公布日：2023.11.14
申请日：2023.08.31
分类号：C02F1/04(2023.01)I;C02F1/06(2023.01)I;C02F1/08(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨系统和方法，属于化工设备领域。所述系统包括精馏塔、闪蒸饱和罐、一级蒸汽压缩机、降膜蒸发器、二级蒸汽压缩机、稀氨水槽、稀氨水泵、降膜循环泵、出料泵、脱氨后液预热器和不凝气预热器，精馏塔仅设置提馏段，闪蒸饱和罐进料口与精馏塔底的脱氨废液出料口连通，出料口与降膜蒸发器管程连通，完成两次闪蒸，降膜蒸发器管程蒸汽出口经二级蒸汽压缩机与闪蒸饱和罐进口连通，闪蒸饱和罐蒸汽出口经一级蒸汽压缩机与精馏塔进汽口连通。本发明减少了静设备和动设备投资，提高了系统稳定性，通过充分利用余热，降低了系统鲜蒸汽的消耗，避免引入新的水导致系统水膨胀，并获得了高品质的稀氨水。
权利要求书
1.一种用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨系统，其特征在于，所述系统包括：精馏塔、闪蒸饱和罐、一级蒸汽压缩机、降膜蒸发器、二级蒸汽压缩机、稀氨水槽、稀氨水泵、降膜循环泵、出料泵、脱氨后液预热器和不凝气预热器；其中，所述精馏塔仅设置提馏段，不设置精馏段；所述精馏塔设置有两个蒸汽进口、一个蒸汽出口、一个进料口和一个出料口；所述进料口设置于精馏塔上侧，与脱氨后液预热器和不凝气预热器的热侧出口相连，所述出料口位于塔底，与闪蒸饱和罐的脱氨后液入口相连，进料口与出料口间为提馏段；一个蒸汽进口与鲜蒸汽管道相连，另一个蒸汽进口与一级蒸汽压缩机相连；所述蒸汽出口位于塔顶，与降膜蒸发器的壳程连通；所述闪蒸饱和罐的上部设置喷淋系统，与精馏塔底的脱氨后液出口相连；底部的出料口与降膜蒸发器的管程连通；蒸汽进口与二级蒸汽压缩机相连，蒸汽出口出一级蒸汽压缩机相连；所述降膜蒸发器的壳程不凝气出口与不凝气预热器相连，管程蒸汽出口与二级蒸汽压机缩相连，降膜循环泵与降膜蒸发器的顶部和底部相连，用于实现降膜蒸发器的内部循环；降膜蒸发器的底部出料口与出料泵相连后，再与脱氨后液预热器相连；所述降膜蒸发器的壳程下侧设置稀氨水出口，与稀氨水槽相连；所述稀氨水槽出口与稀氨水泵相连后，输出稀氨水至后续氨吸收流程；闪蒸饱和罐与精馏塔底的脱氨后液出口相连，同时与二级蒸汽压缩机的蒸汽出口相连，所述脱氨后液作为二级蒸汽压缩机出口的饱和喷淋液体。
2.根据权利要求1所述的用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨系统，其特征在于，所述脱氨后液预热器和不凝气预热器并联。
3.根据权利要求1所述的用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨系统，其特征在于，所述稀氨水槽出口与稀氨水泵相连后，输出稀氨水前，再分为两个支路，其中一支路与精馏塔的进料口合并，另一支路输出稀氨水至后续氨吸收流程。
4.一种用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨方法，其特征在于，所述方法包括：含氨废水分别经过脱氨后液预热器和不凝气预热器进行预热后，进入精馏塔上侧的进料口，所述精馏塔上侧为进料口，下侧为出料口，塔中仅设置提馏段；将蒸汽管道的鲜蒸汽和一级蒸汽压缩机的二次蒸汽输入精馏塔底部，在蒸汽的作用下，在精馏塔内部完成废水脱氨；达到环保排放标准的脱氨后液从精馏塔底部出料口排出，经过蒸发的含氨蒸汽从精馏塔顶部排出；精馏塔底部出料口排出的脱氨后液，进入到闪蒸饱和罐一级闪蒸降温，一级闪蒸蒸汽与二级蒸汽压缩机出口蒸汽合并后在闪蒸饱和罐内部进行饱和喷淋，闪蒸饱和罐的脱氨后液再次经过减压输送到降膜蒸发器管程进行二次闪蒸，在降膜蒸发器内，经过降膜循环泵循环吸收降膜蒸发器管程热量，二次闪蒸产生的二次蒸汽去二级蒸汽压缩机进口，脱氨后液经过脱氨后液预热器预热进料后降温，排出系统；二次闪蒸产生的二次蒸汽经过二级蒸汽压缩机增压并在闪蒸饱和罐