一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法与流程

本发明属于废气污染防治与资源回收，尤其涉及一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法。

背景技术：

1、黑水虻生物转化是目前有机垃圾处理的另一个新兴方向，其养殖车间需要保持30℃左右温度，80％～90％相对湿度，可存在一定浮动范围，依靠餐厨浆料发酵升温就可使养殖和孵化车间内保持较高温度，夏天需考虑开启空调降温。废气处理在黑水虻车间的建设和运行成本中也占有相当部分比例，废气中主要有黑水虻呼吸产生的二氧化碳、由底物中最初存在的碳转化而来的二氧化碳和氨气，孵化车间和养殖车间内部臭味浓郁，主要为氨气。

2、与好氧堆肥工艺相比，黑水虻养殖车间废气中氨气占大部分而不是h2s，原因是黑水虻养殖车间运行周期高于好氧堆肥，不易产生局部厌氧的情况，而好氧堆肥过程中h2s的产生常常在这一阶段，故黑水虻养殖车间臭气中主要为氨气。目前，黑水虻生物转化车间内将养殖车间、筛分车间、烘干车间等分块封闭，负压控制臭味逸散，进而车间外不臭，但孵化车间和养殖车间内部臭味浓郁，以氨气为主。现有技术中一般设置除臭喷淋设备，运行稳定，但没有设置氨气回收利用环节。

3、因此，如何对黑水虻养殖车间中的氨气进行回收与利用是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法。

2、为实现上述目的，本发明公开了以下技术方案：

3、一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，包括以下步骤：

4、将含氨废气经过滤后，增压通入膜分离纯化系统进行膜分离纯化，然后进入氨吸收系统吸收氨气，最后进行资源化利用。

5、优选的，所述含氨废气为黑水虻生物转化处理有机垃圾过程中产生的废气。

6、有益效果：黑水虻生物转化过程中，车间内产生的废气主要组成为氨气和硫化氢，氨气浓度30～50mg/m3，具有重要的资源回收和利用价值。此外，由于硫化氢和氨气的分子直径大小存在差异性，本发明利用物理膜分离技术能够实现二者的分离。

7、优选的，所述过滤为所述含氨废气由一级风机引出后，进入到新风器中的过滤箱中进行过滤；

8、一级风机的作用是将车间里的含氨废气通过引风机引出，便于后续处理，其中风机风量大小可根据车间空间大小而定，总体能实现车间处于负压，车间内部压力低于外部压力5-10pa，保持车间废气的有效排出处理。

9、所述增压通入膜分离纯化系统具体为由二级增压风机增压后，进入到膜分离纯化系统；

10、二级增压风机是为了含氨废气能够有效的进入膜分离纯化系统，二级增压风机的压力大小，可根据含氨废气中氨浓度而定，优选为增压压力为0.2～0.8mpa。

11、优选的，所述增压压力为0.2～0.8mpa。

12、有益效果：本发明中的反渗透膜孔径小，气体在过滤过程中，需要一定压力才能使其透过膜系统。然而，压力太小，气体进入膜系统中的量少；压力过大，分离效果不佳，本发明中限定压力为0.2～0.8mpa能有效满足膜分离效果和气体进入量。

13、优选的，所述膜分离系统依次由脱水预处理系统、超滤膜分离系统、反渗透膜分离系统组成。

14、有益效果：本发明利用三级分离系统可有效处理含氨废气中的水蒸气、大分离物质和小粒径颗粒物，以及氨气和硫化氢的分离。

15、优选的，所述脱水预处理系统中起脱水作用的主要部件为干燥硅胶。干燥硅胶主要成分为二氧化硅，无味，化学性质稳定且吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度。其通过物理方式将水分子吸附在自身的结构中或通过化学方式吸收水分子并改变其化学结构，变成另外的物质。

16、优选的，所述超滤膜分离系统中的膜孔径在20-80nm，主要用来过滤复合废气中杂质颗粒物。

17、有益效果：超滤膜分离是以0.1～0.5mpa的压力差为推动力，利用多孔膜的拦截能力，以物理截留的方式，将溶液中的大小不同的物质颗粒分开，从而达到纯化和浓缩、筛分溶液中不同组分的目的。

18、优选的，所述反渗透膜分离系统中串联1-3级；

19、所述反渗透膜分离系统中，反渗透膜孔径为0.1～1.0nm。

20、有益效果：反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。

21、优选的，所述氨吸收系统包括冷水吸收和co2气体发生器。

22、有益效果：分离纯化后的nh3回收至氨吸收系统，最终和co2反应生成nh4hco3产品。

23、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

24、本发明提供一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，基于反渗透膜分离提纯技术，高效分离提纯氨气，能够针对黑水虻生物车间废气中氨浓度高，伴随少量硫化氢的特点，对含氨废气进行处理并回收利用，该方法工艺简单、成本低廉，能高效回收含氨废气中的氮资源，具有较高的经济与社会环境效益。

技术特征：

1.一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，所述含氨废气为黑水虻生物转化处理有机垃圾过程中产生的废气。

3.根据权利要求1所述的一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，所述增压压力为0.2～0.8mpa。

4.根据权利要求1所述的一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，所述膜分离系统依次由脱水预处理系统、超滤膜分离系统、反渗透膜分离系统组成。

5.根据权利要求4所述的一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，所述脱水预处理系统中包括干燥硅胶。

6.根据权利要求4所述的一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，所述超滤膜分离系统中的膜孔径在20-80nm，主要用来过滤复合废气中杂质颗粒物。

7.根据权利要求4所述的一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，所述反渗透膜分离系统串联1-3级；

8.根据权利要求1所述的一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，其特征在于，所述氨吸收系统包括冷水吸收和co2气体发生器。

技术总结
本发明公开了一种含氨混合废气中氨气膜分离提纯方法，属于废气污染防治与资源回收技术领域，包括以下步骤：将含氨废气经过滤后，增压通入膜分离纯化系统，然后进行氨吸收，最后进行资源化利用。本发明能够针对黑水虻生物车间废气中氨浓度高，伴随少量硫化氢的特点，对含氨废气进行处理并回收利用，该方法工艺简单、成本低廉，能高效回收含氨废气中的氮资源，具有较高的经济与社会环境效益。

技术研发人员：陆峰,吴曰丰,马聪,欧阳创,徐丽丽,王川,施至理,曹瑞杰,周永泉
受保护的技术使用者：上海城投老港基地管理有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13