DE2233377A1

DE2233377A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von industrieabwaessern mit anteilen von di-isopropylamin

Info

Publication number: DE2233377A1
Application number: DE2233377A
Authority: DE
Inventors: Harald Jakob
Original assignee: Davy Ashmore AG
Current assignee: Davy Ashmore AG
Priority date: 1972-07-07
Filing date: 1972-07-07
Publication date: 1974-01-24
Also published as: DE2233377B2; US3867287A; DE2233377C3

Description

EWALD OPPERMANN

PATENTANWALT 223337?

«β! OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 · TELEFON («f 11) 8S531C · KABEL EWOPAT

6. Juli 1972 1/7131

ZIMIiER AKTIENGESELLSCHAFT Planung und Bau von Industrieanlagen 6 Frankfurt (Main) 6o

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Industrieabwässern mit Anteilen von Di-Isopropylamin

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Industrieabwässern mit Anteilen von Di-Isopropylamin, die insbesondere aus der Spaltglykoldestxllatxon in Polykondensationsanlagen zur Herstellung von Polyestermassen stammen.

Bei der Destillation von Spaltglykol aus Polykondensations-. anlagen, in denen Terephthalsäure mit Äthylenglykol verestert und nachfolgend kondensiert wird, fällt aufgrund des als Äther-Inhibitor und/oder Katalysator eingesetzten Di-Isopropylamin Abwasser an, welches Anteile von Di-Isopropylamin enthält. Wegen der starken Giftigkeit dieses Stoffes muss das Abwasser vor seiner Weiterleitung entsprechend gereinigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, durch welche der gefährliche Anteil von Di-Isopropylamin bei geringstmöglichem Aufwand wirksam auf einen unschädlichen Bruchteil der ursprünglichen Menge herabgesetzt v/erden kann, sodass den behördlichen Anforderungen an die Reinheit der Abwasser Genüge getan wird. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch, dass die Abwasser in fein verteilter Form in Kontakt mit einem fortlaufend erneuerten Gasstrom gebracht werden, und dass der Gasstrom nachfolgend vom Flüssigkeitsstrom getrennt wird.

Es ist zwar bekannt, dass verunreinigte Gase mittels eines feinen Flüssigkeitsregens von unerwünschten Beimengungen wie Dämpfen, Gasen und Stäuben gereinigt werden können. Für diesen Zweck wurden bereits sogenannte Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher eingesetzt, die nach Art einer Flüssigkeitsstrahl-Pumpe gebaut sind und aus einem Ansauggehäuse mit darin angeordneter Düse bestehen, durch die die Flüssigkeit unter Druck und mit hoher Geschwindigkeit als Strahl/feiner Tropfen austritt. Die zu reinigenden Gase treten in der Regel seitlich in das Ansaug-Gehäuse ein und werden dort in Kontakt mit dem Flüssigkeitstropfen gebracht. Dabei nimmt die Flüssigkeit die Beimengungen

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der Gase oder Dämpfe auf, sodass nach Trennung von Flüssigkeit und Gas ein gereinigtes Gas gewonnen wird.

Es wurde nun überraschend festgestellt, dass ein hoher Reinigungseffekt von mit Di-Isopropylamin verseuchten Abwässern unter Umkehrung des Wirkungsprinzips der Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher dann erzielt werden kann, wenn die Abwasser in einem Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher der Einwirkung eines Gasstroms ausgesetzt werden. Als Gas für die Durchführung der Reinigung kommt vorzugsweise Luft jji Frage, die zweckmässig nach Erfüllung ihrer Aufgabe einem Verbrennungsvorgang zugeführt wird, beispielsweise als Verbrennungsluft in einer Ölfeuerung.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich sowohl für eine diskontinuierliche als auch für eine kontinuierliche Verfahrensführung. Dabei kann die Reinigungswirkung gemäss der weiteren Erfindung noch dadurch gesteigert werden, dass die Abwässer im Kreislauf umgewälzt und mehrfach der Einwirkung des Gasstroms ausgesetzt werden. Eine kontinuierliche Verfahrensführung" ist bei Anwendung der Massnahmen mit besonderem Vorteil zu erreichen, die darin bestehen, dass die Abwasser in einen mehrkammerigen Behälter geleitet werden, wobei durch die Kammern mehrere parallele Abwässer-Kreisläufe aufrechterhalten werden, und dass der Gasstrom nacheinander durch die den einzelnen Kammern zugeordneten Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher geleitet wird. Die Abwasser können hierbei kontinuierlich durch den mehrkammerigen Behälter .in der Weise geführt werden, dass sie sich in jeder der Kammern unter Einhaltung einer mittleren Verweilzeit aufhalten. Durch die für jede Kammer getrennt im Kreislauf geführte Gasreinigung stellt sich in der Reihenfolge der Kammern ein Konzentrationsgefälle an Di-Isopropylamin ein. Durch die Wahl der Anzahl der Kammern kann infolgedessen

