DE2431308A1

DE2431308A1 - Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von ammoniak

Info

Publication number: DE2431308A1
Application number: DE2431308A
Authority: DE
Inventors: Jackson Lawrence
Original assignee: Cluett Peabody and Co Inc
Current assignee: Cluett Peabody and Co Inc
Priority date: 1973-08-31
Filing date: 1974-06-29
Publication date: 1975-03-06
Also published as: FR2242333B1; DD114940A5; SE7410855L; BR7401071A; ZA743400B; NO742328L; IN142469B; HU173828B; GB1452161A; HK31377A; NL7408280A; FR2242333A1; RO65628A; IT1019147B; CH595866A5; BE819304A; ES427679A1; FI178874A; CA1014334A; JPS5051499A

Description

Dr.-lng. Holzhauser -Met. Goldbscn

ninl- ηα SchteferdecKer 26. Juni 1974

^UIP Patentanwält

Cluett, Peabody & Co. inc. 433 River Street, Troy, New York, U.S.A.

"Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Ammoniak"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur : Rückgewinnung von Ammoniak.

In den letzten Jahren ist die Behandlung von Tüchern mit Salmiakgeist durch die Entwicklung von mit haltbaren Falten ver-

'■■ sehenen Gewändern und durch die industrielle Benutzung in besondere Form gebrachter Textilien angestiegen.

Große Ammoniakmengen werden bei derartigen Verfahren eingesetzt, so daß ein entsprechender Bedarf die Folge ist. Soweit Ammoniak als Verunreinigung auftritt, ist es aggressiv. Schließlich findet es als Dünger Anwendung, wodurch das Wachstum von unerwünschtem Unkraut in Wasserläufen häufig erschwert

! wird.

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Die Wiedergewinnung von Ammoniak aus den Behandlungskammern ist aus Kostengründen uninteressant gewesen. Auch fand die Textilindustrie lohnendere Wege, um Kapital zu investieren, als dies in Ammoniak-Wiedergewinnungssystemen anzulegen.

In vielen Fällen, wo große Ammoniakmengen verwendet werden, sind Wiedergewinnungsverfahren sowie die Wiederbenutzung bei einem Wiedergewinnungswirkungsgrad etwa in Höhe von 9o % durchführbar. Gewöhnlich war die Wiedergewinnung des restlichen, über 9o % hinausgehenden Ammoniakanteils unwirtschaftlich und seine Beseitigung war daher notwendig. In anderen Fällen, wenn geringere Ammoniakmengen benutzt werden und in solchen Fällen, wo das Ammoniak mit großen Luftmengen, Wasserdampf und/ oder anderen Bestandteilen vorkommt, war die Wiedergewinnung des Amnoniak nicht wirtschaftlich. In solchen Fällen wurde die Beseitigung der das Ammoniak enthaltenden Abfälle durch Einleiten in große Wassermengen oder durch Verbrennung erreicht.

Nunmehr aber hat sich deutlich die Notwendigkeit zur Wiedergewinnung von Ammoniak aus den Abfällen der Ammoniakbehandlungskammern ergeben, wenn In technischer und wirtschaftlicher Hinsicht ein guter Wirkungsgrad erreicht wird, dem die Textilindustrie Rechnung tragen kann.

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Es wurde erkannt, daß eine Notwendigkeit in einer Anzahl von Anwendungsfällen für flüssiges Ammoniak bei Konzentrationen von 2o - 3o % b/£esteht. Dieses Ammoniak wurde bisher durch Verdünnen von wasserfreiem Ammoniak mit Wasser hergestellt. Entsprechend tragen die oben genannten Probleme bei der Wiedergewinnung von Ammoniak aus Ammoniak enthaltenden Abwässern der geringen wirtschaftlichen Attraktivität in nützlicher,neuer sowie nicht naheliegender und in besonders einfacher Weise Rechnung. Insbesondere weist ein Kondensator ein in ihm befindliches wässriges Bad auf. Eine Kühlflüssigkeit zirkuliert ohne direkten Kontakt unter Erzeugung eines Wärmeaustausches mit dem wässrigen Bad. Eine Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung ist schließlich darüber vorgesehen und steht in einer Strö-mungsverbindung mit dem Kondensator. Darüber sowie in Strömungsverbindung mit der Wasch- Berieselungseinrichtung ist ein geeigneter Abzug vorgesehen. Ein Abgasstrom mit einer Mischung aus Ammoniak mit Luft, Wasserdampf und/ oder anderen Bestandteilen strömt zu dem Kondensator, steigt sprudelnd nach oben durch das wässrige Bad, so daß etwas Ammoniak aus der Mischung ab- ^: sorbiert wird, wodurch das wässrige Bad einen Ammoniakanteil erhält, und sodann strömt das restliche, teilweise von Ammoniak befreite Gasgemisch weiter nach oben zu der Wasch- bzw.

