吹脱塔

吹脱法工艺比较

吹脱设备很多，经常使用的有强化式吹脱池(鼓泡池)和塔式吹脱装置(吹脱塔)。前者占地面积较大，而且易污染大气，对有毒气体常用塔式设备。强化式吹脱池是在池内鼓入压缩空气或在池面上安设喷水管，以强化吹脱过程。塔式吹脱装置又分为填料塔和板式塔两种[7，10]。 ⑴吹脱池

依靠池面液体与空气自然接触而脱除溶解气体的吹脱池称为自然吹脱池。它适用与溶解气体易挥发，水温较高，风速较大，有开阔地段和不产生二次污染的场合。此类吹脱池也兼作蓄水池。为了强化吹脱过程，通常向池内鼓入空气或在池面以上安装喷水管，构成强化吹脱池。 ⑵吹脱塔

为提高吹脱效率、回收有用气体、防止二次污染，常采用填料塔、板式塔等高效气液分离设备。

填料塔的主要特征是在塔内装置一定高度的填料层,废水从塔顶喷下,沿填料表面呈薄膜状向下流动。空气由塔底鼓入，呈连续相由下而上同废水逆流接触，废水吹脱后从塔底经水封管排出，塔顶排出的气体可进行回收或进一步处理。塔内气相和水相组成沿塔高连续变化。填料塔的缺点是塔体大、传质效率不如筛板塔高，当废水中悬浮物高时，易发生堵塞现象。

板式塔的主要特征是在塔内装置一定数量的塔板，废水水平流过塔板，经降液管流入下一层塔板。空气以鼓泡或喷射方式穿过板上水层，相互接触传质。塔内气相和水相组成沿塔高呈阶梯变化[8]。

设计说明

吹脱是以物理方式使游离氨从水中逸出，以降低废水中氨氮浓度，渗滤液中的氨氮主要以氨离子形式存在，碱性条件下(实验参数pH=9.8)，氨离子转化为游离氨，通过空气吹脱，使溶解于渗滤液中的游离氨由液相转为气相，从液相中脱除[19]。

主塔体参数的确定：由于原水呈弱碱性，故鼓风填料式吹脱塔外壳及各种部件可用A3钢材。填料式氨吹脱塔中填料，常用的有波纹板、木格板、纸质蜂窝、拉希环(材质有瓷、硬聚氯乙烯、聚丙烯等)，常用尺寸为Ф25mm×25mm×3mm，

另外还使用聚丙烯多面空心球等。

⑴塔体壁厚(S)

反应温度拟为常温，拟选用A3钢材，其使用温度为0-400℃。圆筒壁厚的计算：

S0=(PD内)/(2[σ]tФ-P)

式中： S0——内压圆筒的计算壁厚，cm；

P——设计压力，kg/cm2； D内——圆筒的内直径，cm；

[σ]t——设计温度t下筒体材料的许用应力，kg/cm2； Ф——焊缝系数；

设计常压P=1kg/cm2在常温下，t取25℃，查表得： [σ]t=[σ]25=12.7kg/mm2=1270kg/cm2; Ф=0.9 可得：

S0=(PD内)/(2[σ]tФ-P)

=(1×200)/(2×1270×0.9-1)=0.09(cm) 取B1=0.8mm,B2=1mm,B3=0,得： B——壁厚附加量，mm； B1——钢板的负公差，mm； B2——腐蚀程度，mm； B3——加工减薄量，mm； B=B1+B2+B3=1.8(mm)

最后的内压圆筒壁厚强度计算公式得： S=S0+B=0.09+1.8=1.89mm﹤8mm 所以，所选筒体壁厚为8mm符合要求。 ⑵主要尺寸的确定

在淋水密度为60m3/m2·h，填料为不锈钢波纹板sw-1型(参数见表5-1)的基准条件下，可得：

表5-1 波纹板参数表

比表面

填料型号

材质

峰高h mm

积m/m

SW-1型

不锈钢

4.5

2

2

水力直径

倾斜角

空隙率%

f因子m/s kg/m

45

91.6

2

理论塔

压力降

板

mmHg/m

ah/mm 5.7

no/m 5-8

643 1.4-2.2 2-3.5

基准条件为q=60m3/m2·h；

4fD=?

f=Q/q=Q/60 h0=V/f=F/Sf F=GNH3/K△Cp GNH3=Q(C1-C2)10-3 △Cp=(C1-C2)/2.44㏒(C1/C2) 式中： D——氨吹脱塔直径，m；

f——氨吹脱塔断面积，m2； q1——设计淋水密度，m3/m2·h； h0——所需填料高度，m； V——所需填料体积，m3； F——所需填料的工作表面积，m2；

S——单位体积所具有的工作表面积，m2/m3； GNH3——除氨氮所需脱除的氨氮量，kg/h； C1——进水氨氮含量，mg/L； C2——出水氨氮含量，mg/L； K——除氨氮的解吸系数，m/h；

△Cp——脱除氨氮的平均推动力，kg/m3；

按下式计算得：

当淋水密度不等于q=60m3/m2·h时，q1为除氨吹脱塔设计淋水密度(m3/m2·h)，需要修正：

f=Q/q=Q/60=5/60=0.083 (m2) f1=60f/q1

其中，q1=Q/S=5/(3.14×12)=1.59(m3/m2·h)，即： f1=60f/q1=60×0.083/1.59=3.13(m2)

4fD=?=2(m)

氨吹脱塔设计去除率为65%，即C2=400×(1-0.65)=140(mg/L); GNH3=Q(C1-C2)10-3=5×(400-140)×10-3=1.3(kg/h);

△Cp=(C1-C2)/2.44㏒(C1/C2)=(400-140)/2.44㏒(400/140)=48.58(kg/m3) F=GNH3/K△Cp=1.3/（0.001×48.58）=26.76(m2) h0=V/f=F/Sf=26.76/3.14×3.13=2.73(m) 塔高H取5m ⑶曝气量及风机选型

风机的选择，所需的进风量W：

W=3125Q=3125×5=15625(m3/h )=263m3/min 式中：3125——氨吹脱塔气液比的经验数据 所需进风压力p0： p0=a1h0+400 =300×2.73+400 =1219(Pa)

式中：a1——单位填料高度的空气阻力(Pa/m填料)，一般取300Pa/m

400——氨吹脱塔进出风管、填料支承架等的空气阻力的经验数值

(Pa)

由于污水对空气的阻力较小，可忽略不计。

根据计算风量与风压，选择B4-72-12-NO.6-C型中低压离心通风机，流量17692m3/h，电机15.36kW，配用电机功率为15kW。

⑷尾气处理装置

氨吹脱工艺处理尾气为NH3，若不经过处理直接排放会造成大气的二次污染，因此，设计在氨吹脱塔后增加尾气处理装置，分别先后通过封闭式吸收罐和

敞开式吸收池两道工艺，吸收液为工业稀硫酸，吸收液先流入敞开式吸收池，再通入封闭式吸收罐。吹脱塔排出氨气为(400×0.65)mg/L，设经过封闭式吸收罐后，再通入敞开式吸收池后可去除大部分氨气。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6ua2.html