CN106315726A - 一种沼液脱碳联合脱氨*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种沼液脱碳联合脱氨***，包括预热器(1)、脱碳塔(2)、脱氨塔(4)、冷凝器(5)、氨水储罐(6)、管道(7)，所述的预热器(1)将原料沼液预热进入脱碳塔(2)，脱碳后的原料沼液进入脱氨塔(4)，被脱氨塔(4)内的水蒸气带出后，经冷凝器(5)冷却进入氨水储罐(6)。通过装置上设计的设备装置能够有效实现去除沼液中的氨氮，并达到节能环保的效果，整个装置也便于控制，可被进一步推广应用。

Description

一种沼液脱碳联合脱氨***
技术领域
本发明涉及沼液脱碳领域，具体涉及一种沼液脱碳联合脱氨***。
背景技术
随着现在社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提升，对于传统的制造业也提出更高的生产要求。
酒精发酵生产过程中会产生大量高浓度废水，经两级厌氧发酵生产沼气后废水COD约2000mg/L左右，同时含有300-500mg/L的氨氮，这些高COD、高氨氮废水如果直接排放，会使水体生物大量死亡，对生态***产生严重影响；此外，国家大力推行节能减排政策，并将降低废水中氨氮含量作为“十三五”减排指标之一。如何高效、经济的降低废水中氨氮的含量，是当下企业和研究者的思考重点。大量研究表明，中温沼液可替代自来水回用于酒精发酵，从而削减占地大、能耗高的废水好氧生化处理工序，其意义重大。但随着沼液回用批次增加氨氮浓度不断累积并对酒精生产带来负面影响，因此需要部分脱除沼液中的氨氮。
目前，大规模工业化的脱氨工艺主要有空气吹脱、蒸氨、膜脱氨等。其基本原理是向废水中加碱或石灰调节废水pH值至11以上，使废水中氨氮以NH3形式存在。外源添加碱使得废水中无机离子浓度增加，使得废水循环利用受到限制。但酒精中温沼液的pH值在8.0左右，此时沼液的氨氮以NH4 +形式存在，难以用空气吹脱或蒸氨方法去除沼液中的氨氮。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种沼液脱碳联合脱氨***，以解决在不添加碱液的条件下脱除沼液中氨氮这一问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种沼液脱碳联合脱氨***，包括预热器、脱碳塔、脱氨塔、冷凝器、氨水储罐、管道，所述的预热器将原料沼液预热进入脱碳塔，脱碳后的原料沼液进入脱氨塔，氨氮被脱氨塔内的水蒸气带出后，经冷凝器冷却进入氨水储罐。
优选地，所述的预热器分壳程和管程，并管程通过管道和脱碳塔连通，管内所走物料为原料沼液；壳程与脱氨塔连通，管内所走物料为脱氨沼液。
优选地，所述脱氨塔为填料塔，填料塔中填料分为两段，下部为脱氨段，上部为浓缩段；脱氨段和浓缩段之间有一脱碳沼液进料口，并和管道连通；脱氨塔顶部有一含氨水蒸汽出口和一个稀氨水回流入口，分别和管道连接；脱氨塔底部有一个脱氨沼液出口和一个水蒸汽入口，并分别和管道连接。
优选地，所述的脱氨塔与冷凝器分别通过管道与吸收塔连接，所述的吸收塔顶部有一个空气排放口和一个循环稀硫酸装置。
优选地，所述的脱碳塔的底部设置有进风口，并设置风机。
优选地，所述的冷凝器为列管式换热设备，分壳程和管程，冷热介质分别走壳程和管程实现加热或冷却；冷凝器壳程有三个接口，壳程顶部的两个接口通过管道分别与脱氨塔顶部有一含氨水蒸汽出口和吸收塔相连，壳程底部的一个接口通过管道与脱氨塔和氨水储罐连接。
本发明提供了一种沼液脱碳联合脱氨***，有益效果为：
(1)低pH值(8.0左右)的原料沼液通过脱碳操作，脱除部分溶解于沼液中的二氧化碳(以HCO3 -、CO3 2-离子形式存在)，使沼液pH值升高(9.0以上)，沼液中MH4 +转变为易挥发的NH3，从而在脱氨塔中被水蒸汽带出，实现了无外源加碱提高pH条件下的脱氨操作；
(2)采用负压蒸氨的方式，降低蒸馏温度，降低对蒸汽压力的要求；
(3)利用脱氨塔塔底出来的高温脱氨沼液和原沼液换热提高原沼液问题，在不额外消耗蒸汽的条件下改善脱碳效果；
(4)蒸氨塔设有浓缩段，可提高蒸氨过程回收的稀氨水浓度，有利于氨水的综合利用；