进行喷淋饱和，升温并与脱氨后液一级闪蒸蒸汽合并，进入一级蒸汽压缩机再次增压，升温后返回精馏塔塔底；精馏塔顶部含氨蒸汽进入到降膜蒸发器壳程；在降膜蒸发器内与脱氨后液进行间壁换热，为二级闪蒸后的脱氨后液持续输送热量，降膜蒸发器壳程得到稀氨水进入稀氨水槽，通过稀氨水泵增压分两路，一路回流至精馏塔进料口，另一路送至后续氨水回收系统；降膜蒸发器壳程未冷凝下来的不凝气进入不凝气预热器热侧流道，与进料含氨废水换热后送至后续氨水回收系统；闪蒸饱和器通过分级闪蒸的形式获得蒸汽，喷淋的脱氨后液用于饱和二级蒸汽压缩机出口蒸汽，避免废水系统的水膨胀。
5.根据权利要求4所述的用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨方法，其特征在于，含氨废水分别经过脱氨后液预热器和不凝气预热器进行预热后，进入精馏塔进料口前，与稀氨水泵出来的回流稀氨水混合。
6.根据权利要求4所述的用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨方法，其特征在于，精馏塔底部出料口排出的脱氨后液温度为105-108℃，进入到闪蒸饱和罐一级闪蒸降温至91-93℃，闪蒸饱和罐的脱氨后液再次经过减压输送到降膜蒸发器管程，管程控制蒸发温度78℃，脱氨后液经过脱氨后液预热器预热进料后，降温至45℃排出系统。
7.根据权利要求6所述的用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨方法，其特征在于，二次闪蒸产生的二次蒸汽初始温度为78℃，经过二级蒸汽压缩机增压并在闪蒸饱和罐进行喷淋饱和，温升14℃至92℃，与脱氨后液一级闪蒸蒸汽合并进入一级蒸汽压缩机再次增压，温升为15℃，至107℃返回精馏塔塔底。
8.根据权利要求7所述的用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨方法，其特征在于，精馏塔顶部排出的含氨蒸汽为98-102℃。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明实施例旨在提供一种用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨系统及方法，取消精馏塔的精馏段，通过在精馏塔出料口设置闪蒸饱和器，并与降膜蒸发器连通，喷淋的脱氨后液饱和二级蒸汽压缩机出口蒸汽，降低了系统鲜蒸汽的消耗，避免引入新的水导致系统水膨胀，同时获得更高质量的氨水副产品。
为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨系统，包括：精馏塔1、闪蒸饱和罐2、一级蒸汽压缩机3、降膜蒸发器4、二级蒸汽压缩机5、稀氨水槽6、稀氨水泵7、降膜循环泵8、出料泵9、脱氨后液预热器10和不凝气预热器11；其中，
所述精馏塔1仅设置提馏段，不设置精馏段，依靠降膜蒸发器4的部分冷凝，获得稀氨水和高氨含量的不凝气，稀氨水一部分与进料合并回流至精馏塔1，另一部分去氨水回收系统进行氨吸收，部分冷凝及氨水分流的工艺可以起到比精馏段更好的效果；
所述精馏塔1设置有两个蒸汽进口、一个蒸汽出口、一个进料口和一个出料口，所述进料口设置于精馏塔1上侧，与脱氨后液预热器10和不凝气预热器11的热侧出口相连，所述出料口位于塔底，与闪蒸饱和罐2的脱氨后液入口相连，进料口与出料口间为提馏段；一个蒸汽进口与鲜蒸汽管道相连，另一个蒸汽进口与一级蒸汽压缩机3相连；所述蒸汽出口位于塔顶，与降膜蒸发器4的壳程连通；
所述闪蒸饱和罐2的上部设置喷淋系统，与精馏塔1底的脱氨后液出口相连；底部的出料口与降膜蒸发器4的管程连通；蒸汽进口与二级蒸汽压缩机5相连，蒸汽出口出一级蒸汽压缩机3相连；
所述降膜蒸发器4的壳程不凝气出口与不凝气预热器11相连，管程蒸汽出口与二级蒸汽压机缩5相连，降膜循环泵8与降膜蒸发器4的顶部和底部相连，用于实现降膜蒸发器4的内部循环；降膜蒸发器4的底部出料口与出料泵相连后，再与脱氨后液预热器10相连；所述降膜蒸发器4的壳程下侧设置稀氨水出口，与稀氨水槽6相连；
