公布日：2023.01.31
申请日：2022.10.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明涉及煤化工废水处理工艺，具体涉及一种煤化工废水负压脱酸脱氨系统，包含有脱酸脱氨汽提塔、防堵混合装置、釜液闪蒸罐以及氨气分离器，废水按照比例分别从塔顶和塔中上部进料，塔顶进料废水经过循环水冷却后进入，另外一股废水首先通过防堵混合装置与来自塔底闪蒸罐的蒸汽混合加热后进入塔底闪蒸罐，通过和塔底釜液直接接触回收热量后再经过塔底进料泵将废水经过侧线气体冷却器进一步加热后进入到塔的中部塔板；从塔中部抽出的气体经氨气分离器分离得到氨气，本发明不仅可回收废水中的组分氨，还可以将废水中的盐进行初步浓缩脱除，解决了对后续处理工艺中塔器、换热器及管道的堵塞，缓解了后续生化处理的压力，节约生化处理成本。
权利要求书
1.一种煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：包括有原水罐(1)、碱液罐(17)、脱酸脱氨汽提塔(3)、釜液闪蒸罐(4)以及氨气分离器，其中，所述脱酸脱氨汽提塔(3)的上部塔径小于下部，上部内件采用填料(33)，中下部内件采用板式(32)，塔底串接有再沸器31，脱酸脱氨汽提塔(3)塔底出口管线设置调节阀(37)并连接到釜液闪蒸罐(4)的中下部；脱酸脱氨汽提塔(3)顶部气体出口端连接至火炬系统或回收系统；所述原水罐(1)通过原水进料泵(2)将一部分废水经第一支管路送入脱酸脱氨汽提塔(3)的上部，将另一部分废水经第二支管路穿过防堵混合装置(41)后进入釜液闪蒸罐(4)，所述防堵混合装置主体为串接在第二支管路上的射水抽气器，射水抽气器的喉管位置连接闪蒸罐的出气管，釜液闪蒸罐(4)压力为0-0.1MPa，釜液闪蒸罐(4)底部出口连接至浓盐水集中处理系统；所述碱液罐(17)通过碱液计量进料泵(18)将碱液送入脱酸脱氨汽提塔(3)的中部，控制塔内液体的pH值在8-10；所述氨气分离器的进气管路连接到脱酸脱氨汽提塔(3)中部的塔板位置处，氨气分离器底部的含酚废水往下游的脱酚单元，氨气分离器顶部连接真空系统抽出并得到氨气。
2.根据权利要求1所述的煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述氨气分离器包括串联设置的氨气一级分离器(7)，氨气二级分离器(9)，氨气三级分离器(11)。
3.根据权利要求1所述的煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述第二支管路的废水经防堵混合装置处理后从釜液闪蒸罐(4)底部流出，经过塔底泵(5)泵入侧线气体换热器(6)与进气管路中的氨气换热后从脱酸脱氨汽提塔(3)的中上部进料，温度在140-150℃。
4.根据权利要求1所述煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述脱酸脱氨汽提塔(3)塔顶操作压力为0.2-0.6MPa，操作温度在30-50℃，塔底操作温度在120-180℃。
5.根据权利要求1所述煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述氨气抽真空系统(12)为液环真空泵，真空度在3KPa-97KPa。
6.根据权利要求1所述煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述碱液罐内的溶液为NaOH溶液，溶液浓度为10％-30％。
7.根据权利要求1所述煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述脱酸脱氨汽提塔塔底再沸器热源为低压蒸汽或者导热油。
8.根据权利要求1所述煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述脱酸脱氨汽提塔塔底出口含盐废水浓度为1％-5％。
9.根据权利要求1所述煤化工废水负压脱酸脱氨系统，其特征在于：所述脱酸脱氨汽提塔中下部塔盘采用双溢流或者单溢流高效抗堵浮阀塔板，上部采用规整填料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤化工废水脱酸脱氨系统。以解决目前回收氨气浓度低，二次污染大，设备及管道结垢堵塞严重，运行维修作业量大等问题；同时，脱除废水绝大部分盐分和悬浮固体，创造良好的后续脱酚条件，以降低后续生化处理难度和运行成本，减少二次环境污染风险。
本发明提供了一种煤化工废水负压脱酸脱氨系统，包括有原水罐、原水进料泵、脱酸脱氨汽提塔、釜液闪蒸罐、防堵混合装置、汽提塔底泵、侧线气体换热器、氨气一级分离器、氨气一级分离器出口水冷器、氨气二级分离器、氨气二级分离器出口水冷器、氨气三级分离器、氨气抽真空系统、分液罐底部出水水冷器、脱酸脱氨废水出水泵、塔底浓盐水水冷器、原水塔顶进料水冷器、碱液罐、碱液计量进料泵，上述设备之间由管道连接；
