一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置的制作方法

本发明涉及工业废料处理设备技术领域，具体是涉及一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置。

背景技术：

目前高盐有机废水中的氨氮处理一直是行业中亟待解决的问题，常规的处理方式有电解法、汽提塔、精馏塔等。其中系统运行过程中塔顶产品的回收率和塔釜出水中的氨氮含量是主要的性能指标。而精馏调试中主要依赖于控制塔顶回流实现塔顶产品纯度要求。回流量较大势必造成系统能耗较高的问题，为此能量的合理利用显得尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置，该装置在满足塔顶和塔釜产品纯度的基础上将系统所涉及的能量实现最大程度的集成，能够大幅降低系统运行过程所带来的能耗。

具体技术方案如下：

一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置，主要包括：精馏塔、精馏塔塔釜、换热器、塔顶冷凝器、再沸器以及凝液闪蒸罐。

换热器内流经有母液废水(即含有氨氮的有机废水)和脱氨出水，其中母液废水和脱氨出水相互分隔，母液废水的温度较低，脱氨出水的温度较高，两者在换热器内部进行逆流换热，且促使母液废水在换热器内加热至泡点(从液相中分离出第一批气泡的温度的临界点)。

母液废水流经换热器后流入精馏塔中气液相组成相同的塔板，精馏塔采用再沸器的形式，此种再沸器形式默认为一块塔板。

塔顶冷凝器的一端与精馏塔的顶部连通，液相中的轻组分(低沸物)从塔顶产出，随后塔顶轻组分蒸汽进入塔顶冷凝器内进行初步冷凝，塔顶冷凝器的另一端与二级冷凝器连通，此外塔顶冷凝器的另一端还与气液分离罐连通，气液分离罐还与精馏塔塔顶的首块塔板连通，塔顶冷凝器冷凝后的物料部分出料至后续的二级冷凝器中，进行二次冷凝，部分通过气液分离罐分离后液相回流至精馏塔塔顶的首块板。

精馏塔塔釜设置在精馏塔的下端并与精馏塔连通，精馏塔内的液相中的重组分最终流入至精馏塔塔釜内，精馏塔塔釜底部的脱氨出水输送至换热器内，然后排出去界外。

精馏塔塔釜的底部还与再沸器的底部连通，再沸器的顶部与精馏塔塔釜的一侧连通。

再沸器的一侧与凝液闪蒸罐的侧壁连通，凝液闪蒸罐的顶部与精馏塔塔釜的蒸汽输入口连通，凝液闪蒸罐的底部与冷凝水收集处连通，凝液闪蒸罐将蒸汽冷凝水进行二次分离，热蒸汽进入精馏塔塔釜内，冷凝水从凝液闪蒸罐的底部排出至界外。

上述的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，还具有这样的特征，塔顶冷凝器的一侧设置有循环冷却水供水管和循环冷却水回水管，且塔顶冷凝器的冷媒为冰冻水。

上述的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，还具有这样的特征，气液分离罐的顶部还与二级冷凝器连通。

上述的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，还具有这样的特征，还包括鲜蒸汽源，鲜蒸汽源输出的部分鲜蒸汽为再沸器的热媒，鲜蒸汽源与再沸器连通。

上述的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，还具有这样的特征，鲜蒸汽源输出的部分鲜蒸汽与精馏塔塔釜的蒸汽输入口接通。

上述的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，还具有这样的特征，鲜蒸汽源与再沸器之间设置有第一阀门，鲜蒸汽源与蒸馏塔塔釜之间设置有第二阀门，凝液闪蒸罐与蒸馏塔塔釜之间设置有第三阀门。

上述的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，还具有这样的特征，气液分离罐与精馏塔之间设置有回流泵。

上述的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，还具有这样的特征，精馏塔塔釜与换热器之间设置有塔釜出料泵。

