DE2652524A1

DE2652524A1 - Verfahren zur abtrennung von saeuregasen und ammoniak aus ihren verduennten, waessrigen loesungen

Info

Publication number: DE2652524A1
Application number: DE19762652524
Authority: DE
Inventors: William Joseph Didycz; Donald Glassman; Edward Eugene Maier; George Theodore Saniga
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1975-11-19
Filing date: 1976-11-18
Publication date: 1977-05-26
Also published as: CA1090281A; JPS621796B2; JPS5262958A; GB1563512A; AU1917876A; DE2652524C2; SE426162B; BR7607656A; SE7612804L; AU513320B2

Description

MAXIMILIANSTRASSE 43

18. November 1976 P 10 794-60/co

USS Engineers and Consultants, Inc.

600 Grant Street

Pittsburgh, Pennsylvania 152JO, Y.St.A.

Verfahren zur Abtrennung von Säuregasen und Ammoniak aus ihren verdünnten, wäßrigen Lösungen

Wäßrige Lösungen von Säuregasen und Ammoniak, die auch freie und gebundene Ammoniumsalze enthalten können, können durch Waschen von Kohlecarbonisationsgasen, z. B. den Nebenprodukten aus Koksöfen, erhalten werden. Die Abtrennung des Ammoniaks und der Säuregase vrird unter Verwendung einer Destillationsvorrichtung mit einem freien und einem stationären Ammoniakteil durchgeführt (vergl. "Industrial Chemistry", E.R. Riegel, Reinhold Publishing Corporation, N.Y., 1942, Seiten 265 bis 268). Dieses System besitzt jedoch Nachteile, da es schwierig ist, konstante Gehalte an Ammoniak und Säuregasen in der abströmenden, wäßrigen Lösung zu erhalten. Außerdem ist die Leistung bei der Abtrennung beider Gase, nämlich den Säuregasen und dem Ammoniak, ungenügend, der Energieverbrauch pro Liter wäßriger, behandelter Lösung ist zu hoch, und es scheiden sich Feststoffe ab oder die Apparatur verschmutzt. Es ist schwierig, in stationärem Zustand

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bzw. stabil zu arbeiten, und außerdem 'bilden sich große Mengen an Schlamm, wenn Kalk zur Freisetzung des gebundenen Ammoniaks verwendet wird.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Abtrennung von Ammoniak und Säuregasen aus ihren verdünnten, wäßrigen Lösungen zu schaffen, die ebenfalls gebundene und freie Ammoniumsalze enthalten. Erfindungsgemäß soll der Trennungsgrad zwischen den Gasen und der Lösung verbessert werden. Die so behandelte Lösung soll eine gleichbleibende Konzentration besitzen und im wesentlichen solche Ammoniak- und Säuregaskonzentrationen in der Lösung, besitzen; die einer, vollständigen Verarmung entsprechen, insbesondere wenn sowohl Ammoniak als auch Cyanide vorhanden sind. Die Leistung bei der Abtrennung soll verbessert werden, und es soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die insbesondere- für die Ammoniakentfernung entworfen wurde. Erfindungsgemäß soll die Wirtschaftlichkeit des Trennverfahrens erhöht werden, indem man den Energieverbrauch für die Trennung vermindert und die Menge an gebildetem Kalkschlamm vermindert, wenn Kalk als Alkalikomponente bei der zweiten Destillation verwendet wird.

Das erfindungsgemäß verbesserte Verfahren soll für die Trennung von Säuregasen einschließlich von CO₂, SO₂, H₂S, HCN und ihren Gemischen verwendbar sein. Bevorzugt soll das erfindungsgemäße Verfahren bei wäßrigen Lösungen, die als Abstrom bei der Behandlung von Koksofengas anfallen, und bei anderen, ähnlichen, wäßrigen Strömen verwendet werden können und vorteilhaft mit dem biologischen Abbau anderer Chemikalien in der Lösung kombiniert werden können, so daß ein gereinigter, wäßriger Strom erhalten wird. Wird die vorliegende Erfindung zusammen mit dem biologischen Abbau verwendet, so besitzt das behandelte Wasser einen sehr niedrigen Cyanidgehalt.

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Überraschenderweise wurde gefunden, daß Ammoniak und Säuregase aus verdünnten, wäßrigen Lösungen dieser Materialien abgetrennt v/erden können, wobei die Lösungen ebenfalls gebundene und freie Ammoniumsalze enthalten können, indem man mindestens zwei getrennte und aufeinanderfolgende Destillationen der Lösungen durchführt. Die erste Destillation wird durchgeführt, indem man die Lösung unter Aufrechterhaltung des pH-Wertes der Lösung in einem bestimmten Bereich erhitzt, damit die Löslichkeit der Säuregase erniedrigt wird. Der bei dieser Destillation über Kopf abgezogene Dampf enthält einen Hauptanteil von Abstreifdampf, wie Wasserdampf, und im wesentlichen alle Säuregase und alles freies Ammoniak. Die Bodenflüssigkeit dieser Destillation wird mit Alkali für die Erhöhung des pH-Wertes behandelt. Sie wird dann ein zweites Mal destilliert. Bei dieser Destillation werden die restlichen Ammoniumsalze durch Hitze in Anwesenheit von Alkali zersetzt. Ammoniak und Wasserdampf werden über Kopf entfernt. Die Bodenflüssigkeit von dieser Destillation besitzt eine niedrige Konzentration an Ammoniak und Säuregasen. Diese Bodenflüssigkeit kann anschließend für die Wärmewiedergewinnung, wie im folgenden näher erläutert, verwendet werden.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein vereinfachtes Fließschema, in dem die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden. Fig. 2 ist ein vereinfachtes Fließschema bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen.

Bei der Durchführung der beschriebenen mehrfachen Destillation erhält man verbesserte Ausbeuten sowohl an Säuregasen als auch an Ammoniak, die Konzentration der Säuregase und des Ammoniaks in dem flüssigen Abstrom erreicht die gewünschten niedrigen Werte und kann bei diesen Vierten gehalten

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werden, die Energie, die pro Liter wäßriger Beschickung erforderlich ist, ist niedrig _y und die Gewinnung der Gase ist vereinfacht.

In Fig. 1 ist ein vereinfachtes Fließschema dargestellt, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die wäßrige Beschickungszusammensetzung ist eine verdünnte Lösung aus Säuregasen _s Ammoniak, gebundenen Ammoniumsalzen und freien Ammoniumsalzen. Sie kann Abfallwasser aus einer Koksofenanlage oder Kohle-Umwandlungsanlage oder aus ähnlichen Anlagen sein. Diese Lösung fließt über die Leitung 101 in eine erste Destillationssäule 102. In dieser Säule wird die Lösung erhitzt, und ihr pH-Wert liegt in solchem Bereich, daß die Löslichkeit der Säuregase erniedrigt wird. Bei der Destillation einer Flüssigkeit, die mehrere Komponenten enthält, wird dem nach oben strömenden Dampf- der mit den flüchtigeren Komponenten der Flüssigkeit angereichert ist, eine Abstreifwirkung auf die Flüssigkeit zugeordnet^ und dieser Dampf wird somit als Abstreifdampf bezeichnet. Der Abstreifdampf kann ein kondensierbares Gas oder ein nichtkondensierbares Gas oder ein Gemisch dieser Gase sein, z.B. Wasserdampf, Luft, Wasserstoff, Stickstoff und Methan. Der Abstreifdampf kann durch Verdampfung der Flüssigkeit gebildet werden oder indem man Dampf in die Destillation einspritzt oder indem man beide Verfahrensstufen durchführt. Da die vorliegende Erfindung die Destillation verdünnter, wäßriger Ströme betrifft, wird der Abstreifdampf im allgemeinen einen größeren Anteil Wasserdampf enthalten. Der Über-Kopf-Dampf, der die Säule über die Leitung 103 verläßt, wird einen Hauptanteil an Abstreifdampf, wie Wasserdampf, im wesentlichen .die gesamten Säuregase und das freie Ammoniak enthalten. Die Wärme für die erste Säule kann durch direktes Einspritzen von Wasserdampf oder anderen Abstreifmedien oder durch indirekten Wärmeaustausch oder durch beide diese Maßnahmen erfolgen. Man kann, wie in der Zeichnung dargestellt, den Wasser-

