申請日2015.11.03

　　公開(公告)日2016.02.03

　　IPC分類號C02F1/10; C02F1/38; C02F1/20; B01D53/14; B01D53/24; C01C1/02

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)及工藝，包括旋轉(zhuǎn)床，所述的旋轉(zhuǎn)床的內(nèi)設(shè)有引流管，旋轉(zhuǎn)床的上壁設(shè)有吸收水進口、放空口;旋轉(zhuǎn)床的下壁設(shè)有水蒸氣進口、底液出口;旋轉(zhuǎn)床的一側(cè)壁設(shè)有換熱液進口、氨氮廢水進口、第一氨氮廢氣進口、第二氨氮廢氣進口，該第一氨氮廢氣進口、第二氨氮廢氣進口分別位于該氨氮廢水進口的上下兩側(cè);旋轉(zhuǎn)床的另一側(cè)壁設(shè)有換熱液出口、尾氣進口、氣相出口、回流口;將精餾、吸收和換熱三種單元操作功能于一體并在旋轉(zhuǎn)床進行;本發(fā)明通過以上裝置及操作，可以使氨氮廢水和廢氣同時變廢為寶，氨水成品作為資源重復(fù)利用，而最終排出的底液和放空氣都達到國家一級排放標準。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)床(1)，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)床(1)的內(nèi)設(shè)有引流管(18)，旋轉(zhuǎn)床(1)的上壁設(shè)有吸收水進口(17)、放空口(16)，所述的吸收水進口(17)與第四液體流量計(6)、第四液閥(25)相連;

　　旋轉(zhuǎn)床(1)的下壁設(shè)有水蒸氣進口(11)、底液出口(12)，所述的水蒸氣進口(11)與第一氣體流量計(3)、第一氣閥(22)相連，所述的底液出口(12)與換熱器(9)相連;

　　旋轉(zhuǎn)床(1)的一側(cè)壁設(shè)有換熱液進口(19)、氨氮廢水進口(10)、第一氨氮廢氣進口(29)、第二氨氮廢氣進口(30)，該第一氨氮廢氣進口(29)、第二氨氮廢氣進口(30)分別位于該氨氮廢水進口(10)的上下兩側(cè)，所述的換熱液進口(19)與第五液體流量計(7)、第五液閥(26)相連，所述的氨氮廢水進口(10)與第一液體流量計(2)、第一液閥(21)相連，該第一液閥(21)與換熱器(9)相連;第二氣體流量計(27)、第二氣閥(28)與第一氨氮廢氣進口(29)相連或與第二氨氮廢氣進口(30)相連;

　　旋轉(zhuǎn)床(1)的另一側(cè)壁設(shè)有換熱液出口(20)、尾氣進口(15)、氣相出口(13)、回流口(14)，所述的尾氣進口(15)、氣相出口(13)分別與冷凝器(8)相連，該冷凝器(8) 分別與第二液閥(23)、第二液體流量計(4)和第三液閥(24)、第三液體流量計(5)相連，其中第二液體流量計(4)與回流口(14)相連。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)，其特征在于：所述的換熱器(9)設(shè)有四個通道，即分別為通入氨氮廢水的A1、A2通道和要排出底液的B1、 B2通道。

　　3.一種采用如權(quán)利要求1所述的氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)的工藝，其特征在于：包括如下步驟：

　　1)、精餾或氣提：氨氮廢水原料通過換熱器(9)的A1、A2通道、第一液閥(21)、第一液體流量計(2)與旋轉(zhuǎn)床(1)的氨氮廢水進口(10)相連通，用于加熱的水蒸氣通過第一氣閥(22)、第一氣體流量計(3)與旋轉(zhuǎn)床(1)下方的水蒸氣進口(11)相連通，氣液兩相在旋轉(zhuǎn)床(1)內(nèi)下面的兩層轉(zhuǎn)子中進行逆流接觸傳質(zhì)，經(jīng)過傳質(zhì)后要排出的底液通過旋轉(zhuǎn)床 (1)底部的底液出口(12)與換熱器(9)的B1、B2通道相連通，并在換熱器(9)中與氨氮廢水原料通過逆流換熱后排出;要去冷凝器(8)的氨氮蒸汽通過氣相出口(13)與冷凝器 (8)相連通，氨蒸汽在冷凝器(8)中冷凝，成品氨水從冷凝器(8)底部流出分成兩股流體，一股流通過第二液閥(23)、第二液體流量計(4)和旋轉(zhuǎn)床(1)的回流口(14)相連通，另一股流通過第三液閥(24)、第三液體流量計(5)作為成品氨水引出;冷凝器(8)中的尾氣則通過冷凝器(8)尾部的放空口(16)與旋轉(zhuǎn)床(1)最上層外緣的尾氣進口(15)相連通，氨氮尾氣在上層轉(zhuǎn)子中與吸收劑水進行逆流接觸傳質(zhì)，最后完全被水吸收，最終從頂部放空口排出的是一些難以被水吸收的不凝氣;

