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Österreichische PATENTSCHRIFT ? 18097.
RUDOLF SCHILLING UND CHRISTOPH KREMF. R, BEIDE IN FRANKFURT A. M.
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Gewinnung von Ammoniak aus städtischen
Abwässern.
Bekanntlich enthalten die aus den kanalisierten Städten abgeleiteten Abwässer u. dgl. andere Flüssigkeiten grosse Mengen meistens an Schwefelsäure oder Kohlensäure gebundenes Ammoniak, dessen Gewinnung bisher deshalb zu teuer und unrentabel ist, weil, trotzdem der Gesamtgohalt solcher Flüssigkeiten an Ammoniak eine nennenswerte Summe repräsentiert, der prozentische Gehalt derselben (zirka 50-60 mg im l) sehr gering ist.
Die bisher bekannt gewordenen Methoden zur Gewinnung des Ammoniaks aus solchen Abwässern beruhen bekanntlich darauf, dass die Abwasser behufs Zersetzung der Ammoniaksalze zunächst mit Kalkmilch innig vermischt worden, worauf man aus denselben das frei-
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wässer direkt oder durch Einleiten von Dampf, heisser Luft oder von heissen Vcrbrennungsgason erwärmt oder aber indem man die heisse Luft oder die heissen Verbrennungsgaso von unten her in das in dem Destillationsapparate niederfallende, durch Siebe oder dgL regenförmig verteilte Abwasser einbläst und hierauf das von dem Gasstrom mitgerissene
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auffängt.
Die direkte Erhitzung der täglich nach Tausenden von Kubikmetern zählenden Mengen Abwässer von Grossstädten ist vom praktischen und ökonomischen Standpunkte weder lohnend, noch gut durchführbar ; das Beranstreiben des Ammoniaks dagegen in der Weise, dass man von unten her, also nach dem Gegenstromprinzip in die regenfürmig verteilten Abwässer heisse Luft oder Verbrennungsgase einleitet, vermag ebenfalls eine vollkommene Ammoniakentziehung nicht zu gewährleisten und es hat sich gezeigt, dass dies nur dann erreichbar ist, wenn die Berührung der Abwässer mit dem heissen Gasstrom mit
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Auf der bekannten Tatsache. dar ammoniakhaltige Flüssigkeiten, wie überhaupt Gase in Lösung enthaltende Flüssigkeiten, desto leichter verdunsten bezw. ihr Gas abgeben, je huher deren Temperatur bezw.
dia Temperatur der Umgebung ist und mit je grösserer Vordunstungsfläche dieselben z. B. einem Luftstrome ausgesetzt sind, stutzt sich das vorliegende Verfahren, dessen zwei hauptsächlichen Ausführungsformen im nachstehenden an Hand der zur Durchführung derselben geeigneten und in der anliegenden Zeichnung im senkrechten Schnitt veranschaulichton Apparate beschrieben werden sollen.
Die eine Ausführungsform dos Verfahrens besteht darin, dass die von ihren Schwimmund Sinkstoffen in bekannter Weise befreiten und zweckmässig in ebenfalls bekannter Weise in einem luftdicht verschlossenen Misehgefäss mit Kalkmilch gut vermengten Ab-
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führende Röhren heisse Luft oder heisse Verbronnungsgase durch die tropfenförmig nieder- fallende Flüssigkeit hindurch, und zwar senkrecht zur Fallrichtung nach dem im Mittelpunkt befindlichen Gasabzug geblasen werden.
