CN207891095U - 一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种联碱装置废液废气联合治理回收的装置，联碱装置废淡液由废淡液泵升压后送至超滤膜组件和反渗透膜组件，形成反渗透浓缩液和净化透过液；超滤膜组件和反渗透膜组件形成的浓缩液混合后返回联碱装置回用；联碱装置非组织排放含氨气体由风机输送至含氨气体洗涤塔进气口，与塔内洗涤液逆向接触，塔顶气NH3含量小于1mg/m3直接排放；洗涤塔塔釜溶液NH3质量含量控制在0.1％～5％分为两股输出，一股冷却后循环液进入洗涤塔循环液进料口；另一股由釜液输出泵输送至氨水制备反应器与液氨进行反应，最后输送至氨水产品罐。采用反渗透净化后节省除盐水用量，同时含氨气体洗涤水用作氨水制备原料，降低了氨水制备成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种联碱装置废液废气联合治理回收的装置，本实用新型尤其涉及一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置。
背景技术
联合制碱生产过程中的炉气冷凝液、回收塔净氨洗水及其它含氨杂水统称为淡液。淡液不能完全混入系统母液中循环，否则不但会冲淡母液，而且会引起母液膨胀。所以，生产上将淡液进行蒸馏，回收其中的氨和少量的二氧化碳，从而降低消耗定额。淡液蒸馏后的塔釜液称为废淡液，当系统母液平衡时，该废淡液不能返回联碱系统应用，另外，由于废淡液中含有200～1000mg/L氨氮以及少量其它钠盐，因此不能直接排放，需要进行处理。
废淡液的常规处理方法主要有直接蒸发、空气吹脱法、脱气膜法、沸石及离子交换、蒸氨法等。直接蒸发一般采用多效蒸发或MVR蒸发器直接对氨氮废水进行浓缩蒸发，使废水中的氨氮以氨盐形式结晶出来，一般在高COD、高氨氮情况下需生化处理的废水必须采用蒸发器处理。蒸发所需蒸汽、电耗量大，投资大，出水氨氮仍在200-1500mg/L，还需进一步脱氨后方可进入后续生化系统。空气吹脱是利用空气对加碱后的氨氮废水进行吹脱，气：水在3000：1的条件下，氨氮处理效果在70-75％，氨氮废水无法一次性达标排放，多级吹脱需加温、同时功率大，占地面积大、吹出的氨氮由于气水比大，无法回收，氨氮排放不能达到《恶臭污染物排放标准》GB14554-93之氨二级排放标准。脱气膜法利用脱气膜原理，加碱后的氨氮废水进膜一侧，硫酸溶液在另一侧，氨氮废水一侧的游离氨不断通过膜被硫酸一侧的硫酸吸收成为硫酸铵溶液。经过不断吸收后氨氮废水达到排放标准。脱气膜对氨氮废水的预处理要求和废水中的有机物要求极高，因采用硫酸吸收，进水氨氮浓度不宜过高，通常不超过500mg/L，因此，该技术由于进水条件的各种限制和膜使用寿命技术的不确定性，国内很少采用。沸石及离子交换法利用沸石或离子对废水中的氨进行离子交换，从而使废水中的氨氮达标排放，该技术一般结合生化BAF技术处理氨氮浓度50mg/L以下的氨氮废水，离子交换由于再生问题，在氨氮废水处理工艺应用较少。蒸氨法利用蒸汽对废水进行加热，使废水中的氨在高温下进行分离冷却并形成氨水，蒸铵法多采用泡罩、浮阀作为塔内件使蒸汽和高氨氮废水接触，但蒸氨工艺蒸汽消耗量大，氨氮出水一般在300mg/L左右。以上所述的常规联碱废淡液处理方法存在工艺复杂、投资大、能耗高等问题，且处理后溶液排放也造成了水资源浪费。
联合制碱装置湿氨皮带机用于输送湿氨产品，由于产品会挥发游离氨，因此操作环境存在氨味。为改善操作环境，并达到《恶臭污染物排放标准》GB14554-93之氨二级排放标准，需对含氨气体进行回收处理，常规方法为将含氨气体抽真空收集，使用除盐水进行洗涤，在联碱母液收缩的情况下，洗涤水可返回联碱系统应用。但在母液平衡或膨胀的条件下，洗涤水需进一步浓缩处理。
发明内容
