CN215462108U - 一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统 - Google Patents

一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统 Download PDF

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刘新哲
陈艳艳
盛晨军
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Abstract

本实用新型提供了一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，包括反应精馏塔、吸收塔、碳化器，所述反应精馏塔与进料管道连接，反应精馏塔的底部连接有进蒸气管道，反应精馏塔的顶部通过进气管道与吸收塔的底部连接，吸收塔的上部分设有新鲜水管道，吸收塔的顶部设有第一尾气管道，吸收塔的底部设有循环管道，循环管道上设有循环泵和冷却器，循环管道分别与吸收塔的顶部和碳化器的顶部连接，碳化器的顶部设有第二尾气管道，碳化器的底部分别设有二氧化碳进气管道和产品管道。本实用新型所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，能够对工业废水中的低浓度碳酸氢铵转化为高浓度碳酸氢铵，避免了工业废水直接排放，对环境造成污染，并且生成的碳酸氢铵浓溶液能够用于生产。

Description

一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，尤其是涉及一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统。
背景技术
工业废水为大量的低浓度的碳酸氢铵低浓度溶液，碳酸氢铵溶液的浓度为10％，工厂的废水处理，需要处理的费用，有些工厂直接排放，会对环境造成污染，缺少一种处理工业废水的系统，能够对碳酸氢铵溶液进行提浓，提浓后能够继续使用。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，以解决碳酸氢铵的提浓问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，包括反应精馏塔、吸收塔、碳化器，所述反应精馏塔与进料管道连接，反应精馏塔的底部连接有进蒸气管道，反应精馏塔的顶部通过进气管道与吸收塔的底部连接，吸收塔的上部分设有新鲜水管道，吸收塔的顶部设有第一尾气管道，吸收塔的底部设有循环管道，循环管道上设有循环泵和冷却器，循环管道分别与吸收塔的顶部和碳化器的顶部连接，碳化器的顶部设有第二尾气管道，碳化器的底部分别设有二氧化碳进气管道和产品管道。
所述进料管道包括第一进料管道、第二进料管道，第一进料管道、第二进料管道分别与反应精馏塔的上部分连接，第二进料管道上设有预热器。
所述反应精馏塔的底部设有出液管道，出液管道包括第一出液管道、第二出液管道，第一出液管道与预热器连接，第二出液管道上设有再沸器，第二出液管道与反应精馏塔的底部连接。
所述循环管道包括第一循环管道，第二循环管道、第三循环管道，第一循环管道上设有循环泵和冷却器，第一循环管道的底部与吸收塔连接，第一循环管道分别与第二循环管道和第三循环管道连接，第二循环管道与吸收塔的上部分连接，第三循环管道与碳化器通过管道连接。
所述吸收塔包括壳体，所述壳体的底部设有第一循环管道，壳体的一侧设有第二循环管道，壳体的另一侧依次设有新鲜水管道、进气管道，新鲜水管道上设有第一喷洒头，第二循环管道上设有第二喷洒头，壳体的底部设有搅拌组件，壳体的顶部设有第一尾气管道。
所述搅拌组件包括电机和搅拌棒，电机的输出轴与搅拌棒固定连接，搅拌棒上设有沿搅拌棒设置的搅拌杆。通过搅拌装置，使氨气和二氧化碳与溶液能够更好的融合。
所述壳体的中部设有挡板，挡板上设有孔，通过挡板能够将液体和气体进行混合的更加均匀，挡板上的孔能够使气体充分的与液体接触。