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dampf direkt in die Säule über die Leitung 105 einspritzen. Aus der ersten Säule wird eine Bodenflüssigkeit über die Leitung 104 entnommen und mit einem alkalischen Material in der Kammer 108 für die Erhöhung des pH-Wertes des Stroms vermischt. In dieser Kammer kann man auch Grieß und andere leicht trennbare Feststoffe, wie Niederschläge₉ entfernen. Dieser Bodenflüssigkeitsstrom fließt über die Leitung 110 in eine zweite Destillationssäule 111. In dieser Säule wird die Flüssigkeit erhitzt und der Über-Kopf-Dampf von Ammoniak und Wasser über die Leitung 112 entfernt. Die Bedingungen in dieser zweiten Säule werden so ausgewählt, daß eine maximale Wiedergewinnung des Ammoniaks erfolgt. Diese Säule kann durch direktes Einspritzen von Abstreifdampf ₉ wie Wasserdampf, oder durch indirekten Wärmeaustausch oder beide diese Maßnahmen erhitzt werden, Wie in der Zeichnung dargestellt, wird der Dampf über die Leitung 113 entnommen* Er besitzt eine niedrige Konzentration an Säuregasen und Ammoniak«, Er kann jetzt weiterbehandelt werden. Beispielsweise kann er so weiterbehandelt werden, daß er eine solche Qualität erhält, daß er in Flüsse abgegeben werden kann oder als Behandlungswasser wiederverwendet werden kann. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen mehrfachen Destillation werden niedrige Gehalte an toxischen Cyaniden in dem Abstrom erhalten, so daß nach der biologischen Oxydation das Wasser so niedrige Gehalte an toxischen Verbindungen besitzt, daß zusätzliche Entfernungsverfahren für die Cyanide, wie eine Chlorierung, oder ähnliche Verfahren vermieden werden können.

Wie dargestellt, wird der Dampfstrom von der zweiten Destillation von der Flüssigkeit der ersten Destillation getrennt gehalten. Es wurde gefunden, daß diese Abtrennung der zweiten Destillationsdämpfe von der ersten Destillation optimale Gleichgewichtsbedingungen für die Entfernung der Säuregase in der ersten Destillation ergibt und daß eine unnötige Verdampfung des Ammoniakdampfes aus der zweiten De-

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stillation mit nachfolgender Wiederkondensierung in Anwesenheit der Säuregase vermieden wird. Diese Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht, daß für die Wiedergewinnung des Ammoniaks bei der zweiten Destillation optimale Bedingungen erhalten werden.

Verdünnte, wäßrige Lösungen, die erfindungsgemäß behandelt werden können, sind solche, die Säuregase und Ammoniak in der Lösung zusammen mit gebundenen und freien Ammoniumsalzen enthalten. Der Ausdruck "verdünnt" bedeutet Lösungen, die Wasser als Hauptkomponente enthalten und worin die Gesamtmenge an gelösten Säuregasen und gebundenem und freiem Ammoniak bis zu 10 Gew.% beträgt. Die Säuregase umfassen COp, SO₂, HCN und HpS. Irgendwelche dieser Gase können allein vorliegen oder als Gemische aus einem oder mehreren der Gase vorliegen. Die- gleichzeitige niedrige Konzentration an Säuregas und Ammoniak in der behandelten Lösung ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Wenn die Säuregase COp enthalten, wird durch die gleichzeitige Verminderung der CO₂- und NH*-Konzentrationen in der Bodenflüssigkeit aus der ersten Destillation die Menge an Schlamm, die nach der Kalkzugabe gebildet wird, vermindert. Wenn die Säuregase HCN enthalten, ist die verminderte Konzentration an Ammoniak und Cyanid in dem Ausgangswasser sehr nützlich, wenn aktivierte Schlammanlagen anschließend für die Entfernung biologisch abbaubarer Materialien aus dem Wasser verwendet werden.

Die üblichsten verdünnten, wäßrigen Lösungen enthalten CO₂, H₂S und HCN mit NH, sowie auch gebundene und freie Ammoniumsalze. Van Krevelan et al, Redueil 68 (1949), Seiten 191 bis 216, beschreiben die Dampfdrucke solcher Lösungen wie auch die Ionenspecies von Säuregassalzen und Ammoniumverbindungen in solchen Lösungen. Solche Lösungen sind Beispiele von wäßrigen Lösungen, die erfindungsgemäß behandelt werden können.

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- ψ-ft

Wenn die Lösung Abfallwasser aus Strömen ist, die bei Koksanlagen und Kohle-Umwandlungsanlagen anfallen, können die anderen Komponenten Teere, Phenole, Fluoride, Chloride, Sulfate, Thiosulfate und Thiocyanate sein. In diesen Fällen werden die Teere durch Abdekantieren entfernt, und dann können das Ammoniak und die Säuregase nach der vorliegenden Erfindung entfernt werden.

Die gesammelten Abfallwasserflüssigkeiten von Koksanlagen v/erden oft als ammoniakalische Flüssigkeiten bezeichnet. Die Hauptmenge des Ammoniaks liegt in Form von Ammoniumsalzen vor. Es gibt zwei Arten - freie und gebundene. Etwas Ammoniak kann als Ammoniumhydroxid vorliegen. "Freie" Salze sind solche, die sich beim Kochen zersetzen, z.B. Ammoniumsulfat (NH^)₂S (+ Dampf) = 2NBz + H₂S.

"Gebundene" Salze sind solche, die sich nicht zersetzen, sofern sie nicht mit Alkali, wie mit Kalk, zum Sieden erhitzt werden, z.B. Ammoniumchlorid

2Ie₄Cl + Ca(OH)₂ = 2IiH, + CaCl₂ + 2H₂O

Die wesentlichsten, in den Flüssigkeiten vorhandenen freien und gebundenen Salze sind die folgenden:

Freie Salze Gebundene Salze

Ammoniumcarbonat iteimoniumchlorid

Ammoniumbicarbonat Ämmoniumthio cyanat

Ammoniumsulfit Ammoniumferrocyanid

Ammoniumcyanid Ämmoniumthiosulfat

Ämmoniumsulfat

Zusätzlich zu Ammoniak und den Ammoniumsalzen können die Flüssigkeiten niedrige Konzentrationen an suspendierten und gelösten Teerverbindungen enthalten. Die wichtigsten dieser Verbindungen sind die Phenole oder ¹¹Teersäuren", deren Konzentration üblicherweise etwa 0,3 bis etwa 15 g/l Flüssig-

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keit beträgt.Pyridinbasen, neutrale öle und Carbonsäuren sind ebenfalls vorhanden, jedoch in wesentlich niedrigeren Konzentrationen.

Typische Zusammensetzungen von Flüssigkeiten von verschiedenen Teilen des Koksofenbetriebs · sind die folgenden.

Tabelle I

Zusammensetzung von schwachen Ammoniak	Anlage	Gesamtschwefel, g/l	flüssigkeiten aus ver-	B	Spülflüs-	ißkeit,#/l	indirekt	D	Kühl-
schiedenen	Gesamtammoniak, g/l	Phenole als C6H5OH, g/l	Koksanlagen	6,20	S	4,20	C	3,59	kondensat,s/l
	frei, g/l	Pyridinbasen als C5H5N, g/l		4,76		1,65	4,65	2,70	6,94
	gebunden, g/l	organische Zahl, ecm n/50		1,44		2,55	3 9 37	0,89	6,36
Kohlendioxid als CO2, g/l	KMnO₄/l	Ammoni akwi eder gewinnung verfahr en	3,94		0,668	1₉28	1,74	0,58
Schwefelwasserstoff als H2S,g/l	semidirekt	0,34		0,212	2 ₉ 78	1,13
Thiosulfat als H2S2O3, g/l	A	0,51		0,003-	1₂26
Sulfit als H2SO3, g/l	7p60			0,229
Sulfat als H2SO4, g/l	4,20	0_D15				0,29
Chlorid als HCl, g/l	3 ί 40	1 ρ 85
Cyanid als HCN, g/l	2,35	0,05
Thiocyanat als HCNS, g/l	0,86	0_P42
Ferrocyanid als (NH/jFe(CN)6,	O₅ 022
g/l	2,84	0,039
	0,57
6,75	3₅07		•
0_s062	0,16		0₉98
0,36		1₉27
			3368
0,014		4856
1₉O14	Typische Zusammensetzungen von Spül- und primären keiten		Kühlerflüssig-
O_s66	Flüssigkeit	Primäres
0,48
	Ge s amtammoniak
	freies Ammoniak
Tabelle II	gebundenes Ammoniak
Gesamtschwefel
Sulfat als Schwefeltrioxid
Sulfid als Schwefelwasserstoff
Ammoniumthio sulfat

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or

to

Tabelle II (Fortsetzung)

Flüssigkeit	Spülflüs	Primäres Kühl
	sigkeit, g/l	kondensat, g/l
Carbonat als Kohlendioxid	0,374
Cyanid als Cyanwasserstoff	0,002
Chlorid als Chlor	8,13	1,05
Ammoniumthio cyanat	0,82
Phenole	3,55	3,20

Nähere Erläuterungen für die Gewinnung von Ammoniak aus Koksofengasen und die Art der verschiedenen Ammoniumsalz-Species in den verschiedenen Teilen der Koksofenanlage finden sich in dem Buch "Coal, Coke and Coal Chemicals" von P.J. Wilson und J.H. Wells, McGraw-Hill Book Company, Inc., N.Y., 1950, insbesondere Kapitel 10, Seiten 304 bis 325.

