一種雙效節(jié)能廢水汽提脫酸脫氨的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水減排及資源化利用的工藝方法，具體是涉及一種采用雙效節(jié)能汽提脫氨工藝與汽提脫酸工藝處理含氨含酸廢水，并對廢水中的氨氮及硫化氫進(jìn)行資源化利用的方法。氨氮含量500-50000mg/L以及硫化氫含量100～10000mg/L的廢水經(jīng)本發(fā)明提供的工藝處理后可達(dá)到國家一級氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)，硫化物含量降至20mg/L以下；同時(shí)廢水中的氨以高純度的硫酸銨的形式回收利用，廢水中脫除的硫化氫可用于制取硫磺。本發(fā)明處理每噸含氨含酸廢水的蒸汽用量小于100kg。
【專利說明】一種雙效節(jié)能廢水汽提脫酸脫氨的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水減排及資源化利用的方法，具體是涉及一種采用雙效汽提脫氨工藝與汽提脫酸工藝聯(lián)合處理含氨含酸廢水，并對廢水中的氨氮及硫化氫進(jìn)行資源化利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤化工及石油化工等行業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含硫化氫及二氧化碳等酸性氣體成分的氨氮廢水，如果不對其進(jìn)行處理會(huì)對環(huán)境造成極大危害。目前國外處理高濃度含氨的污水多采用汽提法，如美國專利US3335071及US3404072，而國內(nèi)有采用單塔汽提側(cè)線抽出技術(shù)處理含硫含氨污水，如ZL97115113.X，其共同特點(diǎn)是耗能較高，處理每噸廢水需蒸汽140~180公斤左右，且氨氮處理范圍較窄，出水氨氮濃度未達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定一級標(biāo)準(zhǔn)氨氮小于15mg/L)。針對含氨含酸的廢水，本專利采用的雙效汽提脫氨工藝與汽提脫酸工藝節(jié)能效果好，可以達(dá)到良好的脫酸脫氨效果，并可回收高純度的硫酸銨用作氮肥，以及分離出硫化氫用于制硫磺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水減排及資源化利用的方法，具體是涉及一種采用雙效節(jié)能汽提脫氨工藝與汽提脫酸工藝聯(lián)合處理含氨含酸廢水，并對廢水中的氨氮及硫化氫進(jìn)行資源化利用的方法。本發(fā)明采用的工藝方法包含設(shè)備組合方式及實(shí)施方法兩方面。
[0004]工藝設(shè)備組合說明
[0005]本發(fā)明提供一種處理含氨含酸廢水的工藝設(shè)備組合方式，其特征在于工藝設(shè)備中至少含有進(jìn)出口換熱器、汽提脫酸塔、汽提脫氨塔1、再沸器、汽提脫氨塔I1、氨氣吸收塔、冷凝器、硫酸銨溶液儲(chǔ)罐及蒸發(fā)結(jié)晶器等主要設(shè)備單元；其組合方式如下:
[0006]待處理含氨含酸廢水儲(chǔ)池經(jīng)進(jìn)出口換熱器的管程與汽提脫酸塔廢水入口相連；進(jìn)出口換熱器的殼程與汽提脫氨塔II釜底出口及處理后廢水出口相連。
[0007]汽提脫酸塔塔釜底部輸出管路通過三通管路與輸入氫氧化鈉溶液的管路相連，三通管路的輸出口通過泵后分為兩路，分別與汽提脫氨塔I及汽提脫氨塔II兩塔中汽提脫氨段上端的液體分布器相連；汽提脫酸塔塔釜與汽提脫酸段之間氣相入口通過管道與汽提脫氨塔II頂部氣相出口相連；汽提脫酸塔汽提脫酸段與其塔頂之間有液體分布器，液體分布器的輸入管路與氨氣吸收塔頂端的冷凝器回流口相連；汽提脫酸塔塔頂出口通過管道與氨氣吸收塔吸收段及塔釜之間的氣相輸入口相連。
