从氨氮废水中生产高纯度氨水的装置的制作方法

本实用新型属于精馏设备领域，它是一种从氨氮废水中生产高纯度氨水的装置。

背景技术：

氨氮是一种对水环境有严重影响的污染物，会使水体富营养化，促进藻类繁殖，大量消耗溶解在水中的氧气，导致水体发黑发臭，水质下降，对水生动植物的生存造成影响。关于氨氮污水，我国现行排放标准是《污水综合排放标准》GB 8978-1996，该标准根据废水排放水域的不同将氨氮排放标准分为两级：一级标准氨氮排放浓度小于或等于15mg/L，二级标准氨氮排放浓度小于或等于25mg/L。

高浓度含氨氮废水的处理一直是废水处理行业中的难题，广泛存在于石油、化工、制药、电子、制革等生产领域，而高氨氮废水如果不经过处理直接排入水体，会对环境造成严重的危害。因此，高浓度氨氮废水的治理成为废水治理行业中亟待解决的问题。

氨氮废水的处理分为物理化学法和生物脱氮技术两大类。

生物脱氮法是指废水中的氨氮在各种微生物作用下，通过硝化、亚硝化等一系列反应最终生成氮气，从而达到处理的目。但该工艺流程复杂，处理设备多，常需外加碳源，能耗大，成本高。

脱氮常用的物理化学法有折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱法、液膜法、电渗析法和催化湿式氧化法等。相对其他几种物理化学法，蒸汽吹脱法是一种较为简便、有效的方法，无需引入其它添加物，并且氨氮去除率较高，还可以回收废水中的氨。

目前，对高浓度含氨氮废水的处理要求氨资源要回收利用，以达到经济效益与环境效益的统一，但现有的蒸汽吹脱法氨回收系统，氨回收率较低，回收氨水易夹带其它杂质，尾气无净化段，易对大气环境造成二次污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种从氨氮废水中生产高纯度氨水的装置。氨回收塔采用一体化结构，自下向上至少包括汽提段、洗涤段、循环吸收段、净化段等四个功能区；在所述的一台氨回收塔内同时完成氨氮废水的吹脱处理、氨和水的混合气相的洗涤、氨和水的混合气相的吸收和尾气净化等过程，装置结构紧凑，回收氨水杂质低、纯度高，有效避免对大气环境造成二次污染，本实用新型具有显著的实用性及经济效益。

本实用新型提供一种从氨氮废水中生产高纯度氨水的装置包括氨回收塔本体，采用一体化结构，自下向上至少包括汽提段、洗涤段、循环吸收段、净化段等四个功能区以及管线，所述的四个功能区的连接关系如下：

汽提段位于氨回收塔下部，汽提蒸汽进氨回收塔管线连接到汽提段底部，预热器冷侧物流出口连接到汽提段上部，氨回收塔塔釜液体出口与釜液泵入口相连接，釜液泵出口与预热器热侧物料入口相连接；

洗涤段位于汽提段上方；

循环吸收段位于洗涤段上方，洗涤段和循环吸收段之间设置液体收集器，液体收集器与吸收液循环泵相连接，吸收液循环泵出口分别与洗涤段上部和循环液冷却器相连接，循环液冷却器出口分别与循环吸收段上部和回收氨水出料管线相连接；

净化段位于循环吸收段上方，脱盐水进口与净化段上部相连接，净化段顶部连接不凝气出口。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，氨回收塔塔釜液体出口可以连接闪蒸罐，闪蒸罐底部液体出口与釜液泵相连接，闪蒸罐上部气相出口与蒸汽喷射器吸气口相连接，汽提蒸汽连接到蒸汽喷射器动力喷射气入口，蒸汽喷射器出口连接到汽提段底部。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，氨回收塔在所述的四个功能区以外，还可以在塔顶增设除雾段，避免脱盐水被不凝气带出，降低脱盐水消耗。

本实用新型提供的一种从氨氮废水中生产高纯度氨水的工艺方法包括：

氨回收塔采用一体化结构，自下向上至少包括汽提段、洗涤段、循环吸收段、净化段等四个功能区；在所述的一台氨回收塔内同时完成氨氮废水的吹脱处理、氨和水的混合气相的洗涤、氨和水的混合气相的吸收和尾气净化等过程；所述的四个功能区的作用如下：

所述的汽提段，调整pH值后的氨氮废水与氨回收塔塔釜液体换热后进汽提段顶部，废水中的氨被塔釜通入的新鲜蒸汽汽提出来、上升至洗涤段，塔釜排放脱氨后的废水；

所述的洗涤段，氨和水的混合气相被下降液体洗涤、脱除杂质，洗涤后的氨和水的混合气相继续上升，进入循环吸收段；

所述的循环吸收段，氨和水的混合气相被循环液吸收，吸收升温后的氨水一部分进洗涤段上部，洗涤上升气相，另一部分进氨水冷却器。冷却后的氨水一部分作为氨水产品出装置，另一部分返回循环吸收段上部，继续循环吸收来自洗涤段的氨和水的混合气相；

