本發(fā)明涉及沼液脫碳領(lǐng)域，具體涉及一種沼液脫碳聯(lián)合脫氨系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提升，對(duì)于傳統(tǒng)的制造業(yè)也提出更高的生產(chǎn)要求。

酒精發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量高濃度廢水，經(jīng)兩級(jí)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣后廢水COD約2000mg/L左右，同時(shí)含有300-500mg/L的氨氮，這些高COD、高氨氮廢水如果直接排放，會(huì)使水體生物大量死亡，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響；此外，國(guó)家大力推行節(jié)能減排政策，并將降低廢水中氨氮含量作為“十三五”減排指標(biāo)之一。如何高效、經(jīng)濟(jì)的降低廢水中氨氮的含量，是當(dāng)下企業(yè)和研究者的思考重點(diǎn)。大量研究表明，中溫沼液可替代自來(lái)水回用于酒精發(fā)酵，從而削減占地大、能耗高的廢水好氧生化處理工序，其意義重大。但隨著沼液回用批次增加氨氮濃度不斷累積并對(duì)酒精生產(chǎn)帶來(lái)負(fù)面影響，因此需要部分脫除沼液中的氨氮。

目前，大規(guī)模工業(yè)化的脫氨工藝主要有空氣吹脫、蒸氨、膜脫氨等。其基本原理是向廢水中加堿或石灰調(diào)節(jié)廢水pH值至11以上，使廢水中氨氮以NH₃形式存在。外源添加堿使得廢水中無(wú)機(jī)離子濃度增加，使得廢水循環(huán)利用受到限制。但酒精中溫沼液的pH值在8.0左右，此時(shí)沼液的氨氮以NH₄⁺形式存在，難以用空氣吹脫或蒸氨方法去除沼液中的氨氮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種沼液脫碳聯(lián)合脫氨系統(tǒng)，以解決在不添加堿液的條件下脫除沼液中氨氮這一問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種沼液脫碳聯(lián)合脫氨系統(tǒng)，包括預(yù)熱器、脫碳塔、脫氨塔、冷凝器、氨水儲(chǔ)罐、管道，所述的預(yù)熱器將原料沼液預(yù)熱進(jìn)入脫碳塔，脫碳后的原料沼液進(jìn)入脫氨塔，氨氮被脫氨塔內(nèi)的水蒸氣帶出后，經(jīng)冷凝器冷卻進(jìn)入氨水儲(chǔ)罐。

優(yōu)選地，所述的預(yù)熱器分殼程和管程，并管程通過(guò)管道和脫碳塔連通，管內(nèi)所走物料為原料沼液；殼程與脫氨塔連通，管內(nèi)所走物料為脫氨沼液。

優(yōu)選地，所述脫氨塔為填料塔，填料塔中填料分為兩段，下部為脫氨段，上部為濃縮段；脫氨段和濃縮段之間有一脫碳沼液進(jìn)料口，并和管道連通；脫氨塔頂部有一含氨水蒸汽出口和一個(gè)稀氨水回流入口，分別和管道連接；脫氨塔底部有一個(gè)脫氨沼液出口和一個(gè)水蒸汽入口，并分別和管道連接。

優(yōu)選地，所述的脫氨塔與冷凝器分別通過(guò)管道與吸收塔連接，所述的吸收塔頂部有一個(gè)空氣排放口和一個(gè)循環(huán)稀硫酸裝置。

優(yōu)選地，所述的脫碳塔的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，并設(shè)置風(fēng)機(jī)。

優(yōu)選地，所述的冷凝器為列管式換熱設(shè)備，分殼程和管程，冷熱介質(zhì)分別走殼程和管程實(shí)現(xiàn)加熱或冷卻；冷凝器殼程有三個(gè)接口，殼程頂部的兩個(gè)接口通過(guò)管道分別與脫氨塔頂部有一含氨水蒸汽出口和吸收塔相連，殼程底部的一個(gè)接口通過(guò)管道與脫氨塔和氨水儲(chǔ)罐連接。

本發(fā)明提供了一種沼液脫碳聯(lián)合脫氨系統(tǒng)，有益效果為：

(1)低pH值(8.0左右)的原料沼液通過(guò)脫碳操作，脫除部分溶解于沼液中的二氧化碳(以HCO₃^-、CO₃^2-離子形式存在)，使沼液pH值升高(9.0以上)，沼液中MH₄⁺轉(zhuǎn)變?yōu)橐讚]發(fā)的NH₃，從而在脫氨塔中被水蒸汽帶出，實(shí)現(xiàn)了無(wú)外源加堿提高pH條件下的脫氨操作；

