一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的系统的制作方法

1.本实用新型属于氨氮废水处理技术领域，涉及一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的系统。


背景技术：

2.汽提精馏脱氨是处理高浓度氨氮废水最经济和有效的脱氨技术，但也存在一些技术劣势，例如在进脱氨塔前废水需要用碱液调节溶液ph至强碱性，将废水中的离子态铵转化为游离态氨，氨氮浓度越高，碱液消耗越大。脱氨塔蒸汽消耗也是重要的运行成本之一，吨水蒸汽消耗为100～130公斤左右。另外，用于脱氨塔塔顶含氨蒸汽冷凝的循环水量也比较大，氨氮含量越高，含氨蒸汽量越大，循环冷却水量也越大。为降低运行成本，不少人选择用价廉的石灰替代氢氧化钠作为碱源，石灰调碱后的溶液沉降、过滤、加碳酸钠除钙软化后再进入脱氨塔进行脱氨。石灰作碱源的碱耗费用可降低67%左右，但处理硫酸氨、磷酸铵溶液时，会生成硫酸钙、磷酸钙沉淀，过滤时的氨挥发损失大，而且硫酸钙、磷酸钙附加值比较低，只能作为废物处理。另外，石灰法脱氨为了防止脱氨塔的结垢，预处理工序复杂，设备投资多，氨挥发损失大，操作环境差，大气环境二次污染。