In der folgenden Tabelle III wird der Bereich von Zusammensetzungen von Abfallwasser aus Koksanlagen aufgeführt. Dieses Abfallwasser stellt wäßrige Lösungen dar, die für die Durchführung der vorliegenden Erfindung besonders gut geeignet sind.

Tabelle III

Typische Zusammensetzungsbereiche für Abfallwasser aus Koksanlagen

Zusammensetzung

Zus amm ens e t zungbereich, ppm

Typische Zusammensetzungen, ppm"¹"

Äbfallwasser

Nr. 1

Nr. 2 Hr.3

freies Ammoniak	450	bis
gebundenes Ammoniak	700	bis
Cyanid	2	bis
Sulfid	0	bis
Carbonat	150	bis
Chlorid	750	bis
Sulfat/Sulfit	150	bis
Thiosulfat	90	bis
,Thiocyanat	100	bis
Gesamtschwefel	200	bis
Fluorid	30	bis
Phenole	300	bis
pH-Wert	7	bis

10 4000 1000 1300 4000 8500 3000 600 1000 2000

36OO⁺⁺ 9,1

1900	770	1350
1900	1190	2440
210	35	65
500	1	10
2180	190	350
2300 '	1920	4460
310	325	415
440	115	300
700	150	310
1300	250	550
60	40	75
1500	400	725
9,0	7,5	7,6

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9*

Bemerkungen:

+ = Gew.Teile pro Million

++ = von Phenol befreites Abfallwasser aus einer Koksanlage, das so wenig wie 0,1 ppm Phenole enthalten kann.

Die vorliegende Erfindung kann mit solchen Materialien, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, indem man zwei aufeinanderfolgende und getrennte, kontinuierliche Destillationen durchführt und jede bei mehrstufigen Trennbedingungen im Gegenstrom durchführt. Bei der ersten Destillation werden die Verfahrensbedingungen so ausgewählt, daß im wesentlichen alle Säuregase und im wesentlichen das gesamte Ammoniak von den freien Ammoniumsalzen verdampfen und aus der Lösung entfernt werden. Die allgemeinen Bedingungen, die für die Erreichung dieses Ergebnisses erforderlich sind, sind so, daß die Einlaßtemperatur des zugeführten Materials so ist, daß im wesentlichen bei der ersten Destillation keine Rektifizierung stattfindet, ein Über-Kopf-Dampf in solchem Zustand erhalten wird, daß die Säuregase und das Ammoniak maximal entfernt werden und ein solcher Bodenstrom erhalten wird, der im wesentlichen an freiem Ammoniak und den Gasen verarmt ist.

Wegen der bevorzugten physikalischen Eigenschaften und der leichten Verfügbarkeit besteht der bevorzugte Abstreifdampf im wesentlichen aus Wasserdampf, in dem geringe Mengen an nichtkondensierbaren Stoffen vorhanden sein können. Die folgende spezifische Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen erfolgt im Zusammenhang mit der Verwendung von Wasserdampf als Abstreifdampf. Die Betriebsbedingungen können entsprechend variiert werden, wenn der Abstreifdampf wesentliche Anteile an Nicht-Wasserdampf-Komponenten enthält. Die Einlaßbeschickungstemperatur kann im Bereich von etwa 15,6 bis 100⁰C (60 bis 212⁰F) liegen, die Über-Kopf-Temperatur kann im Bereich von etwa 60 bis 129,5 bzw. 130⁰C (140 bis 265°F) liegen und die Bodentemperatur kann im Bereich von etwa 71 bis 135⁰C (160 bis 275⁰F) liegen. Die er-

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tr-

ste Destillation wird bei einem Druck von 0,3 bis 3,0 at abs. durchgeführt. Der untere Teil des Druckbereichs ermöglicht die Verwendung von Miedrigdruckdampf, während ein höherer Druck eine bessere Entfernung der Cyanide ergibt. Bei der ersten Destillation wird der Gradient der Ammoniakkonzentration so kontrolliert, daß er in Richtung auf den Boden der Säule abnimmt. So v/erden im wesentlichen alle freien Ammoniumsalze. z.B. Sulfid, Carbonat und Cyanid, zu Ammoniak und Säuregasen zersetzt, die durch den Abstreifdampf entfernt werden» Die abnehmende Ammoniakkonzentration ergibt eine Abnahme des pH-Wertes; dadurch wird die Abstreifbarkeit der Säuregase im unteren Teil der Destillationssäule verbessert. Dies bewirkt* daß die Lösung im Boden der Säule etwas saurer wird und ca. einen pH-Wert von 5 bis 6 besitzt. Die Säuregase können so im wesentlichen vollständig aus der Lösung entfernt werden, mit dem Ergebnis, daß die Materialien am Boden der Destille einen sehr niedrigen Gehalt an Säuregas besitzen« Die bevorzugte Ammoniakkonzentration in dem ersten Destillations-3odenstrom beträgt etwa 40 bis 200 ppm. Wenn bei einer anderen Ausführungsform direkt Dampf für die Zufuhr eines Teils oder der gesamten erforderlichen Wärme für die Verdampfung injiziert wird, dann sollte dieser Dampf im wesentlichen frei von Ammoniak sein, so daß der pH-Bereich bei der ersten Destillation in dem etwa sauren Bereich gehalten werden kann.

Das Verhältnis von innerem Flüssigkeits- zu innerem Dampfstrom sollte so hoch wie möglich sein, so daß das Verfahren wirtschaftlich abläuft. Bei der ersten Destillation können die L/V-Werte im Bereich von etwa 10/1 bis 2/1 liegen.

Der Bodenstrora dieser ersten Destillation wird durch Zugabe eines Alkalis, bevorzugt Kalk, für die Erhöhung des pH-Wertes behandelt, so daß der Bodenstrom von der zweiten Destillationssäule einen pH-Wert von 9,5 bis 12, bestimmt bei 50⁰C, besitzt.

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— ^Λ ° —

Der Kalk reagiert sowohl mit gebundenen Ammoniumsalzen als auch mit irgendwelchen restlichen Säuregasen. Bei den Ammoniaksalzen fandet als Hauptreaktion eine Umsetzung mit Ammoniumchlorid statt, obgleich auch Ammoniumthiocyanid und -sulfat entsprechend den folgenden Gleichungen reagieren:

+ Ca-(OH)₂ > CaCl₂ + 2MH₃ + 2Η_£0

+ Ca(OH)₂ » Ca(SCN)₂ + 2NH₃ + 2

₄ + Ca(OH)₂ >/ CaSO^ + 2MH₃ + 2Η_£0

Die Umsetzungen zwischen Kalk und irgendwelchen restlichen Säuregasen verlaufen nach den folgenden Gleichungen:

CO₂ + Ca(OH)₂ $ CaCO₅ + H₂O

H₂S + Ca(OH)₂ > CaS + 2Η_£0

2HCN + Ca(OH)₂ ^ Ca(CN)₂ + 2H_£0

Der Hauptanteil irgendwelcher restlicher Säuregase besteht aus CO₂ und das so gebildete Calciumcarbonat verbraucht Kalk und bildet zusätzlichen Kalkschlamm und verursacht somit die Bildung von Ablagerungen oder die Verschmutzung der Destillationsvorrichtung. Als Alkalimaterial kann man Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid anstelle von Calciumhydroxid oder Kalk verwenden.

