公布日：2023.09.19
申請日：2023.07.06
分類號：C02F1/04(2023.01)I;C02F1/08(2023.01)I;C02F1/06(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種基于降膜MVR精餾技術(shù)的廢水脫氨處理工藝及裝置，屬于廢水脫氨技術(shù)領(lǐng)域，采用兩級壓縮機及降膜換熱器，將蒸氨塔塔頂氣相物料與塔釜液相物料換熱產(chǎn)生的二次蒸汽及塔釜物料閃蒸的二次蒸汽經(jīng)兩級壓縮機增溫增壓后再用于塔釜汽提蒸氨。通過上述方式，本發(fā)明將MVR雙級壓縮及降膜換熱技術(shù)應(yīng)用于廢水脫氨工藝，來處理傳統(tǒng)精餾脫氨能耗高的問題，利用機械式蒸汽再壓縮技術(shù)(MVR)可做到對系統(tǒng)余熱的梯級利用，系統(tǒng)熱量利用率可達到90％以上；將汽提脫氨與MVR精餾技術(shù)兩種工藝結(jié)合在一起，可達到節(jié)約能源、降低運行成本的目的。
權(quán)利要求書
1.一種基于降膜MVR精餾技術(shù)的廢水脫氨處理工藝，其特征在于，采用兩級壓縮機及降膜換熱器，將蒸氨塔(T101)塔頂氣相物料與塔釜液相物料換熱產(chǎn)生的二次蒸汽及塔釜物料閃蒸的二次蒸汽經(jīng)兩級壓縮機增溫增壓后再用于塔釜汽提蒸氨；具體包括以下步驟：一、進料：物料由進料泵打入脫氨水預熱板換(E101)，與系統(tǒng)脫氨水、氨氣進行換熱，利用系統(tǒng)余熱提高進料溫度，然后進入蒸氨塔(T101)；二、出塔：物料進入蒸氨塔(T101)后經(jīng)塔底二次蒸汽汽提，使物料中的輕組分氨氣富集到塔頂，脫氨水在塔底，塔頂?shù)陌睔夂退魵膺M入降膜換熱器(E103)殼程，塔釜脫氨水通過塔釜轉(zhuǎn)料泵(P101)進入降膜換熱器(E103)管程，通過降膜循環(huán)泵(P103)與降膜換熱器(E103)殼程二次蒸汽循環(huán)換熱蒸發(fā)；三、降膜蒸發(fā)：物料在降膜換熱器(E103)內(nèi)經(jīng)降膜循環(huán)泵(P103)和分布器將物料均勻分布在換熱管內(nèi)形成薄膜狀液膜，與二次蒸汽換熱后蒸發(fā)，脫氨水在下管箱收集，通過降膜循環(huán)泵(P103)重新輸送至換熱器換熱，如此循環(huán)，達到出蒸發(fā)量后通過壓差及位差輸送至二級分離器(S102)，降膜換熱器(E103)蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽輸送至降膜分離器(S101)；四、二級閃蒸：降膜換熱器(E103)管箱出料到二級分離器(S102)，在二級分離器(S102)內(nèi)進行閃蒸蒸發(fā)；五、機械壓縮：二級分離器(S102)產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)一級壓縮機(C102)做功增溫增壓后溫度一次提升，二級分離器(S102)產(chǎn)生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器(E103)蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機(C101)，這部分二次蒸汽經(jīng)二級壓縮機(C101)做功增溫增壓后溫度二次提升，之后再進入蒸氨塔(T101)塔釜，用于提供含氨水汽提時所需要的熱量；六、氨水采出：蒸氨塔(T101)塔頂二次蒸汽經(jīng)降膜換熱器(E103)換熱后部分水蒸氣冷凝，氨氣再次富集，富集的氨氣與部分水蒸氣進入氨氣預熱板換(E102)對進料進行預熱后進入冷凝器(E104)；通過真空泵(P106)排出不