一种一体式汽提脱氨装置的制作方法

1.本实用新型涉及含氨废水处理技术领域，尤其涉及一种一体式汽提脱氨装置。


背景技术：

2.钒在钢铁工业中主要用作合金添加剂，钢中添加微量的钒(0.04～0.12wt％)，能使钢的强度明显提高，并改善拉伸、冲击和弯曲性能，在国防及民用行业有大量应用。伴随着钒提取的过程中，会产生大量的提钒废水，废水中含有大量的氨成份，如果该部分含氨废水外排，不但会造成环境污染，还会造成氨资源的浪费。
3.通过汽提脱氨工艺，对废水中的氨进行回收，再用于提钒工艺中，既可以解决环境污染问题，又能够回收氨资源，实现资源回收利用，降低提钒的成本。目前汽提脱氨工艺多采用两体脱氨塔设计，设备占地面积大，设备资金投入高。
4.cn202246318u公开了一种复合汽提脱氨塔，主要由精馏段、汽提段、一级闪蒸段、二级闪蒸段、一级混合段及二级混合段组成，是集真空闪蒸、汽液混合、汽提脱氨和氨水精馏的一体化的多功能设备，为节能型的汽提脱氨技术中关键设备，是高效节能型热泵闪蒸汽提脱氨系统装置中的重要单元设备之一，但装置结构较为复杂。
5.cn103408086a公开了一种mvr汽提脱氨系统，包括汽提脱氨塔、氨水精馏塔、冷凝器。汽提脱氨塔设有高氨氮污水输入管、蒸汽输入管、脱氨后的废水排放口、含氨蒸汽排放口并连有再沸器；高氨氮污水输入管连有废水进料预热器；脱氨后的废水排放口分别连有废水进料预热器、轴流泵；含氨蒸汽排放口经机械蒸汽压缩机与再沸器相连；再沸器连有与氨水精馏塔相连的稀氨水储罐；氨水精馏塔设有出料口、含氨蒸汽排放口、蒸汽输入管；出料口连有精馏塔釜出料泵，并与废水进料预热器相连；含氨蒸汽排放口与冷凝器相连；浓氨水排放口连有与氨水精馏塔相连的浓氨水储罐，但装置结构较为复杂。
6.cn204369595u公开了一种低含量氯化铵废水汽提脱氨回收装置，包括用于汽提含氨气体的汽提脱氨塔和用于将氨气转变为氨水的氨气吸收塔，所述汽提脱氨塔与氨气吸收塔之间通过用于起冷却作用的冷却器连通，但装置结构占地面积大，设备资金投入高。
7.因此，有必要开发一种结构简单、能够高效脱氨、成本低的脱氨装置，具有广泛的应用前景。


技术实现要素：

8.鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种一体式汽提脱氨装置，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨单元和吸氨单元，脱氨单元和吸氨单元通过侧方升汽管进行连接，在所述脱氨装置中进行的脱氨方法，在脱氨单元内完成汽提吹氨过程，在吸氨单元将脱氨单元中吹脱的氨气采用酸性溶液吸收，能够高效回收氨资源、实现资源的回收利用，同时降低脱氨成本。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.本实用新型提供一种一体式汽提脱氨装置，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨
单元和吸氨单元；所述脱氨单元的顶部设置有第一入口和第一出口；所述脱氨单元的底部设置有第二入口；所述吸氨单元的顶部设置有第三入口；所述吸氨单元的底部设置有第四入口和第二出口；所述第一出口和第四入口通过侧方升汽管连接。
11.本实用新型采用一体式汽提脱氨装置，设计下段脱氨单元为汽提吹氨段，上段吸氨单元为氨吸收段，下段吹脱出的氨气直接升入上段被酸性溶液吸收制成含氨溶液，吸收效率高。同时采用侧向升汽管设计，保证上段与下段的有效隔绝，避免了上段的酸性溶液和含氨溶液进入下段去腐蚀下段塔体的情况，并对上段增加耐强酸高温腐蚀的防腐材料做内衬，保障设备的长久运行。本实用新型能够高效回收氨资源、实现资源的回收利用，同时降低脱氨成本。
12.本实用新型通过对一体式汽提塔上下段塔体间的升汽方式进行设计优化，解决了传统集液盘式升汽方式带来的上段液漏至下段塔体内的问题。
