液化气体的纯化系统及氨氮废水的资源化处理系统的制作方法

本申请涉及液化气体的精炼，具体涉及一种液化气体的纯化系统，以及在技术上相互关联的氨氮废水的资源化处理系统。

背景技术：

1、氮可以氨氮、有机氮、硝态氮及亚硝态氮等多种形式存在于在废水中，其中氨氮是指水中以游离氨(nh3)和铵离子(nh4+)形式存在的氮，也是最主要的存在形式之一。含有氨氮的废水(也称为氨氮废水)是一种普遍的产业废水，其来源包括高科技、化工、石化等产业，一旦被任意排放便会对环境造成危害。举例来说，若氨氮废水被直接排入河川或湖泊，将引起因藻类及微生物大量繁殖而造成的水体富养化问题；另一方面，若饮用水中有氨氮存在，则对人体有致癌风险。因此，如何将氨氮废水中的氨氮转化为对生态系统无害的物质，成为了本领域中的重要课题之一。

2、目前业界在处理氨氮废水时，也会采用蒸发技术将氨回收并进行纯化，以制成工业所需的产品如液氨。现有的蒸发技术是将液体导入一体成型的蒸发冷凝设备(如蒸馏塔)之中，利用不同组成成分的沸点差异，在不断的蒸发冷凝过程中达到分离纯化的效果。然而，现有的蒸发技术所需的最低启动量较大，且需花费长时间找出最适的操作条件，以在加热汽化与冷凝速度间取得平衡，确保系统稳定性。也就是说，现有的蒸发技术既耗能又耗时，而且还有不易稳定操作(操作难度较高)、可能遭遇不纯物污染的问题。

技术实现思路

1、本申请着重于解决现有技术生产高纯度液化气体所遭遇的问题，包括不易稳定操作、正常生产所需的最低的启动量较大以及在生产过程中容易被不纯物污染等，所采用的技术手段是：将所欲纯化的液化气体完全汽化而增压之后，以气体的形式导入多效冷凝装置中，并控制每一效纯化冷凝单元的温度和压力，随着水分逐步移除(借由液化气体与水气液分压平衡原理，逐步将水从每一效纯化冷凝单元中移除)，处于气态的液化气体的纯度逐步提高，最后转变成高纯度液化气体。

2、为了解决上述的技术问题，本申请所采用的其中一技术方案是提供一种液化气体的纯化系统，其包括一液体汽化装置、一纯化冷凝装置以及一液化冷凝装置。所述液体汽化装置经配置以导入一水与液化气体混合的液体并将其加热汽化而增压，以产生一气体产物，其中所述气体产物包含处于气态的所述液化气体以及水蒸气。所述纯化冷凝装置经配置以导入所述气体产物并对其进行连续的多次降压冷凝，以从所述气体产物中分离出水而得到一纯化物；所述纯化冷凝装置包括多个串联的纯化冷凝单元，每一个所述纯化冷凝单元的操作温度接近所述液化气体的露点，且其中一个所述纯化冷凝单元的操作压力及温度高于下一个所述纯化冷凝单元的压力及操作温度。所述液化冷凝装置经配置以导入所述纯化物并将其降温冷凝，以使所述纯化物转变成液态。

3、在本申请的一实施例中，所述液化气体为液氨、液化二氧化碳或液化一氧化二氮。

4、在本申请的一实施例中，多个所述纯化冷凝单元通过一回流管线与所述液体汽化装置连通。

5、在本申请的一实施例中，所述液体汽化装置为一加热蒸发装置，多个所述纯化冷凝单元各为一冷凝器。

6、在本申请的一实施例中，所述液化气体的纯化系统还包括一储存装置，用以储存所述水与液化气体混合的液体。

7、在本申请的一实施例中，所述液化气体的纯化系统还包括一调整装置以及一脱氨装置，所述调整装置与所述脱氨装置连通，且所述脱氨装置与所述储存装置连通。所述调整装置经配置以接收一氨氮废水，并以一碱性药剂调整所述氨氮废水的ph值。所述脱氨装置经配置以导入经ph值调整的所述氨氮废水，并从经ph值调整的所述氨氮废水中分离出氨以制成一高浓度液氨作为所述水与液化气体混合的液体。

8、在本申请的一实施例中，在所述调整装置中，所述碱性药剂为氢氧化钠且以溶液形式加入于所述氨氮废水，所述脱氨装置为一蒸馏装置。

9、在本申请的一实施例中，多个所述纯化冷凝单元至少分成第一组纯化冷凝单元与第二组纯化冷凝单元，所述第一组纯化冷凝单元通过一第一回流管线与所述储存装置连通，且所述第二组纯化冷凝单元通过一第二回流管线与所述液体汽化装置连通。