本实用新型的目的在于克服原有联碱装置废淡液与含氨气体处理工艺的弊端，提供一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置，在实现联碱装置废液废气综合治理的同时，有效回收资源并生产出符合行业标准的氨水产品。
本实用新型的技术方案如下：
一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置；超滤膜组件2进液口通过废淡液输送管线与废淡液泵1相连通；反渗透膜组件3进液口通过净化管线与超滤膜组件2超滤透过液出料口相连通，超滤膜组件超滤浓缩液出料口和反渗透膜组件反渗透浓缩液出料口通过排放管线与联碱生产装置相连通；含氨气体洗涤塔4上部进液口12和中部进液口13通过净化透过液输送管线与反渗透膜组件3净化透过液出料口相连通；含氨气体洗涤塔下部进气口14通过进气管线与含氨气体风机5相连通，所述含氨气体洗涤塔4上部进液口12和中部进液口13之间设置有循环液进料口17；含氨气体洗涤塔塔釜第一出液口16通过循环管线依次与釜液循环泵8、循环液换热器6以及含氨气体洗涤塔循环液进料口17相连通；氨水反应器9釜液进料口通过装有釜液输出泵7的反应器管线与含氨气体洗涤塔塔釜第二出液口15相连通，氨水反应器液氨进料口与液氨输送管线相连通，氨水反应器出液口通过连接有氨水换热器10的管线与氨水产品罐11相连通。
所述的氨水反应器为微反应器。
所述的超滤膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.05μm～1nm。
所述的反渗透膜组件为两级，组件膜材质为聚酰胺，膜组件为中空纤维式。
利用本实用新型的装置进行一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的方法，包括以下步骤：
(1)将温度为30～45℃的联碱装置废淡液由废淡液泵升压至1.5～2.5MpaG后送往超滤膜组件，形成超滤浓缩液和超滤透过液，形成的超滤透过液再进入反渗透膜组件，形成反渗透浓缩液和净化透过液；
(2)超滤膜组件形成的超滤浓缩液和反渗透膜组件形成的反渗透浓缩液混合后返回联碱生产装置回用，反渗透膜组件形成的净化透过液分为两股分别输送至含氨气体洗涤塔上部和中部进液口作为洗水，控制含氨气体洗涤塔操作压力为常压，塔釜温度为40～45℃；
(3)联碱装置非组织排放含氨气体由含氨气体风机升压至10～50kpaG后输送至含氨气体洗涤塔下部进气口，与塔内洗涤液逆向接触，塔顶气NH3含量小于1mg/m3直接排放；
(4)洗涤塔塔釜溶液NH3质量含量控制在0.1％～5％，分为两股输出，一股由釜液循环泵输送至循环液换热器，经循环液换热器冷却至35～40℃后进入含氨气体洗涤塔循环液进料口；另一股由釜液输出泵输送至氨水反应器与液氨进行反应，反应后氨水产品输送至氨水换热器降温至35～40℃，最后输送至氨水产品罐。
所述的联碱装置废淡液来自联碱装置淡液蒸馏塔塔釜，水质特征为：浊度1～10NTU，PH 8～10，TDS 200～1500mg/L，氨氮200～1000mg/L。
所述的含氨气体来自联碱装置湿氨皮带机，含氨气体特征为：NH3含量150～500mg/m3。
所述的含氨气体洗涤塔循环液进料口位于含氨气体洗涤塔上部和中部进液口之间。
具体说明如下：
超滤膜组件2，所述的超滤膜组件用于去除废淡液中不溶性固体杂质，超滤膜组件优选中空纤维膜，膜孔径优选0.05μm～1nm。所述超滤膜组件进液口通过废淡液输送管线与废淡液泵1相连通；
反渗透膜组件3，所述的反渗透膜组件用于去除溶液中的大部分可溶性盐，如碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵等。所述的反渗透膜组件优选两级，组件膜材质优选聚酰胺，膜组件形式优选中空纤维式。所述反渗透膜组件进液口通过净化管线与超滤膜组件超滤透过液出料口相连通，所述超滤膜组件超滤浓缩液出料口和反渗透膜组件反渗透浓缩液出料口通过排放管线与联碱生产装置相连通。