[0008]氨氣吸收塔塔釜底部通過管道與硫酸銨溶液儲(chǔ)罐相連，硫酸銨溶液儲(chǔ)罐出口通過蒸發(fā)結(jié)晶器輸出固體硫酸銨，輸入蒸發(fā)結(jié)晶器的蒸汽在經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶器后產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)管道輸送至汽提脫氨塔II汽提脫氨段與汽提脫氨塔II塔釜之間；氨氣吸收塔吸收段與塔頂間的液體分布器通過管道與輸入稀硫酸的儲(chǔ)罐相連，氨氣吸收塔塔頂氣相出口經(jīng)冷凝器冷卻后分為兩路，一路排出濃酸氣至后續(xù)處理工段，另一路冷凝液回流至汽提脫酸塔汽提段與塔頂之間。
[0009]汽提脫酸塔塔釜底部輸出管路通過三通管路與輸入氫氧化鈉溶液的管路相連，三通管路的輸出口通過泵后分為兩路，分別與汽提脫氨塔I及汽提脫氨塔II兩塔內(nèi)汽提脫氨段上端的液體分布器相連；汽提脫氨塔I汽提脫氨段及其塔釜間的氣相入口與蒸汽輸入管道相連；汽提脫氨塔I塔頂氣相出口經(jīng)過再沸器殼程后分為氣相出口及液相出口兩路，再沸器液相出口通過泵與汽提脫氨塔I塔頂?shù)囊后w分布器相連，再沸器氣相出口與汽提脫氨塔II汽提脫氨段及塔頂間的氣相入口相連；汽提脫氨塔II塔釜出口與再沸器的管程入口相連，再沸器管程出口與汽提脫氨塔II塔釜與汽提脫氨段間的入口相連；汽提脫氨塔I塔釜液相出口經(jīng)過泵與汽提脫氨塔II汽提脫氨段及塔釜間的入口相連；汽提脫氨塔II汽提脫氨段及其塔釜間的氣相入口與硫酸銨溶液蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽輸出管道相連；汽提脫氨塔II塔釜出口經(jīng)進(jìn)出口換熱器殼程與處理后的廢水出口相連。
[0010]工藝實(shí)施方法
[0011]本發(fā)明采用上述工藝設(shè)備的組合裝置對含氨含酸廢水進(jìn)行脫氨脫酸處理，并對脫除的氨和硫化氫進(jìn)行回收，為此采用的工藝實(shí)施方法包括:
[0012]待處理的含氨含酸廢水經(jīng)廢水泵通過進(jìn)出口換熱器升溫后輸入汽提脫酸塔中汽提脫酸段上經(jīng)液體分布器分散后，在汽提脫酸段與汽提脫氨塔II氣相出口輸出至汽提脫酸塔的含氨蒸汽進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，廢水中的硫化氫和二氧化碳，以及少部分氨進(jìn)入氣相，實(shí)現(xiàn)脫酸之目的；脫酸后的含氨廢水自汽提脫酸塔塔釜排出經(jīng)氫氧化鈉溶液調(diào)整PH值后，由泵分別輸送至汽提脫氨塔I和汽提脫氨塔II的汽提脫氨段上端噴淋，汽提脫氨塔I中含氨廢水在汽提脫氨段與送入的新鮮蒸汽相遇進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，汽提脫氨塔II中含氨廢水在汽提脫氨段 與硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器輸送的二次蒸汽及再沸器中產(chǎn)生的蒸汽相遇進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，在此過程中氨進(jìn)入氣相，實(shí)現(xiàn)脫氨之目的；汽提脫氨塔I中的脫氨廢水經(jīng)塔釜輸出至汽提脫氨塔II的塔釜中，汽提脫氨塔I產(chǎn)生的含氨蒸汽經(jīng)再沸器殼程與汽提脫氨塔II塔釜液換熱后分為兩相，氣相輸送至汽提脫氨塔II塔頂，液相由泵