13.本实用新型中处理后含氨废水从脱氨单元的底部流出。
14.优选地，所述脱氨单元包括汽提吹氨装置。
15.优选地，所述吸氨单元从下到上依次包括吸氨装置和增加段。
16.本实用新型中增加段用于放置酸性溶液吸收氨气后得到的含氨溶液。
17.优选地，所述侧方升汽管的数量为至少1个，例如可以是1个、2个或3个等。
18.优选地，所述侧方升汽管的数量与第一出口的数量相同。
19.优选地，所述侧方升汽管的数量与第四入口的数量相同。
20.优选地，所述脱氨单元和吸氨单元之间设置有检漏观察装置。
21.优选地，所述吸氨单元的顶部内设置有分布装置。
22.本实用新型对分布装置没有特殊限制，本领域技术人员所熟知的分布装置均可使用。
23.优选地，所述分布装置的材质包括四氟材料或哈氏合金。
24.优选地，所述吸氨单元内部设置有防腐涂层。
25.本实用新型启用适应高温强酸工况条件的耐腐蚀材料做塔体内衬，针对一体塔上段高温强酸工况，启用适应工况环境的耐腐蚀材料对上段塔体进行防腐增强涂层。
26.优选地，所述防腐涂层的材质包括470ht树脂或哈氏合金。
27.应用本实用新型提供的一体式汽提脱氨装置的脱氨方法包括以下步骤：
28.(1)预处理后含氨废水从第一入口通入脱氨单元，从第二入口通入蒸汽，进行脱氨过程，产生含氨气体；
29.(2)含氨气体通过侧方升汽管进入吸氨单元，从第三入口通入酸性溶液，进行吸氨过程，得到含氨溶液。
30.预处理后含氨废水通过第一入口从脱氨单元的顶部进入，蒸汽通过第二入口从脱氨单元的底部进入，使得含氨废水与蒸汽形成逆流，有利于通过蒸汽对含氨废水进行加热，促进氨解离，得到含氨气体，含氨气体进入吸氨单元，在吸氨单元的第三入口喷淋酸性溶液，含氨气体与酸性溶液形成逆流，氨气被酸性溶液吸收，形成含氨溶液外排回用，完成脱氨过程。
31.优选地，所述预处理后含氨废水的ph≥12，例如可以是12、12.2、12.4、12.6、12.8、13、13.2、13.4、13.6、13.8或14等。
32.预处理后含氨废水的ph≥12，在强碱性条件下，氨解离成氨气，能够促进氨解离。
33.优选地，所述脱氨过程的温度为100～110℃，例如可以是100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃等。
34.通过蒸汽对含氨废水进行加热，能够促进氨解离，得到含氨气体，避免引入其他杂质。
35.优选地，所述脱氨过程的压力为45～55kpa，例如可以是45kpa、46kpa、47kpa、48kpa、49kpa、50kpa、51kpa、52kpa、53kpa、54kpa或55kpa等。
36.优选地，所述酸性溶液包括硫酸溶液。
37.优选地，所述酸性溶液的ph为1～2，例如可以是1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2等。
38.本实用新型中酸性溶液的ph为1～2，能够对吹脱后的氨气进行有效吸收，形成含有硫酸铵的溶液，又能避免氨气外溢，影响大气环境。
39.优选地，所述含氨溶液包括硫酸铵。
40.作为所述脱氨方法的优选技术方案，所述脱氨方法包括以下步骤：
41.(1)ph≥12的预处理后含氨废水从第一入口通入脱氨单元，从第二入口通入蒸汽，在温度为100～110℃、压力为45～55kpa下进行脱氨过程，产生含氨气体；
42.(2)含氨气体通过侧方升汽管进入吸氨单元，从第三入口通入ph为1～2酸性溶液，进行吸氨过程，得到含氨溶液。
43.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
44.(1)本实用新型提供的一种一体式汽提脱氨装置，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨单元和吸氨单元，脱氨单元和吸氨单元通过侧方升汽管进行连接，结构简单，成本低；