凝性氣體；七、脫氨水：經(jīng)過二次閃蒸的脫氨水用出料泵(P104)輸送到脫氨水預熱板換(E101)中，對進料進行一級預熱后，排出；殼程經(jīng)換熱冷凝下來的稀氨水，收集在氨水罐(V101)內(nèi)，通過回流泵(P102)進行蒸氨塔(T101)回流；冷凝器(E104)冷凝后得到12～17％氨水，通過氨水泵(P105)采出合格氨水；二級分離器(S102)產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)一級壓縮機(C102)做功增溫增壓后溫度可提升18～22℃；二級分離器(S102)產(chǎn)生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器(E103)蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機(C101)，這部分二次蒸汽經(jīng)二級壓縮機(C101)做功增溫增壓后可提升20～24℃；用于所述的基于降膜MVR精餾技術(shù)的廢水脫氨處理工藝中的廢水脫氨處理裝置，包括蒸氨塔本體(1)，還包括頂蓋(2)、出氣管(3)、橫管(4)、除垢組件、勻氣組件、管A(7)、管B(8)、排液管(9)、塔板(10)、直孔(11)、溢流板(12)和導流板(13)；所述蒸氨塔本體(1)的頂部固定連接有用于封堵蒸氨塔本體(1)頂部的頂蓋(2)；頂蓋(2)的頂部固定連接有與頂蓋(2)相連通的出氣管(3)；所述蒸氨塔本體(1)的側(cè)壁上固定安裝有橫管(4)，橫管(4)上安裝有除垢組件；除垢組件與管A(7)連接；所述蒸氨塔本體(1)的側(cè)壁上固定安裝有多組管B(8)；所述蒸氨塔本體(1)的底部固定安裝有排液管(9)；所述蒸氨塔本體(1)的內(nèi)部由上至下等間距交錯固定安裝有多組塔板(10)；塔板(10)上均勻開設(shè)有若干組直孔(11)；塔板(10)的上端安裝有若干組罩在直孔(11)上方的勻氣組件；塔板(10)的一端與蒸氨塔本體(1)的內(nèi)壁固定連接，塔板(10)的另一端與蒸氨塔本體(1)的內(nèi)壁存在間隙，塔板(10)的另一端上部固定連接有溢流板(12)，溢流板(12)的頂部高于塔板(10)的頂部；塔板(10)的另一端下部固定連接有導流板(13)，導流板(13)的底部低于塔板(10)的底部；上一層塔板(10)上的導流板(13)的底部與下一層塔板(10)之間存在間隙；且上一層塔板(10)上的導流板(13)的底部低于下一層塔板(10)上的溢流板(12)的頂部；溢流板(12)的頂部與上一層塔板(10)之間存在間隙；所述除垢組件包括連接管(5)、蓋帽(6)、過濾罩(14)、限位環(huán)(15)、橫桿(16)和固定螺帽(17)；橫管(4)的外端固定連接有連接管(5)，連接管(5)的外端螺紋連接有蓋帽(6)，連接管(5)的下端與管A(7)固定連接，蓋帽(6)的內(nèi)壁上固定連接有橫桿(16)，橫桿(16)上套有若干組過濾罩(14)，橫桿(16)上固定連接有用于對過濾罩(14)右端限位的限位環(huán)(15)，橫桿(16)的左端螺紋連接有用于對過濾罩(14)左端限位的固定螺帽(17)，過濾罩(14)位于固定螺帽(17)和限位環(huán)(15)之間；所述勻氣組件包括支撐環(huán)(18)、扇葉(19)、直桿(20)、斜孔(21)和風帽(22)；塔板(10)的上端固定連接有若干組支撐環(huán)(18)，支撐環(huán)(18)的頂部固定連接有風帽(22)，風帽(22)的側(cè)壁上均勻開設(shè)有若干組傾斜向下的斜孔(21)，風帽(22)的內(nèi)頂部固定連接有直桿(20)，直桿(20)的下端轉(zhuǎn)動安裝有扇葉(19)，扇葉(19)位于直孔(11)的內(nèi)部上端。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點，本發(fā)明提供了一種基于降膜MVR精餾技術(shù)的廢水脫氨處理工藝及裝置。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
