公布日：2023.01.31
申請日：2022.10.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及煤化工廢水處理工藝，具體涉及一種煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，包含有脫酸脫氨汽提塔、防堵混合裝置、釜液閃蒸罐以及氨氣分離器，廢水按照比例分別從塔頂和塔中上部進料，塔頂進料廢水經(jīng)過循環(huán)水冷卻后進入，另外一股廢水首先通過防堵混合裝置與來自塔底閃蒸罐的蒸汽混合加熱后進入塔底閃蒸罐，通過和塔底釜液直接接觸回收熱量后再經(jīng)過塔底進料泵將廢水經(jīng)過側線氣體冷卻器進一步加熱后進入到塔的中部塔板；從塔中部抽出的氣體經(jīng)氨氣分離器分離得到氨氣，本發(fā)明不僅可回收廢水中的組分氨，還可以將廢水中的鹽進行初步濃縮脫除，解決了對后續(xù)處理工藝中塔器、換熱器及管道的堵塞，緩解了后續(xù)生化處理的壓力，節(jié)約生化處理成本。
權利要求書
1.一種煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：包括有原水罐(1)、堿液罐(17)、脫酸脫氨汽提塔(3)、釜液閃蒸罐(4)以及氨氣分離器，其中，所述脫酸脫氨汽提塔(3)的上部塔徑小于下部，上部內件采用填料(33)，中下部內件采用板式(32)，塔底串接有再沸器31，脫酸脫氨汽提塔(3)塔底出口管線設置調節(jié)閥(37)并連接到釜液閃蒸罐(4)的中下部；脫酸脫氨汽提塔(3)頂部氣體出口端連接至火炬系統(tǒng)或回收系統(tǒng)；所述原水罐(1)通過原水進料泵(2)將一部分廢水經(jīng)第一支管路送入脫酸脫氨汽提塔(3)的上部，將另一部分廢水經(jīng)第二支管路穿過防堵混合裝置(41)后進入釜液閃蒸罐(4)，所述防堵混合裝置主體為串接在第二支管路上的射水抽氣器，射水抽氣器的喉管位置連接閃蒸罐的出氣管，釜液閃蒸罐(4)壓力為0-0.1MPa，釜液閃蒸罐(4)底部出口連接至濃鹽水集中處理系統(tǒng)；所述堿液罐(17)通過堿液計量進料泵(18)將堿液送入脫酸脫氨汽提塔(3)的中部，控制塔內液體的pH值在8-10；所述氨氣分離器的進氣管路連接到脫酸脫氨汽提塔(3)中部的塔板位置處，氨氣分離器底部的含酚廢水往下游的脫酚單元，氨氣分離器頂部連接真空系統(tǒng)抽出并得到氨氣。
2.根據(jù)權利要求1所述的煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述氨氣分離器包括串聯(lián)設置的氨氣一級分離器(7)，氨氣二級分離器(9)，氨氣三級分離器(11)。
3.根據(jù)權利要求1所述的煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述第二支管路的廢水經(jīng)防堵混合裝置處理后從釜液閃蒸罐(4)底部流出，經(jīng)過塔底泵(5)泵入側線氣體換熱器(6)與進氣管路中的氨氣換熱后從脫酸脫氨汽提塔(3)的中上部進料，溫度在140-150℃。
4.根據(jù)權利要求1所述煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述脫酸脫氨汽提塔(3)塔頂操作壓力為0.2-0.6MPa，操作溫度在30-50℃，塔底操作溫度在120-180℃。
5.根據(jù)權利要求1所述煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述氨氣抽真空系統(tǒng)(12)為液環(huán)真空泵，真空度在3KPa-97KPa。