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leicht der Reinheitsgrad der Abwasser gesteuert werden. Die Führung des Gasstroms durch die einzelnen Gaswäscher bzw. Kammern erfolgt dabei zweckmässig im Gegenstromprinzip, sodass sich der Gasstrom allmählich mit Di-Isopropylamindämpfen auflädt.

Der Reinigungseffekt lässt sich dadurch verbessern, dass die Abwasser vor dem Kontakt mit dem Gasstrom auf eine Temperatur oberhalb 30°C, vorzugsweise oberhalb 40°C, aufgeheizt werden. Dies kann auf einfachste Weise beispielsweise mittels eines dampfbeheizten Wärmeaustauschers geschehen. Ferner egeben sich günstige Reinigungswirkungen dann, wenn das Verhältnis der pro Zeiteinheit durchgesetzten Gas-

menge (in Nm /h) zu der Abwassermenge (in kg) beim diskontinuierlichen Verfahren zwischen 1 und 5, vorzugsweise zwischen 1,7 und 4, gewählt wird. Da auch das Verhältnis

3 der pro Zeiteinheit durchgesetzten Gs.smenge (in Nm /h) zu

3 der pro Zeiteinheit umgewälzten Abwassermenge (in-m /h) nicht ohne Einfluss auf den Reinigungseffekt ist, wird vorgeschlagen, dass dieses Verhältnis zwischen 20 und 120, vorzugsweise zwischen 40 und 90, gewählt wird.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des eingangs beschriebenen Verfahrens. Diese ist gemäss der weiteren Erfindung gekennzeichnet durch einen Behälter für das Abwasser, mindestens einen, dem Behälter zugeordneten Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher, mindestens einer Abwasser-Umwälzpumpe, die in dem Kreislauf zwischen Behälter und Gaswäscher angeordnet ist, und durch eine Einrichtung zur Versorgung des Gaswäschers mit einem Gasstrom.

Die Zuordnung von Behälter und Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher erfolgt zweckmässig in der Weise, dass der Gaswäscher mit senkrechter Ausrichtung der Flüssigkeitsstrahl-

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Düse auf dem Behälter angeordnet wird, wobei die Verbindung durch ein Rohr bewirkt wird, in dem die Gasströmung in intensive Wechselwirkung mit dem in Tropfen unterteilten Flüssigkeitsstrom tritt. Der darunter angeordnete Behälter dient dann gleichzeitig als Auffangbehälter für die Flüssigkeit und als Abscheider für die Gasströmung. Die Einrichtung zur Versorgung des Gaswäschers mit einem Gasstrom besteht in vorteilhafter Weise aus einer Reihenschaltung eines Luftfilters, eines Gebläses und eines Luftvorwärmers, der zweckmässig wiederum mittels Heizdampf beheizt ist.

Zum Zwecke einer lcontinuierlichen Verfahrensführung empfiehlt es sich, die vorstehend angegebene Vorrichtung so abzuwandeln, dass der Behälter mehrere, in Reihe geschaltete Kammern besitzt, von denen jeder ein Gaswäscher und eine Abwasser-Umwälzpumpe zugeordnet ist, wobei die Abwasserkreisläufe parallel und die Gasversorgungsleitungen der Gaswäscher in Reihe geschaltet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung sowie das in ihr ausgeübte Verfahren seien nachfolgend anhand der Figur näher beschrieben, die ein Verfahrensschema zeigt.

