DE2149848B2

DE2149848B2 - Verfahren zur Ammoniakrückgewinnung und -verflüssigung

Info

Publication number: DE2149848B2
Application number: DE2149848A
Authority: DE
Inventors: George C. Briley; Thomas A. Lyons; James J. Shepherd
Original assignee: Cluett Peabody and Co Inc
Current assignee: Cluett Peabody and Co Inc
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-10-06
Publication date: 1978-11-16
Also published as: DE2149848C3; JPS5628039U; HK12676A; NO130166B; US3721097A; CH552539A; JPS58656Y2; SE379563B; DE2149848A1; CA937855A; GB1344143A

Description

In neuerer Zeit hat sich bei der Entwicklung, etwa der Dauerpreßkleidung und der industriellen Nachfrage nach Textilien, die in besondere Formen gebracht werden, der Schwerpunkt auf die Behandlung von Textilien mit flüssigem Ammoniak verlagert. Große Mengen an Ammoniak finden ihren Weg ifl derartige Verfahren, so daß ein ständiges Bedürfnis in der Verwendung oder Wiedergewinnung von Ammoniakrückständen aus den Textilbehandlungskammern vorliegt. Leider hat die Rückgewinnung von Ammoniak aus den Textilbehandlungskammern keinen Erfolg gehabt. Einige Schwierigkeiten, die sich bei der Ammoniakrückgewinnung ergaben, waren Explosionsgefahr, Unzuverlässigkeit, Beeinträchtigung (und schlimmer noch Zerstörung) der Anlage für die Textilbearbeitung. Es zeigt sich aber ein Bedürfnis für eine Ammoniakrückgewinnung aus dem Abstrom der Ammoniakbehandlungskammern in betrieblichen und ökonomischen Grenzen, welche die Textilindustrie verkraften kann.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniak durch eine katalytische Umwandlung eines Gemisches aus Stickstoff und Wasserstoff, wobei die Temperatur des umgewandelten Gases so weit gesenkt wird, daß es für eine wirksame Entfernung des in ihm enthaltenen Ammoniaks unter Druck gesetzt werden kann, um das Ammoniak zu verflüssigen oder zu absorbieren.

Ein anderes bekanntes Verfahren zielt auf die Behandlung von Gasen aus einem Konverter als Ergebnis einer Synthese von Wasserstoff und Stickstoff unter Druck in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators ab. In beiden Fällen müssen Drücke von einer Höhe angewandt werden, die für ein Verfahren, wie das der vorliegenden Erfindung, jede Wirtschaftlichkeit ausschalten würden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ammoniakrückgewinnung und -verflüssigung aus dem Abstrom der Ammoniakbearbeitungskammern einer Textilbearbei-

ä tungsanlage auf neue und einfache Art und Weise. Die Abgabe eines Gemischs aus Ammoniak und Luft aus der Bearbeitungskammer für Textilien an eine Rückgewinnungsanlage wird dazu verwendet, den Druck in der Bearbeitungskammer zu regeln, so daß in dieser ein minimaler Unterdruck, wie notwendig, aufrechterhalten wird. Ein Ofen dient dazu, Ammoniak aus der Kammer zu verbrennen, wenn die Anlage mit Ammoniak beschickt oder dieses entfernt wird. Der Ofen dient auch als Notaggregat zum Verbrennen des Gemisches, falls die Rückgewinnungsanlage nicht arbeitet Ein Ausfall des Kompressors wird durch eine andere Anschaltmöglichkeit verhindert Demgemäß trägt die Erfindung dem Bedürfnis der Textilindustrie nach einer Ammoniakrückgewinnungs- und -verflüssigungsanlage der genannten Art Rechnung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das die Aufrechterhaltung eines geringfügigen Unterdrucks in der Ammoniak-Textil-Bearbeitungskammer ermöglicht, so daß ein Austritt von Ammoniak aus dieser so gering wie möglich gehalten wird, und mit Hilfe dessen man das aus der Textilbearbeitungskammer austretende Ammoniak wiedergewinnt und verflüssigt, und zwar mit geringeren Kosten und nachhaltigerer Wirkung als bei den früheren Anlagen.

Ferner soll der Kompressor der Rückgewinnungsanlage ohne Schaden betrieben werden können, und zwar selbst wenn die Belastung durch die Textilbearbeitungskammer ausfällt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ammoniakrückgewinnung unter Verflüssigung des Ammoniaks aus einem Ammoniak-Luft-Gemisch, das aus einer auf einem geringen Unterdruck gehaltenen Bearbeitungskammer für Textilien mit flüssigem Ammoniak austritt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß man diesen Druck

■»ο in der Kammer durch Regelung der Abgabe des gasförmigen Gemischs aus der Kammer aufrecht erhält und das abgezogene Gemisch durch direkten Wärmeaustausch mit flüssigem Ammoniak kühlt, komprimiert und zum indirekten Wärmeaustausch mit Wasser in einen Kondensator leitet, aus dem flüssiges Ammoniak abgeschieden wird, und man ein vom Kondensator abgezogenes, ammoniakarmes Gas einem Austauscher zum Wärmeaustausch mit flüssigem Ammoniak zuführt, wobei flüssiges Ammoniak abgeschieden wird, und man dabei erhaltene, nicht kondensierbare Gase einer Verbrennung zuführt.