所述的净化段，经过循环吸收段后绝大部分氨和水的混合气相都被循环液吸收，但进料中不凝气无法被循环液吸收，随着不凝气会带出少量氨和水汽，净化段的作用就是利用从塔顶加入的去脱盐水吸收随不凝气带出的氨气，使得塔顶排放不凝气中仅为不凝气和饱和的水汽、不含氨。净化段的存在，将传统的氨气单级冷凝吸收或单级氨水循环吸收变为一级氨水循环吸收外加一段不凝气脱盐水净化吸收过程，既避免了常规工艺的氨气随不凝气溢出造成的二次污染，也提高了氨的回收率。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，经汽提段、洗涤段、循环吸收段、净化段等四段处理后，从氨水冷却器出口获得高纯度氨水。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，氨回收塔优选采用直接蒸汽加热，也可以通过换热器（常规的），间接为氨回收塔提供热量。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，氨回收塔塔釜可以采用蒸汽喷射器回收塔釜排放废水的热量，同时也可以进一步降低排放废水中的氨浓度，提高氨回收率。

相对于传统工艺方法，本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，在所述的一台氨回收塔内同时完成氨氮废水的吹脱处理、氨和水的混合气相的洗涤、氨和水的混合气相的吸收和尾气净化等过程，不仅具有汽提段、循环吸收段，还设有洗涤段和净化段，使得回收氨水杂质低、纯度高，离子浓度和其它杂质含量大大降低，有效避免对大气环境造成二次污染。本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置结构紧凑，具有显著的实用性及经济效益。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种从氨氮废水中生产高纯度氨水的装置的流程简图。

图2是图1所示流程简图的一种变形，在塔釜设置了蒸汽喷射器、塔顶设置了除雾段。

具体实施方式

本实用新型参照附图详细说明如下，但仅作说明而不是限制本实用新型。

实施例1：

本实用新型采用一体化结构，包括氨回收塔（T101）本体，氨回收塔（T101）自下向上至少包括汽提段（S101）、洗涤段（S102）、循环吸收段（S103）与净化段（S104）等四个功能区及其用于连接的管线。

如图1所示，调整pH值（典型的pH值范围是9.5～11.5）后的氨氮废水1与氨回收塔塔釜液体4换热，预热后的氨氮废水2后进汽提段S101顶部，废水中的氨被塔釜通入的新鲜蒸汽3汽提出来、上升至洗涤段S102。塔釜排放脱氨后的废水4去釜液泵P101，物流4与氨氮废水1换热后出装置。

在洗涤段，氨和水的混合气相被下降液体7洗涤、脱除杂质，洗涤后的氨和水的混合气相继续上升，进入循环吸收段S103。

在循环吸收段，氨和水的混合气相被循环液10吸收。设置在洗涤段和循环吸收段之间的液体收集器C101将吸收升温后的氨水6导入吸收液循环泵P102。吸收液循环泵出口液体分为两部分，一部分液体7进洗涤段上部，洗涤来自汽提段的上升气相，另一部分进氨水冷却器E102。冷却后的氨水9分为两部分，一部分作为氨水产品11出装置，另一部分作为循环吸收液10返回循环吸收段上部，继续循环吸收来自洗涤段的氨和水的混合气相；

在净化段上部加入脱盐水12吸收随不凝气带出的氨气，使得塔顶排放不凝气13中仅为不凝气和饱和的水汽、不含氨。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，经汽提段、洗涤段、循环吸收段、净化段等四段处理后，从氨水冷却器出口获得高纯度氨水11。

实施例2：

如图2所示，在图1所示的装置基础上，增设了闪蒸罐V101和蒸汽喷射器J101。氨回收塔塔釜液体3先进入闪蒸罐，闪蒸罐底部液体14进釜液泵P101入口。闪蒸罐上部气相15进蒸汽喷射器吸气口，汽提蒸汽3连接到蒸汽喷射器动力喷射气入口，蒸汽喷射器出口气体16进氨回收塔汽提段底部。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，氨回收塔在所述的汽提段、洗涤段、循环吸收段、净化段四个功能区以外，还可以在塔顶增设除雾段（S105），避免脱盐水被不凝气带出，降低脱盐水消耗。

按本实用新型提供的生产高纯度氨水的装置，对于氨氮浓度高达12000mg/L的废水，处理后废水氨浓度低于15mg/L，高纯度氨水浓度可达25%（质量百分数）以上。

本实用新型提供的一种从氨氮废水中生产高纯度氨水的装置结构简单、易于实施，具有显著的实用性及经济效益。结合实施例加以具体说明，相关领域的人员完全可以根据本实用新型提供的方法进行适当改动或变更与组合，来实现该技术。需要特别说明的是，所有这些通过对本实用新型提供的工艺流程进行相类似的改动或变更与重新组合，对本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为在本实用新型的精神、范围和内容中。