技术实现要素：

3.鉴于氢氧化钠和石灰作为碱源脱氨技术的不足，本实用新型的目的是提供一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的系统，具体技术方案如下。
4.一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的系统，其特征在于，包括：
5.混合槽、反应器、强制循环泵、负压风机、换热器、脱氨塔和冷凝冷却器；混合槽设有混合浆料出口；反应器设有混合浆料入口和循环反应残液入口，反应器上部设有氨气水蒸汽混合物出口，反应器下部设有反应残液出口；反应器设有间接加热夹层，间接加热夹层设有含氨蒸汽入口和出口；强制循环泵设有反应残液入口和出口；换热器设有氨气水蒸汽混合物入口和出口、水入口和出口；脱氨塔设有氨气水蒸汽混合物入口、塔釜蒸汽入口、塔顶含氨蒸汽出口、塔顶氨水回流入口、塔釜水出口；冷凝冷却器设有含氨蒸汽入口和氨水出口、冷凝水入口和出口；
6.混合槽混合浆料出口与反应器混合浆料入口连接；
7.反应器氨气水蒸汽混合物出口通过负压风机与换热器氨气水蒸汽混合物入口连接，反应器反应残液出口与强制循环泵反应残液入口连接，反应器循环反应残液入口和强制循环泵反应残液出口连接；反应器间接加热夹层含氨蒸汽入口与脱氨塔塔顶含氨蒸汽出口连接，反应器间接加热夹层含氨蒸汽出口与冷凝冷却器含氨蒸汽入口连接；
8.换热器氨气水蒸汽混合物出口与脱氨塔氨气水蒸汽混合物入口连接，换热器水入口与脱氨塔塔釜水出口连接；
9.冷凝冷却器氨水出口与脱氨塔塔顶氨水回流入口连接。
10.一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的系统，其工作流程如下：镁基碱性
化合物作为碱源，铵盐溶液和镁基碱性化合物在混合槽中混合，然后送入反应器，控制反应器内温度，铵盐和氧化镁在反应器内反应生成镁盐和游离态氨。反应器内的氨气水蒸汽混合物经负压风机输送至换热器加热后进入脱氨塔进行脱氨，塔釜通入蒸汽，脱氨塔塔顶的含氨蒸汽作为热源对反应器进行间接加热，冷凝降温后的含氨蒸汽再进入冷凝冷却器进行二次冷凝冷却，冷凝液部分回流至脱氨塔，部分采出得到浓度≥15%的氨水。塔釜出水进入换热器，加热氨气水蒸汽混合物后回用或达标排放。镁基碱性化合物可以是氧化镁、氢氧化镁中的一种或两种，铵盐溶液可以是氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、钨酸铵、钼酸铵、钒酸铵、铬酸铵中的一种或几种的组合。
11.进一步地，还包括中和槽和结晶系统，中和槽设有反应残液入口和镁盐溶液出口，结晶系统设有镁盐溶液入口、镁盐结晶出口和结晶母液出口；中和槽反应残液入口与强制循环泵反应残液出口连接，中和槽镁盐溶液出口与结晶系统镁盐溶液入口连接，结晶系统结晶母液出口与混合槽连接。强制循环泵出口的反应残液达标后（例如溶液中铵浓度在1%以下），部分采出进入中和槽，加酸将未反应完的镁基碱性化合物转化为镁盐；镁盐溶液进入结晶系统冷却结晶，镁盐结晶回收，结晶母液返回进入混合槽。
12.进一步地，反应器设有搅拌器，使反应器内的反应在充分搅拌下进行，可以增强传质、提高反应速度并且使反应更充分。
13.本实用新型具有以下有益技术效果：由负压风机将反应后的氨和水蒸气混合物输送进入脱氨塔，铵盐溶液不直接进脱氨塔，脱氨塔的防腐材质要求低，设备投资大大降低；强制循环泵使反应残液循环，确保反应充分，可以使反应残液中残余铵含量在1%以下，不但抑制了铵盐结晶的产生（反应残液中残余铵越多，铵盐结晶就越多），而且保证了后续镁盐产品的纯度；通过反应器的间接加热夹层，脱氨塔塔顶含氨蒸汽作为热源给反应器加热，氨以气液混合物形式进入脱氨塔，相比传统的泡点进料，脱氨塔塔釜通入的蒸汽消耗大大降低，吨水蒸汽消耗降低了40%左右；含氨蒸汽未直接进入冷凝器冷凝，而是作为热源对反应器加热，不但回收利用了热量，而且达到了含氨蒸汽冷凝降温的效果，大大降低了循环冷却水的用量，循环水量减少了70%左右。
附图说明
14.图1是本实用新型的结构示意图。
15.附图标记：1-混合槽，2-反应器，3-强制循环泵，4-负压风机，5-换热器，6-脱氨塔，7-冷凝冷却器，8-中和槽，9-结晶系统，10-搅拌器。
具体实施方式
16.下面结合说明书附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型的保护范围。
17.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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。
18.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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的系统，如图1所示，包括混合槽1、反应器2、强制循环泵3、负压风机4、换热器5、脱氨塔6、冷凝冷却器7、中和槽8和结晶系统9。混合槽1设有混合浆料出口。反应器2设有混合浆料入口和循环反应残液入口，反应器2上部设有氨气水蒸汽混合物出口，反应器2下部设有反应残液出口；反应器2设有间接加热夹层，间接加热夹层设有含氨蒸汽入口和出口；反应器2设有搅拌器10。强制循环泵3设有反应残液入口和出口；换热器5设有氨气水蒸汽混合物入口和出口、水入口和出口；脱氨塔6设有氨气水蒸汽混合物入口、塔釜蒸汽入口、塔顶含氨蒸汽出口、塔顶氨水回流入口、塔釜水出口；冷凝冷却器7设有含氨蒸汽入口和出口、冷凝水入口和出口。中和槽8设有反应残液入口和镁盐溶液出口，结晶系统9设有镁盐溶液入口、镁盐结晶出口和结晶母液出口。
20.混合槽1的混合浆料出口与反应器2混合浆料入口连接。反应器2氨气水蒸汽混合物出口通过负压风机4与换热器5氨气水蒸汽混合物入口连接，反应器2反应残液出口与强制循环泵3反应残液入口连接，反应器2循环反应残液入口和强制循环泵3反应残液出口连接；反应器2间接加热夹层含氨蒸汽入口与脱氨塔6塔顶含氨蒸汽出口连接，反应器2间接加热夹层含氨蒸汽出口与冷凝冷却器7含氨蒸汽入口连接。换热器5氨气水蒸汽混合物出口与脱氨塔6氨气水蒸汽混合物入口连接，换热器5水入口与脱氨塔6塔釜水出口连接。冷凝冷却器7含氨蒸汽出口与脱氨塔6塔顶氨水回流入口连接。中和槽8反应残液入口与强制循环泵3反应残液出口连接，中和槽8镁盐溶液出口与结晶系统9镁盐溶液入口连接，结晶系统9结晶母液出口与混合槽1连接。
21.一种利用镁基碱性化合物从铵盐溶液中脱氨的系统，其工作流程为：镁基碱性化合物作为碱源，铵盐溶液和镁基碱性化合物在混合槽1中混合，然后送入反应器2，控制反应器2内温度，搅拌器10充分搅拌，铵盐和氧化镁在反应器2内反应生成镁盐和游离态氨。反应器2内的氨气水蒸汽混合物经负压风机4输送至换热器5加热后进入脱氨塔6进行脱氨，塔釜通入蒸汽，脱氨塔6塔顶的含氨蒸汽作为热源对反应器2进行间接加热，冷凝降温后的含氨蒸汽再进入冷凝冷却器7进行二次冷凝冷却，冷凝液部分回流至脱氨塔6，部分采出得到浓度≥15%的氨水。塔釜出水进入换热器5，加热氨气水蒸汽混合物后回用或达标排放。强制循环泵3出口的反应残液达标后（例如溶液中铵浓度在1%以下），部分采出进入中和槽8，加酸将未反应完的镁基碱性化合物转化为镁盐；镁盐溶液进入结晶系统9冷却结晶，镁盐结晶回收，结晶母液返回进入混合槽1。通过本实用新型提供的系统，实现了盐、水和氨的各自回收，真正实现了废水的资源化处理和零排放。
22.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用
新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的保护范围由权利要求书及其等同技术方案限定。