[發明專利]一種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統及工藝

在審

• 申請號: 201510737429.3
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105293609A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 徐之超;計建炳;李肖華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C02F1/10
• 分類號: C02F1/10;C02F1/38;C02F1/20;B01D53/14;B01D53/24;C01C1/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明屬于氨氮廢水處理裝置及方法技術領域，尤其涉及一種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統及工藝。

背景技術

氨氮廢水排放不僅會造成水體富營養化污染，據研究報道，目前對空氣造成嚴重影響的霧霾中，指標PM2.5中有一個重要的污染源就是氨污染，工業中排放的氨廢氣在空中與大氣中的硫酸、硝酸等中和，生成硫酸銨、硝酸銨等顆粒物，有數據表明，在平日的輕污染天氣中，硫酸銨、硝酸銨總質量在PM2.5總質量中占30％左右，而在部分重污染天氣中，硫酸銨、硝酸銨總質量會超過60％，而且污染越嚴重，其比例就越高。因此對氨氮廢水的優化處理可以對人類環境的改善做出極大的貢獻。

氨氮廢水的傳統處理方法是第一步通過精餾或氣提將氨氮脫除，第二步通過冷凝或用水吸收得到濃氨水，第三步對尾氣進行吸收操作，在進行吸收操作時，因會產生較大的吸收熱而同時要對吸收的水進行換熱降溫。也就是說要完整實現工藝操作必須有化工過程中常用的精餾(或氣提)、吸收和換熱這三種單元操作，實現這些操作的傳統設備離不開塔設備或超重力分離設備、換熱器，實現三步操作一般需要三件設備；而氨氮廢氣的處理方法相對簡單些，一般可免除上面的第一步，而采用后面兩步去完成操作。當生產過程中要同時處理氨氮廢水和廢氣時，則也會綜合采用以上方式去處理，能利用一臺小型化的集成設備去完成上述多步工藝操作則是一種非常理想的目標。

專利(公開號CN01912717)利用折流式旋轉床的特點，將解吸吸收過程進行了強化集成，僅使用一臺設備實現了氣提和吸收的兩步操作，但吸收過程中的換熱還需要通過吸收液在循環過程中外加換熱器轉移熱量。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種基于換熱功能的折流式旋轉床，將精餾、吸收和換熱三種單元操作功能于一體的將氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統及工藝。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的。這種種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統，包括旋轉床，所述的旋轉床的內設有引流管，旋轉床的上壁設有吸收水進口、放空口，所述的吸收水進口與第四液體流量計、第四液閥相連；

旋轉床的下壁設有水蒸氣進口、底液出口，所述的水蒸氣進口與第一氣體流量計、第一氣閥相連，所述的底液出口與換熱器相連；

旋轉床的一側壁設有換熱液進口、氨氮廢水進口、第一氨氮廢氣進口、第二氨氮廢氣進口，該第一氨氮廢氣進口、第二氨氮廢氣進口分別位于該氨氮廢水進口的上下兩側，所述的換熱液進口與第五液體流量計、第五液閥相連，所述的氨氮廢水進口與第一液體流量計、第一液閥相連，該第一液閥與換熱器相連；第二氣體流量計、第二氣閥與第一氨氮廢氣進口相連或與第二氨氮廢氣進口相連；

旋轉床的另一側壁設有換熱液出口、尾氣進口、氣相出口、回流口，所述的尾氣進口、氣相出口分別與冷凝器相連，該冷凝器分別與第二液閥、第二液體流量計和第三液閥、第三液體流量計相連，其中第二液體流量計與回流口相連。

作為優選，所述的換熱器設有四個通道，即分別為通入氨氮廢水的A1、A2通道和要排出底液的B1、B2通道。

一種采用如上述的氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統的工藝，包括如下步驟：

1)、精餾或氣提：氨氮廢水原料通過換熱器的A1、A2通道、第一液閥、第一液體流量計與旋轉床的氨氮廢水進口相連通，用于加熱的水蒸氣通過第一氣閥、第一氣體流量計與旋轉床下方的水蒸氣進口相連通，氣液兩相在旋轉床內下面的兩層轉子中進行逆流接觸傳質，經過傳質后要排出的底液通過旋轉床底部的底液出口與換熱器的B1、B2通道相連通，并在換熱器中與氨氮廢水原料通過逆流換熱后排出；要去冷凝器的氨氮蒸汽通過氣相出口與冷凝器相連通，氨蒸汽在冷凝器中冷凝，成品氨水從冷凝器底部流出分成兩股流體，一股流通過第二液閥、第二液體流量計和旋轉床的回流口相連通，另一股流通過第三液閥、第三液體流量計作為成品氨水引出；冷凝器中的尾氣則通過冷凝器尾部的放空口與旋轉床最上層外緣的尾氣進口相連通，氨氮尾氣在上層轉子中與吸收劑水進行逆流接觸傳質，最后完全被水吸收，最終從頂部放空口排出的是一些難以被水吸收的不凝氣；

2)、吸收：作為吸收劑的水通過第四液閥、第四液體流量計與旋轉床最上端的吸收水進口相連通，在旋轉床最上層所執行的是吸收操作，與氨尾氣通過逆流傳質后，通過吸收后的液體離開上層轉子后，通過旋轉床中的引流管進入下一層轉子上部與回流液合并，而通過吸收后的氣體則離開最上層轉子中心后通過放空口排出；