45.(2)本实用新型提供的一种一体式汽提脱氨装置，在所述一体式汽提脱氨装置进行的脱氨方法通过强碱环境与加热相结合的方式，促进氨解离，得到的氨气被酸性溶液吸收，形成含氨溶液外排回用，能够高效回收氨资源、实现资源的回收利用，同时降低脱氨成本，氨回收率≥98％，处理后含氨废水的氨氮值≤45mg/l。
附图说明
46.图1是本实用新型实施例1中一体式汽提脱氨装置的结构示意图。
47.图中：1-汽提吹氨装置；2-第一入口；3-第一出口；4-第二入口；5-吸氨装置；6-增加段；7-第三入口；8-第四入口；9-第二出口；10-侧方升汽管；11-检漏观察装置；12-分布装置。
具体实施方式
48.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
49.下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
50.一、实施例
51.实施例1
52.本实施例提供一种一体式汽提脱氨装置，如图1所示，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨单元和吸氨单元；所述脱氨单元包括汽提吹氨装置1，在脱氨单元的顶部设置有第一入口2和第一出口3，在脱氨单元的底部设置有第二入口4；所述吸氨单元从下到上依次包括吸氨装置5和增加段6，在吸氨单元的顶部设置有第三入口7，在吸氨单元的底部设置有第四入口8和第二出口9；所述第一出口3和第四入口8通过侧方升汽管10连接，侧方升汽管10的数量为1个，第一出口3和第四入口4的数量均与侧方升汽管10的数量相同，所述脱氨单元和吸氨单元之间设置有检漏观察装置11，在吸氨单元的顶部内设置有材质为聚四氟乙烯的分布装置12，吸氨单元内部设置有防腐涂层，防腐涂层的材质为470ht树脂。
53.实施例2
54.本实施例提供一种一体式汽提脱氨装置，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨单元和吸氨单元；所述脱氨单元包括汽提吹氨装置，在脱氨单元的顶部设置有第一入口和第一出口，在脱氨单元的底部设置有第二入口；所述吸氨单元从下到上依次包括吸氨装置和增加段，在吸氨单元的顶部设置有第三入口，在吸氨单元的底部设置有第四入口和第二出口；所述第一出口和第四入口通过侧方升汽管连接，侧方升汽管的数量为1个，第一出口和第四入口的数量均与侧方升汽管的数量相同，所述脱氨单元和吸氨单元之间设置有检漏观察装置，在吸氨单元的顶部内设置有材质为哈氏合金hastelloy c-4的分布装置，吸氨单元内部设置有防腐涂层，防腐涂层的材质为470ht-400玻璃钢树脂。
55.实施例3
56.本实施例提供一种一体式汽提脱氨装置，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨单元和吸氨单元；所述脱氨单元包括汽提吹氨装置，在脱氨单元的顶部设置有第一入口和第一出口，在脱氨单元的底部设置有第二入口；所述吸氨单元从下到上依次包括吸氨装置和增加段，在吸氨单元的顶部设置有第三入口，在吸氨单元的底部设置有第四入口和第二出口；所述第一出口和第四入口通过侧方升汽管连接，侧方升汽管的数量为1个，第一出口和第四入口的数量均与侧方升汽管的数量相同，所述脱氨单元和吸氨单元之间设置有检漏观察装置，在吸氨单元的顶部内设置有材质为聚四氟乙烯的分布装置，吸氨单元内部设置有防腐涂层，防腐涂层的材质为470ht树脂。
57.二、对比例
58.对比例1
59.本对比例提供一体式汽提脱氨装置，所述脱氨装置与实施例1的区别仅在于将侧方升汽管替换为从脱氨单元顶部到吸氨单元底部的直升汽管，其余均与实施例1相同。
60.对比例2
61.本对比例提供一体式汽提脱氨装置，所述脱氨装置与实施例1的区别在于将脱氨单元和吸氨单元分为两段式的汽提脱氨塔和吸氨塔串联连接，其余均与实施例1相同。
62.三、应用例
63.应用例1
