CN112499710A - 一种利用含氨废水提纯氨水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用含氨废水提纯氨水的装置及方法，包括提氨塔、压力变送器、抽真空装置、含氨水蒸气冷凝装置和氨水回收装置；压力变送器安装在提氨塔的顶部，与抽真空装置联动连接，将提氨塔内的氨气和水蒸气同步抽出；含氨水蒸气冷凝装置的入口与提氨塔顶部的氨气和水蒸气出口连接，其出口与氨水回收装置连接；氨水回收装置与抽真空装置连接。本发明实现了同时抽取提氨塔塔内的氨气和水蒸气，并能够根据压力变送器给提氨塔塔顶设定的压力值，改变真空泵抽取的提氨塔内的氨气和水蒸气比例，从而得到设定浓度的氨水，实现自由选择提出后的氨水浓度；本发明直接利用提氨塔内的水蒸气，无需补充新鲜水，减少了污水排放节约水资源。

Description

一种利用含氨废水提纯氨水的装置及方法

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，特别是涉及一种利用含氨废水提纯氨水的装置及方法。

背景技术

提氨塔是一种利用含氨废水进行生产氨水的水处理设施。常规提氨塔通过塔底加温使氨气挥发，利用塔的高度在填料的作用下分离氨气和水气，在蒸馏的作用下使塔内形成0.2～0.3MPa的压力，使氨气从塔顶排出，再在泠凝器和补入新鲜水的条件下吸收氨气生成氨水，这种需要补加新鲜水吸收氨气生成氨水的方法，由于新鲜水的补充量与氨气的量匹配性差，使得到的氨水含量不稳定。另外，额外补充新鲜水需要增加设备投入和消耗水资源，而原先的含氨废水中的水分在重新二次处理，增加成本。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种利用含氨废水提纯氨水的装置及方法，在无需补入新鲜水的条件下直接提取所需浓度的氨水，解决现有提氨塔利用含氨废水生产氨水时存在的所生产的氨水浓度不稳定、成本高等缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种利用含氨废水提纯氨水的装置，包括：

提氨塔、压力变送器、抽真空装置、含氨水蒸气冷凝装置和氨水回收装置；其中，所述压力变送器安装在所述提氨塔的顶部，以调整所述提氨塔内的塔顶压力；所述压力变送器与所述抽真空装置联动连接，以调节抽真空装置的转速，将所述提氨塔内的氨气和水蒸气同步抽出；所述含氨水蒸气冷凝装置的入口与所述提氨塔顶部的氨气和水蒸气出口连接，其出口与所述氨水回收装置连接；所述氨水回收装置与所述抽真空装置连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述含氨水蒸气冷凝装置包括沿含氨水蒸气流向依次连接设置的含氨水蒸气预冷器和圈板冷凝器。

在本发明一个较佳实施例中，所述氨水回收装置包括氨水冷凝器、氨水积存釜、氨水循环泵和氨水储存罐；其中，所述氨水冷凝器的入口与所述圈板冷凝器的出口连接，所述氨水冷凝器的出口与所述氨水积存釜的入口连接；所述氨水积存釜的出口通过管路与所述氨水冷凝器的入口连接；所述氨水循环泵安装在所述氨水积存釜的出口与所述氨水冷凝器的入口之间的管路上；所述氨水循环泵的输送管上还连接有连通所述氨水储存罐的旁通排出管；所述氨水积存釜的顶端与所述抽真空装置连接；所述氨水积存釜上安装有液位计，所述旁通排出管上安装有排出阀，所述液位计与所述排出阀联动连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述装置还包括不凝气处理装置；其中，所述不凝气处理装置与所述氨水积存釜的顶端连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述不凝气处理装置包括气态冷凝器、缓冲罐和补水虹吸泵组；其中，所述气态冷凝器的入口与所述氨水积存釜顶端的气体出口连接，所述气态冷凝器的出口与所述缓冲罐连接，所述补水虹吸泵组一端连接所述缓冲罐，其排出管路连接所述氨气冷凝器和抽真空装置；所述缓冲罐上带有废气排放出口，所述废气排放出口处连接有废气检测装置。

