CS202696B1 - Způsob odstraňování a získávání amoniaku z průmyslových odpadních vod - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování a získávání amoniaku z průmyslových odpadních vod, obsahujících 1 až 3 % amoniaku, kysličník uhličitý a znečištující organické sloučeniny.

V průmyslu zpracování uhlí a ropy se vyskytují mezi jiným též odpadní vody s obsahem ΝΗ^ 1 až 3 % a obsahem až cca 2 % HgS a ten se v mnoha případech odstraňuje plynováním CO₂ před vyháněním NHy Tím vznikají uhličitany amonné v odpadní vodě v koncentracích odpovídajících podílu NH^.

Odstranění amoniaku je nutné, aby se mohla odpadní voda biologicky čistit a tím se dosáhlo odvodní čistoty potřebné z hlediska požadavků ochrany životního prostředí.

Je známo, že u vod s obsahem do 1 % amoniaku lze provádět oddělování kysličníku uhličitého, jakož i nečistot, a získávání amoniaku v kolónš s odvětveným proudem podle NDR patentu 35 353 nebo NDR patentu 45 348. Přitom se amoniak odtahuje ve foímě odvětvených brýd, kysličník uhličitý a snadno těkavé nečistoty odcházejí jako biýdy z hlavy kolony. Biýdové kondenzáty se vracejí do vstupní vody.

Dělení amoniaku a kysličníku uhličitého je podle shora uvedeného způsobu jeětě postačující do koncentrace 1 % amoniaku. Nad touto koncentrací se stává dělení obtížnějším, pretože 86 íáaová rovnováha Kysličníku uhličitého a amoniaku v párové fázi mění ve pro202696 spěch NHj, zvýší-li se při stejném poměru COg/NH^ koncentrace COg + v kapalině. Vracením brýdového kondenzátu a vysokým obsahem uhličitanu amonného doohází jeětě k dal* ěímu zvýšení koncentrace ve vstupní vodě.

V důsledku vysokého obsahu uhličitanu vznikají obtíže u brýd odtahovaných v horní části kolony, obsahujících hlavně kysličník uhličitý. Obsah amoniaku v brýdáoh je při vyšší koncentraoi ve vstupní vodě tak vysoký, že po kondenzaci doohází k vylučování solí v potrubí.

Je známo, že se pro zlepšení dělioího výkonu kolony přivádí část vstupní vody do hlavy kolony v chladném stavu. Postup však selhává, činí-li obsah amoniaku ve vstupní vo dě více než 1 %. V tom případě doohází v hlavě kolony k ohřevu této vody na teplotu asi 70 °C, při které přechází značná část rozpuštěného amoniaku do brýd. Dalším nedostatkem nástřiku studené vody je zvýšená spotřeba páry.

K získání amoniaku se odvětvený brýdový proud koncentruje v zesilovací (stripovaoí) koloně s deflegaátorem. Odvětvené brýdy obsahují následkem nedokonalého dělení v koloně a v důsledku vysokýoh koncentrací uhličitanu amonného větší množství kysličníku uhličitého, který způsobuje obtíže vylučováním solí, takže nepřímé chlazení se může provádět pouze do 60 °C. Poté se amoniakální páry vypírají cirkulačně v pračce. Čpavková voda vyrobitelná z vypranýoh amoniakálních par zaváděním do vody je ještě silně znečištěna. Obsahuje víoe než 2 % COg a více než 0,05 % organických nečistot.

Účelem vynálezu je zabránit inkrustacím z kondenzátů, k nimž doohází při vysokých koncentracích uhličitanu amonného 1 až 3 % v průmyslových vodách, a vyrobit poměrně čistou čpavkovou vodu o koncentraci 20 až 25 % NHy

Předmětem vynálezu je oddělení amoniaku, vázaného ve formě uhličitanu nebo kyselého uhličitanu, z průmyslových vod až na 0,01 %, jakož i organiokýoh nečistot destilačním dělením, aby se tím umožnilo biologické čištění odpadní vody a získal amoniak.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se podle obsahu amoniaku v surové vodě 20 až 100 % vody zbavené plynů z paty kolony nastřikuje v cirkulaci do hlavy kolony, přičemž se cirkulační voda chladí nepřímou výměnou tepla se vstupní vodou na 75 až 95 °C, páry z hlavy kolony ·$ chladí až na 60 °C a poté se vypírají surovou vodou a chladí na 25 až 35 °C, odvětvený brýdový proud se po zesílení a ochlazení na 50 až 60 °C vypírá 2 až 4 chladicími oběhy za přídavku koncentrované čpavkové vody s obsahem 20 až 25 % NH^, nastřikované do hlavy pračky, a přitom se odtahovaný brýdový proud ohladí na 25 až 30 °C.