Der behandelte Strom wird ein zweites Mal destilliert. Wie oben angegeben, bewirken ein hoher pH-Wert und Wärme, daß das "gebundene" Ammoniaksalz sich unter Freisetzung von Ammoniak zersetzt. Die entstehenden Über-Kopf-Dämpfe enthalten im wesentlichen Ammoniak und Wasser. Die Beschickungstemperatur kann, im Bereich von etwa 68,1 bis 132⁰C (155 bis 270⁰F) liegen; die Über-Kopf-Dämpfe können eine Temperatur im Bereich von etwa 60 bis 143°C (140 bis 290°F) haben, und der Bodenstrom kann eine Temperatur im Bereich von etwa 71 bis 146°C (160 bis ⁰F) haben. Der Druck kann bis zu etwa 4,22 kg/cm abs.

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(60 psia) betragen. Die Bodenströme von. der zweiten Destillation haben eine niedrige Konzentration an Gesamtammoniak und Cyaniden. Der pH-Wert wird im Bereich von 9,5 bis 12 liegen. Der gesamte Ammoniakgehalt kann so niedrig wie 25 ppm sein. Die gesamten Cyanide einschließlich der komplexierten Cyanide und der freien Cyanide, ausgedrückt als äquivalente HCN-Konzentration [HCN (gesamt) ],kann so niedrig wie 2 ppm sein. Die freien Cyanide und die Cyanide, die chlorierfähig sind, können in einigen Fällen eine Konzentration unter 1 ppm aufweisen. Dieser Bodenstrom kann geklärt und dann zur Entfernung anderer organischer Materialien, wie Phenolen, behandelt werden.

Durch die Entfernung der Säuregase und des freien Ammoniaks·bei der ersten Destillation kann die zweite Destillation für eine optimale Entfernung des Ammoniaks aus der alkalischen, gebundenen Ammoniumsalzlösung erfolgen. Die gebundene Ammoniumsalzlösung wird minimale Salzabscheidungen ergeben, die durch Anwesenheit der Säuregase entstehen. Die niedrige Konzentration an Ammoniak im Boden der ersten Destillation ermöglicht eine praktisch vollständige Entfernung der Säuregase, wie Cyanwasserstoff, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff, aus dem Bodenstrom, so daß die Gefahr der Bildung von Salzabscheidungen bei der zweiten Destillationsstufe vermindert wird. Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß verschiedene Ströme als Wärmequellen in der Destillation verwendet werden können. Dadurch wird (Xbv Energieverbrauch für die Herstellung von Abströmen mit niedrigen Konzentrationen an Ammoniak und Cyanid sehr gering gehalten. Der Über-Kopf-Strom der ersten Destillation kann für die Abtrennung des Ammoniaks und der Säuregase behandelt werden. Der Über-Kopf-Strom von der zweiten Destillation besteht im wesentlichen aus Wasser und Ammoniak, und das Ammoniak kann gewonnen werden.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, gemäß der niedrige

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-Ur-

Konzentrationen an Ammoniak und Cyanid in dem Abstromwasser erhalten werden und gemäß der gleichzeitig der Energieverbrauch vermindert ist.

Abfallwasser wird aus einer Koksofenanlage gesammelt. Es besitzt eine ähnliche Zusammensetzung, wie sie im folgenden Beispiel 2 aufgeführt wird.

Es hat eine Temperatur, die von etwa 29,4⁰C (85⁰F) bei kaltem Wetter bis zu etwa 71⁰C (16O°F) im Sommer variieren kann. Das Beschickungsmaterial kann vorerhitzt werden, indem man es durch die Leitung 201 zu dem Wärmeaustauscher 227 leitet, damit eine Beschickungstemperatur von etwa 71⁰C (160⁰F) erhalten wird. Der Nebenweg der Leitung 201a und das Ventil 201b mit'der Leitung 201c ermöglichen ebenfalls die Kontrolle der Fraktion an zugeführtem Wasser, die vorerhitzt werden muß. Bei etwa 71°C wird das Beschickungsmaterial in eine erste Destillationssäule 202 an einer Stelle in der oberen Hälfte der Säule, bevorzugt nahe am Kopfende, eingeleitet. Dieser Strom sollte heiß genug sein, daß eine wesentliche Rektifizierung der Flüssigkeit in der Säule stattfindet. Eine überschüssige Wasserdampfkondensation sollte bei der Destillation vermieden werden. Diese Säule wird bei einem Druck von etwa 1 at abs., einer solchen Temperatur und einem solchen pH-Wert betrieben, daß im wesentlichen das gesamte freie Ammoniak und die Säuregase aus dem zugeführten Material entfernt werden. Die Überkopfdämpfe besitzen eine Temperatur, die nahe bei der Temperatur von etwa 95⁰C (204°F) liegt,und enthalten hauptsächlich Wasserdampf, Ammoniak, Cyanwasserstoff, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff. Diese Dämpfe enthalten etwa 95% des verfügbaren Ammoniaks aus den freien Ammoniumsalzen und im wesentlichen alle Säuregase. Die Dämpfe enthalten etwa 90% Wasserdampf. Die Flüssigkeits- zu Dampf-Strömungsraten unter den Beschickungsböden werden bei einem Verhältnis von 10:1 gehalten. Der Bodenstrom hat eine Tempe-

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ratur von etwa 100⁰C (218⁰F) und einen pPI~¥ert im Bereich von 5 bis 6. Er enthält gebundene Ammoniumsalze, gebundene Cyanidsalze und organische Materialien, wie Phenole.

Die Überkopfdämpfe von der ersten Destillation werden über die Leitung 203 abgezogen. Eine Fraktion .kann \£qgt die Leitung 220 durch das Ventil 221 und über die Leitung 221a abgeteilt werden und direkt durch die Leitung 226 in den Wärmeaustauscher 22? geleitet werden. Die restliche Fraktion kann über die Leitung 222 durch ein Ventil 223 su der Ammoniakgewinnungseinheit 224 geleitet werden, Eine bevorzugte Einheit ist eine solche, bei der wäßriges Ammoniumphosphat zur Gewinnung des Ammoniaks aus einem Gemisch, das Säuregase enthält, verwendet wirde Anschließend werden die Gase über die Leitung 225 zum Wärmeaustauscher 227 über die Leitung 226 geleitet. Die Gasfraktion, die zur Entfernung des Ammoniaks behandelt wurde, kann die gesamte Überkopf« fraktion oder ein Teil davon sein. Insbesondere wenn Destillationsanlagen für die Gewinnung des Ammoniaks aus dem ammoniakalischen Wasserdampf, der überkopf bei der zweiten Destillation anfällt, verfügbar sind, ist es bevorzugt_f das Ammoniak aus den Überkopfdämpfen der ersten Destillation zu gewinnen, so daß die entstehenden Amisoniak-¥asserdampf-Gemische vermischt v/erden können und in einer einzigen Destillationssäule für die Gewinnung von wasserfreiem Ammoniak und Wasser behandelt werden können.

In dem Wärmeaustauscher 227 werden die Dämpfe unter Vorerhitzung des Beschickungsstroms abgekühlt. Wegen der Temperatur der Dämpfe und der Kondensation der Dämpfe wird die für die gesamte erste Destillation erforderlichw Wärme durch diesen Wärmeaustausch, bei dem der Beschickungsstrom vorerhitzt wird, stark vermindert. In dem ersten Wärmeaustauscher 227 kann die Hälfte oder der gesamte Dampfstrom kondensiert werden. Der zweite Wärmeaustauscher 229 liefert

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it

über die Leitung 228 zusätzliche Kondensationskapazität. Die Kombination der Wärmeaustauscher 227 und 229 ermöglicht eine gute Kontrolle des gesamten Danipfkondensationsgrades und ^N des Temperaturbereichs des BeschickungsStroms für die Destillationssäule. Die Kondensate und gegebenenfalls Dämpfe fließen über die Leitung 230 in eine Trennvorrichtung 231. Die flüchtigeren Säuregase verlassen die Trennvorrichtung als Dampf über die Leitung 232, während des Kondensat, ein Wasserstrom, verarmt an Ammoniak und Säuregasen, als Rückfluß über die Leitung 233 zu dem oberen Teil der Säule 202 zurückgeleitet wird. Dieses Rückfließen erleichtert die Entfernung von mitgerissenen Chloriden aus dem Überkopfdämpf, der die Säule 202 verläßt. Die Dämpfe, die die Trennvorrichtung verlassen, besitzen ein hohes Verhältnis von Säuregasen zu Ammoniak.