輸送回汽提脫氨塔I塔頂處噴淋；汽提脫氨塔II塔釜中的脫氨廢水分為兩路，一路經(jīng)進(jìn)出口換熱器殼程與待處理的含氨含酸廢水換熱降溫后排放，另一路由泵經(jīng)再沸器管程與汽提脫氨塔I輸送的含氨氣相換熱后輸送回汽提脫氨塔II塔釜上端，由此產(chǎn)生的蒸汽與硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器輸送過來的二次蒸汽一同與汽提脫氨塔II汽提脫氨段中的含氨廢水進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，進(jìn)行脫氨。
[0013]汽提脫氨塔II中的含氨蒸汽與汽提脫氨塔I輸送過來的含氨蒸汽在汽提脫氨塔II塔頂匯合，由此輸入至汽提脫酸塔汽提脫酸段用于汽提脫酸；從汽提脫酸塔塔頂排出的含氨含酸蒸汽被輸送至氨氣吸收塔，在氨氣吸收塔氨氣吸收段與噴淋下來的稀硫酸逆流接觸，氨被稀硫酸吸收生成硫酸銨溶液匯集在塔釜，塔釜中的儲(chǔ)液由硫酸泵輸送至硫酸分布器循環(huán)吸收氨氣，由自控裝置定期排出高濃度硫酸銨溶液至儲(chǔ)罐，并進(jìn)一步在蒸發(fā)系統(tǒng)中回收固體硫酸銨及二次蒸汽，二次蒸汽被輸送至汽提脫氨塔II進(jìn)行再次利用；脫除氨后的含酸蒸汽從氨氣吸收塔頂輸送至冷凝器中冷凝除水蒸氣，冷凝得到的含酸冷凝液回流至汽提脫酸塔汽提脫酸段噴淋，從冷凝器排出的氣相為高濃度的二氧化碳及硫化氫混合氣體，可進(jìn)行后處理用于回收硫磺。
[0014]本發(fā)明的重大改進(jìn)包括:[0015]根據(jù)酸性氣體與氨在高溫下?lián)]發(fā)度的差別，將汽提脫酸塔與汽提脫氨塔串聯(lián)操作，充分利用了系統(tǒng)熱量；
[0016]汽提脫氨塔的雙塔結(jié)構(gòu)使得汽提脫氨蒸汽實(shí)現(xiàn)了梯次利用，從而大幅度降低了處理單位廢水的蒸汽用量；
[0017]將常規(guī)脫酸塔頂冷進(jìn)料改為熱進(jìn)料，降低了系統(tǒng)的單位廢水蒸汽用量；
[0018]脫酸工序先于脫氨工序使得脫氨工序前廢水堿性提高，降低了調(diào)節(jié)廢水酸堿度的氫氧化鈉用量；
[0019]通過上述改進(jìn)明顯的降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，達(dá)到節(jié)能的效果。
[0020]本發(fā)明實(shí)施后可達(dá)到的效果:
[0021](I)每小時(shí)可處理的含氨含酸廢水量:10t及以上；
[0022](2)可處理廢水中氨氮含量:500~50000mg/L ；
[0023](3)處理后排放廢水中氨氮含量低:1~10mg/L(低于國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)15mg/L)；
[0024](4)可處理廢水中的硫化氫含量:100~10000mg/L ；
[0025](5)處理后排放廢水中的硫化氫含量:小于20mg/L ；
[0026](6)每噸廢水所需的蒸汽耗量:小于10kg ；
[0027](7)回收產(chǎn)品:高純度硫酸銨及高純度硫化氫用于制硫磺。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是雙效節(jié)能廢水汽提脫酸脫氨工藝的流程示意圖。
[0029]具體實(shí)施案例
[0030]以下列舉實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)一步說明。但本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。
[0031]實(shí)施例1