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Die Neuerung dieses Verfahrens gegenüber den bekannten besteht darin, dass hier der Gas- bezw. Luftstrom senkrecht zu der Fallrichtung der Tropfen geblasen wird, wo- durch zufolge einer sehr energischen Stosswirkung und zufolge einer durch dieselbe ver-
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Wasserteilchen teilweise durch das öftere Auffalten auf die siebfürmigen Etagen, teilweise durch den Stoss des senkrecht geführten Gasstromes immer wieder neue Lagen und neue Berührungsflächen annehmen und diese der Wirkung dos heissen Gas- bozw. Luftstromes aussetzen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich ganz besonders die in Fig. 1 der anliegenden Zeichnung im senkrechten Schnitt dargestellte Vorrichtung. a ist die Destillationsblase, der das vorher von seinen gröberen Schwimm- und Sinkstoffen befreite und zweckmässig mit Kalkmilch gut vermengte Abwasser durch die im oberen Teil derselben angeordneten Zuleitungen d zugeführt wird. Dasselbe fällt regenartig durch das Sieb e auf etagenförmig
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mS, m4 in der Richtung der kleinen Pfeile ausgeblasen. Das heisse Gas trifft senkrecht die von Etage zu Etage fallenden Tropfen, entreisst denselben unter Zerreissung die sich entwickelnden Ammoniakgase und führt diese nach dem konisch ineinander gehenden etagenweise unterbrochenen Abzugsrohr p, welches als geschlossenes Rohr b, c ausserhatb
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führt.
Zur Verstärkung des Abzuges ist noch in dem Hohr b ein Ventilator i angeordnet.
Das von Ammoniak befreite Abwasser gelangt nun in der Richtung der gezeichneten Pfeile in den die bodenlose Destillationsblase umgebenden Behälter u, welcher mit, mit
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abgelaufen ist, mittelst der Wagen t durch das Mannloch s. Die Dampfheizung ist nicht durchaus erforderlich und kann wegfallen ; die Ktagen bestehen dann nur aus den Sieh- höden. Die erforderliche Wärmezufuhr geschieht in diesem Falle vermittelst der nach dem Gasabzug geblasenen heissen Luft.
Was nun die zweite Ausführungsform des Verfahrens anbetrifft, so hat dieselbe mit den bekannten Methoden das gemeinsame Merkmal, dass hier die heisse Luft oder die heissen Verbrennungsgaso nach dem Gegenstromprinzip, also von unten her in die in der Destillationsblase fein verteilten Abwässer eingeblasen werden.
Die neuen Merkmale dieser
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grössten Teil innerhalb einer in der Destillationsblase angeordneten Schicht von Koks, Schlacken, Ziegelsteinen oder dgl. stattfindet, wodurch nicht nur infolge der feinen Verteilung der Abwässer innerhal@ solcher Schichten die erwünschte innige Berühmng der Abwässer mit den Gasen und demzufolge eine möglichst vollkommene Ammoniakaustreibung erreicht wird, sondern, was ebenfalls sehr ins Gewicht fällt, worden gleichzeitig die Abwasser von den in denselben enthaltenen meistens feinen, mikroskopischen und fäulnis- Pflegenden organischen Stoffen befreit, indem diese Stoffe von den obgenannten Schlacken-
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durch ausglühen der schlacken zerstört werden können.
Diese Ausführungsform kennzeichnet sich demnach dadurch, dass das von seinen gröberen Schwimm- und Sinkstoffen in bekannter Weise befreite Abwasser, in einem luft-
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geleitet und gezwungen wird, durch die feinen Zwischenräume bezw. Poren jener Lagen hindurchzurieseln, während in entgegengesetzter Richtung heisse Luft'oder heisse Ver- bronnungsgaso, welche z. B. und am zweckmässigste in einer direkt unterhalb des Behälters angeordneten Feuerung durch Verbrennung des bei der Klärung der Abwässer gewonnenen, eventuell zu Briketts verarbeiteten Schlammes oder Schlicks erzeugt werden, mittelst Ge-
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getrieben werden und vermöge der eigenen hohen.
Temperatur und der ausgedehnten Berührungsfläche mit den in der Schlackenschicht fein verteilten Abwässern don letzteren das Ammoniak entziehen..
