[发明专利]一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺

说明书

本发明公开了一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，主要解决常压精馏氨氮废水对设备腐蚀和氨吸收剧烈放热的问题。本发明包括：负压精馏工序，在负压下精馏氨氮废水得到含氨蒸汽和净化水；常压强化吸收工序，在吸收塔中冷凝吸收含氨蒸汽并回收氨。所述的负压精馏工序能有效降低精馏塔塔釜温度，一方面可改善设备腐蚀状况，减少设备投资成本，另一方面可强化游离氨进入汽相，降低能耗并减少氢氧化钠使用量。所述的常压强化吸收工序能及时移出吸收塔中氨溶解释放的热量，强化氨气的吸收过程，同时可以明显减小吸收塔的液气比，使塔径减小，结构紧凑，操作稳定。经过本系统处理后的净化水，氨氮含量可以控制在15ppm以下，得到的氨水浓度在20％以上，尾气氨含量在20mg/m³以下。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺。

背景技术

化工、发酵、印染等行业在生产过程中会产生大量的含盐氨氮废水，其中的氨氮主要以游离氨(NH₃)和铵根离子(NH₄⁺)的形式存在。直接排放这些氨氮超标的废水，氨氮会在微生物的作用下分解成亚硝酸盐，最终转变成硝酸盐。水体中的这种微生物作用，一方面会导致水体富营养化，使水中的藻类等植物大量繁殖生长，严重破坏水生态系统平衡。另一方面，当饮用亚硝酸盐含量较高的水时，亚硝酸盐可与人体中的蛋白质结合形成亚硝胺，其具有强致癌性，对人体的健康极为不利。

工业上一般采用吹脱、蒸氨等方法对氨氮废水进行处理并回收氨。传统的吹脱法会产生二次污染等问题。蒸氨法是在蒸氨塔塔釜利用蒸汽加热脱氨，通过水或者硫酸溶液吸收对氨进行回收，是一种常见的氨再资源化方法。

一种氨氮废水回收氨装置(中国专利201120119450.4)采用双塔操作，氨氮废水首先在常压精馏塔中精馏出氨气，氨气在吸收塔中被水吸收后得到产品氨水。此方法采用了热集成技术对精馏塔釜液的热量进行回收，具有节能的效果。该常压氨回收工艺中，蒸氨塔塔釜操作温度一般介于100-105℃，仅仅适合处理不含氯离子的含氨废水。工业氨氮废水中通常含有一定量的无机盐，如NaCl，其中的Cl^-在该温度下对不锈钢材质的设备有强烈的腐蚀，因而蒸氨塔需用更加昂贵的耐腐蚀材质加工制造，由此工业上的常压蒸氨工艺不仅设备投资费用高，而且运行成本也大为可观。

一种单塔负压蒸氨系统(中国专利201520232842.X)利用负压蒸氨塔塔釜的蒸汽汽提出氨气后，再用稀硫酸溶液吸收得到产品硫酸铵溶液。此方法因采用了负压精馏，不仅避免了设备腐蚀问题，而且蒸汽用量减少，节能效果非常明显。而该单塔负压蒸氨工艺中，负压蒸氨塔塔釜采用蒸汽汽提，蒸汽在塔内冷凝后随着含盐釜液排出，而在盐浓缩结晶工艺中又将再次耗能使水汽化，因而单塔负压蒸氨系统的后续工艺也将面临高能耗的问题。再者，氨气在水溶液中的溶解过程以及其与硫酸的反应都是强放热过程，大量的放热会使吸收塔中吸收液的温度明显升高而影响氨气的吸收。为减小温升对吸收的影响就需要移除大量热量，整个过程通过外部冷却循环完成，但是仅仅通过冷硫酸铵溶液的显热带走上述过程的热量，则需要大量的循环回流，即吸收塔液气比特别高，导致设备庞大、操作费用非常高。

发明内容

针对上述工艺中存在的设备腐蚀严重、节能效果不佳、氨吸收过程放热不能及时移出等的缺陷，本发明提供了一种可避免设备腐蚀、节能效果好、强化氨吸收的负压处理氨氮废水及回收氨的装置和工艺，得到的净化水氨氮含量低，产品氨水品质高。

一种负压氨氮废水处理及氨回收装置和工艺，包括负压精馏工序和常压强化吸收工序。所述的负压精馏工序，其特征在于：包括废水进料泵(1)、废水预热器(2)、负压精馏塔(3)、强制循环泵(4)、强制循环再沸器(5)、冷凝器(6)、集液罐(7)和冷凝液回流泵(8)。所述的常压强化吸收工序，其特征在于：包括真空泵(9)、常压吸收塔(10)和吸收塔循环泵(11)。