　　2)、吸收：作為吸收劑的水通過第四液閥(25)、第四液體流量計(6)與旋轉(zhuǎn)床(1)最上端的吸收水進口(17)相連通，在旋轉(zhuǎn)床(1)最上層所執(zhí)行的是吸收操作，與氨尾氣通過逆流傳質(zhì)后，通過吸收后的液體離開上層轉(zhuǎn)子后，通過旋轉(zhuǎn)床(1)中的引流管(18)進入下一層轉(zhuǎn)子上部與回流液合并，而通過吸收后的氣體則離開最上層轉(zhuǎn)子中心后通過放空口(16) 排出;

　　3)、換熱：在吸收操作過程中需要進行換熱，換熱液通過第五液閥(26)、第五液體流量計(7)與旋轉(zhuǎn)床(1)最上層緣的換熱液進口(19)連通，換熱液完成換熱任務(wù)后，從上層另一端外緣的換熱液出口(20)排出。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)的工藝，其特征在于：所述的精餾或解吸過程中同時將氨氮廢氣原料通過第二氣閥(28)、第二氣體流量計(27) 與旋轉(zhuǎn)床(1)的第一氨氮廢氣進口(29)或與第二氨氮廢氣進口(30)相連通。

　　說明書

　　一種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)及工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于氨氮廢水處理裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)及工藝。

　　背景技術(shù)

　　氨氮廢水排放不僅會造成水體富營養(yǎng)化污染，據(jù)研究報道，目前對空氣造成嚴重影響的霧霾中，指標PM2.5中有一個重要的污染源就是氨污染，工業(yè)中排放的氨廢氣在空中與大氣中的硫酸、硝酸等中和，生成硫酸銨、硝酸銨等顆粒物，有數(shù)據(jù)表明，在平日的輕污染天氣中，硫酸銨、硝酸銨總質(zhì)量在PM2.5總質(zhì)量中占30%左右，而在部分重污染天氣中，硫酸銨、硝酸銨總質(zhì)量會超過60%，而且污染越嚴重，其比例就越高。因此對氨氮廢水的優(yōu)化處理可以對人類環(huán)境的改善做出極大的貢獻。

　　氨氮廢水的傳統(tǒng)處理方法是第一步通過精餾或氣提將氨氮脫除，第二步通過冷凝或用水吸收得到濃氨水，第三步對尾氣進行吸收操作，在進行吸收操作時，因會產(chǎn)生較大的吸收熱而同時要對吸收的水進行換熱降溫。也就是說要完整實現(xiàn)工藝操作必須有化工過程中常用的精餾(或氣提)、吸收和換熱這三種單元操作，實現(xiàn)這些操作的傳統(tǒng)設(shè)備離不開塔設(shè)備或超重力分離設(shè)備、換熱器，實現(xiàn)三步操作一般需要三件設(shè)備;而氨氮廢氣的處理方法相對簡單些，一般可免除上面的第一步，而采用后面兩步去完成操作。當生產(chǎn)過程中要同時處理氨氮廢水和廢氣時，則也會綜合采用以上方式去處理，能利用一臺小型化的集成設(shè)備去完成上述多步工藝操作則是一種非常理想的目標。

　　專利(公開號CN01912717)利用折流式旋轉(zhuǎn)床的特點，將解吸吸收過程進行了強化集成，僅使用一臺設(shè)備實現(xiàn)了氣提和吸收的兩步操作，但吸收過程中的換熱還需要通過吸收液在循環(huán)過程中外加換熱器轉(zhuǎn)移熱量。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種基于換熱功能的折流式旋轉(zhuǎn)床，將精餾、吸收和換熱三種單元操作功能于一體的將氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)及工藝。

