CN217051927U - 基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统，包括氨氮分离组件、二氧化碳吸收组件、碳酸钙生成组件和氯化铵生成组件，所述氨氮分离组件用于将含氨废水加热，加热后输入氨蒸馏膜接触器内进行氨氮分离，分离后得到氨水，并将氨水输入二氧化碳吸收组件中，所述二氧化碳吸收组件用于使二氧化碳和氨水反应，得到碳酸氢铵溶液，并将碳酸氢铵溶液输入碳酸钙生成组件中，所述碳酸钙生成组件用于使氨水和高盐卤水在碳酸钙结晶器内反应，得到碳酸钙晶体混合溶液。本实用新型可有效解决废水氨氮回收过程中酸消耗量过大和卤水处理价值较低的问题，通过膜蒸馏或膜吸收来处理废水，处理过程稳定、成本较低，易于工业推广。

Description

基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统

技术领域

本实用新型涉及环境工程的污水处理领域，具体的讲是基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统。

背景技术

工业污水处理中，高钙卤水和高氨氮废水的处理一直是重要内容。针对高浓度氨氮废水，可通过蒸氨工艺实现回收再利用，但对于低浓度氨氮，也可以通过酸液吸收或者氧化的形式进行脱除。但是耗费的能量以及化学品较高。对于高钙卤水，一般都是采用浓缩结晶的方式进行处理，获得工业盐的杂质较高，很少考虑再次使用钙盐。

对于钙盐溶液，其还是制备微米级甚至是纳米级碳酸钙的主要原料。现有的工艺中，主要采用氧化钙与CO₂直接在水溶液中反应，进而制得碳酸钙晶体，用于水泥、装饰、美容等多个行业，价值较高。若能在废水处理过程中同时制备碳酸钙晶体，则可实现变废为宝的结果。而采用溶解性碳酸盐与高钙卤水进行反应制备碳酸钙的技术还较少，其重点在于溶解性碳酸盐的获得。为此，本实用新型提出一种采用废水氨氮回收和CO₂吸收的形式制备溶解性碳酸盐，继而进行碳酸钙晶体的制备。在碳酸钙晶体制备后，溶液中的 pH值进一步降低，氨氮挥发性降低，可通过浓缩的形式回收氯化铵为主的铵盐。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统，包括氨氮分离组件、二氧化碳吸收组件、碳酸钙生成组件和氯化铵生成组件，所述氨氮分离组件的输出端与二氧化碳吸收组件连接，所述二氧化碳吸收组件的输出端与碳酸钙生产组件连接，所述碳酸钙生产组件的输出端与氯化铵生产组件连接，所述氨氮分离组件的输出端与氨蒸馏膜接触器的输入端连接，所述氨蒸馏膜接触器的输出端与二氧化碳吸收组件的输入端连接，所述二氧化碳吸收组件的输出端与碳酸钙生成组件的输入端连接，所述碳酸钙生成组件的输出端和氯化铵生成组件的输入端连接。

进一步的，所述氨氮分离组件包括顺次连接的含氨废液罐、第一废水增压泵、微滤器、第一加热器和氨蒸馏膜接触器，所述第一废水增压泵用于将含氨废液罐中的含氨废水泵入氨蒸馏膜接触器内，所述氨蒸馏膜接触器上设置有膜接触器壳层出气口和膜接触器管层出液口，所述氨蒸馏膜接触器的输出端与膜接触器壳层出气口连接；

所述二氧化碳吸收组件包括二氧化碳吸收膜接触器，所述氨蒸馏膜接触器的膜接触器壳层出气口与二氧化碳吸收膜接触器的管层输入端之间依次设置有冷凝器和真空泵，所述真空泵用于将氨蒸馏膜接触器内的氨水泵入二氧化碳吸收膜接触器的管层内，所述二氧化碳吸收膜接触器的壳层两端分别设置有二氧化碳进口和二氧化碳出口。

进一步的，所述碳酸钙生成组件包括顺次连接的高盐卤水罐、第二废水增压泵、钠滤器、碳酸钙结晶器和固液分离器，所述第二废水增压泵用于将高盐卤水罐内的高盐卤水泵入固液分离器内，所述碳酸钙结晶器的顶部设置有碳酸盐进口，所述二氧化碳吸收膜接触器的管层输出端与碳酸盐进口连接；

所述氯化铵生成组件包括顺次连接的第三废水增压泵、第二加热器、蒸馏膜接触器和氯化铵结晶器，所述第三废水增压泵与固液分离器的液体出口连接，所述第三废水增压泵用于将含氨溶液泵至氯化铵结晶器内，所述蒸馏膜接触器的壳层上设置有冷凝液进口和冷凝液出口，所述氯化铵结晶器用于降温结晶浓缩后的含氨溶液，得到氯化铵晶体。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型可有效解决废水氨氮回收过程中酸消耗量过大和卤水处理价值较低的问题，通过膜蒸馏或膜吸收来处理废水，处理过程稳定、成本较低，易于工业推广；