Die erste Destillationssäule kann durch direktes Einspritzen von Dampf oder durch indirekten Wärmeaustausch oder auf beide Arten erhitzt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform wird dargestellt. Dabei wird Dampf mit niedrigem Druck direkt in die Säule über die Leitung 205, bevorzugt am Boden der Säule, eingespritzt. Die Überkopfdämpfe aus der zweiten Destillation werden für den indirekten Wärmeaustausch mit Flüssigkeit aus dem Boden der ersten Säule verwendet. Wie dargestellt, verläßt die Flüssigkeit den Boden der Säule 202 über die Leitung 240 und tritt in den Aufwärmer 241 ein. In dem Aufwärmer 241 wird die Flüssigkeit verdampft und zu der Säule 202 über die Leitung 242 zurückgeführt. Die Verdampfungswärme wird durch indirekten Austausch mit ammoniakreichen Dämpfen aus der Leitung 212 erreicht. Das Wiederaufwärmen der Flüssigkeit aus dem Boden mit einem niedrigen pH-Wert aus der ersten Säule erleichtert die vollständige Entfernung des Ammoniaks und der Säuregase aus der Flüssigkeit, die in zweites Mal destilliert wird.

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Aus der ersten Säule wird ein Bodenstroin über die Leitung 204 entnommen und zu einem Mischtank 208 geleitet, wo der pH-Wert des Stroms erhöht wird. Diese pH-Einstellung kann durch Zugabe eines starken Alkalis in Form trockener Feststoffe, wie Kalk, über die Leitung 209 erfolgen. Wie kann auch erfolgen, indem man eine flüssige Aufschlämmung des Alkalis in einem wäßrigen Träger, wie Wasser oder geklärter Bodenflüssigkeit, die bei der zweiten Destillation erhalten wird, verwendet. Kalk ist bevorzugt, da er relativ billig ist und Calciumsalze mit niedriger Löslichkeit mit gebundenen Cyaniden bildet, die teilweise mit dem Kalkschlamm entfernt werden können.

Der behandelte Strom fließt dann über die Leitung 210 zu einer zweiten Säule 211, wo die zweite Destillation stattfindet. In dieser Säule bewirken die Wärme und der hohe pH-Wert, daß sich die gebundenen Ammoniumsalze unter Freigabe von Ammoniak zersetzen. Die Überkopfdämpfe bestehen im wesentlichen aus Wasser und Ammoniak. Diese treten über die Leitung 212 aus und werden in dem Auf v/ärmer 241 kondensiert, wobei die Wärme für die erste Säule 202 geliefert wird. Die fluiden Materialien verlassen den Aufwärmer über die Leitung 250 und werden zu einer Trennvorrichtung 251 geleitet. In den Dämpfen der Trennvorrichtung sind die flüchtigeren Komponenten, wie Ammoniak, angereichert, verglichen mit der Flüssigkeit in der Trennvorrichtimg. Diese Dämpfe werden über die Leitung 252 über das Ventil 253 entnommen. Dieses Ventil kann zur Kontrolle des Drucks in der Trennvorrichtung 251, dem Aufwärmer 241 und der zweiten Destillationssäule 211 verwendet werden. Das Ventil kann als primäre Kontrolle für das Verfahren eingesetzt werden. Die Flüssigkeit aus der Trennvorrichtung 251 ist Wasser mit einer geringen Menge Ammoniak. Sie fließt über die Leitung' als Rückfluß zum oberen Teil der zweiten Destillationssäule 211. ■

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Die Bodenprodukte der zweiten Säule besitzen eine niedrige Ammoniak- und Säuregas-Konzentration, insbesondere eine niedrige Cyanidkonzentration. Sie werden über die Leitung 215 über das Ventil 260 entnommen und zu einem Flash-Destillationskessel 261 geleitet. Da sich die Flüssigkeit an ihrem Siedepunkt bei den Temperaturen und Druckbedingungen der zweiten Säule befindet, kann die Flüssigkeit bei einem Druck, der etwa größer ist als der Bodendruck der ersten Destillationssäule 202, in dem Flash-Destillationskolben flash-destilliert werden. Der Überkopfdampf aus dem Flash-Destillationskolben ist im wesentlichen Wasserdampf und kann in diesem Zustand als Niedrigdruckwasserdampf verwendet werden. Dieser Wasserdampf verläßt den Kolben über die Leitung 262. Ein Teil kann über die Leitung 263 und das Ventil 264 in die Leitung 265 strömen, wo er bevorzugt in Dampfausdrückvorrichtungen mit Hochdruekwasserdampf aus der Leitung 266 für die direkte Einspritzung in die zweite Destillationssäule über die Leitung 214 vermischt wird. Ein anderer Teil kann über die Leitung 267 strömen und als Ausgangswasserdampf zum Vermischen mit anderem Niedrigdruckdampf aus der Leitung 268 für das direkte Einspritzen in die erste Destillationssäule über die Leitung verwendet werden.

Aus dem Flash-Destillationskolben kann das behandelte Wasser über die Leitung 270 entnommen werden. Eine geringe Menge kann über die Leitung 271 durch das Ventil 272 und die Leitung 273 als Aufschlämmungsträgermaterial für die Mischvorrichtung 208 recyclisiert werden. Der Rest des behandelten Wassers kann über die Leitung 274 zu einer Klärvorrich-

tung 275 geleitet werden, wo eine Ausflockung der suspen< er-

ten, unlöslichen Salze den Feststoffgehalt des Stroms weiter vermindert. Das Wasser wird über die Leitung 276 entnon .en und kann weiter zur Verminderung seiner biologisch abbauba-. ren Komponenten behandelt werden.

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Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren für die Entfernung von Säuregasen und Ammoniak aus verdünnten, wäßrigen Lösungen. Erfindungsgemäß werden zwei getrennte und aufeinanderfolgende Destillationen durchgeführt. Bei der ersten Destillation werden im wesentlichen die gesamten Säuregase und das freie Ammoniak entfernt. Bei der zweiten Destillation wird im wesentlichen das gesamte gebundene Ammoniak entfernt. Beispiele von wäßrigen Lösungen sind Abfallwasser ais Koksofen- und Kohleuiawandlungsanlagen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Abfallwasser, das aus einer Kokerei stammt_P wird in einer Oldershaw-Glassäule mit 20 Böden und einem Durchmesser von 2,54 cm (1 inch) destilliert. Die absoluten Druckwerte betragen 388 miuHg bei der ersten und 760 mmHg bei der zweiten Destillation. Das Abfallwasser wird in den oberen Teil der Säule eingeleitet. Die Bodenflüssigkeiten werden gesammelt.

In der folgenden Tabelle A bedeutet "D" Durchschnitt.

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Tabelle A
Einfluß dos Drucks auf_ d.i.e Cyanid-Entfeiming

Dampfart, % NE, . O O

Betriebsdruck, mmHg 760 388

Ver- Beschickung Bodenprodukt bei d.Destillation,

such CN. ppm gesamter GN~Geha.lt

Mr. gesamt ge- Probe ppm Probe ppm

1 276 3,2 1 9,4 1

2 10,7 2

3ΊΠ O >«

D 10,3 D 16,3

2 430 3,2 1 10,0 1

2 14,6 2

3 HaZ 3

D 12,1 D 18,5

3 335 1,7 1 7,9 1

2 7,3 2

3 6,6 3

D 7,3 D 14,9

4 332 1,6 1 5,9 1 7,5

2 6,2 2 -

3 3,7 3 6,9

D 5,9 D 7,2

Aus den Werten von Tabelle A geht hervor, daß mehr

Cyanid entfernt wird, wenn die Destillation bei 1 at abs. anstelle von 0,5 at abs. durchgeführt wird«.