6.根據(jù)權利要求1所述煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述堿液罐內的溶液為NaOH溶液，溶液濃度為10％-30％。
7.根據(jù)權利要求1所述煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述脫酸脫氨汽提塔塔底再沸器熱源為低壓蒸汽或者導熱油。
8.根據(jù)權利要求1所述煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述脫酸脫氨汽提塔塔底出口含鹽廢水濃度為1％-5％。
9.根據(jù)權利要求1所述煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，其特征在于：所述脫酸脫氨汽提塔中下部塔盤采用雙溢流或者單溢流高效抗堵浮閥塔板，上部采用規(guī)整填料。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種煤化工廢水脫酸脫氨系統(tǒng)。以解決目前回收氨氣濃度低，二次污染大，設備及管道結垢堵塞嚴重，運行維修作業(yè)量大等問題；同時，脫除廢水絕大部分鹽分和懸浮固體，創(chuàng)造良好的后續(xù)脫酚條件，以降低后續(xù)生化處理難度和運行成本，減少二次環(huán)境污染風險。
本發(fā)明提供了一種煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，包括有原水罐、原水進料泵、脫酸脫氨汽提塔、釜液閃蒸罐、防堵混合裝置、汽提塔底泵、側線氣體換熱器、氨氣一級分離器、氨氣一級分離器出口水冷器、氨氣二級分離器、氨氣二級分離器出口水冷器、氨氣三級分離器、氨氣抽真空系統(tǒng)、分液罐底部出水水冷器、脫酸脫氨廢水出水泵、塔底濃鹽水水冷器、原水塔頂進料水冷器、堿液罐、堿液計量進料泵，上述設備之間由管道連接；
所述脫酸脫氨汽提塔，其塔直徑為變徑設計，上部氣相負荷變小，因此塔徑變小，內件采用填料，中下部由于氣相負荷大，塔徑較大，采用板式塔。塔頂安裝遠傳溫度儀表，冷進料管線上安裝調節(jié)閥，汽提塔塔底液位通過遠傳液位計把信號送到汽提塔底出口管線調節(jié)閥，通過調節(jié)閥來控制液位，塔底換熱器采用熱虹吸換熱器，熱源采用蒸汽或者導熱油；
所述原水罐通過原水進料泵將一部分廢水經(jīng)第一支管路送入脫酸脫氨汽提塔的上部，經(jīng)另一部分廢水經(jīng)第二支管路穿過防堵混合裝置后進入釜液閃蒸罐，所述防堵混合裝置主體為串接在第二支管路上的射水抽氣器，射水抽氣器的喉管位置連接閃蒸罐的出氣管，釜液閃蒸罐壓力為0-0.1MPa，釜液閃蒸罐連接至濃鹽水集中處理系統(tǒng)；釜液閃蒸罐閃蒸產(chǎn)生的蒸汽被廢水利用防堵混合裝置的喉管處低壓吸入，并與廢水在防堵混合裝置內直接混合形成氣液混合物，換熱后的氣液混合物再回到閃蒸罐與液相直接接觸換熱，過程中實現(xiàn)了高效換熱，最大限度的回收了熱量，相比于傳統(tǒng)的換熱器，不僅實現(xiàn)在高流速下混熱，高流速也較好避免了換熱位置鹽的積垢和擁堵；最后為了防止鹽在閃蒸罐的累積，可定期對閃蒸罐進行排污，將含鹽的污水經(jīng)過水冷器冷卻到常溫下進行集中統(tǒng)一處理。
所述氨氣一級分離器上安裝遠傳液位計，其底部出口管線上安裝調節(jié)閥；所述氨氣二級分離器上安裝遠傳液位計，其底部出口管線上安裝調節(jié)閥；所述氨氣三級分離器上安裝遠傳液位計，其底部出口管線上安裝調節(jié)閥；
所述脫酸脫氨廢水出水泵出口端連接至脫酚單元；
所述脫酸脫氨汽提塔頂部氣體出口端連接至火炬系統(tǒng)或回收系統(tǒng)；
所述氨氣抽真空系統(tǒng)出口端連接至氨回收利用系統(tǒng)；