上述技术方案的积极效果是：

本发明提供的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置，

1.精馏塔塔釜内的物料(即脱氨出水)和母液废水在换热器内进行逆流换热，实现能量集成，提升能量的利用效率。

2.该脱氨装置采用部分冷凝，以满足精馏塔塔顶的产品纯度，同时能够有效控制回流比，降低系统运行能耗，增加系统运行的操作性和可调性。

3.鲜蒸汽经过再沸器换热后产生的冷凝液进入凝液闪蒸罐，蒸汽在凝液闪蒸罐内得到闪蒸分离，分离后的气相进入精馏塔塔釜二次利用，实现能量集成，提高系统热力学效率。

4.精馏塔预留有鲜蒸汽输入口，通过蒸汽阀门的切换，实现蒸汽吹脱和再沸器加热两种方式有效切换，实现多种方式对物料的分离，从而提高能量的利用效率。

附图说明

图1为本发明的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置的实施例的系统原理图。

附图中：1、换热器；2、精馏塔塔釜；3、塔釜出料泵；4、精馏塔；5、再沸器；6、塔顶冷凝器；7、气液分离罐；8、回流泵；9、凝液闪蒸罐；10、第一阀门；11、第二阀门；12、第三阀门。

a：鲜蒸汽；b：脱氨出水；c：母液废水；d：二级冷凝器；e：蒸汽冷凝水。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1对本发明提供的一种高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置作具体阐述。

在该高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置中，换热器1内流经有母液废水c(即含有氨氮的有机废水)和脱氨出水b，其中母液废水c和脱氨出水b相互分隔，母液废水c的温度较低，脱氨出水b的温度较高，两者在换热器1内部进行逆流换热，且促使母液废水c在换热器1内加热至泡点(从液相中分离出第一批气泡的温度的临界点)，该换热器1采用了高效热量集成原理，实现了热量集成高效利用。

母液废水c流经换热器1后流入精馏塔4中气液相组成相同的塔板，精馏塔4采用再沸器5的形式，此种再沸器5形式是作为一块塔板，利用再沸器形式可减少精馏塔塔内的循环水量，且再沸器5也相当于一块理论板，可提高气液分离效率，降低系统整体能耗。

塔顶冷凝器6的一端与精馏塔4的顶部连通，液相中的轻组分(低沸物)从塔顶产出，随后塔顶轻组分蒸汽进入塔顶冷凝器6内进行初步冷凝，塔顶冷凝器6的另一端与二级冷凝器d连通，此外塔顶冷凝器6的另一端还与气液分离罐7连通，气液分离罐7还与精馏塔4塔顶的首块塔板连通，塔顶冷凝器6冷凝后的物料部分出料至后续的二级冷凝器d中，进行二次冷凝，部分通过气液分离罐7分离后液相回流至精馏塔4塔顶的首块板。塔顶冷凝器6实现精馏塔4塔顶轻组分的部分冷凝和部分外排，该脱氨系统采用部分冷凝的形式，可满足塔顶的产品纯度，有效控制回流比，降低系统运行能耗，提高系统运行的可操作性。

精馏塔塔釜2设置在精馏塔4的下端并与精馏塔4连通，精馏塔4内的液相中的重组分最终流入至精馏塔塔釜2内，精馏塔塔釜2底部的脱氨出水输送至换热器1内，然后排出去界外。

精馏塔塔釜2的底部还与再沸器5的底部连通，再沸器5的顶部与精馏塔塔釜2的一侧连通。再沸器5可实现物料分离，再沸器5内的液相进入凝液闪蒸罐9内，再沸器5内的气相继续进入精馏塔塔釜2。

再沸器5的一侧与凝液闪蒸罐9的侧壁连通，凝液闪蒸罐9的顶部与精馏塔塔釜2的蒸汽输入口连通，凝液闪蒸罐9的底部与冷凝水收集处连通，凝液闪蒸罐9将蒸汽冷凝水e进行二次分离，热蒸汽进入精馏塔塔釜2内二次利用，实现能量集成，增加系统热力学效率，蒸汽冷凝水e从凝液闪蒸罐9的底部排出至界外。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，塔顶冷凝器6的一侧设置有循环冷却水供水管(cws)和循环冷却水回水管(cwr)，且塔顶冷凝器6的冷媒为冰冻水，冰冻水循环流入塔顶冷凝器6，能够使低沸点的有机物高效冷却，从而保证塔顶轻组分冷凝效果。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，气液分离罐7的顶部还与二级冷凝器d连通，气液分离罐7中的气相和塔顶冷凝器6的气相出料汇合进入二级冷凝器d内进行二次冷凝，该脱氨系统采用部分冷凝的形式，以满足塔顶产品的纯度，有效控制回流比，此外在降低系统运行能耗的同时增加系统运行的可操作性。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括鲜蒸汽源，鲜蒸汽源输出的部分鲜蒸汽a为再沸器5的热媒，鲜蒸汽源与再沸器5连通，利用再沸器5的形式可减少精馏塔4塔内的循环水量，且该再沸器5也相可视作为一块塔板，提高了系统气液分离效率，降低了系统的整体能耗。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，鲜蒸汽源输出的部分鲜蒸汽a与精馏塔塔釜2的蒸汽输入口接通，通过在精馏塔塔釜2处预留有蒸汽输入口，以实现再沸器5和蒸汽吹脱两种方式的转换，以增加系统的稳定性。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，鲜蒸汽源与再沸器5之间设置有第一阀门10，鲜蒸汽源与蒸馏塔塔釜2之间设置有第二阀门11，凝液闪蒸罐9与蒸馏塔塔釜2之间设置有第三阀门12。