64.本应用例提供了一种应用实施例1所述一体式汽提脱氨装置的脱氨方法，所述脱氨方法包括以下步骤：
65.(1)ph为12的预处理后含氨废水从第一入口通入脱氨单元，从第二入口通入蒸汽，
在温度为105℃、压力为50kpa下进行脱氨过程，产生含氨气体，处理后含氨废水从脱氨单元的底部流出；
66.(2)含氨气体通过侧方升汽管进入吸氨单元，从第三入口通入ph为1.5酸性溶液，进行吸氨过程，得到含氨溶液，从第二出口排出。
67.应用例2
68.本应用例提供了一种脱氨方法，所述脱氨方法与应用例1的区别仅在于应用实施例2所述一体式汽提脱氨装置，其余均与应用例1相同。
69.应用例3
70.本应用例提供了一种脱氨方法，所述脱氨方法与应用例1的区别仅在于应用实施例3所述一体式汽提脱氨装置，其余均与应用例1相同。
71.四、对比应用例
72.对比应用例1
73.本对比应用例提供了一种脱氨方法，所述脱氨方法与应用例1的区别仅在于应用对比例1所述一体式汽提脱氨装置，其余均与应用例1相同。
74.本对比应用例中氨气采用从脱氨单元顶部直接升汽进入吸氨单元底部的形式，当吸氨单元中溶液液位过高时，酸性溶液会漫过脱氨单元顶部的升汽孔，流入下方脱氨单元，腐蚀下方塔板，损坏设备。
75.对比应用例2
76.本对比应用例提供一种脱氨方法，所述脱氨方法与应用例1的区别仅在于应用对比例2所述一体式汽提脱氨装置，其余均与应用例1相同。
77.本对比应用例中两段式的汽提脱氨塔和吸氨塔设计占地面积增大，增加设备投资。
78.五、测试及结果
79.氨回收率的测试方法：通过型号为h5579的氨氮分析仪测量含氨废水和含氨溶液中的氨含量，从而通过公式(1)得到氨回收率。
[0080][0081]
以上应用例和对比应用例的测试结果如表1所示。
[0082]
表1
[0083] 氨回收率(％)处理后含氨废水的氨氮值(mg/l)应用例19940应用例29845应用例39845
[0084]
从表1可以看出以下几点：
[0085]
(1)本实用新型提供一种一体式汽提脱氨装置及脱氨方法，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨单元和吸氨单元，脱氨单元和吸氨单元通过侧方升汽管进行连接，在所述脱氨装置中进行的脱氨方法，在脱氨单元内完成汽提吹氨过程，在吸氨单元将脱氨单元中吹脱的氨气采用酸性溶液吸收，能够高效回收氨资源、实现资源的回收利用，同时降低脱氨成本，具体而言，应用例1～3中氨回收率≥98％，处理后含氨废水的氨氮值≤45mg/l；
[0086]
(2)结合应用例1和对比应用例1相比，应用例1中脱氨单元和吸氨单元通过侧方升汽管相连接，对比应用例1中将侧方升汽管替换为从脱氨单元顶部到吸氨单元底部的直升汽管，由此对比应用例1中当吸氨单元中溶液液位过高时，酸性溶液会漫过脱氨单元顶部的升汽孔，流入下方脱氨单元，腐蚀下方塔板，损坏设备，由此表明，本实用新型设置侧方升汽管，能够延长一体式汽提脱氨装置的使用寿命，降低成本；
[0087]
(3)结合应用例1和对比应用例2相比，应用例1中脱氨单元和吸氨单元为一体式连接，对比应用例2中将脱氨单元和吸氨单元分为两段式的汽提脱氨塔和吸氨塔串联连接，由此对比应用例2设计占地面积增大，增加设备投资，由此表明，本实用新型设置脱氨单元和吸氨单元为一体式连接，能够降低投资成本。
[0088]
综上所述，本实用新型提供一种一体式汽提脱氨装置及脱氨方法，所述脱氨装置从下到上依次包括脱氨单元和吸氨单元，脱氨单元和吸氨单元通过侧方升汽管进行连接，在所述脱氨装置中进行的脱氨方法，在脱氨单元内完成汽提吹氨过程，在吸氨单元将脱氨单元中吹脱的氨气采用酸性溶液吸收，能够高效回收氨资源、实现资源的回收利用，同时降低脱氨成本，氨回收率≥98％，处理后含氨废水的氨氮值≤45mg/l。
[0089]
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。