(2)采用負(fù)壓蒸氨的方式，降低蒸餾溫度，降低對(duì)蒸汽壓力的要求；

(3)利用脫氨塔塔底出來(lái)的高溫脫氨沼液和原沼液換熱提高原沼液?jiǎn)栴}，在不額外消耗蒸汽的條件下改善脫碳效果；

(4)蒸氨塔設(shè)有濃縮段，可提高蒸氨過(guò)程回收的稀氨水濃度，有利于氨水的綜合利用；

(5)系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)吸收塔，回收脫碳尾氣及脫氨真空泵尾氣中的少量氨氣，能最大限度降低脫碳、脫氨操作對(duì)環(huán)境可能造成的危害。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種沼液脫碳聯(lián)合脫氨系統(tǒng)，包括預(yù)熱器1、脫碳塔2、吸收塔3、脫氨塔4、冷凝器5、氨水儲(chǔ)罐6、管道7等設(shè)備；

原沼液經(jīng)管道7進(jìn)入預(yù)熱器1的管程，和殼程中來(lái)自脫氨塔4底部連通管道7的高溫脫氨沼液進(jìn)行換熱，被預(yù)熱后的原料沼液經(jīng)由管道7進(jìn)入脫碳塔2的頂部，沼液在填料表面自上而下流動(dòng)；空氣被風(fēng)機(jī)21壓縮后進(jìn)入脫碳塔2的底部，在填料空隙間自下而上流動(dòng)；氣液兩相在填料表面進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱，溶解于沼液中的二氧化碳及氨氣部分?jǐn)U散到風(fēng)中，并被風(fēng)帶離脫碳塔2，沼液的pH值因脫除二氧化碳而升高；含二氧化碳及氨氣的風(fēng)通過(guò)管道7進(jìn)入吸收塔3的底部，并向上穿透填料層；吸收塔3塔釜裝有稀硫酸，并經(jīng)過(guò)管道7，通過(guò)循環(huán)稀硫酸裝置32被送到吸收塔3填料頂部進(jìn)行循環(huán)；在吸收塔3中，沿填料流下來(lái)的稀硫酸溶液和含氨空氣接觸，氨氣被吸收形成硫酸銨，空氣及未被吸收的二氧化碳從吸收塔3頂部的空氣排放口31排放；脫碳后的沼液經(jīng)脫碳塔2底部的管道7、脫氨進(jìn)料泵6及管道7被送入脫氨塔4的頂部并沿填料向下流動(dòng)，和脫氨塔4底部加入的水蒸汽進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱，沼液中的氨被水蒸汽帶出蒸氨塔4；含氨水蒸汽經(jīng)管道21進(jìn)入冷凝器5的殼程，被管程內(nèi)的冷卻水冷凝為氨水，部分氨水經(jīng)管道7回流到脫氨塔4的頂部，剩余氨水經(jīng)管道7進(jìn)入氨水儲(chǔ)罐6，冷凝器5殼程中未被冷凝的少量氨氣則經(jīng)管道7進(jìn)入吸收塔(3)的底部；進(jìn)入脫氨塔4底部的脫氨沼液經(jīng)管道7進(jìn)入預(yù)熱器1的殼程，換熱后排出系統(tǒng)。

本發(fā)明的工作原理：

一種沼液脫碳聯(lián)合脫氨系統(tǒng)，原沼液經(jīng)預(yù)熱器被預(yù)熱后進(jìn)入脫碳塔，原沼液中的以HCO₃^-、CO₃^2-離子受熱分解為CO₂，并被脫碳塔底部進(jìn)入的空氣帶走，使沼液pH值升高，沼液中MH₄⁺轉(zhuǎn)變?yōu)橐讚]發(fā)的NH₃；脫碳后的沼液進(jìn)入脫氨塔頂部，和脫氨塔底部進(jìn)入的水蒸汽逆向接觸，NH₃在脫氨塔中被水蒸汽帶出，實(shí)現(xiàn)了無(wú)外源加堿提高pH條件下的脫氨操作；含氨水蒸汽經(jīng)冷凝器被冷卻水冷凝為氨水，部分氨水經(jīng)管道回流到脫氨塔以提高稀氨水濃度，剩余氨水則進(jìn)入氨水儲(chǔ)罐，冷凝器中未被冷凝的少量氨氣則由真空泵排入吸收塔；

吸收塔底部加有稀硫酸，并通過(guò)循環(huán)泵噴灑在填料上，進(jìn)入吸收塔的氨氣被稀硫酸吸收形成硫酸銨，不能吸收的尾氣由吸收塔塔頂排出。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。