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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410771096.1(22)申请日 2014.12.12C02F 1/20(2006.01)C02F 1/04(2006.01)(71)申请人 北京阳光欣禾科技有限公司地址 100029 北京市朝阳区北三环东路 15号(72)发明人 宋云华 刘欣 魏玉胜 李正林陈建铭 李璐(54) 发明名称一种内耦合节能汽提脱氨工艺方法(57) 摘要本发明提供一种节能减排及汽提脱氨的工艺方法，具体是涉及一种内耦合节能汽提脱氨装置系统和使用其进行氨氮废水处理的工艺步骤。采用本发明方法可以在较低能耗的情况下，对高浓度氨氮废水进行高效脱氨处理，处理每吨。
2、废水的蒸汽耗量可低至 70 90kg。采用本发明处理过的氨水浓度可以达到国标 GB8978 中的氨氮排放标准的一级标准，即水中氨氮含量小于 15mg/L，且分离得到的氨可以高浓度氨气回收利用。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书4页 附图2页(10)申请公布号 CN 104478026 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104478026 A1/2 页21.一种内耦合节能汽提脱氨装置系统，其特征在于至少包含内耦合节能汽提脱氨塔、预热器、再沸器 I、再沸器 II、塔顶冷凝器、塔釜液泵 I、塔釜液泵 II 及回流泵 ；其。
3、中，内耦合节能汽提脱氨塔的结构及其配套装置的组合方式具有以下特征 ：塔内上部有精馏区，中部及下部分为汽提 I 区和汽提 II 区 ；精馏区内塔顶处有蒸汽出口与塔顶冷凝器相连，塔顶冷凝器液相回流管道与塔顶液体分布器相连，液体分布器下方精馏区内还有精馏填料段，精馏区下端与汽提 II 区贯通相连，但与汽提 I 区通过分区隔离板分隔开来 ；精馏区下方塔内中部至底部有分区隔离板将塔内中下部分割为两个区域，汽提 I 区及汽提 II 区 ；沿塔垂直方向的隔离板位置可以不处于塔正中央 ；汽提 I 区内上部有液体分布器，分别与再沸器 II 冷凝回流管路及经过预热器的氨氮废水输入管路相连，汽提 I 区中部为汽提填。
4、料 I 段，底部有塔釜 I 区，汽提填料 I 段与塔釜 I 区之间设有再沸器 I 换热后的入口，塔底设有液体出口通过塔釜液泵 I 分为两路，分别与再沸器 I 入口、及汽提 II 区内汽提填料 II 段与塔釜 II 区之间的入口相连 ；汽提填料 I 段及塔釜 I 区的内侧与分区隔离板间有不完全封闭的蒸汽夹层区，蒸汽夹层区的开口处位于汽提 I 区上部并高于汽提填料 I 段及汽提 I 区内的液体分布器，蒸汽夹层区下部通过塔底出口与再沸器 II 的壳程入口相连，再沸器 II 壳程的气相出口与汽提 II区及精馏区之间的蒸汽入口相连，再沸器II壳程的液相出口经泵打回汽提I区汽提填料段上方的液体分布器 ；汽。
5、提 II 区底部塔釜 II 区有液体出口通过三通管路分为两路，一路经再沸器 II 的管程与汽提填料II段及塔釜II区之间的入口相连 ；一路经过预热器与脱氨废水排放出口相连 ；汽提填料 II 段与精馏区之间有经过再沸器 II 壳程的气相输入口，该气相输入口与汽提填料 II 段之间还有与经过预热器的氨氮废水输入口相连的液体分布器。2.一种节能减排及汽提脱氨的工艺方法，其特征在于进行汽提脱氨时采用权利要求 1所述的装置系统，并采用以下的工艺步骤 ：调整过pH值的氨氮废水经过预热器与脱氨废水换热升温后分为两路，分别在汽提I区及汽提 II 区上部经过液体分布器将废水均匀分布 ；汽提 I 区经过液体分布器。