所述第一喷洒头和第二喷洒头的底部均设有若干个均匀排布的出水孔。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统具有一下有益效果：
能够对工业废水中的低浓度碳酸氢铵转化为高浓度碳酸氢铵，避免了工业废水直接排放，对环境造成污染，并且生成的碳酸氢铵浓溶液能够用于生产，还能保护环境。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统示意图；
图2为本实用新型实施例所述的吸收塔示意图。
附图标记说明：
1-反应精馏塔；2-吸收塔；3-碳化器；4-循环泵；5-冷却器；6-预热器；7-再沸器；8-壳体；9-第一循环管道；10-新鲜水管道；11-第二循环管道；12-第一喷洒头；13-第二喷洒头；14-电机；15-搅拌棒；16-搅拌杆；17-进气管道；18-第一尾气管道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，包括反应精馏塔1、吸收塔2、碳化器3，所述反应精馏塔1与进料管道连接，反应精馏塔1的底部连接有进蒸气管道，反应精馏塔1的顶部通过进气管道17与吸收塔2的底部连接，吸收塔2的上部分设有新鲜水管道10，吸收塔2的顶部设有第一尾气管道18，吸收塔2的底部设有循环管道，循环管道上设有循环泵4和冷却器5，循环管道分别与吸收塔2的顶部和碳化器3的顶部连接，碳化器3的顶部设有第二尾气管道，碳化器3的底部分别设有二氧化碳进气管道和产品管道。废液通过进料管道进入反应精馏塔1，反应精馏塔1对10％碳酸氢铵溶液进行蒸馏，蒸馏得到氨气和二氧化碳，将氨气和二氧化碳通过进气管道进入吸收塔2，吸收塔2的顶部进入新鲜水，新鲜水对氨气和二氧化碳进行吸收，以较浓的气体的形式从塔顶采出，进入吸收塔2，用循环泵4打循环，通过循环冷却吸收使氨气和CO2溶于水中，再次反应生成碳酸氢铵、碳酸铵、氨基甲酸铵的混合溶液，通过控制加入稀碳酸氢铵溶液的量，控制混合液的浓度。
所述进料管道包括第一进料管道、第二进料管道，第一进料管道、第二进料管道分别与反应精馏塔1的上部分连接，第二进料管道上设有预热器6。废液分别从第一进料管和第二进料管道进入反应蒸馏塔。
所述反应精馏塔1的底部设有出液管道，出液管道包括第一出液管道、第二出液管道，第一出液管道与预热器6连接，第二出液管道上设有再沸器7，第二出液管道与反应精馏塔1的底部连接。反应蒸馏塔内部进行碳酸氢铵分解，废液中碳酸氢铵的浓度降低，一部分通过第一出液管道经过预热器6后，直接排放，预热器6中的热能传递个进料管道的废液，另一部分通过再沸器7进入反应精馏塔1，再次反应。
循环管道包括第一循环管道9，第二循环管道11、第三循环管道，第一循环管道9上设有循环泵4和冷却器5，第一循环管道9的底部与吸收塔2连接，第一循环管道9分别与第二循环管道11和第三循环管道连接，第二循环管道11与吸收塔2的上部分连接，第三循环管道与碳化器3通过管道连接。
所述吸收塔2包括壳体8，所述壳体8的底部设有第一循环管道9，壳体的一侧设有第二循环管道11，壳体8的另一侧依次设有新鲜水管道10、进气管道17，新鲜水管道10上设有第一喷洒头12，第二循环管道11上设有第二喷洒头13，壳体8的底部设有搅拌组件，壳体8的顶部设有第一尾气管道18。
所述搅拌组件包括电机14和搅拌棒15，电机14的输出轴与搅拌棒15固定连接，搅拌棒15上设有沿搅拌棒15设置的搅拌杆16，通过搅拌装置，使氨气和二氧化碳与溶液能够更好的融合。
所述壳体8的中部设有挡板，挡板上设有孔，通过挡板能够将液体和气体进行混合的更加均匀，挡板上的孔能够使气体充分的与液体接触。
所述第一喷洒头12和第二喷洒头13的底部均设有若干个均匀排布的出水孔。
利用碳酸氢铵受热分解为氨气、二氧化碳气体的特性，采用加压精馏工艺，将分解后的氨气和CO2汽提到塔顶，以较浓的气体的形式从塔顶采出，进入吸收塔，塔顶加入稀碳酸氢铵溶液，塔釜液用循环泵打循环，通过循环冷却吸收使氨气和CO2溶于水中，再次反应生成碳酸氢铵、碳酸铵、氨基甲酸铵的混合溶液，通过控制加入新鲜水的量，控制混合液的浓度。由于CO2的吸收率不能达到100％，所以吸收液需用少量CO2进行加压二次碳化，通过与CO2的进一步反应，混合液可以生成30％的碳酸氢铵溶液。
