[发明专利]氨回收方法和系统

权利要求书

1.一种方法，其包括：

在双极膜电渗析(BPED)工艺中处理包含铵盐的含水进料以产生包含氢氧化铵(NH₄OH)的第一产物溶液和包含酸的第二产物溶液；

从所述第一产物溶液中分离氨气；以及

将分离出的氨气捕获在氨捕获溶液中以产生含氨溶液。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述铵盐为硫酸铵或氯化铵；

所述双极膜电渗析工艺是2-室BPED工艺；

从所述第一产物溶液中分离氨气包括将所述第一产物溶液处理至膜基气体分离工艺以从所述氢氧化铵溶液生产氨气；

捕获分离出的氨气包括将分离出的氨气处理至膜基气体吸附工艺；或

其任何组合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述膜基气体分离工艺包括通过使用氨可渗透膜的渗透蒸发来从所述氢氧化铵溶液分离所述氨气，优选在真空下，例如在约0.1巴至约0.8巴的压力下，优选在约0.2巴至约0.5巴的压力下；优选在低于60℃的温度下。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述氨可渗透膜是疏水膜，优选包含聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚丙烯(PP)的膜。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中使用无润滑油的泵，例如干式螺杆泵，来施加所述真空。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中所述膜基气体吸附工艺包括：

通过氨可渗透膜，例如疏水膜，优选包含聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚丙烯(PP)的膜；

在等于或大于大气压的压力下，例如在最高约2巴的压力下；

在低于15℃的温度下，例如在约5℃至约10℃；或

其任何组合；

将所述氨气吸附到所述氨捕获溶液中。

7.根据权利要求6所述的方法，其中通过使所述氨通过无润滑油的泵，例如干式螺杆泵，来施加等于或大于大气压的所述压力。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中：

从所述第一产物溶液中分离氨气产生包含所述铵盐的含水废料流，并且所述方法进一步包括将所述含水废料流再循环至所述BPED工艺：

所述铵盐以中浓度水平或高浓度水平，例如以约50g/L至约500g/L的浓度，例如约100g/L至约300g/L或约120g/L至约250g/L，存在于所述含水进料中；

所述第一产物溶液包含浓度为约25g/L至约70g/L的氢氧化铵；

所述含氨溶液包含浓度为约150g/L至约300g/L的氢氧化铵；

所述铵盐是硫酸铵且所述第二产物溶液包含浓度为约40g/L至约120g/L的硫酸；

所述含氨溶液包含浓度为约20％(w/v)至约28％(w/v)的氢氧化铵；或

其任何组合。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，进一步包括：

在盐交换工艺中处理包含初级铵盐的含水初级进料以产生所述含水进料，并且任选地将包含酸的所述第二产物溶液再循环至所述盐交换工艺。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述初级进料包含硫酸铵或氯化铵。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述盐交换工艺包括用氢氧化物溶液处理所述含水初级进料，以及：

氨气提和酸洗涤；或

用膜接触器处理。