在本发明一个较佳实施例中，所述装置还包括原料虹吸输送泵组、pH值调节桶、原料虹吸进塔输送泵组、预热器和液碱储罐；其中，所述原料虹吸输送泵组、pH值调节桶、原料虹吸进塔输送泵组和预热器沿废水流向依次连接，所述液碱储罐与所述pH值调节桶连接；其中，所述pH值调节桶包括pH值粗调搅拌桶和pH值精调搅拌桶，其中，所述pH值粗调搅拌桶与pH值精调搅拌桶沿废水流向顺序连接，所述液碱储罐分别与所述pH值粗调搅拌桶与pH值精调搅拌桶连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种利用含氨废水提纯氨水的方法，采用上述装置，通过所述压力变送器设定所述提氨塔塔顶的压力值，并联动调节所述抽真空装置的转速，在抽真空装置的作用下将所述提氨塔内的氨气和水蒸气同时抽出、冷却，经氨水回收装置处理得到所述氨水。

在本发明一个较佳实施例中，通过所述压力变送器改变所述提氨塔塔顶的压力值，并联动改变所述抽真空装置的转速，以改变所述氨气和水蒸气的抽出比例，实现提纯氨水浓度的改变。

在本发明一个较佳实施例中，所述压力值为0.02～-0.02MPa。

在本发明一个较佳实施例中，还包括如下步骤：

a、含氨废水预处理：利用原料虹吸输送泵将储罐内的含氨废水抽至所述pH值粗调搅拌桶和pH值精调搅拌桶进行两级处理，使含氨废水的pH值调节为11～11.5；

b、氨水回收处理：将汽提冷凝后的含氨水蒸气通过氨水冷凝器冷凝，存入氨水积存釜内，然后通过氨水循环泵将氨水积存釜内的氨水再抽至氨水冷凝器内二次冷凝回收，通过氨水积存釜上的液位计联动调控旁通排水管上的排水阀，使氨水存入到氨水储罐内；

c、不凝气回收处理：将氨水积存釜上方的不凝气导入到气态冷凝器内，冷凝后排入缓冲罐，缓冲罐内的液体通过补水虹吸泵组一部分回流至氨水冷凝器内冷凝回收氨水，另一部分再通过抽真空装置和气态冷凝器返回到缓冲罐中，缓冲罐内的尾气在废气检测装置的检测下通过废气排放出口排出。

本发明的有益效果是：本发明一种利用含氨废水提纯氨水的装置及方法，所述提纯装置在提氨塔塔顶设置有压力变送器和抽真空装置，并使所述压力变送器与抽真空装置联动，所述抽真空装置转动实现同时抽取提氨塔塔内的氨气和水蒸气；所述提纯方法能够根据所述压力变送器给提氨塔塔顶设定的压力值，改变真空泵抽取的提氨塔内的氨气和水蒸气比例，从而得到设定浓度的氨水，实现自由选择提出后的氨水浓度；本发明的提纯装置和提纯方法直接利用提氨塔内的水蒸气，无需补充新鲜水，充分利用了废水资源，减少了污水排放节约水资源，节约资源，利于工业化生产。

附图说明

图1是本发明一种利用含氨废水提纯氨水的装置一较佳实施例的连接结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1.储罐，2.原料虹吸输送泵组，3.pH值粗调搅拌桶，4.pH值精调搅拌桶，5.原料虹吸进塔输送泵组，6.预热器，7.过滤器，8.提氨塔，9.压力变送器，10.含氨水蒸气预冷器，11.圈板冷凝器，12.水环真空泵，13.氨水冷凝器，14.氨水积存釜，15.氨水循环泵，16.氨水储存罐，17.气态冷凝器，18.补水虹吸泵组，19.缓冲罐，20.冷却水循环泵，21.冷却水池，22.冷却塔，23.排出阀，24.公共冷却循环水进水阀，25.液位计，26.强制循环泵，27.回流调节阀，28.塔底料仓液位计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

本发明公开了一种利用含氨废水提纯氨水的装置，包括：

含NH₄Cl废水（含氨废水）的储罐1、原料虹吸输送泵组2、pH值粗调搅拌桶3、pH值精调搅拌桶4、原料虹吸进塔输送泵组5、预热器6、过滤器7、提氨塔8、压力变送器9、含氨水蒸气预冷器10、圈板冷凝器11、水环真空泵12、氨水冷凝器13、氨水积存釜14、氨水循环泵15、氨水储存罐16、气态冷凝器17、补水虹吸泵组18、缓冲罐19、冷却水循环泵20、冷却水池21和冷却塔22。

其中，所述储罐1通过管道与所述原料虹吸输送泵组2、pH值粗调搅拌桶3、pH值精调搅拌桶4、原料虹吸进塔输送泵组5、预热器6、过滤器7和提氨塔8依次顺序连接，将处理后的含氨废水输送到提氨塔8内进行汽提；所述pH值粗调搅拌桶3和pH值精调搅拌桶4分别连通液碱储罐23，通过液碱调节pH值粗调搅拌桶3和pH值精调搅拌桶4内的含氨废水的pH值至11～11.5。