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Einfluß des Ammoniakgehaltes

Tabelle B im Dampf auf die Cyanid-Entfernun^

Dampfart, % NH, Betriebsdruck, mmHg

Ver- Flüssigkeit/ Beschickung such Dampf-Ver- ■ CN, ppm Nr. hältnis ge- gesamt bunden

6 6 OO

760 338 760

Bodenprodukte bei der Destillation, gessjnter CN-Gehalt

Probe ppm Probe ppm Probe ppm Probe

10

12

327

262

392

194

4,9

3,3

3,1

1,8

20,5
20,5
21,7
20,9

19,6
16,1
20,1
18,6

7,4
9,0

8,2

3
D

24,7 26,6 27,0

26,1

1 2 3 D

13,5 11,8 13,1 12,8

4,5

6,2

10,0

6,9

2,4 2,1

2,3

1 2

3 D

cn ho cn

Aus den Werten der Tabelle B geht hervor, daß durch die Anwesenheit zusätzlicher Mengen an Ammoniak eine wesentliche Erhöhung im Cyanidgehalt des Bodenproduktejs der Destillation stattfindet und daß beim Betrieb bei 1 at abs. eine im wesentlichen bessere Cyanidentfernung stattfindet als beim Betrieb bei 0,5 at abs.

B eis piel 2

In der Vorrichtung, wie sie im wesentlichen in Fig.2 dargestellt wird, wird Abfallwasser, das aus einer Kokerei stammt, erfindungsgemäß behandelt.

Das Abfallwasser wird in dem Wärmeaustauscher auf eine Temperatur von 71⁰C (16O°F) erwärmt und dann nahe am oberen Teil der ersten Destillationssäule eingeleitet. Die Flüssigkeits-zu-Dampf-Strömungsraten betragen etwa 10:1. Die überkopf abgehenden Dämpfe haben eine Temperatur von 95°C (204⁰F) und einen Druck von 0,91 kg/cm² (13 psia). Die Bodendämpfe besitzen eine Temperatur von 104°C (219⁰F) und einen Druck von 1,16 kg/cm (16,5 psia).

Die Konzentrationen der Säuregase und des Ammoniaks in der ersten Säule sind die folgenden.

Beschickungs- Überkopfpro- Bodenprodukt material (Gew. %) dukt(Vol-%) (Gew. ^)

H₂O 99,56 93,7 99,99

CO₂ 0,163 1,19

NH₃ (frei) 0,200 3,90 0,0061

H₂S 0,0520 0,56 0,0001

HCN (gesamt)⁴* 0,0220 0,604 0,0012

Die überkopf abgenommenen Dämpfe werden zur Entfernung des Ammoniaks behandelt. Etwa 95% Ammoniak werden gewonnen. Diese Dämpfe werden dann in den Wärmeaustauscher für die Vorerhitzung des Beschickungsmaterials und dann zu dem

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zweiten Wärmeaustauscher geleitet und dort mit Wasser gekühlt. Das Kondensat aus diesen Wärmeaustauschern wird in einen Säuregasstrom und einen Rückflußstrom für die erste Säule getrennt. Diese Ströme besitzen die folgende Zusammensetzungs

Säuregase, VoI-^ Rückflußstrom, Gew. #

H₂O 69,3 98,4

CO₂ 17,2 0,28

NH₃ 2,96 0,53

H₂S 6,96 0,23

HCN 3,50 0,54

Die thermischen Erfordernisse für die erste Destillation werden sowohl durch Einspritzen von Dampf (etwa 4ö?£ der erforderlichen kcal) als auch durch direkten Austausch in einem Bodenwiederaufwärmer (etwa 6C$ der erforderlichen kcal) erhalten.

Der Bodenstrom wird entnommen und dann mit einer Kalkaufschlämmung in einem wäßrigen Träger behandelt, so daß der pH-Wert so erhöht wird, daß ein pH-Wert von 9_?5 bis in den Bodenprodukten der zweiten Destillationssäule erhaltenbleibt. Anschließend wird der behandelte Dampf nahe am oberen Teil in die zweite Destillationssäule eingeleitet. Die Überkopfdämpfe aus dieser Säule haben eine Temperatur von 131°C (268⁰F) und einen Druck von 2,95 kg/cm² (42,4 psia); der Bodenstrom hat eine Temperatur von 135°C (275°F) und einen Druck von 3»2 kg/cm (45,8 psia). Ihre Zusammensetzung ist die folgende:

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_ -nt.

H₂O CO₂ NH, (frei)

H₂S

HCN (gesamt)⁴"

Überkopf strora Vol-tf	Eodenprodukt
96,08	99,998
3,91	0,0005 0_f0001 0e0011

Dieser Überkopfdampf v/ird teilweise in dem Wieder» aufwärmer der ersten Säule kondensiert, so daß Wärme geliefert wrird. Das Dampf-Kondensat~Geiai sch v/ird bei einem Druck von 2,46 kg/cm (35 psia) in Dampf und eine Flüssigkeit mit den im folgenden aufgeführten Zusammensetzungen getrennt. Die Flüssigkeit wird für den Rückfluß in der zweiten Säule verwendet.

Dampf _tVol-% Flüssigkeit ,Gew.%

H₂O 83,2 98,44

CO₂ - -

NH₃ (frei) 16,8 1,55

HpS ■ — "■

HCN

Die Bodenfraktion aus der zweiten Säule wird bis

zu einem Druck von etwa 0,12 kg/cm (17,4 psia) flash-destilliert. Der Dampf besteht im wesentlichen aus reinem Wasserdampf, und ein Teil davon wird mit Hochdruckwasserdampf für die direkte Injektion in die zweite Destillationssäule verwendet. Der Rest, etwa 85%, des abdestillierten Dampfes wird direkt in die erste Säule eingespritzt, so daß sowohl Wärme als auch ammoniakfreier AbstreiLfwasserdampf für diese geliefert werden. EtvaO,22 kg (0,48 Ib) Dampf/3,8 1 (gallon) Beschickungsmaterial werden durch diese Flash-Destillation gewonnen.

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Der Bodenstrom aus der Plash-Destillationsanlage wird mit Ausflockungsmitteln geklärt. Ein Teil wird als Aufschlämmungsträger verwendet, indem man Kalk zu dem Bodenmaterial von der ersten Destillationssäule zugibt, während der Rest mit aeroben Bakterien unter dem Einfluß von Sauerstoff behandelt wird, wodurch ein biologischer Abbau der reaktiven organischen Materialien, die in dem Wasser verblieben sind, erhalten wird.

Die Wirkung auf die Reinigung des Abfallwassers wird durch die folgenden Zusammensetzungen für das Ausgangsbeschickungswasser und das Abstromwasser, das in das biologische Behandlungssystem geleitet wird, erläutert.

Beschickungsma- Abstrom, terial, ppm PP?L

Phenole

Öl und Teer HCN (gesamt) Gesamtammoniak freies Ammoniak gebundenes Ammoniak Thiocyanate Schwefelwasserstoff Sulfate

Chloride Kohlendioxid Calcium

gelöste Feststoffe

BOD(biologischer Sauerstoffbedarf) suspendierte Feststoffe

Dieses Beispiel erläutert, daß eine Verminderung des Ammoniakgehaltes von mehr als 99% und eine Verminderung des Cyanidgehaltes von etwa 94% erreicht werden. Nur etwa 0,45 kg (1 lbs) Dampf sind pro 3»8 1 (1 gallon) Beschickungsmaterial erforderlich. Bei den bekannten Ammoniak-Destillationsanlagen sind etwa 0,9 bis 1,4 kg (2,0 bis 3 pounds) Dampf/3,8 1 Beschickungsmaterial erforderlich.

1500	■f)	1270
50		9
220	12
3800	24
2000	3
1900	21
700	610
520	1
1700	1130
2300	2000
1630	0
0	2080
6000	5170
3420
88

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Beispiel 5 .

In der im wesentlichen in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung wird ein Abfallwasser aus einer Kokerei nach einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. Dieses Abfallwasser ist eine Spülflüssigkeit, die mit anderem Kokerei-Abfallwasser vermischt wurde.

