高新多塔串联废水蒸氨环保处理技术与流程

高新多塔串联废水蒸氨环保处理技术与流程

1.本发明涉及废水处理工艺技术领域,具体涉及一种多塔串联废水蒸氨环保处理方法。

背景技术:

2.目前,对含有nh3、h2s、co2及其它轻组分废水处理工艺有单塔汽提、双塔汽提及单塔侧线抽出汽提工艺,以上工艺在处理过程中,存在气相中夹带~10%的h2o被蒸发送入大气中,造成水资源浪费;废水中的nh3、h2s等可以回收利用的气体没有回收利用,造成资源浪费,设备腐蚀严重,新装置投运一年左右,部分设备因腐蚀被迫停运,废水无法处理。
3.鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现要素:

4.为解决上述技术缺陷,本发明采用的技术方案在于,提供一种多塔串联废水蒸氨环保处理方法,设置依次连接的一级塔、二级塔、三级塔、四级塔,所述多塔串联废水蒸氨环保处理方法包括步骤:
5.s1,将废水输入所述一级塔中,所述一级塔根据物理分离原理,将废水中nh3、h2s、co2、其它轻组分及易挥发组分从塔顶蒸出;
6.s2,所述二级塔根据气体在水中溶解度不同,对所述一级塔塔顶蒸发出来的组分进行分离,h2s、co2及其它轻组分从所述二级塔塔顶抽出,nh3溶解在所述二级塔的塔釜液中;
7.s3,所述三级塔根据物理分离原理,对所述二级塔的塔釜液中nh3与h2o分离,获得nh3质量分率为1~20%的氨水;
8.s4,所述四级塔根据物理分离原理,对所述三级塔分离出的氨水进行吸收、蒸发、浓缩,制备nh3≥99.98%液氨。
9.较佳的,对所述一级塔中所述废水进行加热,塔顶压力控制在0.05mpa~0.30mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.40mpa,塔顶温度控制在110℃~160℃,塔底温度控制在120℃~300℃,所述一级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别≤1ppm时,所述一级塔的塔釜液满足进行生产循环使用或直接外排,完成废水净化。
10.较佳的,采用所述二级塔对所述一级塔塔顶蒸发出来的组分进行分离,塔顶压力控制在0.05mpa~0.20mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.30mpa,塔顶温度控制在20℃~60℃,塔底温度控制在60℃~90℃,h2s、co2及其它轻组分从所述二级塔顶抽出,送到硫回收装置制备硫酸或硫磺,或送至火炬燃烧。
11.较佳的,将所述二级塔的塔釜液送入所述三级塔中,对所述三级塔釜液进行加热,塔顶压力控制在0.05mpa~0.20mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.50mpa,塔顶温度控制在20℃~60℃,塔底温度控制在120℃~300℃,在所述三级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别小于1ppm时,所述三级塔的塔釜液满足生产进行循环使用或直接排放。
12.较佳的,将所述三级塔中部抽出气相氨在-0.5mpa~3.0mpa、温度在-60℃~300℃情况下采取所述四级塔将气相氨制成质量为99.98%液氨。
13.较佳的,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔均设置为一台或多台。
14.较佳的,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔内件均设置为填料或塔盘。
15.较佳的,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔配套的换热器均设置为u管、直管、盘管、绕管中的一种或多种。
16.较佳的,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔的塔釜供热为蒸汽、热水、导热油、废热和余热中的一种或多种。
17.较佳的,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔及附属设备为耐腐蚀的碳钢、不锈钢和非金属物质中的一种或多种。
18.与现有技术比较本发明的有益效果在于:1,本发明废水中nh3、h2s、co2及其它轻组分与废水彻底分离,确保废水中的有96.0%以上水被回收利用,有效节省水资源,对于一套45m3/h规模废水处理装置,将有45
×
96.0%=43.2m3/h水被回收利用;2,本发明废水中nh3回收制成1~20%氨水或99.98%的液氨,对于一套45m3/h规模废水处理装置,可以降低生化法污水处理费用在3.64万元/天;3,本发明废水中nh3回收制成1~20%氨水,直接用于烟气脱硫,烟气脱硫可以节省2.5吨/天的液氨,烟气脱硫节省2.5
×
3000
×
0.0001=0.75万元/天的外购液氨运行费用;4,本发明废水中h2s被回收利用,制造96.0%以上浓硫酸外售,每天可以回收~2吨/天浓硫酸,每天可以创造效益~0.4万元/天;5,本发明彻底解决腐蚀、结晶、堵塞等难题,确保装置能够长周期稳定运行;6,本发明实用性强,可以满足所有酸性水分离工艺。本发明专利可以用于新建项目,也可以用于老装置改造。
附图说明
19.图1为所述多塔串联废水蒸氨环保处理方法的流程图;
20.图2为所述导向曲线微型阀的结构立体图;
21.图3为所述导向曲线微型阀的结构俯视图;
22.图4为所述导向曲线微型阀的结构侧向剖视图。
23.附图标记:
24.1-导向条;2-导向孔;3-微阀曲线;4-微阀;5-阀孔;6-阀孔曲线;7-塔盘。
具体实施方式