6、的氨氮废水经过汽提填料 I 段时与逆流的蒸汽进行热 / 盾交换，废水中的氨氮进入气相，实现脱氨之目的 ；积蓄在塔釜 I 区的脱氨废水分为两路，一路输送至塔釜 II 区，另一路经过再沸器 I 加热后输送回汽提脱氨 I 段下方产生塔内上升蒸汽用于脱氨 ；经过热 / 质交换后的含氨蒸汽上行进入蒸汽夹层区，通过夹层区下方的出口被输送至再沸器 II 壳程中，换热后冷凝的含氨水被送往汽提 I 区的液体分布器，未冷凝的含氨蒸汽被送至精馏填料段下部入口与汽提 II 区的含氨蒸汽汇合一同进入精馏区精馏 ；汽提 II 区经过液体分布器的氨氮废水经过汽提填料 II 段时与来自再沸器 II 的逆流上行蒸汽进行热 / 。
7、盾交换，废水中的氨氮进入气相，实现脱氨之目的 ；积蓄在塔釜 II 区的脱氨废水分两路，一路经预热器与氨氮废水换热降温后排出，另一路经再沸器II管程加热产生蒸汽送往汽提填料段II下方用于脱氨 ；从汽提填料段II升上来的含氨蒸汽与来自再沸器 II 壳程气相出口的含氨蒸汽一同升至精馏区，经过精馏填料段精馏后于塔顶冷凝器中冷却，冷凝液相回流输送回塔顶的液体分布器，塔顶冷凝器中排出的浓氨气回收利用。权 利 要 求 书CN 104478026 A2/2 页33.一种内耦合节能汽提脱氨装置系统，其特征在于采用权利要求 1 所述的装置系统，其中所述的填料段均替换为塔板结构。4.一种节能减排及汽提脱氨的工艺方法。
8、，其特征在于进行汽提脱氨时采用权利要求 3所述的装置系统，同时采用权利要求 2 所述的工艺步骤，其中所述的填料段均替换为塔板。权 利 要 求 书CN 104478026 A1/4 页4一种内耦合节能汽提脱氨工艺方法技术领域0001 本发明涉及一种节能减排及汽提脱氨的工艺方法，具体是涉及一种内耦合节能汽提脱氨装置系统和使用其进行氨氮废水处理的工艺方法，属于化工及环保领域。背景技术0002 在石油、化工、农药以及轻工业等行业中常有废水排放，其中常见的一种是氨氮废水。氨氮会导致水体的富营养性，使水体混浊且严重污染水体。因此，国家对排放废水中的氨氮含量有严格的规定和限制 (GB8978-1996污水综。
9、合排放标准规定一级标准氨氮小于15mg/L，二级标准氨氮小于 25mg/L)。0003 对于高浓度的氨氮废水，国内较为成熟的氨氮废水处理工艺多采用汽提脱氨工艺，主要是采用调整酸碱度的废水在高温下与水蒸气进行传质传热，从而实现将氨氮从废水中分离出来的目的。汽提脱氨工艺的设备多采用塔器，而传统工艺条件下处理氨氮废水的汽提塔蒸汽单耗较高，每吨废水常达到200300kg蒸汽耗量。较大的能耗阻碍了技术的普及应用，而降低能耗则成为了技术推广的重要突破点。氨氮废水处理中节能降耗方面的相关专利有 ZL 200810104999.9，该专利采用双汽提精馏塔结构，将氨氮汽提精馏能耗降低至每吨废水100120kg蒸。
10、汽耗量，但由于其采用双塔结构，一般应用于处理废水量在10t/h 以上的装置，否则装置每吨水投资额将会增大较多。发明内容0004 本发明提供一种内耦合节能汽提脱氨工艺方法，具体包含一种内耦合节能汽提脱氨装置系统和使用其进行氨氮废水处理的工艺步骤。采用本发明处理氨氮废水可以在 ZL 200810104999.9 的基础上再节能 10 20，蒸汽单耗可以达到每吨废水 70 90kg ；该发明对应废水处理量没有限制，尤其是相对于双塔结构来讲，由于采用了单塔结构，设备投资亦可减少 10 15。0005 装置设备说明0006 本发明提供一种内耦合节能汽提脱氨装置系统，其特征在于至少包含内耦合节能汽提脱氨塔。