[0032]采用本發(fā)明處理含氨含酸廢水進(jìn)口氨氮濃度2800mg/L，硫化物濃度580mg/L，處理量為15m3/h。采用納氏試劑比色法(GB7479-87)及亞甲基藍(lán)分光光度法(GB/T16489-1996)分析，處理后廢水中的氨氮濃度為2.2mg/L，硫化氫含量為5mg/L，蒸汽消耗量為87kg/噸廢水。
[0033]實(shí)施例2
[0034]采用本發(fā)明處理含氨含酸廢水進(jìn)口氨氮濃度13100mg/L，硫化物濃度6400mg/L，處理量為160m3/h。采用納氏試劑比色法(GB7479-87)及亞甲基藍(lán)分光光度法(GB/T16489-1996)分析，處理后廢水中的氨氮濃度為7.0mg/L，硫化氫含量為13mg/L，蒸汽消耗量為90kg/噸廢水。
[0035]實(shí)施例3
[0036]采用本發(fā)明處理含氨含酸廢水進(jìn)口氨氮濃度40300mg/L，硫化物濃度1300mg/L，處理量為60m3/h。采用納氏試劑比色法(GB7479-87)及亞甲基藍(lán)分光光度法(GB/T16489-1996)分析，處理后廢水中的氨氮濃度為9.5mg/L，硫化氫含量為llmg/L，蒸汽消耗量為95kg/噸廢水。
【權(quán)利要求】
1.一種處理含氨含酸廢水的工藝方法，其特點(diǎn)在于采用以下設(shè)備及組合方式: a.主要設(shè)備包括:進(jìn)出口換熱器、汽提脫酸塔、汽提脫氨塔1、再沸器、汽提脫氨塔I1、氨氣吸收塔、冷凝器、硫酸銨溶液儲(chǔ)罐及蒸發(fā)結(jié)晶器； b.設(shè)備采用的組合方式: 待處理含氨含酸廢水儲(chǔ)池經(jīng)進(jìn)出口換熱器的管程與汽提脫酸塔廢水入口相連；進(jìn)出口換熱器的殼程與汽提脫氨塔II釜底出口及處理后廢水出口相連； 汽提脫酸塔塔釜底部輸出管路通過三通管路與輸入氫氧化鈉溶液的管路相連，三通管路的輸出口通過泵后分為兩路，分別與汽提脫氨塔I及汽提脫氨塔II兩塔中汽提脫氨段上端的液體分布器相連；汽提脫酸塔塔釜與汽提脫酸段之間氣相入口通過管道與汽提脫氨塔II頂部氣相出口相連；汽提脫酸塔汽提脫酸段與其塔頂之間有液體分布器，液體分布器的輸入管路與氨氣吸收塔頂端的冷凝器回流口相連；汽提脫酸塔塔頂出口通過管道與氨氣吸收塔吸收段及塔釜之間的氣相輸入口相連； 氨氣吸收塔塔釜底部通過管道與硫酸銨溶液儲(chǔ)罐相連，硫酸銨溶液儲(chǔ)罐出口通過蒸發(fā)結(jié)晶器輸出固體硫酸銨，輸入蒸發(fā)結(jié)晶器的蒸汽在經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶器后產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)管道輸送至汽提脫氨塔II汽提脫氨段與汽提脫氨塔II塔釜之間；氨氣吸收塔吸收段與塔頂間的液體分布器通過管道與輸入稀硫酸的儲(chǔ)罐相連，氨氣吸收塔塔頂氣相出口經(jīng)冷凝器冷卻后分為兩路，一路排出濃酸氣至后續(xù)處理工段，另一路冷凝液回流至汽提脫酸塔汽提段與塔頂之間； 汽提脫酸塔塔釜底 部輸出管路通過三通管路與輸入氫氧化鈉溶液的管路相連，三通管路的輸出口通過泵后分為兩路，分別與汽提脫氨塔I及汽提脫氨塔II兩塔內(nèi)汽提脫氨段上端的液體分布器相連；汽提脫氨塔I汽提脫氨段及其塔釜間的氣相入口與蒸汽輸入管道相連；汽提脫氨塔I塔頂氣相出口經(jīng)過再沸器殼程后分為氣相出口及液相出口兩路，再沸器液相出口通過泵與汽提脫氨塔I塔頂?shù)囊后w分布器相連，再沸器氣相出口與汽提脫氨塔II汽提脫氨段及塔頂間的氣相入口相連；汽提脫氨塔II塔釜出口與再沸器的管程入口相連，再沸器管程出口與汽提脫氨塔II塔釜與汽提脫氨段間的入口相連；汽提脫氨塔I塔釜液相出口經(jīng)過泵與汽提脫氨塔II汽提脫氨段及塔釜間的入口相連；汽提脫氨塔II汽提脫氨段及其塔釜間的氣相入口與硫酸銨溶液蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽輸出管道相連；汽提脫氨塔II塔釜出口經(jīng)進(jìn)出口換熱器殼程與處理后的廢水出口相連。