25.以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
26.如图1所示,图1为所述多塔串联废水蒸氨环保处理方法的流程图;本发明所述多塔串联废水蒸氨环保处理方法,设置依次连接的一级塔、二级塔、三级塔、四级塔,所述多塔串联废水蒸氨环保处理方法包括步骤:
27.s1,将废水输入所述一级塔中,所述一级塔根据物理分离原理,将废水中nh3、h2s、co2、其它轻组分及夹带10%左右的h2o等易挥发组分从塔顶蒸出,当所述一级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别≤1ppm,所述一级塔的塔釜液可满足生产进行循环使用或直接排放;
28.具体的,塔顶压力控制在0.05mpa~0.30mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.40mpa,塔顶温度控制在110℃~160℃,塔底温度控制在120℃~300℃,确保废水中nh3、h2s、co2、其它轻组分及易挥发组分从塔顶蒸出去。
29.s2,所述二级塔根据气体在水中溶解度不同,对所述一级塔塔顶蒸发出来的组分进行分离,h2s、co2及其它轻组分从所述二级塔塔顶抽出,送到硫回收装置或火炬燃烧,nh3溶解在所述二级塔的塔釜液中;
30.具体的,塔顶压力控制在0.05mpa~0.20mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.30mpa,塔顶温度控制在20℃~60℃,塔底温度控制在60℃~90℃,确保废水中h2s、co2、其它轻组分及易挥发组分从塔顶蒸出去,nh3溶解在塔釜液中。
31.s3,所述三级塔根据物理分离原理,对所述二级塔的塔釜液中nh3与h2o分离,获得nh3质量分率为1~20%的氨水,当所述三级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别≤1ppm,所述三级塔的塔釜液可满足生产进行循环使用或直接排放;
32.具体的,塔顶压力控制在0.05mpa~0.20mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.50mpa,塔顶温度控制在20℃~60℃,塔底温度控制在120℃~300℃,所述三级塔中部位置气相与液相中的氨达到一种溶解与蒸发平衡,采取从中部抽出即可得到质量百分比为1~20%气相氨。
33.s4,所述四级塔根据物理分离原理,对所述三级塔分离出的氨水进行吸收、蒸发、浓缩,制备nh3≥99.98%液氨。
34.具体的,将所述三级塔中部抽出气相氨在-0.5mpa~3.0mpa、温度在-60℃~300℃情况下采取所述四级塔或多级塔将气相氨制成满足烟气脱硫使用的1~20%的氨水,或直接产出质量为99.98%液氨,实现对废水中的氨回收利用。
35.较佳的,对所述一级塔中所述废水进行加热,在一定温度和压力条件下,使所述废水中的nh3、h2s、co2、其它轻组分及10%左右的h2o等从所述一级塔的塔顶抽出,重组分h2o在一级塔釜中,确保所述一级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别≤1ppm,所述一级塔的塔釜液满足生产循环使用或直接外排,完成废水净化。
36.在一定温度和压力下,根据水中溶解度不同,采用所述二级塔对所述一级塔塔顶蒸发出来的组分进行分离。h2s、co2及其它轻组分从所述二级塔顶抽出,送到硫回收装置制备硫酸或硫磺,也可以送至火炬燃烧,完成回收利用或达标排放,而将nh3溶解在所述二级塔的塔釜液中。
37.将所述二级塔的塔釜液送入所述三级塔中,对所述三级塔釜液进行加热,在一定温度和压力条件下,nh3向所述三级塔中部蒸发,并从所述三级塔中部抽出,获得nh3质量分率为1~20%的氨水。所述三级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别小于1ppm,所述三级塔的塔釜液满足生产进行循环使用或直接排放;
38.采用所述四级塔对质量分率为1~20%的氨水进行吸收、蒸发、浓缩,制备nh3≥99.98%液氨。
39.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔可能为一台、或多台。
40.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔可以单独运行,也可以多台串联运行。
41.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔内件可能选择填料、塔盘或其
它吸附剂。
42.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔配套的换热器可以选择u管、直管、盘管、绕管等换热器。
43.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔的塔釜供热为蒸汽、热水、导热油、废热或余热。
44.对所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔抽出组分进行冷却的冷却液为水或其它冷介质。
45.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔及附属设备为耐腐蚀的碳钢、不锈钢或非金属物质。
46.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔及附属设备运行压力在-0.5~3.0mpa,运行温度在-60~300℃。
47.制备1~20%的氨水或nh3≥99.98%液氨中,s

