DE2233377B2

DE2233377B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Industrieabwässern mit Anteilen von Di-Isopropylamin

Info

Publication number: DE2233377B2
Application number: DE2233377A
Authority: DE
Inventors: Harald 6000 Frankfurt Jakob
Original assignee: DAVY INTERNATIONAL AG 6000 FRANKFURT
Current assignee: DAVY INTERNATIONAL AG 6000 FRANKFURT
Priority date: 1972-07-07
Filing date: 1972-07-07
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE2233377C3; US3867287A; DE2233377A1

Description

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

Durch die DE-OS 16 42 416 ist es bekannt, Ammoniak aus den in der Kokerei anfallenden Wässern dadurch auszutreiben, daß man Schwachgas im Gegenstrom durch das ammoniakhaltige Wasser hindurchleitet, wobei das Wasser eine Temperatur von mindestens 60^qC erhält. Beim reinen Durchleiten von Gasen durch Flüssigkeiten ist jedoch die für einen Stoffaustauschvorgang wichtige Oberfläche beschränkt und der Wirkungsgrad daher gering. Die Erzielung einer großen Kontaktfläche zwischen den in Wechselwirkung stehenden Medien würde daher sehr umfangreiche Apparaturen voraussetzen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß es sich im Falle von Ammoniak um ein in Wasser gelöstes Gas handelt, während es sich bei Di-Isopropylamin um eine im Wasser gelöste Flüssigkeit handelt, die entsprechend schwerer auszutreiben ist. F.inc Übertragung der aufgrund der Austreibung von Ammoniak aus Wisser gewonnenen F.rfahningen auf die Befreiung von liidiisti'ie.il)wässcrn von Di-Isopropyl.unin ist daher 11K Iu nii'L't Ii

4^r> Durch das Buch von Meinck »Industrie-Abwässer«, 4. Auflage 1968, Seiten 146 und 147, ist es ferner bekannt, organische Verunreinigungen bzw. flüchtige Stoffe aus Abwässern durch Belüftung auszutreiben, und zwar durch Bewegung der Wassermasse oder durch Einblasen von Druckluft Für die Bewegung des Wassers werden Paddelräder, Bürstenwalzen und Wurfkreisel genannt Derartige Vorrichtungen sind mechanisch aufwendig und haben ein erhebliches Bauvolumen zur Folge. Die weiterhin aufgezeigte Möglichkeit, Druckluft in das Abwasser einzublasen bzw. eine künstliche Belüftung in großflächigen Teichen, Becken, Stauräumen, etc. vorzunehmen, führt wegen der dafür erforderlichen Verweilzeiten zu nicht unerheblichen Volumina, so daß derartige Maßnahmen schon aus diesem Grunde als technisch brauchbar ausscheiden.

Bei der Destillation von Spaltglykol aus Polykondensationsanlagen, 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 werden kann, so daß den behördlichen Anforderungen an die Reinheit der Abwasser Genüge getan wird. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die Abwässer in einem Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher fein verteilt und 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 leinen 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 Beimengun gen der Gase oder Dämpfe auf, so daß nach Trennung von Flüssigkeit und Gas ein gereinigtes Gas gewonnen wird.

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

Das erfindiingsgeiiuille Verlahren eignet sich sowohl für eine diskontinuicrlii lic als ,iiicli IHi eine kontinuierliche Verfahrensführung. Dahei kann die Reiiiigiingswir-

kung 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 Mußnahmen mit besonderem Vorteil zu erreichen, die darin bestehen, daß die Abwässer 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 leicht der Reinheitsgrad der Abwasser gesteuert werden. Die Führung des Gasstroms durch die einzelnen Gaswäscher bzw. Kammern erfolgt dabei zweckmäßig im Gegenstromprinzip, so daß 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 30⁰C, vorzugsweise oberhalb 40°C, aufgeheizt werden. Dies kann auf einfachste Weise beispielsweise mittels eines dampfbeheizten Wärmeaustauschers geschehen. Ferner erg-sben sich günstige Reinigungswirkungen dann, wenn das Verhältnis der pro Zeiteinheit durchgesetzten Gasmenge (in NmVh) zu der Abwassermenge (in kg) beim diskontinuierlichen Verfahren zwischen 1 und 5, vorzugsweise zwischen 1,7 und 4, gewählt wird. Da auch das Verhältnis der pro Zeiteinheit durchgesetzten Gasmenge (in NmVh) zu der pro Zeiteinheit umgewälzten Abwassermenge (in mVh) nicht ohne Einfluß 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 Flüssigkeiisstrahl-Düse auf dem Behaltet 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 /.weckmäßig wiederum mittels Heizdampf beheizt ist.

