[發明專利]熱泵閃蒸汽提脫氨法

有效

• 申請號: 201010123251.0
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN102190341A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 趙旭;申濤;張麥奎
• 申請（專利權）人: 天華化工機械及自動化研究設計院;國家干燥技術及裝備工程技術研究中心;蘭州瑞德干燥技術有限公司
• 主分類號: C02F1/20
• 分類號: C02F1/20;C02F101/16
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術領域

本發明涉及含氨廢水脫氨處理技術領域，是在蒸汽汽提脫氨法基礎上結合閃蒸技術和熱泵技術開發的高效、節能的脫氨技術，適用于煉油催化劑廢水處理和其它含氨廢水處理領域。

背景技術

石化、冶金、食品等行業常常會產生大量的氨氮的廢水。這類廢水中通常還含有硫、酚、氟或硫酸根、硅酸鹽等雜質，結果造成廢水很難得到有效處理，處理后的廢水中氨氮含量不能達到國家排放標準，直接排放污染水源，對環境造成極大的破壞；另外，處理氨氮廢水的成本比較高，其中蒸汽的消耗量通常在180kg/t廢水以上，裝置不節能，運行費用高，企業難以承受。

含氨廢水脫除技術通常有生化法、吹脫法、汽提法、折點氯化法、離子交換法、化學沉淀法、膜分離法等。目前，在處理工業中產生的氨氮含量在500～10000ppm的高濃度氨氮廢水通常采用蒸汽汽提法，汽提法是用蒸汽吹脫，將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出。汽提法適用于處理高濃度氨氮廢水，對氨氮的去除率可達99％以上，效率非常高，技術成熟度好，但是傳統的汽提脫氨技術蒸汽耗量大，處理廢水單耗高。

發明內容

鑒于目前蒸汽汽提法脫除含氨廢水的不足，本發明目的旨在提供一種熱泵閃蒸汽提脫氨法，即將先進的熱泵技術、閃蒸技術和傳統的蒸汽汽提技術有機地結合在一起，不但使處理后的氨氮廢水達到國家一級排放標準，而且大大地降低了吹脫蒸汽消耗量，使得蒸汽耗量≤50kg/t廢水，并且回收了廢水中的99.9％的氨，提高資源利用率。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種熱泵閃蒸汽提脫氨法，其步驟是：

a.高氨氮廢水通過泵送入到文丘里水噴射器，將與復合汽提脫氨塔二級閃蒸段引射來的蒸汽進行汽液急冷換熱后，進入復合汽提脫氨塔一級混合段內汽液分離；復合汽提脫氨塔二級閃蒸段不凝氣體由液環真空泵抽出經過尾氣吸收塔將不凝氣體帶出的氨氣吸收后排放；

b.復合汽提脫氨塔一級混合段的氨氮廢水經閃蒸進料泵進入文丘里廢水噴射器和來自復合汽提脫氨塔一級閃蒸段引射來的蒸汽再次進行汽液急冷換熱后，到復合汽提脫氨塔二級混合段內汽液分離，分離換熱后的被加熱的氨氮廢水由汽提脫氨進料泵送入復合汽提脫氨塔汽提段的頂部，并在進入復合汽提脫氨塔汽提段前將廢水PH調到10.8～12.0之間；進入復合汽提脫氨塔汽提段的高氨氮廢水和復合汽提脫氨塔汽提段底部來的蒸汽在填料層內逆向接觸，汽、液相在填料層發生傳質，廢水中的游離氨氣進入汽相，脫氨后的廢水回到復合汽提脫氨塔汽提段底部；復合汽提脫氨塔3汽提段底部的脫氨廢水依次進入復合汽提脫氨塔3一級、二級閃蒸段進行閃蒸后的脫氨廢水溫度降降低后排放；

c.復合汽提脫氨塔汽提的頂部出來的氨氮的蒸汽經過蒸汽循環熱泵增壓后，一部分進入到復合汽提脫氨塔二級混合段加熱高氨氮，同時作為不凝氣體排放；另一部分氨氮蒸汽到飽和塔內進行初步氨氮吸收，吸收后的含氨蒸汽再進入吸收塔進行氨氮凈化吸收；

d.飽和塔內富含氨氮的蒸汽由硫酸銨循環泵吸收段上部進入飽和塔內，經過預吸收后的含氨蒸汽進入吸收塔內進行凈化吸收，經過飽和后的硫酸銨溶液經過硫酸銨出料泵送出；

e.吸收塔含氨蒸汽經過飽和塔預吸收后，由吸收塔下部進入塔內，硫酸吸收循環泵由吸收塔上部進入塔內，在吸收塔中汽、液相即發生傳質、又發生化學中和反應，且循環液攜帶著中和反應的吸收液進入塔底，塔底的循環吸收液經過溢流到飽和塔底部，通過吸收塔的蒸汽中的氨氮95～105℃被循環吸收液所吸收，重新變得潔凈的循環蒸汽以及硫酸和氨氣放熱反應產生的蒸汽經過蒸汽噴射壓縮器由公用工程來的補充蒸汽引射增壓后，送入到復合汽提脫氨塔汽提段底部作為汽提蒸汽回用。

上述復合汽提脫氨塔汽提段底部的脫氨廢水依次進入復合汽提脫氨塔一級、二級閃蒸段進行閃蒸后的脫氨廢水溫度降至60℃以下排放。

本發明依據的技術原理是：

當廢水中pH值在10.8～11.5時，溶液中銨離子將轉變成游離氨，其反應原理如下：

此時廢水中的氨通過蒸汽汽提的方法易于從液相進入氣相，進入氣相的氨與稀硫酸反應生成硫酸銨，其反應方程如下：

2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄

從而達到廢水脫氨的目的，其中生成的硫酸銨可作為副產品使用。

本發明的優點：