含氨气体洗涤塔4，所述的含氨气体洗涤塔用于处理含氨气体，使气体中氨含量降低到国家标准后排放。所述的含氨气体洗涤塔上部进液口12和中部进液口13通过净化透过液输送管线与反渗透膜组件3净化透过液出料口相连通；所述含氨气体洗涤塔下部进气口14通过进气管线与含氨气体风机5相连通，所述含氨气体洗涤塔4上部进液口12和中部进液口13之间设置有循环液进料口17，含氨气体洗涤塔塔釜第一出液口16通过循环管线依次与釜液循环泵8、循环液换热器6以及含氨气体洗涤塔循环液进料口17相连通；
氨水反应器9，所述的氨水反应器优选微反应器。氨水反应器釜液进料口通过装有釜液输出泵7的反应器管线与含氨气体洗涤塔塔釜第二出液口15相连通，氨水反应器液氨进料口与液氨输送管线相连通，所述氨水反应器出液口通过连接有氨水换热器10的管线与氨水产品罐11相连通。
采用本实用新型方法时具有以下优势：
(1)由于联碱废淡液最终制备成氨水产品，无需排放，因此可针对性降低溶液中的碳酸根、钠离子、铁离子、固定氨等含量，而不需要大量脱除游离氨，采用反渗透膜组件可实现这一目标，降低了处理成本，经检测，本方法采用的反渗透膜组件形成的净化透过液可达到以下标准：PH 8～11，TDS小于300mg/L。
(2)反渗透膜组件浓缩液返回联碱装置，净化透过液用于尾气洗涤和氨水制备，在保证联碱装置母液平衡的条件下，有效回收了废淡液中的碳酸根、钠离子、氨等资源。
(3)采用反渗透净化后废淡液洗涤含氨气体可节省除盐水用量，降低成本，同时含氨气体洗涤水用作氨水制备原料，降低了氨水制备成本。
附图说明
图1为本实用新型的一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作详细描述。
如附图所示的本实用新型的一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置，超滤膜组件2进液口通过废淡液输送管线与废淡液泵1相连通；反渗透膜组件3进液口通过净化管线与超滤膜组件2超滤透过液出料口相连通，超滤膜组件超滤浓缩液出料口和反渗透膜组件反渗透浓缩液出料口通过排放管线与联碱生产装置相连通；含氨气体洗涤塔4上部进液口12和中部进液口13通过净化透过液输送管线与反渗透膜组件3净化透过液出料口相连通；含氨气体洗涤塔下部进气口14通过进气管线与含氨气体风机5相连通，所述含氨气体洗涤塔4上部进液口12和中部进液口13之间设置有循环液进料口17；含氨气体洗涤塔塔釜第一出液口16通过循环管线依次与釜液循环泵8、循环液换热器6以及含氨气体洗涤塔循环液进料口17相连通；氨水反应器9釜液进料口通过装有釜液输出泵7的反应器管线与含氨气体洗涤塔塔釜第二出液口15相连通，氨水反应器液氨进料口与液氨输送管线相连通，氨水反应器出液口通过连接有氨水换热器10的管线与氨水产品罐11相连通。
本实用新型的一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的方法，它包括以下步骤：
(1)将温度为30～45℃的联碱装置废淡液由废淡液泵升压至1.5～2.5MpaG后送往超滤膜组件，形成超滤浓缩液和超滤透过液，形成的超滤透过液再进入反渗透膜组件，形成反渗透浓缩液和净化透过液；
所述的联碱装置废淡液来自联碱装置淡液蒸馏塔塔釜，水质特征为：浊度1～10NTU，PH 8～10，TDS 200～1500mg/L，氨氮200～1000mg/L。
所述的超滤膜组件优选采用中空纤维膜，膜孔径优选0.05μm～1nm，所述的反渗透膜组件优选两级，反渗透膜组件膜材质优选采用聚酰胺，膜组件形式优选中空纤维式。
(2)超滤膜组件形成的超滤浓缩液和反渗透膜组件形成的反渗透浓缩液混合后返回联碱生产装置回用，反渗透膜组件形成的净化透过液分为两股分别输送至含氨气体洗涤塔上部和中部进液口作为洗水，控制含氨气体洗涤塔操作压力为常压，塔釜温度为40～45℃；