所述提氨塔8的顶部安装所述压力变送器9，用于调节提氨塔顶部的气体压力；所述提氨塔8的底部连接有加热***，如热蒸汽气源，调节塔底的加热温度为95～100℃之间；所述提氨塔8的底部还安装有塔底强制循环***，强制循环***的强制循环泵26与塔底料仓液位计28联动，控制塔底液位在85%，多余的废水经管道排出收集。

所述抽真空装置为水环真空泵12，所述水环真空泵12与所述提氨塔8顶部的压力变送器9联动连接，通过压力变送器9设定提氨塔8的塔顶压力后，在压力值的作用下调节水环真空泵12的转速，在水环真空泵12的作用下再将提氨塔8内的氨气和水蒸气按比例同时抽取至含氨水蒸气冷凝装置内冷凝。所述水环真空泵12还与氨水积存釜14和缓冲罐19连接。

所述提氨塔8顶部的排出管与含氨水蒸气冷凝装置连接，所述含氨水蒸气冷凝装置包括沿含氨水蒸气流向依次连接设置的含氨水蒸气预冷器10和圈板冷凝器11，所述圈板冷凝器的出口与氨水回收装置连接。所述氨水回收装置包括氨水冷凝器13、氨水积存釜14、氨水循环泵15和氨水储存罐16；其中，所述氨水冷凝器13的入口与所述圈板冷凝器11的出口连接，所述氨水冷凝器13的出口与所述氨水积存釜14的入口连接；所述氨水积存釜14的出口通过管路与所述氨水冷凝器13的入口连接；所述氨水循环泵15安装在所述氨水积存釜14的出口与所述氨水冷凝器13的入口之间的管路上；所述氨水循环泵15的输送管上还连接有旁通排出管，所述旁通排出管与所述氨水储存罐16连通，所述旁通排出管上安装有排出阀23；所述氨水积存釜14上安装有液位计25，所述液位计25与所述排出阀23联动连接。当氨水积存釜14内的液位超过液位计25的高液位时，则打开排出阀23，管道内的氨水部分流入到氨水储存罐16内，直至液位计25显示氨水积存釜14内的氨水量为中液位时关闭旁通管上的排出阀23，当液位计24显示氨水积存釜14内的氨水量为低液位，则启动氨水循环泵。

所述装置还包括不凝气处理装置，所述不凝气处理装置与所述氨水积存釜的顶端连接，具体地，所述不凝气处理装置包括气态冷凝器17、缓冲罐19和补水虹吸泵组18；其中，所述气态冷凝器17的入口与所述氨水积存釜14顶端的气体出口连接，所述气态冷凝器17的出口与所述缓冲罐19连接，所述补水虹吸泵组18一端连接所述缓冲罐19，其排出管路连接所述氨气冷凝器13和抽真空装置12。氨水积存釜14内的不凝气体先进入气态冷凝器17冷凝后进入到缓冲储罐19，所述缓冲罐19上带有废气排放出口，所述废气排放出口处连接有废气检测装置，通过检测将不危害空气的废气排放掉；所述缓冲罐19内的液体通过补水虹吸泵组18一部分送回至氨水冷凝器冷凝回收，另一部分被吸收至水环真空泵12，通过水环真空泵12的排气管经气态冷凝器17送至缓冲罐19收集。

还包括冷却水循环装置，所述冷却水循环装置包括冷却水循环泵20、冷却水池21和冷却塔22。所述冷却塔22位于所述冷却水池21的上方，所述冷却水循环泵20安装在所述冷却水池21的出口管道上，将冷却水依次输送至所述氨水积存釜14、气态冷凝器17和氨水冷凝器13，最终再通过冷却塔22回流至冷却水池21，形成循环通路。

本发明还公开一种利用上述含氨废水提纯装置提纯氨水的方法，其提纯原理为：通过所述压力变送器9设定所述提氨塔9塔顶的压力值，并联动调节所述水环真空泵12的转速，在所述水环真空泵的作用下将所述提氨塔8内的氨气和水蒸气根据设定压力按比例同时抽出冷却，经氨水回收装置处理得到所述氨水。该氨水提纯方法不需要补充新鲜水，直接利用提氨塔内的水蒸气替代新鲜水，充分利用了废水资源，减少了污水排放，而且，通过调节提氨塔塔顶的压力能够改变氨气和水蒸气的比例，从而得到所需浓度的氨水。通常，提氨塔塔顶的压力值设定的越高，所得的氨水浓度越高，反之，氨水浓度越低。