Zum /wecke einer kontinuierlichen 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

ίο 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 0.4 und 0,5% 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 Leitung 8 wird das Abwasser einem Behälter 9 zugeführt der durch eine Trennwand 10 in zwei Kammern 11 und 12 unterteilt ist

Die Trennwand 10 läßt im oberen Bereich des Behälters

9 einen Teil des Querschnitts frei, so daß das zunächst in die Kammer 11 eintretende Abwasser über die

Trennwand 10 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

j5 und des Rohres 16 kommunizieren miteinander, so daß der durch das Rohr 16 nach unten fallende Tropfenstrahl vom Behälter 9 bzw. der Kammer 11 aufgefangen wird.

Eine analoge Anordnung ist für die Kammer 12 mittels einer Kreislaufleitung 17, einer Umwälzpumpe 18, eines Flüssigkeitsstrahl-Gaswäschers 19 und eines Rohres 20 getroffen. Das gereinigte Abwasser mit etwa 0,04 bis 0,05% 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

ίο 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 30 für die Regelung der Heizleistung bzw. Temperatur der Gasströmung.

Die Gasströmung wird über eine Leitung Jl dem

w) Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher 19 zugeführt und in diesem mit dem tropfenförmigen Flüssigkeitsstrahl innig vermischt. Das Gas tritt zusammen mit der Flüssigkeit durch das Rohr 20 in die Kammer 12 des Behälters 9 ein, wo eine Trennung von Gas und

i,i Flüssigkeit stattfindet. Aus dem Behälter') wird d:is Gas durch eine weitere leitung 52 dem 1 lüssigkeiisstrahl-Ciaswiischer 15 zugeführt, in dein sich das gleiche Spiel wiederholt. Das erneut abgeschiedene Cljs 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 20 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 durchgeführte sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Die jeweiligen Gehalte von Di-Isopropylamin am Anfang, nach 30, 60, 90 und 120 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 0,03 und 0,06% liegt. Die Reinigungswirkung war im gesamten Bereich

ten Versuche sowie die damit erzielten Reinigungseffek- 20 der durchgeführten Versuche überraschend gut.

Pumpendruck H₂O (atü)

Abwassermenge (Liter)

a) vorher

b) nachher
Verlust (%)

Anzahl der Stufen

Abwassertemperatur ( C)

Luftmenge (NmVh)

Luftmenge je Liter Abwasser (Nm'/kgh)

Umwälzmenge der Abwasser (m'/h)

Luftmenge: Umwälzmenge in jeder Stufe

2,5

m³
Anfangsgehalt von DIPA (%)

Gehalte (%)
nach 30 min
nach 60 min
nach 90 min
nach 120 min

90
82
9

30

270

3,5

77

0,32

0,08
0,03
0,03
0,03

180	50
-	44
-	12
2	i
20	20
300	200
1,7	4
2X3,5	2,7
86	74

0,63

0,27

100	50
83	-
17	-
2	1
20-22	20
310	110
3,1	2,2
2X3,5	2,7
89	4!

0,52

0,38

0,23-0,3	0,07-	0,09-0,11	0,07
1,2-1,7	0,05	0,06	0,05
0,07-0,09	0,04	0,05	0,04
0,05-0,06	_	0,05	_

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprache:

1. 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 Abwasser in einem Flüssigkeitsstrahl-Gaswäscher fein verteilt und in Kontakt mit einem fortlaufend erneuerten Gasstrom gebracht werden, und daß der Gasstrom nachfolgend vom Flüssigkeitsstrom getrennt wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwässer vor dem Kontakt mit dem Gasstrom auf eine Temperatur oberhalb 30⁰C, vorzugsweise oberhalb 40° C, aufgeheizt werden.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der pro Zeiteinheit durchgesetzten Gasmenge (in NmVh) zu der Abwassermenge (in kg) beim diskontinuierlichen Verfahren zwischen 1 und 5, vorzugsweise zwischen 1,7 und 4, gewählt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 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 jo eine Einrichtung zur Versorgung des Gaswäschers mit einem Gasstrom.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behaltet (9) mehrere in Reihe geschaltete Kammern (U, 12) besitzt, von denen π jeder ein Gaswäscher (IS, 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.