Die Erzeugung der Heizgase durch direkte Verbrennung des bei der Klärung gewonnenen stickstoffhaltigen Schlammes bringt besondere Vorteile, indem einerseits die lästigen Schlammassen durch die Verbrennung schlank beseitigt werden können und eine zufolge ihres Salzgehaltes zu Kunstdüngerzwecken verwendbare Asche liefern, andererseits dagegen die aus diesen Schlammassen erzeugten Gase, die schon an und für sich ammoniak- bezw. stickstoffhaltig sind, die Ammoniakausbeute erhöhen, so dass die durch die Verbrennung der Schlammassen erzielten Vorteile zumindest die bis jetzt noch immer sehr hohe Summen verschlingenden Reinigungs- und Klärungsverfahren der Abwässer decken.
Die in den Schlacken oder dgl. Schichten verbleibenden bezw. von denselben zurückgehaltenen organischen Stoffe, welche mit der Zeit die Poren verstopfen würden, können in sehr einfacher Weise dadurch zerstört und noch zur Hergabe des in denselben ent- haltenen, sowie von den Schlackenschichten absorbierten Ammoniaks gezwungen werden, dass nach Abstellung des Zuflusses der Abwässer die Schlackenschichten mittelst der genannten Heizgase ausgeglüht werden, wobei die feinen organischen Stoffe zerstört, das von den Schlacken oder dgl. absorbierte Ammoniak erst ausgetrieben und die Poren der Schalckenschichten wieder geöffnet werden.
Eine zur Durchführung dieses Verfahrens sich eignende Vorrichtung ist in einer beispielsweisen Ausführungsform in der anliegenden Zeichnung (Fig. 2) im senkrechten Schnitt veranschaulicht. a ist der mit einer über einen Rost j oder dgl. aufgehäuften
Schlacken-, Koks- oder dgl. Lage versehene verschlossene Behälter, welcher an seinem
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ist. Die von ihren Sink-und Schwimmstoffen befreiten Abwässer werden diesem Behälter durch die Zuleitungen d zugeführt, fallen auf ein Sieb e und von diesem regenförmig verteilt auf die Schlackenschicht h, unterhalb welcher in einer Feuerung f durch Verbrennung der Schlammassen die Feuerungsgase erzeugt werden.
In der durch Pfeile angedeuteten Richtung nehmen dieselben durch die Öffnungen des Rostes j und die Schlacken- masson/ < hindurch ihren Weg, treten hier in innige Berührung mit den durchrieselnden Abwässern, erwärmen dieselben, entziehen ihnen das Ammoniak und werden zuletzt von dem Ventilator oder Exhaustor i ergriffen, um durch die Leitung o nach der Kondensation geleitet zu werden. Die von Ammoniak befreiten Abwässer fliessen hingegen nach dem gleichzeitig den Wasserverschluss bildenden, den Behältor a umgebenden Abflussbecken g und können von da nach den flussläufen oder dgl. abgeleitet werden.
Es ist selbstverständlich, dass man auch für diese Ausführungsform des Verfahrens an Stelle der durch Verbrennung der Schlammassen erzeugten Gase auch heisse Luft oder andere durch Verbrennung beliebiger Stoffe erzeugte Feuerungsgase verwenden kann ; am zweckmässigsten verbrennt man aus den oben angedeuteten Gründen die bei der Klärung der Abwässer vor ihrer Verarbeitung in der geschilderten Weise entstehenden Schlammmassen, indem dadurch nicht nur die kostspieligen Einrichtungen und die notwendige
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auch, weil das bei der Verbrennung dieser Schlammassen gebildete Ammoniak gewonnen wird, während die Asehenrückstände durch ihren Gehalt an Kali und Phosphorsäure einen schät/baren Dungwort haben. r TENT-ANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von Ammoniak aus städtischen und anderen dasselbe enthaltenden Abwässern, dadurch gekennzeichnet, dass die in bekannter Weise von ihren Schwimm- und Sinkstoffen befreiten und mit Kalkmilch vermengten, in einer
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fordern.