≤1ppm。
48.部分净化后塔釜水中nh3、h2s及co2摩尔分率分别≤1ppm,满足生产循环使用或直接排放。
49.部分塔顶抽出外送到硫回收装置或火炬燃烧的轻组分中nh3≤1ppm。
50.本发明废水中nh3、h2s、co2及其它轻组分与废水彻底分离,确保废水中的有96.0%以上水被回收利用,有效节省水资源,对于一套45m3/h规模废水处理装置,将有45
×
96.0%=43.2m3/h水被回收利用。
51.本发明废水中nh3回收制成1~20%氨水或99.98%的液氨,对于一套45m3/h规模废水处理装置,可以降低生化法污水处理费用在3.64万元/天。
52.本发明废水中nh3回收制成1~20%氨水,直接用于烟气脱硫,烟气脱硫可以节省2.5吨/天的液氨,烟气脱硫节省2.5
×
3000
×
0.0001=0.75万元/天的外购液氨运行费用。
53.本发明废水中h2s被回收利用,制造96.0%以上浓硫酸外售,每天可以回收~2吨/天浓硫酸,每天可以创造效益~0.4万元/天。
54.本发明彻底解决腐蚀、结晶、堵塞等难题,确保装置能够长周期稳定运行。
55.本发明实用性强,可以满足所有酸性水分离工艺。本发明专利可以用于新建项目,也可以用于老装置改造。
56.实施例二
57.所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔内件塔盘采用导向曲线微型阀,可以将传质传热效率提高30%以上,可以将塔阻力至少降低15%以上,有效降低运行能耗及提高分离效率。
58.如图2、图3、图4所示,图2为所述导向曲线微型阀的结构立体图;图3为所述导向曲线微型阀的结构俯视图;图4为所述导向曲线微型阀的结构侧向剖视图;所述导向曲线微型阀包括导向条1、微阀4、塔盘7,所述微阀4和所述塔盘7连接,所述微阀4对应所述塔盘7上的阀孔5设置,所述导向条1和所述微阀4连接,所述导向条1对应所述微阀4上的导向孔2设置,所述微阀4边缘设置为微阀曲线3,所述阀孔5边缘设置为阀孔曲线6。
59.所述微阀4与所述阀孔5横截面形状均设置为一尺寸相同的等腰梯形,所述等腰梯形的底部夹角75
°
,顶边和底边的长度比例为1:4~8,顶边长度设置在2厘米范围内,所述等腰梯形的高度设置在5cm~10cm范围,所述等腰梯形的两腰边设置为曲线状,具体为若干个
直径为d的半圆形曲线首尾连接的整条曲线,相邻两所述半圆形曲线的弧度方向相反。
60.所述微阀4与所述阀孔5在底边处连接,所述微阀4周边为直径为d的若干个半圆形曲线连接在一起为所述微阀曲线3,阀孔5周边为直径为d的若干个半圆形曲线连接在一起为所述阀孔曲线6。
61.具体的,所述微阀4通过在所述塔盘7上直接用冲床冲出,冲压变形凸出的部分为形成所述微阀4,所述微阀4脱离所述塔盘7的缺口位置形成所述阀孔5。
62.在传质过程中:气相自下而上穿过所述阀孔5,液相自上而下流过所述阀孔5,气液两相逆向流动,由于所述微阀曲线3及所述阀孔曲线6为不规则形状,曲线状所述微阀曲线3及所述阀孔曲线6为直线状腰边长度的1.5倍以上,有效将大气流分成若干小气流,液体也分为若干小流体,有效提高传热传质效率,与传统其它阀型至少提高30%以上。
63.所述导向条1为条状结构,且所述导向条1两端分别与所述微阀4连接。所述导向条1呈u型或c型,从而在所述导向条1和所述微阀4之间形成导向腔,所述导向腔和所述导向孔2连通。
64.较佳的,所述导向条1设置在所述导向孔2远离所述阀孔5的一侧,同时,所述导向条1的两端连接在所述导向孔2的边缘位置处。
65.具体的,所述导向条1及所述导向孔2为在所述微阀4上直接冲压制得,冲压变形凸出的部分为所述导向条1,所述导向条1脱离所述微阀4的缺口位置形成所述导向孔2。
66.一般的,所述导向孔2为3cm
×
6cm(宽
×
长),所述导向条1与所述导向孔2之间高度在1cm,所述导向条1的宽
×
长为3cm
×
6cm。
67.气液在所述塔盘7上完成传热传质过程时,实际所述塔盘7上充满液相,液相将所述微阀4全部覆盖,而气相从所述塔盘7底部通过所述阀孔5自下而上流动,设置所述导向条1及所述导向孔2,气相自下而上通过所述导向孔2和所述导向腔与所述塔盘7上的液相接触,而且通过所述导向条1形成的所述导向腔迫使气相流动方向与所述微阀4上表面平行,不仅增加了气液传值传热效率,可以有效降低气相穿过液相的路径,从而做到整塔阻力与其它塔型相比,至少减少15%以上。
68.以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。