In der Figur ist mit 1 eine Leitung bezeichnet, durch die das Kopfprodukt einer Wasserkolonne aus der Glykoldestillation zugeführt wird. Das Kopfprodukt enthält in der Regel zwischen o,4 und o,5 % Di-Isopropylamin. Dieses Kopfprodukt stellt das Abwasser dar. Es fliesst zunächst kontinuierlich durch einen Wärmetauscher 2, dem Heizdampf über eine Leitung 3 zu- und über eine.Leitung 4 abgeführt wird. In der Leitung befindet sich ein Temperaturfühler 5, der mittels einer Regelanordnung 6 ein Regelventil 7 und damit die Heizleistung regelt. Über eine

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Leitung 8 wird das Abwasser einem Behälter 9 zugeführt, der durch eine Trennwand Io in zwei Kammern 11 und 12 unterteilt ist. Die Trennwand Io lässt im oberen Bereich des Behälters 9 einen Teil des Querschnitts frei, sodass das zunächst in die Kammer 11 eintretende Abwasser über die Trennwand Io überlaufen kann.

Von der Kammer 11 führt eine Kreislaufleitung 13 über eine Abwasser-Umwälzpumpe 14 zu einem Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher 15, der unter senkrechter Ausrichtung seiner nicht näher bezeichneten Flüssigkeitsstrahl-Düse mittels eines Rohres 16 auf dem Behälter 9 befestigt ist. Der Innenraum des Behälters 9 und des Rohres 16 kommunizieren miteinander, sodass der durch das Rohr 16 nach unten fallende Tropfenstrahl vom Behälter 9 bzw. der Kammer aufgefangen wird.

Eine analoge Anordnung ist für die Kammer 12 mittels einer Kreislaufleitung 17, einer Umwälzpumpe 18, eines Flüssigkeitsstrahl-Gaswäschers 19 und eines Rohres 2o getroffen. Das gereinigte Abwasser mit etwa o,o4 bis o,o5 % Di-Isopropylamin wird dem Behälter 9 über eine Leitung 21 entnommen. Es ist zu erkennen, dass die Kammern 11 und 12 in Reihe geschaltet sind, und dass das Abwasser innerhalb der einzelnen Kammern durch parallele Kreisläufe 13 bzw. 14 und 17 bzw. 18 umgewälzt wird.

Der zur Reinigung benötigte Gasstrom tritt in Form von Luft über ein Ansaugfilter 22 in eine Gasleitung 23 ein. Ein Verdichter 24 sorgt für den Transport der Gasströmung zunächst zu einem Gaserhitzer 25, der ebenfalls über eine Leitung 26 mit Heizdampf versorgt wird, der durch eine Leitung 27 abgeführt wird. Ein Temperaturfühler 28 sorgt in Verbindung mit einem Regelgerät 29 und einem Regelventil 3o für die Regelung der Heizleistung bzw. Temperatur der Gasströmung.

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Die Gasströmung wird über eine Leitung 31. dem Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher 19 zugeführt und in diesem mit dem tropfenförmigen Flüssigkeitsstrahl innig vermischt. Das Gas tritt zusammen mit der Flüssigkeit durch 'das Eohr 2o in die Kammer 12 des Behälters 9 ein, wo eine Trennung von Gas und Flüssigkeit stattfindet. Aus dem Behälter 9 wird das Gas durch eine weitere Leitung 32 dem Flüssigkeitsstrahl-Gäswäscher 15 zugeführt, in dem sich das gleiche Spiel wiederholt. Das erneut abgeschiedene Gas tritt durch eine Leitung 33 aus dem Behälter 9 aus und wird über einen Tropfenabscheider 34 einer Abluftleitung 35 zugeführt, die in eine Ansaugluftleitung 36 für die Ölfeuerung einer Dampferzeugungsanlage mündet. Es ist gut zu erkennen, dass die Gasströmung im Behälter 9 hinsichtlich des Konzentrationsgefälles von Di-Isopropylamin im Gegenstrom zum Abwasser geführt wird. Hieran ändert auch die Tatsache nichts, dass innerhalb der einzelnen Stufen, bzw. in den Rohren 2o und 16 gleichgerichtete Strömungen vorliegen.

Das im Tropfenabscheider 34 abgeschiedene Abwasser wird dem Behälter 9 über eine Leitung 37 wieder zugeführt. Eine Verbindungsleitung 38 ermöglicht eine Regelung der Gasströmung durch die Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher bzw. unmittelbar in die Ansaugluftleitung 36.