Die Spülflüssigkeit wird mit dem anderen Abfallwasser vermischt und zur Abtrennung von Teer, Öl und Grieß einer Vorbehandlung unterworfen. Das Abfallwasser hat eine Temperatur im Bereich von 37,8 bis 54,5⁰C (100 bis 13O⁰F) und wird in den Wärmeaustauschern auf eine Temperatur von etwa 85⁰C (185⁰F) erhitzt. Es wird nahe am oberen Teil der ersten Destillationssäule eingeleitet. Die Flüssigkeit-zu-Dampf-Strömungsraten betragen etwa 10/1. Die Überkopfdämpfe haben einen Druck von 0,90 kg/cm und eine Temperatur von 95⁰C (204⁰F). Die Bodenprodukte werden mit 1,12 kg/cm² (16 psia) bei einer Temperatur von 101⁰C (216⁰F) entnommen. Die Konzentrationen der Säuregase und Ammoniak sind die folgenden:

	(frei)	Beschickung,	Überkopfspro-	Bodenproduk
		Gew.%	dukte_f Vol-#	te, Gew. %
H₂O	(gesamt)	99,66	96,1	99+
co₂	0,14	0,76	-
NH₃	0,13	2,56	0,004
H₂S	0,05	0,41	0,0001
HCN	0,02	0,21	0,0008

Die Überkopfgase werden zu den Wärmeaus tauschern für das Vorerhitzen des Abfallwassers geleitet. Das Gemisch aus Dampf und Flüssigkeitskondensat wird getrennt. Der Dampf wird weiter komprimiert und dann zu bekannten Ammoniumsulfat-Trennvorrichtungen für die Gewinnung von Ammoniak geleitet. Die Flüssigkeit wird als Rückfluß bei 87,8⁰C (190⁰F) am oberen Teil der ersten Destillationssäule zurückgeleitet. Die Zusammensetzung der Säuregase und des Materials für den Rückfluß ist die folgende:

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3*

Säuregase,Vol-% Rückflußmaterial

H₂O 78,9 98,1

CO₂ 5,1 0,4

NH₃' . 12,6 1,1

H₂S 2,3 0,3

HCN 1,1 0,1

Die thermischen Erfordernisse für die erste Destillation werden durch direktes Einspritzen von Wasserdampf (etwa 33% der erforderlichen kcal) und indirekten Wärmeaustausch in den Wiederaufwärmern für das Bodenmaterial (etwa 67$ der erforderlichen kcal) geliefert.

Ein Bodenstrom wird entnommen. Eine wäßrige Kalkaufschlämmung wird zu dem Bodenstrom für die Erhöhung seines pH-Wertes so zugegeben, daß der pH-Wert des Bodenstroms von der zweiten Destillation im Bereich von 9,5 bis 12 gehalten wird. Anschließend wird der behandelte Strom als Beschickungsmaterial in der Nähe des Kopfes der zweiten Destillationssäule eingeleitet. Die Überkopfdämpfe dieser Säule haben eine Temperatur von 116°C (242⁰F) und einen Druck von 1,85 kg/cm² (26,6 psia). Der Bodenstrom der Säule wird bei einem Druck von 1,97 kg/cm (28 psia), einer Temperatur von 118⁰C (246⁰B¹) und einem pH-Wert von 9,5 bis 12 entnommen. Ihre Zusammensetzungen sind die folgenden:

Überkopfprodukt,Vol-% Bodenprodukt

H₂O 97,23 99,99

NH₃ (frei) 2,76 0,0088

H₂S - 0,0001

HCN (gesamt)⁴" - 0,0007

Der Überkopfdampf wird in dem Wiederaufwärmer der ersten Säule zu dessen Wärmezufuhr kondensiert. Bei 1,83 kg/cm'"

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(25,7 psia) wird das Kondensat in einen Dampf und eine Flüssigkeit für den Rückfluß der zweiten Säule getrennt. Diese besitzen die folgenden Zusammensetzungen:

Dampf, VoI-^o Material für den

Rückfluß, Gew«?4

H₂O 87,78 98,97

12,22 1,03

HCN

CO₂ H₂S

Dieser Dampf wird mit den Dämpfen von der Kondensation des ÜberkopfProduktes aus der ersten Säule vermischt und das entstehende, gasförmige Gemisch wird zu den Ammoniumsulfat-Sättigungsvorrichtungen für die Gewinnung des Ammoniaks geleitet.

Die Bodenfraktion von der zweiten Destillation wird bis zu 1,2 kg/cm (17,0 psia) flash-destilliert. In dem Flash-Destillationskolben kann eine geringe Menge an Wasser die Salze auswaschen, die in dem abdestillierten Material enthalten sind. Alkalisalze, insbesondere Kalk, sollten zur Vermeidung von Korrosion und einer Verschmutzung der Wärmeaustauschvorrichtung entfernt v/erden. Der den Flash-Destillationskolben verlassende Dampf wird mit neuem Wasserdampf vermischt und direkt in die erste Destillation für die Wärmezufuhr und als Abstreifdampf injiziert. Etwa 0,12 kg (0,26 Ib) Wasserdampf /3 j,8 1 Beschickungsmaterial werden durch die Flash-Destillation wiedergewonnen.

Die Bodenflüssigkeit aus dem Flash-Destillationskolben enthält etwa 90 ppm Ge samt ammoniak. Sie wird zur Entfernung der suspendierten Feststoffe geklärt. Anschließend wird sie mit aeroben Bakterien in einem aktivierten Schlammsystera für die Verminderung des Gehalts an organischem Material behandelt.

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Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden im folgenden das zugeführte Beschickungsmaterial und der Abstrom miteinander verglichen.

	Beschickungsma	Abstrora,0,95 mgd
	terial, 0,78 mgd
	ppm	ppm
Öle und Teere	50	9
Phenole	1280	1050
freies Ammoniak	1330	53
gebundenes Ammoniak	1700	34
CO₂ ■	1375	0
HCN (gesamt)	185	7
^H2^S	490	1
Thiocyanat	620	500
Sulfite und Sulfate	1430	720
Chloride	2020	1650

In diesem Beispiel wird erläutert, daß eine Verminderung des Ammoniaks um mehr als 97% und eine Verminderung des Cyanidgehalts um mehr als 95% erreicht v/erden. Es werden etwa 0,54 kg (1,2 pounds) Dampf/3»8 1 Beschickungsmaterial verwendet, und etwa 60% der Wasserdampferfordernisse werden durch Niedrigdruckdampf, da. 0,38 kg/cm (5,5 psig), geliefert.

Das obige Abstromwasser befindet sich in geeignetem Zustand für einen weiteren biologischen Abbau der Phenole. Die gleichbleibende niedrige Konzentration an Ammoniak und Cyanid verhindert eine Inaktivierung der Bakterien, so daß ein ungestörter Betrieb des aktivierten Schlammsystems ermöglicht wird.

Beispiel 4

Wird ein Abstrom, wie er in Beispiel 2 angegeben ist, in einer aktivierten Schlammanlage biologisch oxydiert, so können die Konzentrationen an toxischen Substanzen folgendermaßen vermindert werden:

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Phenol y 1 ppm Thiocyanat >1 ppm

chlorierbare . .

Cyanide >1 ppm

Erfindungsgemäß können andere geeignete Vorrichtungen, zusätzliche Materialien und weitere Verfahrensstufen verwendet werden. Beispielsweise können die erste und die zweite Destillation in einem oder mehreren Behältern durchgeführt werden. Man kann auch weitere Wi ede rauf !farmer und andere Wärmeaustauscher an Zwischenstellungen sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Destillation verwenden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Abtrennung von Säuregasen und Ammoniak aus ihren verdünnten, wäßrigen Lösungen, wobei die Lösungen ebenfalls freie und gebundene Ammoniumsalze enthalten j dadurch gekennzeichnet , daß man

(a) die Lösung einer ersten, mehrstufigen, kontinuierlichen Gegenstrom-Destillation unterwirft, wobei die Destillation so durchgeführt wird, daß ein Ammoniak-Konzentrationsgradient, der in Richtung auf den Bereich, in dem die Bodenflüssigkeit entnommen wird, abnimmt, erhalten wird, was bewirkt, · daß die Bodenflüssigkeit im sauren Bereich liegt,

(i) ein Überkopfdampfstrom, der einen Hauptanteil an Abstreifdampf, im wesentlichen die gesamten Säuregase in der Lösung und im wesentlichen das gesamte Ammoniak der freien Ammoniumsalze enthält, entnimmt,

(ii) einen wässrigen Bodenstrom „entnimmt, der einen Hauptteil des Wassers und im wesentlichen alle gebundenen Ammoniumsalze enthält,

(b) Alkali zu dem entnommenen Bodenstrom zugibt, wobei das Alkali in solcher Menge zugegeben wird, die ausreicht, das in den gebundenen Ammoniumsalzen enthaltene Ammoniak während der nachfolgenden Destillation des Gemisches freizusetzen,

(c) den entnommenen Bodenstrom einer zweiten, mehrstufigen, kontinuierlichen Gegenstrom-Destillation unterwirft,

(i) einen Überkopfdampfstrom entnimmt,

wobei der Dampfstrom den Hauptanteil des Abstreifdampfes und einen Teil des Ammoniaks aus den gebundenen Ammoniumsalzen enthält,

(ii) einen wässrigen Bodenstrom entnimmt, wobei der Bodenstrom eine wesentlich verminderte Konzentration an Säuregasen und Ammoniak besitzt, verglichen mit der wäßrigen Lösung.

