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
本發明公開了一種基于降膜MVR精餾技術的廢水脫氨處理工藝及裝置，屬于廢水脫氨技術領域，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生的二次蒸汽及塔釜物料閃蒸的二次蒸汽經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，本發明將MVR雙級壓縮及降膜換熱技術應用于廢水脫氨工藝，來處理傳統精餾脫氨能耗高的問題，利用機械式蒸汽再壓縮技術(MVR)可做到對系統余熱的梯級利用，系統熱量利用率可達到90％以上；將汽提脫氨與MVR精餾技術兩種工藝結合在一起，可達到節約能源、降低運行成本的目的。
權利要求書
1.一種基于降膜MVR精餾技術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生的二次蒸汽及塔釜物料閃蒸的二次蒸汽經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)，與系統脫氨水、氨氣進行換熱，利用系統余熱提高進料溫度，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，塔頂的氨氣和水蒸氣進入降膜換熱器(E103)殼程，塔釜脫氨水通過塔釜轉料泵(P101)進入降膜換熱器(E103)管程，通過降膜循環泵(P103)與降膜換熱器(E103)殼程二次蒸汽循環換熱蒸發；三、降膜蒸發：物料在降膜換熱器(E103)內經降膜循環泵(P103)和分布器將物料均勻分布在換熱管內形成薄膜狀液膜，與二次蒸汽換熱后蒸發，脫氨水在下管箱收集，通過降膜循環泵(P103)重新輸送至換熱器換熱，如此循環，達到出蒸發量后通過壓差及位差輸送至二級分離器(S102)，降膜換熱器(E103)蒸發產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)內進行閃蒸蒸發；五、機械壓縮：二級分離器(S102)產生的二次蒸汽經一級壓縮機(C102)做功增溫增壓后溫度一次提升，二級分離器(S102)產生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器(E103)蒸發產生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機(C101)，這部分二次蒸汽經二級壓縮機(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；殼程經換熱冷凝下來的稀氨水，收集在氨水罐(V101)內，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)產生的二次蒸汽經一級壓縮機(C102)做功增溫增壓后溫度可提升18～22℃；二級分離器(S102)產生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器(E103)蒸發產生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機(C101)，這部分二次蒸汽經二級壓縮機(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)的內壁固定連接，塔板(10)的另一端與蒸氨塔本體(1)的內壁存在間隙，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(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(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(15)之間；所述勻氣組件包括支撐環(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(18)，支撐環(18)的頂部固定連接有風帽(22)，風帽(22)的側壁上均勻開設有若干組傾斜向下的斜孔(21)，風帽(22)的內頂部固定連接有直桿(20)，直桿(20)的下端轉動安裝有扇葉(19)，扇葉(19)位于直孔(11)的內部上端。
發明內容
針對現有技術所存在的上述缺點，本發明提供了一種基于降膜MVR精餾技術的廢水脫氨處理工藝及裝置。
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
一種基于降膜MVR精餾技術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生的二次蒸汽及塔釜物料閃蒸的二次蒸汽經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，與系統脫氨水、氨氣進行換熱，利用系統余熱提高進料溫度，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，塔頂的氨氣和水蒸氣進入降膜換熱器E103殼程，塔釜脫氨水通過塔釜轉料泵P101進入降膜換熱器E103管程，通過降膜循環泵P103與降膜換熱器E103殼程二次蒸汽循環換熱蒸發；
三、降膜蒸發：物料在降膜換熱器E103內經降膜循環泵P103和分布器將物料均勻分布在換熱管內形成薄膜狀液膜，與二次蒸汽換熱后蒸發，脫氨水在下管箱收集，通過降膜循環泵P103重新輸送至換熱器換熱，如此循環，達到出蒸發量后通過壓差及位差輸送至二級分離器S102，降膜換熱器E103蒸發產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內進行閃蒸蒸發；
五、機械壓縮：二級分離器S102產生的二次蒸汽經一級壓縮機C102做功增溫增壓后溫度一次提升，二級分離器S102產生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器E103蒸發產生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機C101，這部分二次蒸汽經二級壓縮機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，殼程經換熱冷凝下來的稀氨水，收集在氨水罐V101內，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產生的二次蒸汽經一級壓縮機C102做功增溫增壓后溫度可提升18～22℃；二級分離器S102產生的二次蒸汽升溫后與降膜換熱器E103蒸發產生的二次蒸汽匯合進入二級壓縮機C101，這部分二次蒸汽經二級壓縮機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壁固定連接，塔板的另一端與蒸氨塔本體的內壁存在間隙，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、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，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之間。
更進一步的，所述勻氣組件包括支撐環、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，支撐環的頂部固定連接有風帽，風帽的側壁上均勻開設有若干組傾斜向下的斜孔，風帽的內頂部固定連接有直桿，直桿的下端轉動安裝有扇葉，扇葉位于直孔的內部上端。
有益效果
本發明的廢水脫氨處理工藝可應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、化肥等工業方面產生的高濃含氨廢水；
本發明將MVR雙級壓縮及降膜換熱技術應用于廢水脫氨工藝，來處理傳統精餾脫氨能耗高的問題，利用機械式蒸汽再壓縮技術(MVR)可做到對系統余熱的梯級利用，系統熱量利用率可達到90％以上；將汽提脫氨與MVR精餾技術兩種工藝結合在一起，可達到節約能源、降低運行成本的目的。
本發明物料通過管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；塔頂的氨氣和水蒸氣通過出氣管進入降膜換熱器E103殼程，塔釜脫氨水通過排液管經過塔釜轉料泵P101進入降膜換熱器E103管程；收集在氨水罐V101內的稀氨水通過回流泵P102輸送至一個管B進入蒸氨塔T101實現回流；經一級壓縮機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；可實現進料除垢和均勻通氣，有利于提高脫氨效率。
（發明人：張小江;陳竹林;郗靜;施鳳海）