K provádění způeobu podle předmětného vynálezu se dsstilační kolona použitá pro způsob odstraňování amoniaku z vod nízkoteplené karbonizaoe a plynárenských vod s nízkým obsahem uhličitanu amonného (nejvýše do 1 %, vztaženo na NH^), popsaná v NDR patentu 35 853 a NDR patentu 45 348, vybavená odběrem odvětveného proudu, nastaví o 3 až 4 patra Vstupní voda, která se mísí v zásobníku vstupní vody a recykly z kondenzátoru, pračky odplynu, ohladiče amoniaku a pračky a tím má dva až třikrát vyšší konoentraei uhličitanu amonného než surová voda, se nastřikuje nikoliv na 1., nýbrž na 4·, popřípadě 5. patro shora.

Destilační kolona je opatřena cirkulačním okruhem vody, regulovatelným co do množství, jímž se voda z paty kolony zbavená plynů nastřikuje na 1. patro shora, přičemž se dílčí proud regulovatelný co do množství chladí výměnou tepla se vstupní vodou.

Uvedená cirkulační voda, která obsahuje nejiíýše 0,01 % NH^ a je prakticky prostá volného COg, snižuje na nástřikovém patru vstupní vody (4·, popřípadě 5« patru shora) koncentraci uhličitanu amonného ve vodě, čímž se mění poměr NH^/COg v páře ve prospěch co₂.

V nastavených patrech se páry vystupující ze 4.» popřípadě 5· patra shora vypírají cirkulační vodou, čímž dochází k dalěí změně poměru COg/NH^ ▼ parách hlavy kolony ve pro epěch COg.

Těmito opatřeními, jež vyvolávají snížení koncentrace v parách hlavy kolony, se navodí předpoklady pro destilační dělení roztoků uhličitanu amonného s obsahem nad 1 % amoniaku v surové vodě, zesílené velmi koncentrovanými recykly na dvoj- až trojnásobek vstupní koncentrace. Zatímco se regulací množství cirkulační vody ovlivňuje koncentrace ▼ parách hlavy kolony, dochází regulací teploty cirkulační vody k úpravě nasycenosti vodní páry v parách hlavy kolony, aby při částečné kondenzaci v kondenzátorů byl k dispozici dostatek vody k rozpouštění a nemohlo docházet k vylučování krystalů.

K zamezení vylučování uhličitanu amonného sublimací v proudu par hlavy kolony se provádí nepřímé chlazení těchto par v kondensátoru až na teplotu 60 °C a další chlazení podle vynálezu v pračce odplynu na 25 až 35 °C přímou výměnou tepla se surovou vodou.

Při tomto vypírání se z plynů a nekondenzovaných par ochlazenýoh v kondensátoru vypere NHj až na malý zbytek, který závisí od obsahu NHj v surovém plynu. Odplyn odcházející z pračky odplynu sestává převážně z COg.

Nečistoty, jako HgS a snadno těkavé organické sloučeniny, závisí od stupně znečiště ní surové vody.

K zamezení vylučování uhličitanu amonného sublimací v potrubí odvětveného proudu, který má při výstupu z kolony poměr NH^/COg řádově 3 : 1, se provádí, po odstranění největšího podílu vodní páry v zesilovací koloně a deflegmátorem, nepřímé ochlazení par odvětveného proudu v chladiči amoniaku pouze na 50 až 60 °C. Další ochlazení na 25 až 35 °C se provádí v pračce vybavené 2 až 4 samostatnými cirkulačními okruhy vedenými přes chladiče. Pračka je dále vybavena v horní části 2 až 4 zvonkovými patry. Na nejvyšši patro se nastřikuje čpavková voda (20 až 25 % NH^), která se vede z 3. až 4. patra do horního cirkulačního okruhu vody a odtud přes další cirkulační okruhy vody a ze spodního přes odlučovač oleje do zásobníku vstupní vody.

Voda odtékající ze spodního cirkulačního okruhu obsahuje 20 až 25 % NH^ a 20 až 25 % COg a organické nečistoty, které kondenzují až na teplotu ochlazení.