具体地，所述提纯方法包括如下步骤；

1、启动冷却循环水泵20，使冷却循环水从冷却水池21→氨水积存釜14的隔套→气态冷凝器17的管层→氨水冷凝器13的壳层→冷却塔22→回收至冷却水池21；

开公共冷却循环水进水阀24，使冷却水→卷板冷凝器11的外套→含氨水蒸气预冷器10的壳层→回流至冷却回水池25。

2、调节压力变送器9的压力值在设定压力值（0.02～-0.02MPa）范围内，启动水环真空泵12，水环真空泵12与提氨塔8塔顶的压力变送器联动，使塔顶含氨水蒸气从塔顶排出管→含氨水蒸气预冷器10的管层→圈板冷凝器11的内层→氨水冷凝器13的管内层→氨水积存釜14→氨水积存釜内不凝气体在水环真空泵12的作用下→气态冷凝器17→缓冲罐19→缓冲罐上的废气排放口，经负压风管，在8＃废气筒处理在线仪监测下排放。

3、启动补水虹吸泵组18（与水环真空泵12同步启动），使回收于缓冲罐19内的氨水一部分送至氨水冷凝器13冷凝回收，另一部分至水环真空泵12，通过水环真空泵12排气管经气态冷凝器17送至缓冲罐19收集（缓冲罐底部管道与氨水积存釜底部管道连通，确保缓冲罐内有适量的氨水）。

4、启动氨水循环泵15，将积存于氨水积存釜14内的氨水送至氨水冷凝器13的管层内与含氨水蒸气一并冷却回收。在氨水积存釜14上液位计25的作用下，将氨水积存釜14内的一部分氨水通过傍通管上的排出阀打开，经管道将一部分氨水送至罐区氨水储存罐16内储存。其中，液位计调控的原理为：氨水积存釜上液位计高液位打开傍通管上排出阀，中液位关闭傍通管排出阀，低低液位关停氨水循环泵，低液位启动氨水循环泵。

5、启动原料虹吸输送泵组2，将储罐1内含氯化铵废水从储罐1→虹吸输送泵组2→15立方pH值粗调搅拌桶3→15立方pH值精调搅拌桶4，同时打开液碱储罐23上的调节阀，在搅拌的作用下使含氯化铵废水的pH值调节为11至11.5；

6、启动原料虹吸进塔输送泵组5，将15立方内pH值为设定值（11-11.5之间）的含氯化铵废水经管道上流量计、手动调节阀和预热器6的管层送至提氨塔8的中上部。

7、启动塔底加热***（为热蒸汽加热），使塔底温度保持设定温度（95-100℃之间）（塔底温度越高蒸汽调节阀开度越小，塔底温度越低蒸汽调节阀开度越大）。

8、启动塔底强制循环泵26，使塔底料仓内原料在塔底强制循环泵26的作用下经管道、管道上回流调节阀27送至提氨塔8中下部的填层段，掉落至料仓，形成强制循环；同时，通过塔底料仓液位计28与回流管上回流调节阀27的联动装置，使塔底料仓保持85%的液位，85%以上的废水在调节阀的作用下将85%以上的废水经管道经过预热器壳层送至厂房三收集桶储存。

通过上述方法，在塔顶压力为设定压力下，回收得到的氨水的质量浓度随塔顶的压力值变化浓度而变化。（即：压力值越低氨水浓度越低，压力越高氨水浓度越高）

本发明具有如下有益效果：

1、通过在提氨塔塔顶设置压力变送器并设定一个压力值，用压力值调节水环真空泵的转速，在真空泵的作用下将塔内的氨气和水蒸气按比例同时抽至冷凝器冷凝生成设定浓度氨水，能够按需获得所需浓度的氨水；

2、通过改变塔顶的压力值，联动改变所述抽真空装置的转速，从而改变所述氨气和水蒸气的抽出比例，实现提纯氨水浓度的改变，能够根据需要自由选择提纯氨水的浓度；

3、取用塔内水蒸气替代新鲜水，充分利用废水资源，减少了污水排放；

4、无需补入新鲜水，节约水资源。

上述部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规试验方法获知。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用含氨废水提纯氨水的装置，其特征在于，包括：

提氨塔、压力变送器、抽真空装置、含氨水蒸气冷凝装置和氨水回收装置；其中，所述压力变送器安装在所述提氨塔的顶部，以调整所述提氨塔内的塔顶压力；所述压力变送器与所述抽真空装置联动连接，以调节抽真空装置的转速，将所述提氨塔内的氨气和水蒸气同步抽出；所述含氨水蒸气冷凝装置的入口与所述提氨塔顶部的氨气和水蒸气出口连接，其出口与所述氨水回收装置连接；所述氨水回收装置与所述抽真空装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用含氨废水提纯氨水的装置，其特征在于，所述含氨水蒸气冷凝装置包括沿含氨水蒸气流向依次连接设置的含氨水蒸气预冷器和圈板冷凝器。