(3)联碱装置非组织排放含氨气体由含氨气体风机升压至10～50kpaG后输送至含氨气体洗涤塔下部进气口，与塔内洗涤液逆向接触，塔顶气NH3含量小于1mg/m3直接排放；
所述的含氨气体来自联碱装置湿氨皮带机，含氨气体特征为：NH3含量150～500mg/m3。
(4)洗涤塔塔釜溶液NH3质量含量控制在0.1％～5％，分为两股输出，一股由釜液循环泵输送至循环液换热器，经循环换热器冷却至35～40℃后送回至含氨气体洗涤塔循环液进料口；另一股由釜液输出泵输送至氨水反应器与液氨进行反应，反应后氨水产品输送至氨水换热器降温至35～40℃，最后输送至氨水产品罐。
所述的氨水反应器优选微反应器，所述的含氨气体洗涤塔循环液进料口位于含氨气体洗涤塔上部和中部进液口之间，所述的氨水产品符合化工部标准HG1-88-81工业氨水技术指标，即浓度大于20％，色度小于80号，残渣含量小于0.3g/L。
实施例1
(1)30℃联碱装置废淡液由废淡液泵升压至1.5MpaG后送往超滤膜组件进行过滤，去除废淡液中不溶性固体杂质，得到超滤浓缩液和超滤透过液；形成的超滤透过液再进入反渗透膜组件，去除溶液中的大部分可溶性盐(碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵等)，得到反渗透浓缩液和净化透过液。经检测，废淡液水质特征为：浊度1.3NTU，PH 8.2，TDS 263mg/L，氨氮205mg/L。经检测，净化透过液水质特征为：浊度＜0.1NTU，PH 9.6，TDS 63mg/L，氨氮(主要为游离氨)50.8mg/L。
(2)超滤膜组件形成的超滤浓缩液和反渗透膜组件形成的反渗透浓缩液混合后返回联碱生产装置回用，反渗透膜组件形成的净化透过液分为两股分别输送至含氨气体洗涤塔上部和中部进液口作为洗水，控制含氨气体洗涤塔操作压力为常压，塔釜温度为40℃；
(3)经检测，联碱装置非组织排放含氨气体NH3含量156mg/m3，由含氨气体风机升压至10kpaG后输送至含氨气体洗涤塔下部进气口，与塔内洗涤液逆向接触，经检测塔顶气NH3含量为0.1mg/m3，可直接排放；
(4)洗涤塔塔釜溶液NH3质量含量为0.1％，分为两股输出，一股由釜液循环泵输送至循环液换热器，经循环换热器冷却至35℃后送回至含氨气体洗涤塔循环液进料口；另一股由釜液输出泵输送至氨水反应器与液氨进行反应，反应后氨水产品输送至氨水换热器降温至35℃，最后输送至氨水产品罐。经检测，制备的氨水产品浓度为20.8％，色度小于80号，残渣含量72mg/L。
实施例2
(1)40℃联碱装置废淡液由废淡液泵升压至2.0MpaG后送往超滤膜组件进行过滤，去除废淡液中不溶性固体杂质，得到超滤浓缩液和超滤透过液；形成的超滤透过液再进入反渗透膜组件，去除溶液中的大部分可溶性盐(碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵等)，得到反渗透浓缩液和净化透过液。经检测，废淡液水质特征为：浊度5NTU，PH 9，TDS 820mg/L，氨氮660mg/L。经检测，净化透过液水质特征为：浊度＜0.1NTU，PH 10.2，TDS 127mg/L，氨氮(主要为游离氨)115mg/L。
(2)超滤膜组件形成的超滤浓缩液和反渗透膜组件形成的反渗透浓缩液混合后返回联碱生产装置回用，反渗透膜组件形成的净化透过液分为两股分别输送至含氨气体洗涤塔上部和中部进液口作为洗水，控制含氨气体洗涤塔操作压力为常压，塔釜温度为42℃；
(3)经检测，联碱装置非组织排放含氨气体NH3含量386mg/m3，由含氨气体风机升压至30kpaG后输送至含氨气体洗涤塔下部进气口，与塔内洗涤液逆向接触，经检测塔顶气NH3含量为0.3mg/m3，可直接排放；
