽口通过管道与解析塔3下部进汽口相连；所述物料提升泵15分别通过管道与解析塔3底部出料口和脱氨塔4上部进料口相连；所述脱氨塔4下部蒸汽口通过管道引入热蒸汽；所述出水泵14分别通过管道与脱氨塔4底部出料口和预热器2底部进料口相连；所述回流泵13分别通过管道与解析塔3上部回流进口和气液分离罐12底部出液口相连；所述冷凝器5底部冷水口通过管道引入冷凝水；所述冷凝器5顶部出水口通过管道与冷凝蛇管9下部进水口相连；所述冷凝器5上部出气口通过管道与水力喷射器6上部进气口相连；所述冷凝蛇管9上部出水口通过管道排出冷凝水；所述气液分离罐12上部进液口通过管道与冷凝器5下部冷液口相连；所述碳化塔8顶部分别与水力喷射器6和净化装置7相连；所述净化装置7通过管道引出清洁气；所述循环泵10分别通过管道与碳化塔8下部和水力喷射器6顶部相连；所述碳化塔8下部通过管道引入二氧化碳；所述离心机11通过管道与碳化塔8底部相连；所述离心机11分别通过管道引出母液水和碳酸氢铵结晶。
在实际应用过程中，预热器2下部通过管道引入原水与脱氨塔4出水进行热量交换实现预热；预热器2顶部通过管道引出脱氨达标水；脱氨塔4下部通过管道引入蒸汽，脱氨塔4顶部通过管道与解析塔3下部相连，解析塔3顶部通过管道与冷凝器5下部相连，冷凝器5上部通过管道与水力喷射器6上部相连，含氨蒸汽依次通过脱氨塔4、解析塔3、冷凝器5，最后进入水力喷射器6；原水泵1通过管道控制预热后原水进入解析塔3上部，与解析塔3下部上升含氨蒸汽进行逆向气液相交换；物料提升泵15通过管道控制解析塔3底部物料进入脱氨塔4上部，与脱氨塔4下部引入蒸汽进行逆向气液相交换；出水泵14通过管道控制脱氨塔4底部出水进入预热器2底部，与预热器2下部引入原水进行热量交换；冷凝器5顶部通过管道与冷凝蛇管9底部相连；冷凝器5底部通过管道引入冷凝水，再由顶部通过管道进入冷凝蛇管9；冷凝蛇管9顶部通过管道引出冷凝水；冷凝器5下部通过管道与气液分离罐12上部相连，气液分离罐12顶部通过管道与冷凝器5下部相连，氨水由冷凝器5下部进入气液分离罐12；氨气由气液分离罐12顶部进入冷凝器5下部；回流泵13通过管道控制气液分离罐12底部氨水回流至解析塔3上部；水力喷射器6底部通过管道与碳化塔8顶部相连，氨气通过管道进入水力喷射器6装置后进入碳化塔8，与碳化塔8下部通过管道引入的二氧化碳进行反应生产碳酸氢铵结晶；循环泵10通过管道控制碳化塔8下部物料进入水力喷射器6顶部；净化装置7通过管道将碳化塔8内气体清洁后排出；离心机11通过管道与碳化塔8底部相连，碳酸氢铵通过管道进入离心机11，离心机11再通过管道引出母液水和碳酸氢铵固体成品。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (6)
1.一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，其特征在于，包括原水泵(1)、预热器(2)、解析塔(3)、脱氨塔(4)、冷凝器(5)、水力喷射器(6)、净化装置(7)、碳化塔(8)、冷凝蛇管(9)、循环泵(10)、离心机(11)、气液分离罐(12)、回流泵(13)、出水泵(14)、物料提升泵(15)；
所述原水泵(1)分别通过管道与预热器(2)下部原水进口和解析塔(3)上部物料进口相连；
所述预热器(2)在下部设有原水进口，顶部设有达标水的出水口；
所述解析塔(3)顶部出汽口通过管道与冷凝器(5)下部进汽口相连；
所述脱氨塔(4)顶部出汽口通过管道与解析塔(3)下部进汽口相连；所述物料提升泵(15)分别通过管道与解析塔(3)底部出料口和脱氨塔(4)上部进料口相连；所述脱氨塔(4)下部设有蒸汽入口；
所述冷凝器(5)底部设有冷水入口，顶部设有出水口，出水口通过管道与冷凝蛇管(9)下部进水口相连；所述冷凝器(5)上部出气口通过管道与水力喷射器(6)上部进气口相连；
所述净化装置(7)通过管道引出清洁气；
所述碳化塔(8)顶部与水力喷射器(6)相连，下部设有二氧化碳入口；
所述冷凝蛇管(9)上部设有冷凝水出水口；
所述循环泵(10)分别通过管道与碳化塔(8)下部和水力喷射器(6)顶部相连；
所述离心机(11)通过管道与碳化塔(8)底部相连；所述离心机(11)设有母液水和碳酸氢铵结晶出口；
所述气液分离罐(12)上部进液口通过管道与冷凝器(5)下部冷液口相连；
所述回流泵(13)分别通过管道与解析塔(3)上部回流进口和气液分离罐(12)底部出液口相连；
所述出水泵(14)分别通过管道与脱氨塔(4)底部出料口和预热器(2)底部进料口相连。
2.根据权利要求1所述的一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，其特征在于，所述解析塔(3)采用V型喷射塔板结构。
3.根据权利要求1所述的一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，其特征在于，所述脱氨塔(4)采用V型喷射塔板结构。
4.根据权利要求1所述的一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，其特征在于，所述预热器(2)是列管式或板式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，其特征在于，所述冷凝器(5)是列管式或板式换热器。
6.根据权利要求1所述的一种双塔负压脱氨回收碳酸氢铵系统装置，其特征在于，所述碳化塔(8)顶部还与净化装置(7)连接。
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