11、、预热器、再沸器 I、再沸器 II、塔顶冷凝器、塔釜液泵 I、塔釜液泵 II 及回流泵。0007 其中，内耦合节能汽提脱氨塔的结构及其配套装置的组合方式具有以下特征 ：0008 塔内上部有精馏区，中部及下部分为汽提 I 区和汽提 II 区。0009 精馏区内塔顶处有蒸汽出口与塔顶冷凝器相连，塔顶冷凝器液相回流管道与塔顶液体分布器相连，液体分布器下方精馏区内还有精馏填料段，精馏区下端与汽提 II 区贯通相连，但与汽提 I 区通过分区隔离板分隔开来。0010 精馏区下方塔内中部至底部有分区隔离板将塔内中下部分割为两个区域 ( 汽提 I区及汽提 II 区 )，沿塔垂直方向的隔离板位置可以不处于塔正中。
12、央。汽提 I 区内上部有液体分布器，分别与再沸器 II 冷凝回流管路及经过预热器的氨氮废水输入管路相连，汽提 I区中部为汽提填料 I 段，底部有塔釜 I 区，汽提填料 I 段与塔釜 I 区之间设有再沸器 I 换热说 明 书CN 104478026 A2/4 页5后的入口，塔底设有液体出口通过塔釜液泵 I 分为两路，分别与再沸器 I 入口、及汽提 II 区内汽提填料 II 段与塔釜 II 区之间的入口相连。0011 汽提填料 I 段及塔釜 I 区的内侧与分区隔离板间有不完全封闭的蒸汽夹层区，蒸汽夹层区的开口处位于汽提 I 区上部并高于汽提填料 I 段及汽提 I 区内的液体分布器，蒸汽夹层区下部通。
13、过塔底出口与再沸器 II 的壳程入口相连，再沸器 II 壳程的气相出口与汽提 II 区及精馏区之间的蒸汽入口相连，再沸器 II 壳程的液相出口经泵打回汽提 I 区汽提填料段上方的液体分布器。0012 汽提 II 区底部塔釜 II 区有液体出口通过三通管路分为两路，一路经再沸器 II 的管程与汽提填料 II 段及塔釜 II 区之间的入口相连 ；一路经过预热器与脱氨废水排放出口相连 ；汽提填料II段与精馏区之间有经过再沸器II壳程的气相输入口，该气相输入口与汽提填料 II 段之间还有与经过预热器的氨氮废水输入口相连的液体分布器。0013 工艺步骤说明0014 本发明采用上述装置系统对氨氮废水进行汽。
14、提脱氨处理，处理后将氨氮以浓氨气形式回收。为此所采用的工艺步骤特征如下 ：0015 调整过 pH 值的氨氮废水经过预热器与脱氨废水换热升温后分为两路，分别在汽提 I 区及汽提 II 区上部经过液体分布器将废水均匀分布。0016 汽提 I 区经过液体分布器的氨氮废水经过汽提填料 I 段时与逆流的蒸汽进行热 /质交换，废水中的氨氮进入气相，实现脱氨之目的。积蓄在塔釜 I 区的脱氨废水分为两路，一路输送至塔釜 II 区，另一路经过再沸器 I 加热后输送回汽提脱氨 I 段下方产生塔内上升蒸汽用于脱氨。经过热 / 质交换后的含氨蒸汽上行进入蒸汽夹层区，通过夹层区下方的出口被输送至再沸器 II 壳程中，换。
15、热后冷凝的含氨水被送往汽提 I 区的液体分布器，未冷凝的含氨蒸汽被送至精馏填料段下部入口与汽提 II 区的含氨蒸汽汇合一同进入精馏区精馏。0017 汽提 II 区经过液体分布器的氨氮废水经过汽提填料 II 段时与来自再沸器 II 的逆流上行蒸汽进行热 / 质交换，废水中的氨氮进入气相，实现脱氨之目的。0018 积蓄在塔釜 II 区的脱氨废水分两路，一路经预热器与氨氮废水换热降温后排出，另一路经再沸器II管程加热产生蒸汽送往汽提填料段II下方用于脱氨。从汽提填料段II升上来的含氨蒸汽与来自再沸器 II 壳程气相出口的含氨蒸汽一同升至精馏区，经过精馏填料段精馏后于塔顶冷凝器中冷却，冷凝液相回流输送。
16、回塔顶的液体分布器，塔顶冷凝器中排出的浓氨气回收利用。0019 本发明中，仅以填料塔进行了装置设备及工艺步骤的示意说明但填料段也可采用塔板结构，即塔内所有填料段均可以塔板替换。0020 本发明的有益效果 ：0021 (1) 可处理废水中氨氮含量 ：500 80000mg/L ；0022 (2) 处理后排放废水中氨氮含量低 ：1 15mg/L ；0023 (3) 可处理的氨氮废水流量 ：无限制 ；0024 (4) 蒸汽耗量 ：70 90kg/t 废水 ；0025 (5) 回收产品 ：高浓度氨气。说 明 书CN 104478026 A3/4 页6附图说明0026 图 1 是内耦合节能汽提脱氨塔的结。