本实用新型先通过微滤器对含氨废液进行预处理，将预处理后的含氨废液进行加热，加热后输入氨蒸馏膜接触器内，在加热和减压的条件下，可将含氨废水中的氨水分离出来，分离后的氨水在二氧化碳吸收膜接触器中与二氧化碳反应即可得到碳酸氢铵溶液，该溶液与经过预处理的高钙卤水反应，再经过固液分离后，即可得到碳酸钙晶体，固液分离后的溶液中的氨氮可挥发性大幅度降低，经过进一步的膜蒸馏去除多余的水分，进而实现氯化铵的结晶。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

11、含氨废液罐；12、第一废水增压泵；13、微滤器；14、第一加热器； 15、氨蒸馏膜接触器；151、膜接触器壳层出气口；152、膜接触器管层出液口；16、冷凝器；17、真空泵；21、二氧化碳吸收膜接触器；211、二氧化碳进口；212、二氧化碳出口；31、高盐卤水罐；32、第二废水增压泵；33、钠滤器；34、碳酸钙结晶器；341、碳酸盐进口；35、固液分离器；41、第三废水增压泵；42、第二加热器；43、膜蒸馏接触器；431、冷凝液进口； 432、冷凝液出口；44、氯化铵结晶器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“顺时针”“逆时针”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。

如图1所示，基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统，包括氨氮分离组件、二氧化碳吸收组件、碳酸钙生成组件和氯化铵生成组件，所述氨氮分离组件用于将含氨废水加热，加热后输入氨蒸馏膜接触器15内进行氨氮分离，分离后得到氨水，并将氨水输入二氧化碳吸收组件中，所述二氧化碳吸收组件用于使二氧化碳和氨水反应，得到碳酸氢铵溶液，并将碳酸氢铵溶液输入碳酸钙生成组件中，所述碳酸钙生成组件用于使氨水和高盐卤水在碳酸钙结晶器34内反应，得到碳酸钙晶体混合溶液，并将碳酸钙晶体混合溶液进行固液分离，得到碳酸钙晶体和含氨溶液，将含氨溶液输入氯化铵生成组件内，所述氯化铵生成组件用于浓缩含氨溶液，得到氯化铵晶体。

作为一种实施方式，所述氨氮分离组件包括顺次连接的含氨废液罐11、第一废水增压泵12、微滤器13、第一加热器14和氨蒸馏膜接触器15，所述第一废水增压泵12用于将含氨废液罐11中的含氨废水泵入氨蒸馏膜接触器15 内，所述第一加热器14用于将含氨废水加热，所述氨蒸馏膜接触器15上设置有膜接触器壳层出气口151和膜接触器管层出液口152，所述氨蒸馏膜接触器 15用于将加热后的含氨废水中的氨水分离出来，将生成的氨水通过膜接触器壳层出气口151排出；

所述二氧化碳吸收组件包括二氧化碳吸收膜接触器21，所述氨蒸馏膜接触器15的膜接触器壳层出气口151与二氧化碳吸收膜接触器21的管层输入端之间依次设置有冷凝器16和真空泵17，所述真空泵17用于将氨蒸馏膜接触器 15内的氨水泵入二氧化碳吸收膜接触器21的管层内，所述二氧化碳吸收膜接触器21的壳层两端分别设置有二氧化碳进口211和二氧化碳出口212，所述二氧化碳吸收膜接触器21用于使二氧化碳和氨水反应，得到碳酸氢铵溶液，并将碳酸氢铵溶液输送到碳酸钙生成组件。

作为一种实施方式，所述碳酸钙生成组件包括顺次连接的高盐卤水罐31、第二废水增压泵32、钠滤器33、碳酸钙结晶器34和固液分离器35，所述第二废水增压泵32用于将高盐卤水罐31内的高盐卤水泵入固液分离器35内，所述碳酸钙结晶器34的顶部设置有碳酸盐进口341，所述二氧化碳吸收膜接触器 21的管层输出端与碳酸盐进口341连接，所述碳酸钙结晶器34用于使高盐卤水和碳酸氢铵溶液反应，得到碳酸钙晶体和含氨溶液，所述固液分离器35用于分离碳酸钙晶体和含氨溶液；

所述氯化铵生成组件包括顺次连接的第三废水增压泵41、第二加热器42、蒸馏膜接触器43和氯化铵结晶器44，所述第三废水增压泵41与固液分离器35 的液体出口连接，所述第三废水增压泵41用于将含氨溶液泵至氯化铵结晶器 44内，所述第二加热器42用于加热含氨废水，所述蒸馏膜接触器43的壳层上设置有冷凝液进口431和冷凝液出口432，所述蒸馏膜接触器43用于将含氨溶液浓缩，所述氯化铵结晶器44用于降温结晶浓缩后的含氨溶液，得到氯化铵晶体。