Berieselungseinrichtung. Das teilweise von Ammoniak befreite Gas wird mit frischem Wasser berieselt, wenn es durch die

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Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung in einem nach unten gerichteten Strom fließt, wobei das frische Wasser zusätzlich Ammoniak absorbiert, wodurch man ein im wesentlichen von Ammoniak befreites Gasgemisch erhält, das sodann nach oben zu dem Abzug strömt und wodurch man ferner ein Ammoniak enthaltendes Wasser erhält, das nach unten in das wässrige Bad fließt. Ein Produkt kann sodann aus dem wässrigen Bad abgezogen werden, das vorzugsweise zwischen 2o und 3o Gewichtsprozent Ammoniak im Wasser enthält.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Vorrichtung mit dem Kondensator und der Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, wobei der Kondensator etwa die Gestalt eines horizontal liegenden, länglichen Zylinders besitzt und die Wasch- und Berieselungseinrichtung in der Mitte des Kondensators angeordnet ist und von dort nach oben ragt. Durch die Temperatur des wässrigen Bades wird der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit gesteuert, die ohne direkten Kontakt mit dem wässrigen Bad in dem Kondensator in Wärmeaustausch steht. Das anfallende Produkt wird in das Bad zurückgeleitet, wenn die Anmoniakkonzentration ungenügend ist. Somit erhält man eine Einrichtung, die alle Anforderungen der Textilindustrie für eine derartige Ammoniak-Wiedergewinnungseinrichtung erfüllt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, welche die Wiedergewinnung von aus Ammoniak-Behandlungskammern fließendem Ammoniak bei geringeren Kosten und mit besserem Wirkungsgrad gestattet als dies bisher der Fall war.

Ferner soll durch die Erfindung zur Vermeidung der Umweltverschmutzung durch Ammoniak beigetragen werden.

Schließlich ergibt sich auch eine Senkung der Betriebskosten für die Ammoniak-Behandlungskammern in Textilfirmen durch die Wiedergewinnung eines für den Verkauf geeigneten, nützlichen Produktes. Ferner sollen durch diese Erfindung 2o - 3o % oder mehr Ammoniak in wässriger Lösung als Produkt anfallen, das sich zur Verwendung als Dünger, als Chemikal zur'Behandlung von Abwässern und/ oder dergleichen eignet.

Schließlich werden durch die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art angeboten, die einfach zu handhaben sind, die widerstandsfähig sind und in vielfacher Weise an die Umgebungsbedingungen anpassbar sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung in Form eines Prozeß-Vliesschemas

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- 6 dargestellt ist, näher beschrieben.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, gelangt ein mit Ammoniak mit Luft, Wasserdampf und/oder andere Bestandteile enthaltendes Abgas über eine Leitung 11 zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung und strömt durch ein Filter 12, einen Ventilator 13, ein Mengenmeßgerät 14 sowie eine Drosseleinrichtung 15. Die Abgasleitung 11 teilt sich sodann in zwei Leitungen 16 und 17 zum Eintritt in den Kondensator 18.

Der Kondensator 18 ist in herkömmlicher Weise in einen rohrseitigen Teil und einen hüllenseitigen Teil unterteilt. Der rohrseitige Teil steht mit Leitungen 19 und 21 in Verbindung, durch die ein Kühlmittel, gewöhnlich Wasser, zirkuliert. Der hüllenseitige Teil des Kondensators ist daran angepasst und enthält ein wässriges Bad 22.

Das Abgas strömt aus den Leitungen 16 und 17 in zwei Kammern 23 bzw. 24, die über die Länge des Kondensators 18 verteilt durch zwei Trennplatten 25, 26 gebildet sind und dazu dienen, daß das Abgas nach oben durch das wässrige Bad 22 derart sprudelt, das etwas Ammoniak aus dem Abgas absorbiert wird,wodurch das wässrige Bad 22 einen Teil Ammoniak aufnimmt.

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Das teilweise von Ammoniak befreite Abgas 27 strömt sodann { weiter nach oben zu einer Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung 28, die über dem Kondensator angeordnet ist und in die das Abgas 27 unmittelbar einströmen kann.

