CS204921B1 - Způsob zpracování exhalací - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zpracování alkalických a kyselých exhalací vznikajících ve výrobně průmyslovýoh hnojiv a zařízení k provádění tohoto způsobu.

TaHn-fm _z modemíoh typů průmyslových hnojiv je třísložkové hnojivo s různým poměrem dusíku, fosforu a draslíku, dále označené jako NPK. V prooesu jeho výroby je nutno z jednotlivých výrobních aparátů a jejich souborů, tj. rozklad, čpavkování, granulaoe a sušení, odsávat kyselé a amoniakální, tj. alkalické výpary, které by jinak zamořovaly výrobní prostory a ohrožovaly svými fyziologickými účinky zdraví obslúhového personálu.

Při stávajícím způsobu likvidace exhalací z výrobny NPK jsou vypírány exhalace kyselé a exhalace alkalické odděleně. Kyselé exhalace jsou tvořeny kysličníky dusíku, které se uvolňují z reakční směsí pří rozkladu fosfátů kyselinou dusičnou. Část kysličníků dusíku se z odtahových plynů vypere vodou, zbytek odchází do ovzduší. .Alkalické exhalace jsou tvořeny únikem amoniaku při neutralizaci břečky a jsou to v podstatě brýdové páry o teplotě 90 až 100 °C a obsahujíoí 1 až 5 % NH^. Amoniak se z větší části vypírá vodou, zbytek odchází do ovzduší.

204

921

204 921

Vzhledem k tomu, Se odpadní plyny obsahující taká tuhé prachové látky, provozuje se za současného stavu vypírka exhalátů s velkým nadbytkem vody a s velkou intenzitou zkrápění pracích aparátů, aby se zabránilo.usazování tuhých látek v pračkách a potrubí· Nutným důsledkem této praxe je velmi malá koncentrace chemikálií v pracích roztooíoh, které pak nemohou být znovu vráceny do výroby a tvoří odpadní vody, které znečišťují vodoteče· Navíc ještě při použití technologické vody pro vypírku alkalických exhalací je nutno cirkulující absorpční roztok chladit, oož je.spojeno s investičně a provozně náročným řešením ohladioího okruhu, kde uniká navíc do ovzduší značné množství vodní páry, mlhy a čpavku a chladicí věž vytváří další velmi významný zdroj exhalací.

S oběhem velkýoh kvant pracího roztoku je za současného stavu spojena náročnost vypírky exhalací nejen na investiční prostředky, ale i na provozní a zejména energie.

Nedostatkem vypírky exhalací za stávajícího stavu je konečně i okolnost, že pračky dosud používané mají nízkou účinnost jako důsledek funkční citlivosti na výkyvy prosazovaného množství plynů a značnou poruohovost způsobenou zanášením vnitřních povrchů tuhými látkami. '

Kyselé exhalace, obsahujíoí jako hlavní škodlivou složku kysličníky dusíku, se za současného stavu vypírají různými medií, které však do procesu vnášejí oizí sloučeniny, jako jsou např. alkalioké kovy, železo, halogenidy aj·, využívané při vypíroe jako aktivní látky. Tyto technologie jsou popsány například v USA. pat. č. 3 920 421, USA pat. č.

635 657, SSSR aut. osv. č. 186 985, SSSR aut. osv. č. 539 594, DOS 8. 1 253 686 a NDR pat* č. 110 833. Rovněž je známo zaehyoování kysličníků dusíku z odpadních plynů v roztocích amoniaku a hydroxidů alkalických kovů.

Zachycování čpavku a alkalických exhalací z výroby NPK hnojiv je předmětem čs. aut. osv. č. 189 159. který je zaměřen 1 na využití zaohyoeného čpavku. Způsob podle citovaného čs. vynálezu je náročný na energii potřebnou k rozprašování absorpčního roztoku a zaehyoování jemných kapiček roztoku v cyklonu. Je technicky velmi nesnadné zajistit rozprášení absorpčního roztoku v celém průřezu rozměrnějších aparátů, jakož i potřebné doby styku kapalné a plynné fáze, oož spolu se souproudým charakterem absorpčního proeesu neumožňuje dosažení potřebné účinnosti hlavně u velkýoh provozníoh zařízení. Důsledkem je, že brýdové páry není možno pro zbytkový obsah amoniaku vypouštět volně do ovzduší.

Při provádění tohoto způsobu navíc doohází ke zřeďování absorpčního roztoku v důsledku tepelných ztrát zařízení a vysoké relativní vlhkosti brýdovýoh par. Při běžně se vyskytujícím obsahu tuhýoh látek v absorpčním roztoku je tento způsob při provozování spojen se zaačnou poruohevostl, zacpáváním rozprašovacích trysek a jiných částí zařízení a tím i se zvýšenými nároky na obsluhu. Tento způsob rovněž neumožňuje zachycení jemně dispei*govanýoh částic aerosolu dusíkatých solí, rovněž obsažených ve zpraoovávanýoh brýdovýoh

204 921 parách·

Podstatně výhodnějším se jeví způsob zpraoování exhalací alkalické a kyselé povahy z výroby průmyslových hnojlv typu NPK podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že exhalaoe alkalické povahy se mísí s exhalacemi kyselé povahy a případně vzduchem, načež se zkrápí cirkulujícím absorpčním roztokem o teplotě 50 až 100 °C a pH 0 až 5, jehož acidita i složení se udržuje přídavkem vymražené břečky a/nebo kyseliny fosforečné, přičemž použitý absorpční roztok se vrací zpět do procesu výroby NPK hnojiv.

