[发明专利]热泵闪蒸汽提脱氨法

说明书

技术领域

本发明涉及含氨废水脱氨处理技术领域，是在蒸汽汽提脱氨法基础上结合闪蒸技术和热泵技术开发的高效、节能的脱氨技术，适用于炼油催化剂废水处理和其它含氨废水处理领域。

背景技术

石化、冶金、食品等行业常常会产生大量的氨氮的废水。这类废水中通常还含有硫、酚、氟或硫酸根、硅酸盐等杂质，结果造成废水很难得到有效处理，处理后的废水中氨氮含量不能达到国家排放标准，直接排放污染水源，对环境造成极大的破坏；另外，处理氨氮废水的成本比较高，其中蒸汽的消耗量通常在180kg/t废水以上，装置不节能，运行费用高，企业难以承受。

含氨废水脱除技术通常有生化法、吹脱法、汽提法、折点氯化法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法等。目前，在处理工业中产生的氨氮含量在500～10000ppm的高浓度氨氮废水通常采用蒸汽汽提法，汽提法是用蒸汽吹脱，将废水中的游离氨转变为氨气逸出。汽提法适用于处理高浓度氨氮废水，对氨氮的去除率可达99％以上，效率非常高，技术成熟度好，但是传统的汽提脱氨技术蒸汽耗量大，处理废水单耗高。

发明内容

鉴于目前蒸汽汽提法脱除含氨废水的不足，本发明目的旨在提供一种热泵闪蒸汽提脱氨法，即将先进的热泵技术、闪蒸技术和传统的蒸汽汽提技术有机地结合在一起，不但使处理后的氨氮废水达到国家一级排放标准，而且大大地降低了吹脱蒸汽消耗量，使得蒸汽耗量≤50kg/t废水，并且回收了废水中的99.9％的氨，提高资源利用率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种热泵闪蒸汽提脱氨法，其步骤是：

a.高氨氮废水通过泵送入到文丘里水喷射器，将与复合汽提脱氨塔二级闪蒸段引射来的蒸汽进行汽液急冷换热后，进入复合汽提脱氨塔一级混合段内汽液分离；复合汽提脱氨塔二级闪蒸段不凝气体由液环真空泵抽出经过尾气吸收塔将不凝气体带出的氨气吸收后排放；

b.复合汽提脱氨塔一级混合段的氨氮废水经闪蒸进料泵进入文丘里废水喷射器和来自复合汽提脱氨塔一级闪蒸段引射来的蒸汽再次进行汽液急冷换热后，到复合汽提脱氨塔二级混合段内汽液分离，分离换热后的被加热的氨氮废水由汽提脱氨进料泵送入复合汽提脱氨塔汽提段的顶部，并在进入复合汽提脱氨塔汽提段前将废水PH调到10.8～12.0之间；进入复合汽提脱氨塔汽提段的高氨氮废水和复合汽提脱氨塔汽提段底部来的蒸汽在填料层内逆向接触，汽、液相在填料层发生传质，废水中的游离氨气进入汽相，脱氨后的废水回到复合汽提脱氨塔汽提段底部；复合汽提脱氨塔3汽提段底部的脱氨废水依次进入复合汽提脱氨塔3一级、二级闪蒸段进行闪蒸后的脱氨废水温度降降低后排放；

c.复合汽提脱氨塔汽提的顶部出来的氨氮的蒸汽经过蒸汽循环热泵增压后，一部分进入到复合汽提脱氨塔二级混合段加热高氨氮，同时作为不凝气体排放；另一部分氨氮蒸汽到饱和塔内进行初步氨氮吸收，吸收后的含氨蒸汽再进入吸收塔进行氨氮净化吸收；

d.饱和塔内富含氨氮的蒸汽由硫酸铵循环泵吸收段上部进入饱和塔内，经过预吸收后的含氨蒸汽进入吸收塔内进行净化吸收，经过饱和后的硫酸铵溶液经过硫酸铵出料泵送出；

e.吸收塔含氨蒸汽经过饱和塔预吸收后，由吸收塔下部进入塔内，硫酸吸收循环泵由吸收塔上部进入塔内，在吸收塔中汽、液相即发生传质、又发生化学中和反应，且循环液携带着中和反应的吸收液进入塔底，塔底的循环吸收液经过溢流到饱和塔底部，通过吸收塔的蒸汽中的氨氮95～105℃被循环吸收液所吸收，重新变得洁净的循环蒸汽以及硫酸和氨气放热反应产生的蒸汽经过蒸汽喷射压缩器由公用工程来的补充蒸汽引射增压后，送入到复合汽提脱氨塔汽提段底部作为汽提蒸汽回用。

上述复合汽提脱氨塔汽提段底部的脱氨废水依次进入复合汽提脱氨塔一级、二级闪蒸段进行闪蒸后的脱氨废水温度降至60℃以下排放。

本发明依据的技术原理是：

当废水中pH值在10.8～11.5时，溶液中铵离子将转变成游离氨，其反应原理如下：

此时废水中的氨通过蒸汽汽提的方法易于从液相进入气相，进入气相的氨与稀硫酸反应生成硫酸铵，其反应方程如下：

2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄

从而达到废水脱氨的目的，其中生成的硫酸铵可作为副产品使用。

本发明的优点：