Zweckmäßig wird das gasförmige Ammoniak-Luft-Gemisch einem Heißdampfkühler zugeführt, in dem es in Blasen durch das flüssige Ammoniak aufsteigt, und dann einer ersten Kompressionsstufe zugeleitet, anschließend in Blasen durch das flüssige Ammoniak in einem Zwischenkühler aufsteigen gelassen und schließlich einer zweiten Kompressionsstufe zugeführt.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Figur erläutert, die ein Fließschema des Ammoniakrückgewinnungs- und Verflüssigungsverfahrens zeigt.

Wie Figur zeigt, wird gasförmiges Ammoniak zusammen mit Luft aus der Bearbeitungskammer 11 der Textil-Behandlungsanlage über eine Saugleitung 12 zur Rückgewinnung und Verflüssigung des Ammoniaks entfernt. Die Bearbeitungskammer 11 kann eine von vielen Typen von Anlagen sein, in denen Textilien mit

flüssigem Ammoniak behandelt werden. Die Bearbeitungskammer 11, welche keinen Teil der Erfindung bildet, wird auf einem geringfügigen Unterdruck gehalten, so daß ein Austritt von Ammoniak Luft aus ihr gering gehalten wird. Der gewünschte Druck in der Bearbeitungskammer 11 wird von einem Ventil 13 und sinem Differentialdruckübertrager 46, der vom Druck in der Bearbeitungskammer 11 abgefühlt wird, sowie von einem Druckregler 46a aufrechterhalten, um das Ventil 13 zu betätigen.

Das Gemisch aus Ammoniak und Luft aus der Bearbeitungskammer 11 ist ziemlich heiß und wird über die Leitung 12 und das Regelventil 13 mittels eines Druckunterschieds zu dem Heißdampfkühler 14 gesaugt, in dem der Strom aufwärts durch flüssiges Ammoniak 15 mittels eines Fallrohrs 16 und einer Lochplatte 17 zum Abkühlen sprudelt Vom Heißdampfkühler 14 wird das Gemisch durch die Leitung 18 zur ersten Stufe 19 des Kompressors 21 geführt, in der es vorerst von Atmosphärendruck auf etwa 2,1 kp/cm² komprimiert wird. Das Gemisch wird dann durch die Leitung 22 zum Zwischenkühler 23 geleitet, in dem es wieder durch Aufsprudelnlassen durch flüssiges Ammoniak wie im Heißdampfkühler 14 gekühlt wird. Dann wird das Gemisch durch die Leitung 24 in die zweite Stufe des Kompressors 21 geleitet, in der es vorerst auf einen Druck von 12 kp/cm² gebracht wird. Darauf wird das Gemisch durch die Leitung 26 zur Mantelseite eines Mantelrohrkondensators 27 geführt, in welches es zur Wärmeabgabe ohne Berührung mit Wasser an der Rohrseite geführt wird. Das Wasser für den Kondensator 27 wird über die Leitung 28 von einer nicht gezeigten Quelle geliefert und durch die Leitung 29 abgeführt Kondensiertes Ammoniak wird von dem Kondensator 27 zum Vorratsbehälter 31 durch die Leitung 32 abgezogen. Ein geeignetes (nicht gezeigtes) Rückschlagventil kann üblicherweise in der Leitung 32 vorgesehen werden. Unkondensierte ammoniakarme Gase verlassen den Kondensator 27 durch die Leitung 33 zum Übergang zur Mantelseite des Rohrwärmeaustauschers 34, in dem diese ammoniakarmen Gase die Wärme mit flüssigem Ammoniak ohne Berührung damit austauschen. Das flüssige Ammoniak für den Wärmeaustauscher 34 wird aus dem Vorratsbehälter 31 zur Rohrseite des Wärmeaustauschers 34 durch die Leitung 35 zugeführt und tritt über die Leitungen 36a und 36 zum Rücklauf zum Heißdampfkühler 14 aus. Nichtkondensiertes aus der Mantelseite des Wärmeaustauschers 34 geht durch die Leitungen 37 und 38 zum Ofen 39 ab, der mit einem geeigneten Brenner 41 ausgerüstet ist, um alles in den Nichtkondensaten zurückgebliebenes Ammoniak zu oxidieren und damit ein sauberes, sicheres Abgas zu gewinnen. Der Ofen 39 ist auch mit einem Gebläse, einer Brennstoffquelle, einer Zündsicherung und einem geeigneten Verbrennungsregler ausgerüstet, die alle bekannt sind. Flüssiges Ammoniak tritt aus der Mantelseite des Wärmeaustauschers 34 durch die Leitung 42 (die mit einem Schwimmerventil ausgerüstet ist) für einen Rücklauf zum Zwischenkühler 23 aus.