(5)***设置一个吸收塔，回收脱碳尾气及脱氨真空泵尾气中的少量氨气，能最大限度降低脱碳、脱氨操作对环境可能造成的危害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种沼液脱碳联合脱氨***，包括预热器1、脱碳塔2、吸收塔3、脱氨塔4、冷凝器5、氨水储罐6、管道7等设备；
原沼液经管道7进入预热器1的管程，和壳程中来自脱氨塔4底部连通管道7的高温脱氨沼液进行换热，被预热后的原料沼液经由管道7进入脱碳塔2的顶部，沼液在填料表面自上而下流动；空气被风机21压缩后进入脱碳塔2的底部，在填料空隙间自下而上流动；气液两相在填料表面进行传质和传热，溶解于沼液中的二氧化碳及氨气部分扩散到风中，并被风带离脱碳塔2，沼液的pH值因脱除二氧化碳而升高；含二氧化碳及氨气的风通过管道7进入吸收塔3的底部，并向上穿透填料层；吸收塔3塔釜装有稀硫酸，并经过管道7，通过循环稀硫酸装置32被送到吸收塔3填料顶部进行循环；在吸收塔3中，沿填料流下来的稀硫酸溶液和含氨空气接触，氨气被吸收形成硫酸铵，空气及未被吸收的二氧化碳从吸收塔3顶部的空气排放口31排放；脱碳后的沼液经脱碳塔2底部的管道7、脱氨进料泵6及管道7被送入脱氨塔4的顶部并沿填料向下流动，和脱氨塔4底部加入的水蒸汽进行传质和传热，沼液中的氨被水蒸汽带出蒸氨塔4；含氨水蒸汽经管道21进入冷凝器5的壳程，被管程内的冷却水冷凝为氨水，部分氨水经管道7回流到脱氨塔4的顶部，剩余氨水经管道7进入氨水储罐6，冷凝器5壳程中未被冷凝的少量氨气则经管道7进入吸收塔(3)的底部；进入脱氨塔4底部的脱氨沼液经管道7进入预热器1的壳程，换热后排出***。
本发明的工作原理：
一种沼液脱碳联合脱氨***，原沼液经预热器被预热后进入脱碳塔，原沼液中的以HCO3 -、CO3 2-离子受热分解为CO2，并被脱碳塔底部进入的空气带走，使沼液pH值升高，沼液中MH4 +转变为易挥发的NH3；脱碳后的沼液进入脱氨塔顶部，和脱氨塔底部进入的水蒸汽逆向接触，NH3在脱氨塔中被水蒸汽带出，实现了无外源加碱提高pH条件下的脱氨操作；含氨水蒸汽经冷凝器被冷却水冷凝为氨水，部分氨水经管道回流到脱氨塔以提高稀氨水浓度，剩余氨水则进入氨水储罐，冷凝器中未被冷凝的少量氨气则由真空泵排入吸收塔；
吸收塔底部加有稀硫酸，并通过循环泵喷洒在填料上，进入吸收塔的氨气被稀硫酸吸收形成硫酸铵，不能吸收的尾气由吸收塔塔顶排出。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种沼液脱碳联合脱氨***，包括预热器(1)、脱碳塔(2)、脱氨塔(4)、冷凝器(5)、氨水储罐(6)、管道(7)，其特征在于，所述的预热器(1)将原料沼液预热进入脱碳塔(2)，脱碳后的原料沼液进入脱氨塔(4)，被脱氨塔(4)内的水蒸气带出后，经冷凝器(5)冷却进入氨水储罐(6)。
2.如权利要求1所述的沼液脱碳联合脱氨***，其特征在于，所述的预热器(1)分壳程和管程，并管程通过管道(7)和脱碳塔(2)连通，管内所走物料为原料沼液；壳程与脱氨塔(4)连通，管内所走物料为脱氨沼液。
3.如权利要求1所述的沼液脱碳联合脱氨***，其特征在于，所述脱氨塔(4)为填料塔，填料塔中填料分为两段，下部为脱氨段，上部为浓缩段；脱氨段和浓缩段之间有一脱碳沼液进料口，并和管道(7)连通；脱氨塔(4)顶部有一含氨水蒸汽出口(41)和一个稀氨水回流入口(42)，分别和管道(7)连接；脱氨塔(4)底部有一个脱氨沼液出口和一个水蒸汽入口(43)，并分别和管道(7)连接。
4.如权利要求3所述的沼液脱碳联合脱氨***，其特征在于，所述的脱氨塔(4)与冷凝器(5)分别通过管道(7)与吸收塔(3)连接，所述的吸收塔(3)顶部有一个空气排放口(31)和一个循环稀硫酸装置(32)。
5.如权利要求3所述的沼液脱碳联合脱氨***，其特征在于，所述的脱碳塔(2)的底部设置有进风口，并设置风机(21)。
6.如权利要求4所述的沼液脱碳联合脱氨***，其特征在于，所述的冷凝器(5)为列管式换热设备，分壳程和管程，冷热介质分别走壳程和管程实现加热或冷却；冷凝器(5)壳程有三个接口，壳程顶部的两个接口通过管道(7)分别与脱氨塔(4)顶部有一含氨水蒸汽出口(41)和吸收塔(3)相连，壳程底部的一个接口通过管道(7)与脱氨塔和氨水储罐(6)连接。
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