2.—種處理含氨含酸廢水的工藝方法，，其特征在于采用權(quán)利要求1中的設(shè)備及其組合方式，并采用以下工藝步驟: 待處理的含氨含酸廢水經(jīng)廢水泵通過進(jìn)出口換熱器升溫后輸入汽提脫酸塔中汽提脫酸段上經(jīng)液體分布器分散后，在汽提脫酸段與汽提脫氨塔II氣相出口輸出至汽提脫酸塔的含氨蒸汽進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，廢水中的硫化氫和二氧化碳，以及少部分氨進(jìn)入氣相，實(shí)現(xiàn)脫酸之目的；脫酸后的含氨廢水自汽提脫酸塔塔釜排出經(jīng)氫氧化鈉溶液調(diào)整PH值后，由泵分別輸送至汽提脫氨塔I和汽提脫氨塔II的汽提脫氨段上端噴淋，汽提脫氨塔I中含氨廢水在汽提脫氨段與送入的新鮮蒸汽相遇進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，汽提脫氨塔II中含氨廢水在汽提脫氨段與硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器輸送的二次蒸汽及再沸器中產(chǎn)生的蒸汽相遇進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，在此過程中氨進(jìn)入氣相，實(shí)現(xiàn)脫氨之目的；汽提脫氨塔I中的脫氨廢水經(jīng)塔釜輸出至汽提脫氨塔II的塔釜中，汽提脫氨塔I產(chǎn)生的含氨蒸汽經(jīng)再沸器殼程與汽提脫氨塔II塔釜液換熱后分為兩相，氣相輸送至汽提脫氨塔II塔頂，液相由泵輸送回汽提脫氨塔I塔頂處噴淋；汽提脫氨塔II塔釜中的脫氨廢水分為兩路，一路經(jīng)進(jìn)出口換熱器殼程與待處理的含氨含酸廢水換熱降溫后排放，另一路由泵經(jīng)再沸器管程與汽提脫氨塔I輸送的含氨氣相換熱后輸送回汽提脫氨塔II塔釜上端，由此產(chǎn)生的蒸汽與硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器輸送過來的二次蒸汽一同與汽提脫氨塔II汽提脫氨段中的含氨廢水進(jìn)行逆流熱/質(zhì)傳遞，進(jìn)行脫氨； 汽提脫氨塔II中的含氨蒸汽與汽提脫氨塔I輸送過來的含氨蒸汽在汽提脫氨塔II塔頂匯合，由此輸入至汽提脫酸塔汽提脫酸段用于汽提脫酸；從汽提脫酸塔塔頂排出的含氨含酸蒸汽被輸送至氨氣吸收塔，在氨氣吸收塔氨氣吸收段與噴淋下來的稀硫酸逆流接觸，氨被稀硫酸吸收生成硫酸銨溶液匯集在塔釜，塔釜中的儲(chǔ)液由硫酸泵輸送至硫酸分布器循環(huán)吸收氨氣，由自控裝置定期排出高濃度硫酸銨溶液至儲(chǔ)罐，并進(jìn)一步在蒸發(fā)系統(tǒng)中回收固體硫酸銨及二次蒸汽，二次蒸汽被輸送至汽提脫氨塔II進(jìn)行再次利用；脫除氨后的含酸蒸汽從氨氣吸收塔頂輸送至冷凝器中冷凝除水蒸氣，冷凝得到的含酸冷凝液回流至汽提脫酸塔汽提脫酸段噴淋，從冷凝器排出的氣相為高濃度的二氧化碳及硫化氫混合氣體，可進(jìn)行后處理用于回收硫 磺。
【文檔編號】C02F9/10GK104030514SQ201410310237
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】宋云華, 劉欣, 魏玉勝, 李正林, 陳建銘, 李璐 申請人:北京陽光欣禾科技有限公司