所述稀氨水槽6出口与稀氨水泵7相连后，输出稀氨水至后续氨吸收流程。
作为本发明的一个优选实施例，所述脱氨后液预热器10和不凝气预热器11并联。
作为本发明的一个优选实施例，所述稀氨水槽6出口与稀氨水泵7相连后，输出稀氨水前，再分为两个支路，其中一支路与精馏塔1的进料口合并，另一支路输出稀氨水至后续氨吸收流程。
作为本发明的一个优选实施例，闪蒸饱和罐2与精馏塔1底的脱氨后液出口相连，同时与二级蒸汽压缩机5的蒸汽出口相连，所述脱氨后液作为二级蒸汽压缩机出口的饱和喷淋液体。
第二方面，本发明实施例还提供了一种用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨方法，所述方法包括：
含氨废水分别经过脱氨后液预热器和不凝气预热器进行预热后，进入精馏塔上侧的进料口，所述精馏塔上侧为进料口，下侧为出料口，塔中仅设置提馏段；
将蒸汽管道的鲜蒸汽和一级蒸汽压缩机的二次蒸汽输入精馏塔底部，在蒸汽的作用下，在精馏塔内部完成废水脱氨；达到环保排放标准的脱氨后液从精馏塔底部出料口排出，经过蒸发的含氨蒸汽从精馏塔顶部排出；
精馏塔底部出料口排出的脱氨后液，进入到闪蒸饱和罐一级闪蒸降温，一级闪蒸蒸汽与二级蒸汽压缩机出口蒸汽合并后在闪蒸饱和罐内部进行饱和喷淋，闪蒸饱和罐的脱氨后液再次经过减压输送到降膜蒸发器管程进行二次闪蒸，在降膜蒸发器内，经过降膜循环泵循环吸收降膜蒸发器管程热量，二次闪蒸产生的二次蒸汽去二级蒸汽压缩机进口，脱氨后液经过脱氨后液预热器预热进料后降温，排出系统；
二次蒸汽经过二级蒸汽压缩机增压并在闪蒸饱和罐进行喷淋饱和，升温并与脱氨后液一次闪蒸蒸汽合并，进入一级蒸汽压缩机再次增压，升温后返回精馏塔塔底；
精馏塔顶部含氨蒸汽进入到降膜蒸发器壳程；在降膜蒸发器内与脱氨后液进行间壁换热，为二级闪蒸后的脱氨后液持续输送热量，降膜蒸发器壳程得到稀氨水进入稀氨水槽，通过稀氨水泵增压分两路，一路回流至精馏塔进料口，另一路送至后续氨水回收系统；降膜蒸发器壳程未冷凝下来的不凝气进入不凝气预热器热侧流道，与进料含氨废水换热后送至后续氨水回收系统。
作为本发明的一个优选实施例，含氨废水分别经过脱氨后液预热器和不凝气预热器进行预热后，进入精馏塔进料口前，与稀氨水泵出来的回流稀氨水混合。
作为本发明的一个优选实施例，精馏塔底部出料口排出的脱氨后液温度为105-108℃，进入到闪蒸饱和罐一级闪蒸降温至91-93℃，闪蒸饱和罐的脱氨后液再次经过减压输送到降膜蒸发器管程，管程控制蒸发温度78℃，脱氨后液经过脱氨后液预热器预热进料后，降温至45℃排出系统。
作为本发明的一个优选实施例，二次蒸汽初始温度为78℃，经过二级蒸汽压缩机增压并在闪蒸饱和罐进行喷淋饱和，温升14℃至92℃，与脱氨后液一次闪蒸气合并进入一级蒸汽压缩机再次增压，温升为15℃，至107℃返回精馏塔塔底。
作为本发明的一个优选实施例，精馏塔顶部排出的含氨蒸汽为98-102℃。
作为本发明的一个优选实施例，闪蒸饱和器通过分级闪蒸的形式获得蒸汽，喷淋的脱氨后液用于饱和二级蒸汽压缩机出口蒸汽，避免废水系统的水膨胀。
本发明实施例所提供的技术方案具有如下有益效果：
所述用于氨氮废水处理的MVR汽提脱氨系统和方法，通过对工艺流程的改进和热量平衡设计，增加了余热利用的预热器设备，回收系统余热；减少了静设备降膜蒸发器的投资和三级蒸汽压缩机动设备的投资，提高了系统的稳定性；使得一级蒸汽压缩机和二级蒸汽压缩机的设备选型更合理，操作弹性更大；精馏塔上侧为进料口，下侧为出料口，塔中仅设置提馏段，取消了精馏塔的精馏段，减少了稀氨水的回流比；降低了系统鲜蒸汽的消耗；避免引入新的水导致系统水膨胀；对于稀氨水的处理更合理，部分稀氨水回流至精馏塔，另一部分稀氨水与不凝气进入氨水吸收系统，可以实现氨水副产品15％～22％浓度的调节和控制，增大了副产品的附加值。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
（发明人：张小江;陈竹林;郗静;刘承新;赵顺文;胡冰;施凤海）