17、构及装置系统示意图0027 图 2 是以填料结构为例的内耦合节能汽提脱氨塔分区示意图具体实施方式0028 以下列举实施例具体说明本发明的生产方法及工艺条件。但本发明并不限于下述实施例。0029 实施例 10030 采用本发明处理氨氮废水进口氨氮浓度 50000mg/L，处理量为 1t/h。采用纳氏试剂比色法 (GB7479-87) 方法分析，处理后废水中的氨氮浓度为 8 10mg/L。蒸汽消耗量为82kg/t 废水。0031 塔内操作参数 ：0032 1) 塔温 ：0033 汽提 I 区上部 120，塔釜 I 区 150 ；0034 汽提 II 区上部 70，塔釜 II 区 102 ；0035。
18、 精馏区 60。0036 2) 塔压 ：0037 汽提 I 区上部 0.4MPa.g，塔釜 I 区 0.4MPa.g ；0038 汽提 II 区上部 0.02MPa.g，塔釜 II 区 0.02MPa.g ；0039 精馏区 0.02MPa.g。0040 实施例 20041 用本发明处理氨氮废水进口氨氮浓度 6000mg/L，处理量为 15t/h。采用纳氏试剂比色法 (GB7479-87) 方法分析，处理后废水中的氨氮浓度为 3 5mg/L。蒸汽消耗量为70kg/t 废水。0042 塔内操作参数 ：0043 1) 塔温 ：0044 汽提 I 区上部 130，塔釜 I 区 160 ；0045 汽。
19、提 II 区上部 80，塔釜 II 区 110 ；0046 精馏区 70。0047 2) 塔压 ：0048 汽提 I 区上部 0.5MPa.g，塔釜 I 区 0.5MPa.g ；0049 汽提 II 区上部 0.05MPa.g，塔釜 II 区 0.05MPa.g ；0050 精馏区 0.05MPa.g。0051 实施例 30052 用本发明处理氨氮废水进口氨氮浓度 500mg/L，处理量为 50t/h。采用纳氏试剂比色法 (GB7479-87) 方法分析，处理后废水中的氨氮浓度为 1 2mg/L。蒸汽消耗量为 79kg/t 废水。0053 塔内操作参数 ：0054 1) 塔温 ：说 明 书CN。
20、 104478026 A4/4 页70055 汽提 I 区上部 120，塔釜 I 区 150 ；0056 汽提 II 区上部 80，塔釜 II 区 110 ；0057 精馏区 70。0058 2) 塔压 ：0059 汽提 I 区上部 0.4MPa.g，塔釜 I 区 0.4MPa.g ；0060 汽提 II 区上部 0.05MPa.g，塔釜 II 区 0.05MPa.g ；0061 精馏区 0.05MPa.g。0062 实施例 40063 采用本发明处理氨氮废水进口氨氮浓度 80000mg/L，处理量为 30t/h。采用纳氏试剂比色法 (GB7479-87) 方法分析，处理后废水中的氨氮浓度为 。
21、9 11mg/L。蒸汽消耗量为90kg/t 废水。0064 塔内操作参数 ：0065 1) 塔温 ：0066 汽提 I 区上部 130，塔釜 I 区 160 ；0067 汽提 II 区上部 90，塔釜 II 区 120 ；0068 精馏区 75。0069 2) 塔压 ：0070 汽提 I 区上部 0.5MPa.g，塔釜 I 区 0.5MPa.g ；0071 汽提 II 区上部 0.1MPa.g，塔釜 II 区 0.1MPa.g ；0072 精馏区 0.1MPa.g。说 明 书CN 104478026 A1/2 页8图1说 明 书 附 图CN 104478026 A2/2 页9图2说 明 书 附 图CN 104478026 A。