In der Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung wird das teilweise ; von Ammoniak befreite Abgas 27 mit frischem Wasser gewaschen. Das frische Wasser wird über eine Leitung 29, ein Steuerventil J 31 und einige Sprühdüsen 32 zugeführt, Eine als Sieb 33 ausgebildete Einrichtung zum Zerstäuben ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß das frische Wasser in viele kleine Tröpfchen aufgespalten wird. Die Frischwassertröpfchen 34 bewegen sich nach unten durch die Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung 28 in direktem körperlichen Kontakt mit der teilweise von Ammoniak befreiten Abgasmischung 27, so daß sie weiteres Ammoniak aus dem Abgas aufnehmen. Die Folge davon ist ein im wesentlichen ' von Ammoniak befreites Gasgemisch 33, das nach oben über einen , Abzugsstart 36 wegströmt, der eine Abzugsklappe 37 aufweist. j Das teilweise Ammoniak aufweisende frische Wasser strömt nach j unten in das wässrige Bad 32 in dem hüllenseitigen Teil des ! Kondensators 18.

Das wässrige Ammoniakprodukt, zweckmäflgerweise mit einem I
■ Ammoniak-Gewichtsanteil von 2o - 3o % oder mehr wird von dem

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hüllenseitigen Teil des Kondensators 18 über eine Glocke 38, eine Leitung 39, ein Ventil 41 und eine Pumpe 42 abgezogen, die das Produkt durch eine Leitung 43 zu einem Lagertank 44 fördert. Die Glocke 38 befindet sich vorzugsweise außerhalb des Kondensators 18 an dessen unteren Seite und steht mit dem Inneren des Kondensators 18 in Verbindung. Die Länge des durch die Leitung 19_r den rohrseitigen Teil des Kondensators 18 und die Leitung 21 strömenden Kühlmittel wird durch ein Steuerventil 45 gesteuert, das seinerseits durch eine Temperatur-Kontrolleinrichtung 46 geregelt wird. Eine Anzeigeeinrichtung 47 für die Konzentration ist in die Leitung 39 eingebaut und misst eine passende elektrische Größe als Funktion der Ammoniakkonzentration. Diese Konzentrationsanzeigeeinrichtung 47 ist ferner mit einem Dreiwegeventil 48 verbunden, um das Produkt entweder über die Leitung 43 in den Lagertank 44 oder über eine Leitung 49 in die Leitung 11 zu lenken, damit das Produkt nochmals durch das wässrige Bad 22 strömt, bis es eine ausreichend hohe Aamoniakkonzentration besitzt. Die Zufuhr von frischem Wasser über die Leitung 29 und die Sprühdüsen 32 wird durch ein Niveau-Steuerventil 31 gesteuert, das über einen Niveaufühler f1 geregelt wird, der mit dem Kondensator 18 in Wirkverbindung steht.

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Die Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung 28 und der Kondensator 18 werden vorzugsweise nicht nur der Einfachheit halber und aus wirtschaftlichen Gründen mit einem einzigen Gehäuse 52 gefertigt, sondern damit sind auch verfahrensmäßige Vorteile verbunden.

Der Kondensator 18 besitzt die Gestalt eines etwa horizontal liegenden, länglichen zylindrischen Körpers und die Waschbzw. Berieselungseinrichtung ist in der Mitte des Kondensators angeordnet und ragt von ihm nach oben. Die Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung steht etwa vertikal und läuft an einem oberen Ende 53 aus, auf das der Abzugsschacht in bekannter Weise aufgesetzt sein kann. Die Glocke 38 liegt an der tiefsten Stelle des wässrigen Bades 22, womit sowohl eine Anreicherung an Ammoaiakgehalt verbunden ist als auch das wässrige Ammoniakprodukt über die Leitung 39 zu dem Lagertank 43 abgezogen werden kann.

Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind verschiedene Steuer-, Sicherheits- und Abschließeinrichtungen sowie andere Merkmale in der dargestellten Vorrichtung nicht enthalten. Es versteht sich 'jedoch, daß verschiedene Änderungen an dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden Können, ohne daß dadurch von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abgewichen werden wird.

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Claims

(ΐ) Verfahren zum Entfernen von Ammoniak aus einem i.bgasgeaisch, das Ammoniak, Luft- und Wasserdampf enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein Wasβerbend enthaltender Kondensatbereich vorgesehen ist, daß eine Kühlflüssigkeit umläuft und mit dem Wasserbad ohne direkten Kontakt Wärme austauscht, daß ein Wasch- bzw. Berieselungsbereich über dem Kondensatbereich vorgesehen ist und mit diesem für ein strömendes Medium in Verbindung steht, daß eine Abzugseinrichtung über dem Wasch- bzw. Berieselungsbereich vorgesehen ist und mit diesem für ein strömendes Medium in Verbindung steht, daß das Gemisch derart in den Kondensatbereich eintritt, daß es nach oben durch das Wasserbad sprudelt, so daß etwas Ammoniak aus dem Gemisch entweicht und teilweise in das Wasserbad übergeht, daß als Folge davon ein teilweise von Ammoniak befreites Gasgemisch nach oben in den Wasch- bzw. Berieselungsbereich strömt, daß eine Sprüheinrichtung in dem Wasch-Berieselungsbereich vorgesehen ist, um frisches Wasser in direktem Kontakt mit dem teilweise von Ammoniak befreitem Gasgemisch durch dieses hindurchströmen zu lassen, mit dem Ziel, zusätzliches Ammoniak aus dem Gasgemisch