一種基于降膜MVR精餾技術(shù)的廢水脫氨處理工藝，采用兩級壓縮機及降膜換熱器，將蒸氨塔T101塔頂氣相物料與塔釜液相物料換熱產(chǎn)生的二次蒸汽及塔釜物料閃蒸的二次蒸汽經(jīng)兩級壓縮機增溫增壓后再用于塔釜汽提蒸氨。
更進一步的，具體包括以下步驟：
一、進料：物料由進料泵打入脫氨水預熱板換E101，與系統(tǒng)脫氨水、氨氣進行換熱，利用系統(tǒng)余熱提高進料溫度，然后進入蒸氨塔T101；
二、出塔：物料進入蒸氨塔T101后經(jīng)塔底二次蒸汽汽提，使物料中的輕組分氨氣富集到塔頂，脫氨水在塔底，塔頂?shù)陌睔夂退魵膺M入降膜換熱器E103殼程，塔釜脫氨水通過塔釜轉(zhuǎn)料泵P101進入降膜換熱器E103管程，通過降膜循環(huán)泵P103與降膜換熱器E103殼程二次蒸汽循環(huán)換熱蒸發(fā)；
三、降膜蒸發(fā)：物料在降膜換熱器E103內(nèi)經(jīng)降膜循環(huán)泵P103和分布器將物料均勻分布在換熱管內(nèi)形成薄膜狀液膜，與二次蒸汽換熱后蒸發(fā)，脫氨水在下管箱收集，通過降膜循環(huán)泵P103重新輸送至換熱器換熱，如此循環(huán)，達到出蒸發(fā)量后通過壓差及位差輸送至二級分離器S102，降膜換熱器E103蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽輸送至降膜分離器S101；
四、二級閃蒸：降膜換熱器E103管箱出料到二級分離器S102，在二級分離器S102內(nèi)進行閃蒸蒸發(fā)；
五、機械壓縮：二級分離器S102產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)一級壓縮機C102做功增溫增壓后溫度一次提升，二級分離器S102產(chǎn)生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器E103蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機C101，這部分二次蒸汽經(jīng)二級壓縮機C101做功增溫增壓后溫度二次提升，之后再進入蒸氨塔T101塔釜，用于提供含氨水汽提時所需要的熱量；
六、氨水采出：蒸氨塔T101塔頂二次蒸汽經(jīng)降膜換熱器E103換熱后部分水蒸氣冷凝，氨氣再次富集，富集的氨氣與部分水蒸氣進入氨氣預熱板換E102對進料進行預熱后進入冷凝器E104；通過真空泵P106排出不凝性氣體；
七、脫氨水：經(jīng)過二次閃蒸的脫氨水用出料泵P104輸送到脫氨水預熱板換E101中，對進料進行一級預熱后，排出。
更進一步的，殼程經(jīng)換熱冷凝下來的稀氨水，收集在氨水罐V101內(nèi)，通過回流泵P102進行蒸氨塔T101回流。
更進一步的，冷凝器E104冷凝后得到12～17％氨水，通過氨水泵P105采出合格氨水。
更進一步的，二級分離器S102產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)一級壓縮機C102做功增溫增壓后溫度可提升18～22℃；二級分離器S102產(chǎn)生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器E103蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機C101，這部分二次蒸汽經(jīng)二級壓縮機C101做功增溫增壓后可提升20～24℃。