CO2气体需外购液体CO2，采用低温储罐储存，使用时用循环水汽化器进行气化，气化后的CO2气体通入碳化器中，在较高的压力下，CO2被吸收，然后与溶液中的氨、或氨基甲酸铵、碳酸铵反应生成所需的碳酸氢铵。
碳酸氢铵溶液提浓技术利用了碳酸氢铵受热分解为NH3和CO2气体的特性，采用精馏塔将碳酸氢铵分解为NH3和CO2气体，从精馏塔塔顶采出，然后通过冷凝吸收，再次制得浓缩的碳酸氢铵溶液。该技术实现了溶液的提浓，将稀溶液中的碳酸氢铵全部实现资源化利用。
以含8％的稀碳酸氢铵溶液为例，通过精馏提浓，塔顶可以得到浓度20％以上浓度的碳酸氢铵溶液，处理每吨稀溶液的蒸汽消耗约250kg蒸汽。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：包括反应精馏塔(1)、吸收塔(2)、碳化器(3)，所述反应精馏塔(1)与进料管道连接，反应精馏塔(1)的底部连接有进蒸气管道，反应精馏塔(1)的顶部通过进气管道(17)与吸收塔(2)的底部连接，吸收塔(2)的上部分设有新鲜水管道(10)，吸收塔(2)的顶部设有第一尾气管道(18)，吸收塔(2)的底部设有循环管道，循环管道上设有循环泵(4)和冷却器(5)，循环管道分别与吸收塔(2)的顶部和碳化器(3)的顶部连接，碳化器(3)的顶部设有第二尾气管道，碳化器(3)的底部分别设有二氧化碳进气管道和产品管道。
2.根据权利要求1所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：所述进料管道包括第一进料管道、第二进料管道，第一进料管道、第二进料管道分别与反应精馏塔(1)的上部分连接，第二进料管道上设有预热器(6)。
3.根据权利要求2所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：所述反应精馏塔(1)的底部设有出液管道，出液管道包括第一出液管道、第二出液管道，第一出液管道与预热器(6)连接，第二出液管道上设有再沸器(7)，第二出液管道与反应精馏塔(1)的底部连接。
4.根据权利要求1所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：循环管道包括第一循环管道(9)，第二循环管道(11)、第三循环管道，第一循环管道(9)上设有循环泵(4)和冷却器(5)，第一循环管道(9)的底部与吸收塔(2)连接，第一循环管道(9)分别与第二循环管道(11)和第三循环管道连接，第二循环管道(11)与吸收塔(2)的上部分连接，第三循环管道与碳化器(3)通过管道连接。
5.根据权利要求4所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：所述吸收塔(2)包括壳体(8)，所述第一循环管道(9)设置在壳体(8)的底部，第二循环管道(11)设置在壳体(8)的一侧，新鲜水管道(10)、进气管道(17)依次设置在壳体(8)的另一侧，新鲜水管道(10)上设有第一喷洒头(12)，第二循环管道(11)上设有第二喷洒头(13)，壳体(8)的底部设有搅拌组件，第一尾气管道(18)设置在壳体(8)的顶部。
6.根据权利要求5所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：所述搅拌组件包括电机(14)和搅拌棒(15)，电机(14)的输出轴与搅拌棒(15)固定连接，搅拌棒(15)上设有沿搅拌棒(15)设置的搅拌杆(16)。
7.根据权利要求5所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：所述壳体(8)的中部设有挡板，挡板上设有孔。
8.根据权利要求5所述的一种碳酸氢铵溶液精馏提浓系统，其特征在于：所述第一喷洒头(12)和第二喷洒头(13)的底部均设有若干个均匀排布的出水孔。
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