所述脱酸脱氨汽提塔，其塔直径为变径设计，上部气相负荷变小，因此塔径变小，内件采用填料，中下部由于气相负荷大，塔径较大，采用板式塔。塔顶安装远传温度仪表，冷进料管线上安装调节阀，汽提塔塔底液位通过远传液位计把信号送到汽提塔底出口管线调节阀，通过调节阀来控制液位，塔底换热器采用热虹吸换热器，热源采用蒸汽或者导热油；
所述原水罐通过原水进料泵将一部分废水经第一支管路送入脱酸脱氨汽提塔的上部，经另一部分废水经第二支管路穿过防堵混合装置后进入釜液闪蒸罐，所述防堵混合装置主体为串接在第二支管路上的射水抽气器，射水抽气器的喉管位置连接闪蒸罐的出气管，釜液闪蒸罐压力为0-0.1MPa，釜液闪蒸罐连接至浓盐水集中处理系统；釜液闪蒸罐闪蒸产生的蒸汽被废水利用防堵混合装置的喉管处低压吸入，并与废水在防堵混合装置内直接混合形成气液混合物，换热后的气液混合物再回到闪蒸罐与液相直接接触换热，过程中实现了高效换热，最大限度的回收了热量，相比于传统的换热器，不仅实现在高流速下混热，高流速也较好避免了换热位置盐的积垢和拥堵；最后为了防止盐在闪蒸罐的累积，可定期对闪蒸罐进行排污，将含盐的污水经过水冷器冷却到常温下进行集中统一处理。
所述氨气一级分离器上安装远传液位计，其底部出口管线上安装调节阀；所述氨气二级分离器上安装远传液位计，其底部出口管线上安装调节阀；所述氨气三级分离器上安装远传液位计，其底部出口管线上安装调节阀；
所述脱酸脱氨废水出水泵出口端连接至脱酚单元；
所述脱酸脱氨汽提塔顶部气体出口端连接至火炬系统或回收系统；
所述氨气抽真空系统出口端连接至氨回收利用系统；
所述塔底浓盐水水冷器出口端连接至浓盐水集中处理系统。
优选的，所述脱酸脱氨汽提塔中下部塔盘采用双溢流或者单溢流高效抗堵浮阀塔板，上部采用规整高效填料。
优选的，所述原水罐的数量大于等于1个。
优选的，所述脱酸脱氨汽提塔塔顶操作压力为0.2-0.6MPa，塔顶操作温度在30-50℃，塔底操作温度在120-180℃。
优选的，所述氨气抽真空系统为液环真空泵或者等同作用的真空系统，真空度在3KPa-97KPa。
优选的，所述侧线气体换热器出口连接端为氨气一级分离器，分离器液位由分离器底部出口管线调节阀来控制。
优选的，所述一级分离罐顶部管道出口端连接水冷器，水冷器出口温度为80-95℃。
优选的，所述氨气一级分离器出口水冷器(8)出口端连接氨气二级分离器(9)，分离器液位由分离器底部出口管线调节阀来控制。
优选的，所述二级分离罐顶部管道出口端连接水冷器(10)，水冷器出口温度为35-45℃。
优选的，所述碱液罐内的溶液为NaOH溶液，溶液浓度为10％-30％。碱液罐内的碱液通过碱液计量泵将碱液打入到脱酸脱氨汽提塔的中部，塔内的液体pH值控制在8-10左右。废水中的固定铵NH4+转换成游离氨，在塔底再沸器的作用下，废水中的氨气被水蒸汽带出。
优选的，所述脱酸脱氨汽提塔塔底再沸器热源为低压蒸汽或者导热油。
优选的，所述一种煤化工废水负压脱酸脱氨系统，脱酸脱氨汽提塔塔底出口含盐废水浓度为1％-5％。
与现有技术对比，本发明提供的煤化工废水负压脱酸脱氨系统，具备以下
有益效果：
1)本发明实现了煤化工废水高效去除酸性气体、氨氮和盐类的处理工艺，经处理后废水中氨氮＜150ppm，送往脱酚工段的废水中盐分很低。
2)汽提塔釜采用闪蒸罐及防堵混合装置搭配回收热量，避免了采用常规换热器导致的换热管污堵和结垢，同时气体和液体的直接混合也提高了换热效率。
3)本发明分离了废水中的盐类及悬浮固体，在汽提塔塔釜再沸器的作用下，废水经过浓缩，少量浓缩后废水进入釜液闪蒸罐，防堵塞装置不断的抽出蒸汽循环，其与闪蒸罐共同起到回收汽提塔底部排液余温回收的作用，同时射水的抽吸混合也使气液快速混合换热，在蒸汽汽提及废水不断的循环下，结晶盐在闪蒸罐内不断累积并在密度差的作用下沉淀到闪蒸罐的底部，根据分析检测数据定期将一部分盐水集中收集处理。废水中盐分得到去除，从汽提塔抽取的大部分含氨蒸汽经过冷凝回收氨后的废水进入脱酚装置，经过脱酸蒸氨后的废水含有痕量的盐，也有效避免了脱酚及后续生化处理的堵塞。后续可由专门除盐装置处理或者委外处置，解决了后续工艺设备和管道结垢堵塞的问题，特别是避免深度处理的反渗透膜的堵塞，延长反渗透膜的使用寿命。
4)塔中部抽取的含氨蒸气通过三级逐级冷凝实现氨回收，尤其是最后一级采用负压真空冷凝下回收氨，能够最大限度的回收氨，减少了二次环境污染风险，回收的氨浓度在95-98％。
5)脱酸脱氨塔中pH调节范围为8-10，对于高硬度的废水，固定强酸铵盐能够通过转化为氨气，避免后续设备、管道的结垢和堵塞，减少后续工段的检修，提高了工作效率，降低了运行成本。
（发明人：李云玉;张雪琴;杨晓冬;张欣;宋玮华;陈庆;王伟东）
