基本介紹
- 中文名：多級汽提
- 外文名：multistage stripping
- 目的：從廢水中分離污染物
- 原理：載氣與廢水接觸，物質相互轉移
定義,汽提,汽提塔,工藝原理,汽提流程,汽提反應,汽提工藝分類及優缺點,工藝特點,
定義
汽提
與吹脫法相同，只是所使用的介質不同，汽提是藉助於水蒸汽介質來實現的。
將空氣或水蒸氣等載氣通入水中，使載氣與廢水充分接觸，導致廢水中的溶解性氣體和某些揮發性物質向氣相轉移，從而達到脫除水中污染物的目的。根據相平衡原理，一定溫度下的液體混合物中，每一組分都有一個平衡分壓，當與之液相接觸的氣相中該組分的平衡分壓趨於零時，氣相平衡分壓遠遠小於液相平衡分壓，則組分將由液相轉入氣相，即為汽提原理。
一般使用空氣為載氣時稱為吹脫；使用蒸汽為載氣時稱為汽提。
汽提塔
汽提塔的形式可以為板式塔或填料塔。無論何種形式的塔，原料都從塔頂部入塔、底部離塔；解吸劑從塔底部入塔，與液體原料在塔內逆流接觸，並於塔頂和被提餾組分一起離塔。與吸收塔相反的是，濃端在塔頂，稀端在塔底，在汽提塔內液相中溶質的平衡分壓大於氣相中溶質的分壓，汽提過程中，需將溶質分子相變為氣體，故為吸熱過程，所以汽提劑溫度一般等於或大於原料溫度，否則將降低汽提效果。
工藝原理
酸性水中的含硫、含氨物經過不斷加熱在汽提塔發生分解分離後，塔頂產出酸性氣、側線分出粗氨氣，塔底則得到淨化水。汽提塔內主要反應為：
汽提流程
以煤氣化廢水體系為研究對象，其中，NH3、CO2、H2S含量分別為：12300、4800、80mg/L。所討論的同時脫除酸性氣體和氨的加壓塔工藝右圖所示。汽提塔處理量為80t/hr，共有57塊塔板。工藝利用汽提塔內上下的溫差，以及酸性氣體（CO2）和氨在不同溫度下在水中的溶解特性不同，達到分離的目的。進料廢水分為冷進料和熱進料分別從塔頂第1塊板和塔中上部第11板進入塔內，酸性氣體從塔頂除去。控制適宜的塔體溫度，可在塔中部形成NH3濃度值較大的液相及富氨汽體，這些富氨汽從塔中間側線22塊板采出進行後續處理。操作條件為：冷進料溫度為35℃，冷熱進料質量比為0.25，塔頂操作溫度為<50℃，操作壓力為0.51MPa（表壓），側線采出為進料流量的13wt%。
加壓汽提塔流程及控制方案
加壓汽提塔流程及控制方案系統採用精餾段質量指標控制方案。其控制點的配置如圖所示，恆定冷、熱采出流量，主要控制迴路包括：（1）塔頂溫度控制塔頂采出量；（2）塔釜液位控制塔底采出量；（3）側線采出控制塔頂壓力。
根據工藝要求，確定塔運行的質量指標為：塔頂酸性氣體小於3%（mass）；NH3小於1.5%（mass）；塔底淨化水中NH3小於400mg/L。塔頂氣相出料中含較多的水和氨時，會存在銨鹽結晶問題而堵塞管道，而淨化後廢水氨含量較高時，對後續生化處理有影響。當然，過分的追求質量指標，又會帶來較大的塔能量消耗，或者更高的操作和維護成本。
汽提反應
煤氣化廢水含有的二氧化碳、氨、硫化氫、單元酚，都是弱電解質，他們部分地以離子形態存在於液相中。酚在該單元操作中揮發性相對較小，因此在討論時候忽略酚的影響，最終體系為典型的C02-H2S-NH3體系。其反應方程如下所示：
反應假設是電解質平衡。溫度是的化學離解平衡常數最主要的影響因素，平衡常數K與溫度T之間的關係可表示為：
，其中，A、B、C、D在一定範圍內可認為是常數。
由於各種離子的存在，液相熱力學呈高度非理想狀態，因此在穩態模擬計算中，選用較為複雜的ELECNRTL模型。為校正模型的準確性，對加壓汽提塔採用RADFRAC來進行模擬，它是用於模擬多塔板汽一液分離操作的一個嚴格模型。
汽提工藝分類及優缺點
汽提工藝主要可分為兩大類：
（1）回收H2S而不回收NH3的高、低壓汽提工藝，包括單塔低壓汽提和雙塔高低壓汽提；
（2）分別回收H2S和NH3的汽提工藝，包括單塔加壓汽提和單塔加壓側線抽出汽提。
該工藝具有流程較簡單，能耗中等，占地中等，投資少，設備簡單，消耗小等優點。但控制難度較高。適合下游硫磺回收裝置不能處理含NH3酸性氣而且占地不能太多的情況。
工藝特點
汽提工藝主要有以下特點：
（1）採用單塔或多塔加壓、側線抽出汽提工藝；
（2）主汽提塔底採用重沸器，採用1.0MPA蒸汽供熱，回收凝結水並產生0.3MP蒸汽，降低能耗；
（3）原料水罐頂部採用水封罐水封，避免泄放輕烴及酸性氣體，保護環境；
（4）側線汽提將氨從側線抽出，提高了塔頂酸性氣中硫化氫的濃度，有利於硫磺回收。