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zu absorbieren, was zur Folge hat, daß ein im wesentlichen von Ammoniak befreites Gasgemisch nach oben zu der Abzugseinrichtung strömt, während ein teilweise mit Ammoniak versehener Wasserstrom nach unten in das Wasserbad fließt und daß ein Teil des mit Ammoniak versehenen Wasserbades als Produkt abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Zerstäuben in dem Waschbzw. Berieselungsbereich vorgesehen ist, um das frische Wasser in feine Tröpfchen aufzuspalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatbereich und der Bereich zum Waschen und zum Berieseln in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind.
4. Verfahren naoh Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung zum Abziehen des Gases vorgesehen j ist.

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5. Verfahren nach Anspruch 4», dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um das Produkt automatisch: in das Ifasserbad zurückzuleiten, bis der Ammoniakgehalt des Produktes die gewünschte Konzentration erreicht. ^
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die selbsttätig den Zufluß des frischen Wassers in den Wasch- bzw, Berieselungsbereich in Abhängigkeit von dem Niveau des Wasserbades in dem Kondensatbereich regelt.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Wiedergewinnung von Ammoniak aus einem Abgasgemisch, das Ammoniak, Luft und Wasserdampf enthält gemäß Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator vorgeshen 1st, der einen hüllenseitigen Teil und einen rohrseitigen Teil aufweist und mit einem Wasserbad in dem hüllenseitigen Teil versehen ist, daß eine Einrichtung für eine umlaufende Kühlflüssigkeit in dem rohrseitigen Teil vorgesehen ist, so daß die Kühlflüssigkeit ohne direkten Kontakt mit dem Wasserbad

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ORIGINAL INSPECTED

in Wärmeaustausch steht, daß eine Wasch- und Berieselungseinrichtung über dem Kondensator angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, so daß ein Strömungsaustausch möglich ist, daß eine Abzugseinrichtung über der Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung vorgesehen ist und mit dieser derart in Verbindung steht, daß ein Strömungsmittel durchfließen kann, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, so daß das Gemisch an den rohrseitigen Teil des Kondensators abgegeben werden kann, wobei es nach oben durch das Wasserbad derart sprudelt, daß etwas Ammoniak aus ihm absorbiert wird und teilweise in das Wasserbad übergeht, und daß nach der Abgabe das teilweise von Ammoniak befreite Gasgemisch nach oben in die Wasch- bzw. BerieselungseinT richtung strömt, daß eine Einrichtung zum Besprühen in der Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung zur Zuführung frischen Wassers vorgesehen ist, ds nach unten in direktem Kontakt mit dem teilweise von Ammoniak befreiten Gasgemisch durch dieses strömt und weiteres Ammoniak aus diesem absorbiert mit der Folge, daß das im wesentlichen von Ammoniak befreite Gasgemisch nach oben zu einer Abzugseinrichtung strömt, während der zumindest teilweise mit Ammoniak versehene Wasserstrom nach unten in das

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Wasserbad in dem Kondensator fließt und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um einen Teil des mit Ammoniak versetzten Wasserbades als Produkt abzuziehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7_f gekennzeichnet durch einen Kondensator und eine Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator die Gestalt eines etwa horizontal liegenden, länglichen Zylinders besitzt, daß die Wasch- bzw. Berieselungseinrichtung mittig, bezogen auf die Länge des Kondensators angeordnet ist und nach oben ragt, daß die Waschbzw. Berieselungseinrichtung eine etwa vertikal stehende Form besitzt und an einem oberen Ende ausläuft und daß eine Abzugseinrichtung mit einer Verbindung für ein Strömungsmedium mit dem oberen Ende verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zerstäuben in der Wasch- bzw. Berieslungseinrichtung, um das frische Wasser in feine Tröpfchen aufzuteilen.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, gekennzeichnet durch einen

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11*dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, tarn selbsttätig dä§ -Produkt in däö&Wässerbadizuriickzuleiten, bis der

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