Beispiele;

Die in der Figur dargestellte Anlage wurde in diskontinuierlicher Betriebsweise unter verschiedenen Bedingungen in fünf Versuchen betrieben. Dabei wurde der Behälter 9 mit einer vorgeschriebenen Menge von Abwasser beschickt und danach die Leitungen 1 und 21 abgesperrt. Bei einstufiger Verfahrensführung wurde nur eine der beiden Kammern mit Abwasser gefüllt, die andere blieb leer. Die einzelnen Daten der.durchgeführten Versuche sowie die damit erziel-

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ten Reinigungseffekte sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Die jeweiligen Gehalte von Di-Isopropylamin am Anfang, nach 3o, 60, 9o und 12o Minuten sind in Form von Diagrammen in Abhängigkeit von der Zeit darstellbar. Daraus ist ersichtlich, dass sich der Restgehalt von Di-Isopropylamin asymptotisch einem Grenzwert nähert, der etwa zwischen o,o3 und 0,06 % liegt. Die Reinigungswirkung war im gesamten Bereich der durchgeführten Versuche überraschend gut.

-	Pumpendruck HoO (atü)	Versuchs-Nr.	: ι	II	III	IV	V
Abwassermenge (Liter)	4	4	2,5	4	2,5
a) vorher
b) nachher	9o	I80	5o	loo	5o
Verlust (%)	82	-	44	83	-
Anzahl der Stufen	9	-	12	17	-
Abwassertemperatur (°C)	1	2	1	2	1
Luftmenge (Nm³A)	3o	2o	2o	20-22	2o
Luftmenge je Liter Abwasser (Nm^/kgh)	27o	3oo	2oo	31o	Ho
Umwälzmenge der Abwasser (m³/h)	3	1,7	4	3,1	2,2
Luftmenge:Umwälzmenge in jeder Stufe r Nm³N m³	3,5	2x3,5	2,7	2x3,5	2,7
77	86	74	89	41

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	I	Versuchs-Nr.	III	IV	V
	0,32	II	o,27	o,52	3,38
Anfangsgehalt von DIPA (%)		0,63
Gehalte (%)	0,08		o,o7-	o,o9- o,ll	5,O7
nach 3o min	o,o3	o,23- o,3	o,o5	0,06	),o5
nach 60 min	o,o3	1,2- 1,7	o,o4	o,o5	D,o4
nach 9o min	o,o3	o,o7- o,o9	"*	o,o5
nach 12o min	o,o5- 0,06

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

Verfahren zur Reinigung von Industrieabwässern mit Anteilen von Di-Isopropylamin, die insbesondere aus der Spaltglykoldestillation in Polykondensationsanlagen zur Herstellung von Polyestermassen stammen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwässer in fein verteilter Form in Kontakt mit einem fortlaufend erneuerten Gasstrom gebracht werden, und dass der Gasstrom nachfolgend vom Flüssigkeitsstrom getrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwässer in einem Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher der Einwirkung eines Gasstroms ausgesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwässer im Kreislauf umgewälzt und mehrfach der Einwirkung des Gasstroms ausgesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwässer in einen mehrkammerigen Behälter (9) geleitet werden, wobei durch die Kammern (11, 12) mehrere parallele Abwässer-Kreisläufe (13, 17) aufrechterhalten werden, und dass der Gasstrom nacheinander durch die den einzelnen Kammern zugeordneten Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher (19, 15) geleitet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwässer vor dem Kontakt mit dem Gasstrom auf eine Temperatur oberhalb 30 C, vorzugsweise oberhalb 40 C, aufgeheizt werden.

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6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der pro Zeiteinheit durchgesetzten Gasmenge (in Nm /h) zu der Abwassermenge (in kg) beim diskontinuierlichen Verfahren zwischen 1 und 5, vorzugsweise zwischen 1,7 und 4, gewählt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der pro Zeiteinheit durchgesetzten Gasmenge (in Nm /h) zu der pro Zeiteinheit umgewälzten Abwassermenge (in m^/h) zwischen 20 und 120, vorzugsweise zwischen 40 und 90, gewählt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom nach dem Waschvorgang einer Verbrennung unterworfen wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Behälter (9) für das Abwasser, mindestens einen, dem Behälter zugeordneten Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher (15, 19), mindestens einer Abwasser-Umwälzpumpe (14, 18), die in dem Kreislauf zwischen Behälter und Gaswäscher angeordnet ist, und durch eine Einrichtung zur Versorgung des Gaswäschers mit einem Gasstrom.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (9) mehrere in Reihe geschaltete Kammern (11, 12) besitzt, von denen jeder ein Gaswäscher (15, 19) und eine Abwasser-Umwälzpumpe (14, 18) zugeordnet ist, wobei die Abwässer-Kreisläufe (13, 17) parallel und die Gasversorgungsleitungen (31, 32) der Gaswäscher in Reihe geschaltet sind.

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