Somit ist also die Ammoniakrückgewinnungs- und •verflüssigungsanlage der Bearbeitungsanlage fürTextilien nachgeordnet Um die Ammoniakrückgewinnungsund -verflüssigungsanlage zu betreiben, muß die Ammoniakkonzentration in der Bearbeitungskammer 11 über dem Explosionspunkt liegen. Die Leitung 43 mit dem Gebläse 44 verbindet die Bearbeitungskammer 11 mit dem Ofen 39 über die Leitung 38, so daß Ammoniak aus der Bearbeitungskammer abgezogen und oxidiert werden kann. Dazu ist zu bemerken, daß der Ofen 39 dazu benutzt werden kann, verschiedene Teile der Anlage, wie den Heißdampfkühler 14, über die Leitungen 45 und 38 zu reinigen.

Der Betrieb der Bearbeitungskammer 11 muß von der Ammoniakrückgewinnupgs- und verflüssigungsanlage unabhängig sein. Wenn die Ammoniakrückgewinnungsund -verflüssigungsanlage, beispielsweise infolge einer Kompressorpanne ausfällt, kann das Gebläse 44 das Ammoniak-Luft-Gemisch über die Leitung 38 dem Ofen 39 der Verbrennung zuführen, wodurch die Bearbeilungskammer 11 ohne Unterbrechung weiterarbeiten kann.

Diese Ammoniakrückgewinnungs- und verflüssigungsanlage vermeidet auch einen Ausfall des Kompressors 21 wegen zu geringen Strömens bei einer Unterbrechung des Gemischs von Ammoniak und Luft aus der Bearbeitungskammer 11. Der Differentialdruckübertrager 46 betätigt zusammen mit dem Druckregler 46a das Ventil 13, um den Druck in der Bearbeitungskammer 11 so zu regeln, daß ein minimaler Unterdruck in der Größenordnung eines cm Wassersäule oder weniger in ihr aufrechterhalten werden kann. Infolge

■»o dieses geringfügigen Unterdrucks wird ein Austritt von Ammoniak aus der Bearbeitungskammer 11 äußerst klein gehalten. Im Falle einer Unterbrechung des Flusses von der Bearbeitungskammer 11 öffnet der Differentialdruckübermittler 47 zusammen mit dem Druckregler 47a das Ventil 48 und führt Gas durch die Leitungen 49a, 36 und 16 zurück, um dem Kompressor eine Scheinlast aufzubürden. Wenn die Anlage normal arbeitet, ist das Ventil 48 geschlossen.

Die Leitung 49 ermöglicht eine Zufuhr von flüssigem

so Ammoniak zum Vorratsbehälter 31. Die Leitung 51 kann für das Abziehen von Ammoniakdämpfen aus Tankwagen, auch unter Verwendung der Leitungen 36 und 12, benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ammoniakrückgewinnung unter Verflüssigung des Ammoniaks aus einem Ammoniak-Luft-Gemisch, das aus einer auf einem geringen Unterdruck gehaltenen Bearbeitungskammer für Textilien mit flüssigem Ammoniak austritt, dadurch gekennzeichnet, daß man diesen Druck in der Kammer (11) durch Regelung der Abgabe des gasförmigen Gemischs aus der Kammer aufrecht erhält und das abgezogene Gemisch durch direkten Wärmeaustausch mit flüssigen Ammoniak kühlt, komprimiert und zum indirekten Wärmeaustausch mit Wasser in einen Kondensator (27) leitet, aus dem flüssigen Ammoniak abgeschieden wird und man ein vom Kondensator abgezogenes ammoniakarmes Gas einem Austauscher (34) zum indirekten Wärmeaustausch mit flüssigem Ammoniak zuführt, wobei weiteres flüssiges Ammoniak abgeschieden wird, und man dabei erhaltene nicht kondensierbare Gase einer Verbrennung zuführt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Ammoniak-Luft-Gemisch einem Heißdampfkühler (14) zugeführt wird, in dem es in Blasen durch das flüssige Ammoniak aufsteigt, dann einer ersten Kompressionsstufe (19) zugeleitet, anschließend in Blasen durch flüssiges Ammoniak in einem Zwischenkühler (23) aufsteigen gelassen und schließlich einer zweiten Kompressionsstufe (25) zugeführt wird.