Páry odcházející horem z pračky sestávají z amoniaku nasyceného vodní párou, jsou podle způsobu provozu pračky znečištěny 0,1 až 0,5 % COg a těkavými organickými sloučeninami ze surové vody, pokud tyto za podmínek v pračce nekondenzují.

Způsob podle vynálezu je blíže objasněn na základě přiloženého -výkresu a příkladu provedení.

Příklad provedení

O

Z 25 m /h surové vody, znečištěné HgS, fenolem a jinými organickými aí r>učeni námi, obsahující 12 g/1 amoniaku, 20 g/1 kysličníku uhličitého a 0,5 g /1 sirovodíku, se má získat amoniak ve formě 20 až 25% čpavkové vody.

Za tím účelem se surová voda vede nejdříve k odstranění amoniaku z odplynu kondensátoru £ přes pračku 2 odplynu. Sirovodík obsažený v surové vodě se částečně vypere} konoentrace klesne z 0,5 g/1 pod 0,3 g/1. Obsah amoniaku v odplynu odcházejícím z hlavy pračky 2 odplynu činí méně než 1 %. Z paty pračky 2 odplynu přichází surová voda do zásobníku vstupaí vody, kde se mísí s kondenzátem o vysoké koncentraci uhličitanu amonného, přitékajícím z odlučovačů 11 a 12. Odtud se vede do výměníků 6 a 2» ohřeje na 85 °C a nastřikuje na 21. až 26. patro třicetipatrové kolony 2.

Z hlavy kolony 2 se brýdy, obsahující převážně kysličník uhličitý, asi 15 % amoniaku a snadno těkavé nečistoty, odtahují a vedou do kondensátoru £. Kondenzát odtéká k odolejování přes odlučovač 1-1 do zásobníku 2 vstupní vody. Odplyn se vede do pračky 2 odplynů.

Do kolony 2 se přivádí spodem 5 t/h nízkotlaké páry. Nad 10. patrem kolony 2 se odebírají brýdy s velkým obsahem amoniaku odbočkou 23 odvětveného proudu a vedou se do zesilovači kolony 8. Z paty kolony 2 odtéká voda zbavená plynů a vstupuje přes výměníky 6 a 2 do odvodu odpadních vod. Asi 30 % této vody zbavené plynů se mezi výměníky 6 a 2 odvětvuje a nastřikuje s teplotou 90 °C na 30. patro kolony 2.

Ze zesilovaoí kolony 8, která spolu s deflegmátorem 2 pracuje jako rektifikační kolona a jejíž patní produkt se vrací ve výši 8. patra do kolony 2, přichází amoniakální plyn do chladiče 10 amoniaku.

Amoniakální plyn, který obsahuje ještě asi 7 % kysličníku uhličitého, se vede z chladiče 10 amoniaku do pračky 2 vybavené dvěma cirkulačními okruhy vypíracího činidla. Do pračky 2 ^ae dávkuje asi 100 1/h čpavkové vody. Koncentrovaný amoniakální plyn, odcházející z hlavy pracky 2» ^Ge zavádí do parního kondenzátu. Vzniká 20 až 25% čpavková voda obsahující pouze 0,5 % kysličníku uhličitého a 0,01 % organických sloučenin a může se použít v průmyslu sody nebo v zemědělství.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob odstraňování a získávání amoniaku z průmyslových odpadních vod, obsahujících zpravidla 1 až 3 % amoniaku a kromě toho kysličník uhličitý a organické sloučeniny, destilačním oddělováním kysličníku uhličitého a nečistot těkajících a vodní párou od amoniaku a vyháněním amoniaku z vody v destilační koloně, vybavené odběrem odvětveného proudu a nasazenou vypírací částí se 3 až 5 patry, vyznačující se tím, žé se podle obsahu amoniaku v surové vodě 20 až 100 % vody zbavené plynů z paty kolony nastřikuje v cirkulaci do hlavy kolony, přičemž se cirkulační voda chladí nepřímou výměnou tepla se vstupní vodou na 75 až 95 °C, páry z hlavy kolony se chladí až na 60 °C a poté se vypírají surovou vodou a chladí na 25 až 35 °C, odvětvený brýdový proud se po zesílení a chlazení na 50 až 60 °C vypírá 2 až 4 chladicími oběhy za přídavku koncentrované čpavkové vody s obsahem 20 až 25 % amoniaku nastrikováné do hlavy pračky a přitom se odtahovaný brýdový proud chladí na 25 až 30 °C.

   1 výkres