一種廢水脫氨處理裝置，包括蒸氨塔本體，還包括頂蓋、出氣管、橫管、除垢組件、勻氣組件、管A、管B、排液管、塔板、直孔、溢流板和導流板；
所述蒸氨塔本體的頂部固定連接有用于封堵蒸氨塔本體頂部的頂蓋；頂蓋的頂部固定連接有與頂蓋相連通的出氣管；
所述蒸氨塔本體的側(cè)壁上固定安裝有橫管，橫管上安裝有除垢組件；除垢組件與管A連接；
所述蒸氨塔本體的側(cè)壁上固定安裝有多組管B；
所述蒸氨塔本體的底部固定安裝有排液管；
所述蒸氨塔本體的內(nèi)部由上至下等間距交錯固定安裝有多組塔板；塔板上均勻開設(shè)有若干組直孔；
塔板的上端安裝有若干組罩在直孔上方的勻氣組件。
更進一步的，塔板的一端與蒸氨塔本體的內(nèi)壁固定連接，塔板的另一端與蒸氨塔本體的內(nèi)壁存在間隙，塔板的另一端上部固定連接有溢流板，溢流板的頂部高于塔板的頂部；塔板的另一端下部固定連接有導流板，導流板的底部低于塔板的底部。
更進一步的，上一層塔板上的導流板的底部與下一層塔板之間存在間隙；且上一層塔板上的導流板的底部低于下一層塔板上的溢流板的頂部；溢流板的頂部與上一層塔板之間存在間隙。
更進一步的，所述除垢組件包括連接管、蓋帽、過濾罩、限位環(huán)、橫桿和固定螺帽；橫管的外端固定連接有連接管，連接管的外端螺紋連接有蓋帽，連接管的下端與管A固定連接，蓋帽的內(nèi)壁上固定連接有橫桿，橫桿上套有若干組過濾罩，橫桿上固定連接有用于對過濾罩右端限位的限位環(huán)，橫桿的左端螺紋連接有用于對過濾罩左端限位的固定螺帽，過濾罩位于固定螺帽和限位環(huán)之間。
更進一步的，所述勻氣組件包括支撐環(huán)、扇葉、直桿、斜孔和風帽；塔板的上端固定連接有若干組支撐環(huán)，支撐環(huán)的頂部固定連接有風帽，風帽的側(cè)壁上均勻開設(shè)有若干組傾斜向下的斜孔，風帽的內(nèi)頂部固定連接有直桿，直桿的下端轉(zhuǎn)動安裝有扇葉，扇葉位于直孔的內(nèi)部上端。
有益效果
本發(fā)明的廢水脫氨處理工藝可應(yīng)用于含無機氨氮廢水處理工藝，廢水來源為三元廢水、焦化廢水、冶金、化工、化肥等工業(yè)方面產(chǎn)生的高濃含氨廢水；
本發(fā)明將MVR雙級壓縮及降膜換熱技術(shù)應(yīng)用于廢水脫氨工藝，來處理傳統(tǒng)精餾脫氨能耗高的問題，利用機械式蒸汽再壓縮技術(shù)(MVR)可做到對系統(tǒng)余熱的梯級利用，系統(tǒng)熱量利用率可達到90％以上；將汽提脫氨與MVR精餾技術(shù)兩種工藝結(jié)合在一起，可達到節(jié)約能源、降低運行成本的目的。
本發(fā)明物料通過管A進料，除垢組件便于對進料位置進行除垢過濾處理；勻氣組件有利于對均勻進氣；通過多層塔板可實現(xiàn)物料的蛇形移動，通過其中一個管B進入水蒸氣，使得塔板上的直孔在勻氣組件的作用下向上均勻通水蒸氣；溢流板用于在液體超過溢流板高度時溢流，導流板用于阻擋液體過多的進入下一層塔板上，同時起到導流作用；塔頂?shù)陌睔夂退魵馔ㄟ^出氣管進入降膜換熱器E103殼程，塔釜脫氨水通過排液管經(jīng)過塔釜轉(zhuǎn)料泵P101進入降膜換熱器E103管程；收集在氨水罐V101內(nèi)的稀氨水通過回流泵P102輸送至一個管B進入蒸氨塔T101實現(xiàn)回流；經(jīng)一級壓縮機C102、二級壓縮機C101做功增溫增壓后的二次蒸汽通過一個管B進入蒸氨塔T101塔釜，用于提供含氨水汽提時所需要的熱量；可實現(xiàn)進料除垢和均勻通氣，有利于提高脫氨效率。
（發(fā)明人：張小江;陳竹林;郗靜;施鳳海）