　　本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種種氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)床，所述的旋轉(zhuǎn)床的內(nèi)設(shè)有引流管，旋轉(zhuǎn)床的上壁設(shè)有吸收水進口、放空口，所述的吸收水進口與第四液體流量計、第四液閥相連;

　　旋轉(zhuǎn)床的下壁設(shè)有水蒸氣進口、底液出口，所述的水蒸氣進口與第一氣體流量計、第一氣閥相連，所述的底液出口與換熱器相連;

　　旋轉(zhuǎn)床的一側(cè)壁設(shè)有換熱液進口、氨氮廢水進口、第一氨氮廢氣進口、第二氨氮廢氣進口，該第一氨氮廢氣進口、第二氨氮廢氣進口分別位于該氨氮廢水進口的上下兩側(cè)，所述的換熱液進口與第五液體流量計、第五液閥相連，所述的氨氮廢水進口與第一液體流量計、第一液閥相連，該第一液閥與換熱器相連;第二氣體流量計、第二氣閥與第一氨氮廢氣進口相連或與第二氨氮廢氣進口相連;

　　旋轉(zhuǎn)床的另一側(cè)壁設(shè)有換熱液出口、尾氣進口、氣相出口、回流口，所述的尾氣進口、氣相出口分別與冷凝器相連，該冷凝器分別與第二液閥、第二液體流量計和第三液閥、第三液體流量計相連，其中第二液體流量計與回流口相連。

　　作為優(yōu)選，所述的換熱器設(shè)有四個通道，即分別為通入氨氮廢水的A1、A2通道和要排出底液的B1、B2通道。

　　一種采用如上述的氨氮廢水資源化利用的超重力集成和強化系統(tǒng)的工藝，包括如下步驟：

　　1)、精餾或氣提：氨氮廢水原料通過換熱器的A1、A2通道、第一液閥、第一液體流量計與旋轉(zhuǎn)床的氨氮廢水進口相連通，用于加熱的水蒸氣通過第一氣閥、第一氣體流量計與旋轉(zhuǎn)床下方的水蒸氣進口相連通，氣液兩相在旋轉(zhuǎn)床內(nèi)下面的兩層轉(zhuǎn)子中進行逆流接觸傳質(zhì)，經(jīng)過傳質(zhì)后要排出的底液通過旋轉(zhuǎn)床底部的底液出口與換熱器的B1、B2通道相連通，并在換熱器中與氨氮廢水原料通過逆流換熱后排出;要去冷凝器的氨氮蒸汽通過氣相出口與冷凝器相連通，氨蒸汽在冷凝器中冷凝，成品氨水從冷凝器底部流出分成兩股流體，一股流通過第二液閥、第二液體流量計和旋轉(zhuǎn)床的回流口相連通，另一股流通過第三液閥、第三液體流量計作為成品氨水引出;冷凝器中的尾氣則通過冷凝器尾部的放空口與旋轉(zhuǎn)床最上層外緣的尾氣進口相連通，氨氮尾氣在上層轉(zhuǎn)子中與吸收劑水進行逆流接觸傳質(zhì)，最后完全被水吸收，最終從頂部放空口排出的是一些難以被水吸收的不凝氣;

　　2)、吸收：作為吸收劑的水通過第四液閥、第四液體流量計與旋轉(zhuǎn)床最上端的吸收水進口相連通，在旋轉(zhuǎn)床最上層所執(zhí)行的是吸收操作，與氨尾氣通過逆流傳質(zhì)后，通過吸收后的液體離開上層轉(zhuǎn)子后，通過旋轉(zhuǎn)床中的引流管進入下一層轉(zhuǎn)子上部與回流液合并，而通過吸收后的氣體則離開最上層轉(zhuǎn)子中心后通過放空口排出;

　　3)、換熱：在吸收操作過程中需要進行換熱，換熱液通過第五液閥、第五液體流量計與旋轉(zhuǎn)床最上層緣的換熱液進口連通，換熱液完成換熱任務(wù)后，從上層另一端外緣的換熱液出口排出。

　　作為優(yōu)選，所述的精餾或解吸過程中同時將氨氮廢氣原料通過第二氣閥、第二氣體流量計與旋轉(zhuǎn)床的第一氨氮廢氣進口或與第二氨氮廢氣進口相連通。

　　本發(fā)明的有益效果為：通過以上裝置及操作，可以使氨氮廢水和廢氣同時變廢為寶，氨水成品作為資源重復(fù)利用，而最終排出的底液和放空氣都達到國家一級排放標準。