10、为了解决上述的技术问题，本申请所采用的另外一技术方案是提供一种氨氮废水的资源化处理系统，其包括一脱氨装置、一液体汽化装置、一纯化冷凝装置以及一液化冷凝装置。所述脱氨装置经配置以导入一氨氮废水，并从所述氨氮废水中分离出氨以制成一高浓度液氨(含水液氨)。所述液体汽化装置经配置以导入高浓度液氨并将其加热汽化而增压，以产生一气体产物，其中所述气体产物包含氨气以及水蒸气。所述纯化冷凝装置经配置以导入所述气体产物并对其进行连续的多次降压冷凝，以从所述气体产物中分离出水而得到一纯化物；所述纯化冷凝装置包括多个串联的纯化冷凝单元，每一个所述纯化冷凝单元的操作温度接近所述液氨的露点，且其中一个所述纯化冷凝单元的操作压力及温度高于下一个所述纯化冷凝单元的操作压力及温度。所述液化冷凝装置经配置以导入所述纯化物并将其降温冷凝，以使所述纯化物转变成液氨。

11、本申请的其中一有益效果在于，本申请的其中一有益效果在于，本申请所提供的液化气体的纯化系统及氨氮废水的资源化处理系统，其能通过“液体汽化装置经配置以导入水与液化气体混合的液体(高浓度液氨/含水液氨)并将其加热汽化而增压，以产生一气体产物，其中所述气体产物包含处于气态的液化气体(氨气)以及水蒸气”以及“纯化冷凝装置经配置以导入气体产物并对其进行连续的多次降压冷凝，以从气体产物中分离出水而得到一纯化物，其中纯化冷凝装置包括多个串联的纯化冷凝单元，每一个纯化冷凝单元的操作温度接近目标液化气体(液氨)的露点，且其中一个纯化冷凝单元的操作压力及温度高于下一个纯化冷凝单元的操作压力及温度”的技术特征，以在不受最低启动量限制的条件下达到液化气体的精炼纯化，操作弹性较高且可以节省能耗和降低成本；此外，在纯化过程不易有污染的问题。

12、更进一步来说，本申请所提供的液化气体的纯化系统及氨氮废水的资源化处理系统更符合环保效益和经济效益。

13、为使能更进一步了解本申请的特征及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本申请加以限制。

技术特征：

1.一种液化气体的纯化系统，其特征在于，所述液化气体的纯化系统包括：

2.根据权利要求1所述的液化气体的纯化系统，其特征在于，所述液化气体为液氨、液化二氧化碳或液化一氧化二氮。

3.根据权利要求1所述的液化气体的纯化系统，其特征在于，多个所述纯化冷凝单元通过一回流管线与所述液体汽化装置连通。

4.根据权利要求1所述的液化气体的纯化系统，其特征在于，所述液体汽化装置为一加热蒸发装置，多个所述纯化冷凝单元各为一冷凝器。

5.根据权利要求1所述的液化气体的纯化系统，其特征在于，所述液化气体的纯化系统还包括一储存装置，用以储存所述水与液化气体混合的液体。

6.根据权利要求5所述的液化气体的纯化系统，其特征在于，所述液化气体的纯化系统还包括一调整装置以及一脱氨装置，所述调整装置与所述脱氨装置连通，且所述脱氨装置与所述储存装置连通；其中，所述调整装置经配置以接收一氨氮废水，并以一碱性药剂调整所述氨氮废水的ph值，所述脱氨装置经配置以导入经ph值调整的所述氨氮废水，并从经ph值调整的所述氨氮废水中分离出氨以制成一高浓度液氨作为所述水与液化气体混合的液体。

7.根据权利要求6所述的液化气体的纯化系统，其特征在于，在所述调整装置中，所述碱性药剂为氢氧化钠且以溶液形式加入于所述氨氮废水，所述脱氨装置为一蒸馏装置。

8.根据权利要求6所述的液化气体的纯化系统，其特征在于，多个所述纯化冷凝单元至少分成第一组纯化冷凝单元与第二组纯化冷凝单元，所述第一组纯化冷凝单元通过一第一回流管线与所述储存装置连通，且所述第二组纯化冷凝单元通过一第二回流管线与所述液体汽化装置连通。

9.一种氨氮废水的资源化处理系统，其特征在于，所述氨氮废水的资源化处理系统包括：

技术总结
本申请公开一种液化气体的纯化系统，包括一液体汽化装置、一纯化冷凝装置以及一液化冷凝装置，液体汽化装置经配置以导入一水与液化气体混合的液体并将其加热汽化而增压，以产生一气体产物，气体产物包含处于气态的液化气体以及水蒸气。纯化冷凝装置经配置以导入气体产物并对其进行连续的多次降压冷凝，以从气体产物中分离出水而得到一纯化物。液化冷凝装置经配置以导入纯化物并将其降温冷凝，以使纯化物转变成高纯度液化气体。基于相同的发明构思，本申请另公开一种氨氮废水的资源化处理系统。

技术研发人员：黄文庆,陈伯星,许鸿呈
受保护的技术使用者：环创源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16