通过第一阀门10和第二阀门11的开闭来调整蒸汽进入精馏塔4的方式，第一阀门10开启、第二阀门11关闭，则通过凝液闪蒸罐9闪蒸分离得到的蒸汽来实现对精馏塔4的蒸汽补充；第一阀门10关闭、第二阀门11开启，则通过外界鲜蒸汽补充实现对精馏塔4的蒸汽补充；第一阀门10和第二阀门11同时开启，则通过两股蒸汽源的蒸汽同时实现对精馏塔4的蒸汽补充，通过精馏塔塔釜2预留的蒸汽输入口以及多种蒸汽补充方式可增加系统整体的运行稳定性。

此外还可通过第二阀门11和第三阀门12的开闭来实现再沸器5和精馏塔4加热方式的切换，第二阀门11关闭、第三阀门12开启则系统通过再沸器5来实现物料分离；第二阀门11开启、第三阀门12关闭则系统直接通过蒸汽吹脱的方式进行物料分离。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，气液分离罐7与精馏塔4之间设置有回流泵8，通过回流泵8将气液分离罐7内的液相回送至精馏塔4的塔顶。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，精馏塔塔釜2与换热器1之间设置有塔釜出料泵3，通过塔釜出料泵3将精馏塔塔釜2内的塔釜液输送至换热器1内进行热交换。

以下，以两种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本发明保护范围之意图。

本发明提供的高效处理高盐有机废水氨氮问题的装置，可解决三元前驱体生产中母液废水cod(chemicaloxygendemand化学需氧量)较高，直接蒸发容易起泡和沸点升较高等问题，同时降低系统运行成本。

待处理的氨氮含量较高的三元前驱体母液废水经过换热器预热至泡点(从液相中分离出第一批气泡的温度的临界点)后，进入精馏塔内气液相组成相同的塔板，进入精馏塔塔体后的物料与塔板上的气相逆流接触，实现多次分离，轻组分从塔顶产出，塔顶的轻组分蒸汽进入塔顶冷凝器进行初步冷凝。塔顶冷凝器冷凝后的物料部分出料至后续的二级冷凝器，另一部分通过气液分离罐分离后的液相通过回流泵回流至精馏塔中塔顶的首块塔板，气液分离罐分离后的气相和塔顶冷凝器的气相汇合共同进入二级冷凝器内进行二次冷凝。优选的塔顶冷凝器的冷媒为冷冻水。

高压鲜蒸汽通过再沸器与精馏塔塔釜内的釜液换热后产生的冷凝水通过壳程进入凝液闪蒸罐进行二次气液分离，凝液排至外界，二次产生的蒸汽进入精馏塔塔内，通过第一阀门和第二阀门的开闭调节进入精馏塔塔内的蒸汽量。其中精馏塔中的釜液经过再沸器换热后气相进入精馏塔继续进行逐层塔板气液分离。

第一阀门开启、第二阀门关闭则对于精馏塔的蒸汽补充仅通过凝液分离罐实现，关闭第一阀门、开启第二阀门则对于精馏塔的蒸汽补充通过外界鲜蒸汽补充，同时打开第一阀门和第二阀门，则对于精馏塔的蒸汽补充通过两股蒸汽源同时补充。此外再沸器和精馏塔的加热方式的切换可通过第二阀门和第三阀门的开闭实现，第二阀门关闭、第三阀门开启则系统通过再沸器实现物料分离，第一阀门开启、第二阀门关闭则系统通过直接蒸汽吹脱进行物料分离。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。