所述塔底濃鹽水水冷器出口端連接至濃鹽水集中處理系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述脫酸脫氨汽提塔中下部塔盤采用雙溢流或者單溢流高效抗堵浮閥塔板，上部采用規(guī)整高效填料。
優(yōu)選的，所述原水罐的數(shù)量大于等于1個。
優(yōu)選的，所述脫酸脫氨汽提塔塔頂操作壓力為0.2-0.6MPa，塔頂操作溫度在30-50℃，塔底操作溫度在120-180℃。
優(yōu)選的，所述氨氣抽真空系統(tǒng)為液環(huán)真空泵或者等同作用的真空系統(tǒng)，真空度在3KPa-97KPa。
優(yōu)選的，所述側線氣體換熱器出口連接端為氨氣一級分離器，分離器液位由分離器底部出口管線調節(jié)閥來控制。
優(yōu)選的，所述一級分離罐頂部管道出口端連接水冷器，水冷器出口溫度為80-95℃。
優(yōu)選的，所述氨氣一級分離器出口水冷器(8)出口端連接氨氣二級分離器(9)，分離器液位由分離器底部出口管線調節(jié)閥來控制。
優(yōu)選的，所述二級分離罐頂部管道出口端連接水冷器(10)，水冷器出口溫度為35-45℃。
優(yōu)選的，所述堿液罐內的溶液為NaOH溶液，溶液濃度為10％-30％。堿液罐內的堿液通過堿液計量泵將堿液打入到脫酸脫氨汽提塔的中部，塔內的液體pH值控制在8-10左右。廢水中的固定銨NH4+轉換成游離氨，在塔底再沸器的作用下，廢水中的氨氣被水蒸汽帶出。
優(yōu)選的，所述脫酸脫氨汽提塔塔底再沸器熱源為低壓蒸汽或者導熱油。
優(yōu)選的，所述一種煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，脫酸脫氨汽提塔塔底出口含鹽廢水濃度為1％-5％。
與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明提供的煤化工廢水負壓脫酸脫氨系統(tǒng)，具備以下
有益效果：
1)本發(fā)明實現(xiàn)了煤化工廢水高效去除酸性氣體、氨氮和鹽類的處理工藝，經(jīng)處理后廢水中氨氮＜150ppm，送往脫酚工段的廢水中鹽分很低。
2)汽提塔釜采用閃蒸罐及防堵混合裝置搭配回收熱量，避免了采用常規(guī)換熱器導致的換熱管污堵和結垢，同時氣體和液體的直接混合也提高了換熱效率。
3)本發(fā)明分離了廢水中的鹽類及懸浮固體，在汽提塔塔釜再沸器的作用下，廢水經(jīng)過濃縮，少量濃縮后廢水進入釜液閃蒸罐，防堵塞裝置不斷的抽出蒸汽循環(huán)，其與閃蒸罐共同起到回收汽提塔底部排液余溫回收的作用，同時射水的抽吸混合也使氣液快速混合換熱，在蒸汽汽提及廢水不斷的循環(huán)下，結晶鹽在閃蒸罐內不斷累積并在密度差的作用下沉淀到閃蒸罐的底部，根據(jù)分析檢測數(shù)據(jù)定期將一部分鹽水集中收集處理。廢水中鹽分得到去除，從汽提塔抽取的大部分含氨蒸汽經(jīng)過冷凝回收氨后的廢水進入脫酚裝置，經(jīng)過脫酸蒸氨后的廢水含有痕量的鹽，也有效避免了脫酚及后續(xù)生化處理的堵塞。后續(xù)可由專門除鹽裝置處理或者委外處置，解決了后續(xù)工藝設備和管道結垢堵塞的問題，特別是避免深度處理的反滲透膜的堵塞，延長反滲透膜的使用壽命。
4)塔中部抽取的含氨蒸氣通過三級逐級冷凝實現(xiàn)氨回收，尤其是最后一級采用負壓真空冷凝下回收氨，能夠最大限度的回收氨，減少了二次環(huán)境污染風險，回收的氨濃度在95-98％。
5)脫酸脫氨塔中pH調節(jié)范圍為8-10，對于高硬度的廢水，固定強酸銨鹽能夠通過轉化為氨氣，避免后續(xù)設備、管道的結垢和堵塞，減少后續(xù)工段的檢修，提高了工作效率，降低了運行成本。
（發(fā)明人：李云玉;張雪琴;楊曉冬;張欣;宋瑋華;陳慶;王偉東）