3.根据权利要求2所述的一种利用含氨废水提纯氨水的装置，其特征在于，所述氨水回收装置包括氨水冷凝器、氨水积存釜、氨水循环泵和氨水储存罐；其中，所述氨水冷凝器的入口与所述圈板冷凝器的出口连接，所述氨水冷凝器的出口与所述氨水积存釜的入口连接；所述氨水积存釜的出口通过管路与所述氨水冷凝器的入口连接；所述氨水循环泵安装在所述氨水积存釜的出口与所述氨水冷凝器的入口之间的管路上；所述氨水循环泵的输送管上还连接有连通所述氨水储存罐的旁通排出管；所述氨水积存釜的顶端与所述抽真空装置连接；所述氨水积存釜上安装有液位计，所述旁通排出管上安装有排出阀，所述液位计与所述排出阀联动连接。

4.根据权利要求3所述的一种利用含氨废水提纯氨水的装置，其特征在于，所述装置还包括不凝气处理装置；其中，所述不凝气处理装置与所述氨水积存釜的顶端连接。

5.根据权利要求4所述的一种利用含氨废水提纯氨水的装置，其特征在于，所述不凝气处理装置包括气态冷凝器、缓冲罐和补水虹吸泵组；其中，所述气态冷凝器的入口与所述氨水积存釜顶端的气体出口连接，所述气态冷凝器的出口与所述缓冲罐连接，所述补水虹吸泵组一端连接所述缓冲罐，其排出管路连接所述氨气冷凝器和抽真空装置；所述缓冲罐上带有废气排放出口，所述废气排放出口处连接有废气检测装置。

6.根据权利要求5所述的一种利用含氨废水提纯氨水的装置，其特征在于，所述装置还包括原料虹吸输送泵组、pH值调节桶、原料虹吸进塔输送泵组、预热器和液碱储罐；其中，所述原料虹吸输送泵组、pH值调节桶、原料虹吸进塔输送泵组和预热器沿废水流向依次连接，所述液碱储罐与所述pH值调节桶连接；其中，所述pH值调节桶包括pH值粗调搅拌桶和pH值精调搅拌桶，其中，所述pH值粗调搅拌桶与pH值精调搅拌桶沿废水流向顺序连接，所述液碱储罐分别与所述pH值粗调搅拌桶与pH值精调搅拌桶连接。

7.一种利用含氨废水提纯氨水的方法，其特征在于，采用上述权利要求1-7所述的装置，通过所述压力变送器设定所述提氨塔塔顶的压力值，并联动调节所述抽真空装置的转速，在抽真空装置的作用下将所述提氨塔内的氨气和水蒸气同时抽出、冷却，经氨水回收装置处理得到所述氨水。

8.根据权利要求7所述的一种利用含氨废水提纯氨水的方法，其特征在于，通过所述压力变送器改变所述提氨塔塔顶的压力值，并联动改变所述抽真空装置的转速，以改变所述氨气和水蒸气的抽出比例，实现提纯氨水浓度的改变。

9.根据权利要求7或8所述的一种利用含氨废水提纯氨水的方法，其特征在于，所述压力值为0.02～-0.02MPa。

10.根据权利要求9所述的一种利用含氨废水提纯氨水的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

a、含氨废水预处理：利用原料虹吸输送泵将储罐内的含氨废水抽至所述pH值粗调搅拌桶和pH值精调搅拌桶进行两级处理，使含氨废水的pH值调节为11～11.5；

b、氨水回收处理：将汽提冷凝后的含氨水蒸气通过氨水冷凝器冷凝，存入氨水积存釜内，然后通过氨水循环泵将氨水积存釜内的氨水再抽至氨水冷凝器内二次冷凝回收，通过氨水积存釜上的液位计联动调控旁通排水管上的排水阀，使氨水存入到氨水储罐内；

c、不凝气回收处理：将氨水积存釜上方的不凝气导入到气态冷凝器内，冷凝后排入缓冲罐，缓冲罐内的液体通过补水虹吸泵组一部分回流至氨水冷凝器内冷凝回收氨水，另一部分再通过抽真空装置和气态冷凝器返回到缓冲罐中，缓冲罐内的尾气在废气检测装置的检测下通过废气排放出口排出。

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