Řešení podle vynálezu umožňuje snížit technickou i ekonomickou náročnost, zvýšit účinnost, podstatně snížit celkové množství vypouštěných závadných odpadních vod a plynných exhalací a snížit spotřebu surovin základní výrobny NPK úměrně zachycenému množství exhalaoí·

Pro řešení likvidace exhalaoí podle vynálezu je základní operaoí částečná neutralizace vymražené břečky amoniakem z brýdovýoh par. Tímto způsobem se prakticky zachytí a zpětně využije veškerý amoniak. Protože by v.tomto případě docházelo k zředění břečky a tím k přetěžování odpařovaoí části výrobny, je třeba k brýdovým parám přidávat další rnoŽství vzdušiny, aby při absorpci nedocházelo ke kondenzaoi vodní páry.

K tomuto účelu se výhodně použijí exhalace kyselé povahy, přičemž dochází po vzájemném smísení ke vzniku dusitanu a dusičnanu amonného a tím k likvidaci kysličníků dusíku. Dusičnan amonný se zachycuje jako takový v cirkulačním absorpčním roztoku, dusitan amonný reaguje s amonnými ionty za vzniku plynného dusíku a vody. Pokud by objem kyselých exhalaoí nebyl dostačující, je možno přidávat vzduch z atmosféry.

Při provádění způsobu likvidace exhalaoí podle předkládaného vynálezu se pohybuje teplota absorpčního roztoku v rozmezí 50 až 100 °C, v závislosti na obsahu amoniaku v brýdovýoh parách. Při vyšším obsahu amoniaku se roztok v důsledku uvolněného reakčního tepla ohřívá na vyšší teplotu. Do absorpčního systému se záměrně nepřivádí ani neodvádí teplo, praouje téměř adiabaticky.

Reakoe absorpčního roztoku se pohybuje v kyselé oblasti, pH 0 až 5, ale z hlediska rozpustnosti fosfátů amonných v břečoe je vhodné udržovat reakoi roztoku na pH 0 až 1.

Při vyšším pH j e zvýšené nebezpečí zakrustování celého zařízení. K úpravě kyselosti roztoku lze výhodně použít kyseliny fosforečné, která se do výrobny přidává v rámci intenzifikace. Náhradou břečky, obsahující mimo jiné i volnou kyselinu dusičnou, za kyselinu fosforečnou, se sníží obsah kysličníků dusíku ve vystupujících plynech. Objem cirkulačního roztoku je udržován na konstantní výši a přírůstek objemu, způsobený přídavkem břečky nebo kyseliny fosforečné je eliminován odváděním části roztoku z absorpčního

204 921 okruhu do neutralizační části výrobny.

Pro realizaci předmětného vynálezu je výhodné použít absorpční zařízení, které pracuje protiproudně, hydraulický odpor nepřesáhne 1 kPa, výplň je orientována vertikálně a zaujímá méně než 20 % volného průřezu absorpčního zařízení.

Vynález je ozřejměn na dále uváděném příkladu provedení.

Alkalické exhalaoe v množství 150 m^/h a kyselé exhalace v množství 150 m^/h byly po vzájemném smísení vedeny do absorpční kolony ,s výplní orientovanýoh šroubovio. Zde byly plyny protiproudně zkrápěny absorpčním roztokem, ve kterém se přídavkem vymražené břečky udržovala koncentrace cca 2 gramekvivalenty volné kyseliny v 1 1. Přebytek absorpčního roztoku byl odváděn zpět do výrobny NPK. Na poloprovozním zařízení o výšce výplně 3 m bylo dosaženo 100 % účinnosti při zachycování volného amoniaku a 90 % účinnosti při zachycování aerosolů solí.

Zkoušená absorpční kolona s výplní orientovanýoh šroubovio měla světlost 300 mm, takže fiktivní ryohlost plynu v koloně byla 1,2 m/s. Pracovní teplota v koloně byla 60 až 70 °C. Volný průřez kolony vzhledem k výplni činil ooa 92 % a v průběhu zkoušek nebylo pozorováno žádné zanášení vnitřních povrchů tuhými úsadami. Hydraulloký odpor kolony byl zanedbatelně nízký.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT . VYNÁLEZU

   Způsob zpraoování exhalací alkalické a kyselé povahy z výroby průmyslových hnojiv typu NPK vyznačený tím, že exhalaoe alkalioké povahy se mísí s exhalacemi kyselé povahy a případně vzduohem, načež se zkrápí cirkulujícím absorpčním roztokem o teplotě 50 až 100 °C a pH 0 až 5, jehož aoidita i složení se udržuje přídavkem vymražené břečky a/nebo kyseliny fosforečné, přičemž použitý absorpční roztok se vraoí zpět do prooesu výroby NPK hnojiv.