(4)洗涤塔塔釜溶液NH3质量含量为2％，分为两股输出，一股由釜液循环泵输送至循环液换热器，经循环换热器冷却至37℃后送回至含氨气体洗涤塔循环液进料口；另一股由釜液输出泵输送至氨水反应器与液氨进行反应，反应后氨水产品输送至氨水换热器降温至38℃，最后输送至氨水产品罐。经检测，制备的氨水产品浓度为21.6％，色度小于80号，残渣含量121mg/L。
实施例3
(1)45℃联碱装置废淡液由废淡液泵升压至2.5MpaG后送往超滤膜组件进行过滤，去除废淡液中不溶性固体杂质，得到超滤浓缩液和超滤透过液；形成的超滤透过液再进入反渗透膜组件，去除溶液中的大部分可溶性盐(碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化铵等)，得到反渗透浓缩液和净化透过液。经检测，废淡液水质特征为：浊度10NTU，PH 9.9，TDS 1496mg/L，氨氮968mg/L。经检测，净化透过液水质特征为：浊度＜0.1NTU，PH 10.8，TDS 256mg/L，氨氮(主要为游离氨)235mg/L。
(2)超滤膜组件形成的超滤浓缩液和反渗透膜组件形成的反渗透浓缩液混合后返回联碱生产装置回用，反渗透膜组件形成的净化透过液分为两股分别输送至含氨气体洗涤塔上部和中部进液口作为洗水，控制含氨气体洗涤塔操作压力为常压，塔釜温度为45℃；
(3)经检测，联碱装置非组织排放含氨气体NH3含量487mg/m3，由含氨气体风机升压至50kpaG后输送至含氨气体洗涤塔下部进气口，与塔内洗涤液逆向接触，经检测塔顶气NH3含量为0.7mg/m3，可直接排放；
(4)洗涤塔塔釜溶液NH3质量含量为5％，分为两股输出，一股由釜液循环泵输送至循环液换热器，经循环换热器冷却至40℃后送回至含氨气体洗涤塔循环液进料口；另一股由釜液输出泵输送至氨水反应器与液氨进行反应，反应后氨水产品输送至氨水换热器降温至40℃，最后输送至氨水产品罐。经检测，制备的氨水产品浓度为21.8％，色度小于80号，残渣含量216mg/L。
Claims (4)
1.一种联碱装置废淡液与含氨气体回收利用的装置；其特征是超滤膜组件(2)进液口通过废淡液输送管线与废淡液泵(1)相连通；反渗透膜组件(3)进液口通过净化管线与超滤膜组件(2)超滤透过液出料口相连通，超滤膜组件超滤浓缩液出料口和反渗透膜组件反渗透浓缩液出料口通过排放管线与联碱生产装置相连通；含氨气体洗涤塔(4)上部进液口(12)和中部进液口(13)通过净化透过液输送管线与反渗透膜组件(3)净化透过液出料口相连通；含氨气体洗涤塔下部进气口(14)通过进气管线与含氨气体风机(5)相连通，所述含氨气体洗涤塔上部进液口(12)和中部进液口(13)之间设置有循环液进料口(17)；含氨气体洗涤塔塔釜第一出液口(16)通过循环管线依次与釜液循环泵(8)、循环液换热器(6)以及含氨气体洗涤塔循环液进料口(17)相连通；氨水反应器(9)釜液进料口通过装有釜液输出泵(7)的反应器管线与含氨气体洗涤塔塔釜第二出液口(15)相连通，氨水反应器液氨进料口与液氨输送管线相连通，氨水反应器出液口通过连接有氨水换热器(10)的管线与氨水产品罐(11)相连通。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是所述的氨水反应器为微反应器。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的超滤膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.05μm～1nm。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的反渗透膜组件为两级，组件膜材质为聚酰胺，膜组件为中空纤维式。
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