本实用新型的工作流程：

第一废水增压泵将含氨废液罐中的含氨废水依次泵入微滤器、第一加热器和氨蒸馏膜接触器，含氨废水在经过微滤器时，微滤器过滤掉含氨废水中的杂质，加热器将含氨废水加热，加热后的含氨废水在经过氨蒸馏膜接触器的管层时，氨水透过管层进入壳层，从并从膜接触器壳层出气口排出；

真空泵将氨蒸馏膜接触器的壳层内的氨水泵出，氨水经冷凝器降温后泵入二氧化碳吸收膜接触器的管层内，通过二氧化碳进口向二氧化碳吸收膜接触器的壳层通入二氧化碳，壳层内的二氧化碳进入管层与氨水发生反应，得到碳酸氢铵溶液，未反应的二氧化碳从二氧化碳出口排出；

碳酸氢铵溶液从碳酸盐进口输入至碳酸钙结晶器内，第二废水增压泵将高盐卤水罐中高盐卤水一次泵入钠滤器、碳酸钙结晶器和固液分离器内，钠滤器过滤掉高盐卤水中的氯化钠，以得到高钙卤水，高钙卤水在碳酸钙结晶器内与碳酸氢铵反应，得到碳酸钙晶体和含氨溶液，固液分离器将碳酸钙晶体分离出来，以得到碳酸钙晶体；

第三废水增压泵将固液分离后的含氨溶液依次泵入第二加热器、蒸馏膜接触器和氯化钠结晶器内，第二加热器将含氨溶液加热，加热后的含氨溶液通入蒸馏膜接触器的管层内，通过冷凝液进口输入冷凝液或冷凝气，加热后的含氨溶液中的水汽进入蒸馏膜接触器的壳层内，水汽降温后与冷凝液或冷凝气一起从冷凝液出口排出，得到浓缩后的含氨溶液，浓缩后的含氨溶液输入氯化铵结晶器内，在氯化铵结晶器内降温结晶，得到氯化铵晶体。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统，其特征在于，包括氨氮分离组件、二氧化碳吸收组件、碳酸钙生成组件和氯化铵生成组件，所述氨氮分离组件的输出端与二氧化碳吸收组件连接，所述二氧化碳吸收组件的输出端与碳酸钙生产组件连接，所述碳酸钙生产组件的输出端与氯化铵生产组件连接，所述氨氮分离组件的输出端与氨蒸馏膜接触器(15)的输入端连接，所述氨蒸馏膜接触器(15)的输出端与二氧化碳吸收组件的输入端连接，所述二氧化碳吸收组件的输出端与碳酸钙生成组件的输入端连接，所述碳酸钙生成组件的输出端和氯化铵生成组件的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统，其特征在于，所述氨氮分离组件包括顺次连接的含氨废液罐(11)、第一废水增压泵(12)、微滤器(13)、第一加热器(14)和氨蒸馏膜接触器(15)，所述第一废水增压泵(12)用于将含氨废液罐(11)中的含氨废水泵入氨蒸馏膜接触器(15)内，所述氨蒸馏膜接触器(15)上设置有膜接触器壳层出气口(151)和膜接触器管层出液口(152)，所述氨蒸馏膜接触器(15)的输出端与膜接触器壳层出气口(151)连接；

所述二氧化碳吸收组件包括二氧化碳吸收膜接触器(21)，所述氨蒸馏膜接触器(15)的膜接触器壳层出气口(151)与二氧化碳吸收膜接触器(21)的管层输入端之间依次设置有冷凝器(16)和真空泵(17)，所述真空泵(17)用于将氨蒸馏膜接触器(15)内的氨水泵入二氧化碳吸收膜接触器(21)的管层内，所述二氧化碳吸收膜接触器(21)的壳层两端分别设置有二氧化碳进口(211)和二氧化碳出口(212)。

3.根据权利要求2所述的基于膜结晶的氯化铵与碳酸钙产品回收系统，其特征在于，所述碳酸钙生成组件包括顺次连接的高盐卤水罐(31)、第二废水增压泵(32)、钠滤器(33)、碳酸钙结晶器(34)和固液分离器(35)，所述第二废水增压泵(32)用于将高盐卤水罐(31)内的高盐卤水泵入固液分离器(35)内，所述碳酸钙结晶器(34)的顶部设置有碳酸盐进口(341)，所述二氧化碳吸收膜接触器(21)的管层输出端与碳酸盐进口(341)连接；

所述氯化铵生成组件包括顺次连接的第三废水增压泵(41)、第二加热器(42)、蒸馏膜接触器(43)和氯化铵结晶器(44)，所述第三废水增压泵(41)与固液分离器(35)的液体出口连接，所述第三废水增压泵(41)用于将含氨溶液泵至氯化铵结晶器(44)内，所述蒸馏膜接触器(43)的壳层上设置有冷凝液进口(431)和冷凝液出口(432)，所述氯化铵结晶器(44)用于降温结晶浓缩后的含氨溶液，得到氯化铵晶体。

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