技术特征:
1.一种多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,设置依次连接的一级塔、二级塔、三级塔、四级塔,所述多塔串联废水蒸氨环保处理方法包括步骤:s1,将废水输入所述一级塔中,所述一级塔根据物理分离原理,将废水中nh3、h2s、co2、其它轻组分及易挥发组分从塔顶蒸出;s2,所述二级塔根据气体在水中溶解度不同,对所述一级塔塔顶蒸发出来的组分进行分离,h2s、co2及其它轻组分从所述二级塔塔顶抽出,nh3溶解在所述二级塔的塔釜液中;s3,所述三级塔根据物理分离原理,对所述二级塔的塔釜液中nh3与h2o分离,获得nh3质量分率为1~20%的氨水;s4,所述四级塔根据物理分离原理,对所述三级塔分离出的氨水进行吸收、蒸发、浓缩,制备nh3≥99.98%液氨。2.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,对所述一级塔中所述废水进行加热,塔顶压力控制在0.05mpa~0.30mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.40mpa,塔顶温度控制在110℃~160℃,塔底温度控制在120℃~300℃,所述一级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别≤1ppm时,所述一级塔的塔釜液满足进行生产循环使用或直接外排,完成废水净化。3.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,采用所述二级塔对所述一级塔塔顶蒸发出来的组分进行分离,塔顶压力控制在0.05mpa~0.20mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.30mpa,塔顶温度控制在20℃~60℃,塔底温度控制在60℃~90℃,h2s、co2及其它轻组分从所述二级塔顶抽出,送到硫回收装置制备硫酸或硫磺,或送至火炬燃烧。4.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,将所述二级塔的塔釜液送入所述三级塔中,对所述三级塔釜液进行加热,塔顶压力控制在0.05mpa~0.20mpa,塔底压力控制0.05mpa~0.50mpa,塔顶温度控制在20℃~60℃,塔底温度控制在120℃~300℃,在所述三级塔的塔釜液中nh3、h2s及co2摩尔分率分别小于1ppm时,所述三级塔的塔釜液满足生产进行循环使用或直接排放。5.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,将所述三级塔中部抽出气相氨在-0.5mpa~3.0mpa、温度在-60℃~300℃情况下采取所述四级塔将气相氨制成质量为99.98%液氨。6.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔均设置为一台或多台。7.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔内件均设置为填料或塔盘。8.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔配套的换热器均设置为u管、直管、盘管、绕管中的一种或多种。9.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,所述一级塔、所述二级塔、所述三级塔、所述四级塔的塔釜供热为蒸汽、热水、导热油、废热和余热中的一种或多种。10.如权利要求1所述的多塔串联废水蒸氨环保处理方法,其特征在于,所述一级塔、所
述二级塔、所述三级塔、所述四级塔及附属设备为耐腐蚀的碳钢、不锈钢和非金属物质中的一种或多种。
技术总结
本发明公开一种多塔串联废水蒸氨环保处理方法,设置依次连接的一级塔、二级塔、三级塔、四级塔,多塔串联废水蒸氨环保处理方法包括步骤:将废水输入一级塔中,一级塔将废水中NH3、H2S、CO2、其它轻组分及易挥发组分从塔顶蒸出;二级塔对一级塔塔顶蒸发出来的组分进行分离,H2S、CO2及其它轻组分从二级塔塔顶抽出,NH3溶解在二级塔的塔釜液中;三级塔对二级塔的塔釜液中NH3与H2O分离,获得NH3质量分率为1~20%的氨水;四级塔对三级塔分离出的氨水进行吸收、蒸发、浓缩,制备NH3≥99.98%液氨;本发明废水中NH3、H2S、CO2及其它轻组分与废水彻底分离,并逐一回收利用,确保废水中的有96.0%以上水被回收利用,有效节省水资源,减少环境污染。污染。污染。

技术开发人、权利持有人:王庆新 王揽月

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