ORIGINAL INSPECTED

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, draß der Bodenstrom der Stufe (c) zur Verminderung des Gehaltes an toxischen Substanzen in dom Bodenstrom, einem biologischen Abbau unterworfen wird.

3« Verfaliren zur Abtrennung von Säuregasen und Ammoniak aus ihren verdünnten, wäßrigen. Lösungen, wobei die Lösungen ebenfalls freie und gebundene Aumoratunsalze enthalten, dadurch gekennzeichnet , daß man

(a) die Lösung einer ersten mehrstufigen, kontinuierlichen Gegenstromdestillation unterwirft« wobei die Destillation so durchgeführt wird, daß ein Ämmoniak-Konzentrationsgradient, dor in Richtung auf die Stelle, an der die Bodenflüssigkeit entnommen wird, abnimmt, erhalten wird,

vrodurch die Bodenflüssigkeit im sauren Bereich liegt,

(i) ein Überkopfdarapfstrom, enthaltend den Hauptteil des Abstreifdampfes, der Wasserdampf, im wesentlichen das gesamte Säuregas in der Lösung und im wesentlichen alles Ammoniak aus den. freien Ammoniumsalzen enthält, entnimmt,

(ii) einen wäßrigen Bodenstroa, der den Hauptteil des Wassers und im wesentlichen alle gebundenen Ammoniumsalze enthält, entnimmt,

(b) Alkali zu dem entnommenen Eodenstrom zugibt, wobei das Alkali in solcher Menge zugegeben wird, die ausreicht_s daß in den gebundenen Ammoniumsalzen enthaltenes Ammoniak während der nachfolgenden Destillation des Gemisches freigesetzt wird,

(c) den entnommenen Bodenstrom einer zweiten mehrstufigen, kontinuierlichen Gegenstrom-Destillation unterwirft,

. (i) einen Überkopfdampfstrom entnimmt, wobei der Dampfstrom den Hauptteil des Abstreifdampfes enthält. der Dampf und einen Teil des Ammoniaks aus den gebundenen Ammoniumsalzen enthält,

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(ii) einen wäßrigen Bo dens tr οία entnimmt, wobei der wäßrige Bodenstrom im wesentlichen frei von Säuregasen und Ammoniak ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Destillation bei einem Druck durchgeführt wird, der im wesentlichen unter dem Druck der zweiten Destillation liegtj wobei der Unterschied in den Drucken ausreicht, daß mindestens ein Teil der bei der Stufe (a) erforderlichen Wärme entweder (i) Wärme ist, die in dem Überkopfdampfstrom von der Stufe (c) enthalten ist, oder (ii) Wärme ist, die in dem wäßrigen Bodenstrom von der Stufe (c) enthalten ist, oder (iii) sowohl von (i) als auch (ii).

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Überkopfdampfstrom der Stufe (c) enthaltene Wärme durch indirekten Wärmeaustausch mit Flüssigkeiten in die Stufe (a) übertragen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung durch Kondensation des Überkopfdampfes aus der Stufe (c) in eine Flüssigkeitsfraktion und eine Dampffraktion erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsfraktion zur Stufe (c) als Rückfluß für die zweite Destillation zurückgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Stufe durchgeführt wird, bei der die wäßrige Lösung durch indirekten Wärmeaustausch mit mindestens einem Teil der in den Überkopfdämpfen von Stufe (a) enthaltenen Wärme erhitzt wird, so daß die Lösung eine Temperatur im Bereich von etwa 15,6 bis 10O⁰C (60 bis 212°F) hat.

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9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet _f daß eine Flüssigkeitsfraktion aus dem Uberkopfdanipfstrom von der Stufe (a) gewonnen und als Rückfluß zur Stufe (a) zurückgeführt'wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß die Flüssigkeitsfraktion als Kondensat durch indirekten Wärmeaustausch mit der wäßrigen Lösung von mindestens einem Teil der in dem Überkopfdampf enthaltenen Wärme,gewonnen wird.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Säuregase mindestens eine der folgenden Verbindungen enthalten: CQ^, SO₂, H₂S und HCN.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine ammoniakalische Flüssigkeit enthält.

13· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine Spülflüssigkeit enthält.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung einen Abstrom, der bei der Behandlung von Koksofengasen anfällt, ist.

15· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenwasserstrom von der Stufe (c) zur Verminderung des Gehaltes an toxischen Substanzen in dem Bodenwasserstrom einem biologischen Abbau unterworfen wird.

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16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß der überkopfdampfstrom, der bei der Stufe (a) entnommen wird, etwa 90% Wasserdampf enthält.

17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der bei der Stufe (a) erforderlichen Wärme zugeführt wird durch (i) direktes Einspritzen des Wasserdampf enthaltenden Stroms oder (ii) indirekten Wärmeaustausch mit den Flüssigkeiten der Stufe (a) oder (iii) durch eine Kombination von (i) und (ii)

18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche- Stufe leicht trennbare Feststoffe abgetrennt werden, während das Alkali zu dem entnommenen Bodenstrom bei der Stufe (b) zugegeben wird.

19· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der bei der Destillationsstufe (c) erforderlichen Wärme durch direktes Einspritzen eines Stroms, der Dampf enthält, zugeführt wird.

20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dieSäuregase und das freie und gebundene Ammoniak bis zu 10 Gew.% der wäßrigen Lösung ausmachen.

21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung Teerverbindungen, Phenole, Fluoride, Chloride, Sulfate, Thiosulfate und Thiocyanate enthält und daß vor der Stufe (a) eine Vorstufe für die Entfernung der Teerverbindungen durchgeführt wird.

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22. Verfahren nach Anspruch 21 _f dadurch gekennzeichnet, daß die Teerverbindungen durch Abdekantieren entfernt werden.

2J. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Teerverbindungen und Phenole in einer Konzentration von etwa 0,3 bis etwa 15 g/l Lgsung vorhanden sind.

24. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ammoniak in einer Menge im Bereich von etwa 50 bis 50 000 ppm vorhanden ist.

25. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das gebundene Ammoniak in einer Menge im Bereich von etwa 50 bis 50 000 ppm vorhanden ist.

26. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Stufe (a) entnommene Abstreifdampf im wesentlichen Wasserdampf enthält oder daraus besteht und eine Temperatur im Bereich von etwa 60 bis 129,5⁰C (140 bis 265⁰F) besitzt.

27. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Stufe (a) entnommene Abstreifdampf im wesentlichen Wasserdampf enthält oder daraus besteht und daß der wäßrige Bodenstrom der Stufe (a) eine Temperatur im Bereich von etwa 71 bis 135⁰C (160 bis 275°F) besitzt.

28. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Destillation bei eiiaem Druck im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 3 at abs. durchgeführt wird. ·

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29· Verfahren nach mindestens einem der Asisprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige Bodenstrom bei der Stufe (a) einen pH-Wert im Pereich von etwa 5 bis etwa 6, bestimmt bei 5O°C_f besitzt.

30. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige Bodenstrom bei der Stufe (a) eine Konzentration an freiem Ammoniak von etwa 40 bis etwa 200 ppm besitzt. '

31. Verfahren nach "mindestens einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des LösungsStroms zum Dampfstrom in den Säulen im Bereich von etwa 10/1 bis 2/1 liegt.

32. Verfahren, nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 31r dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Stufe (c) entnommene Bodenstrom einen pH-Wert im Bereich von etwa 9j5 bis etwa 12 besitzt.

33· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32» dadurch gekennzeichnet, daß der bsi dsr Stufe- (a) entnommene Abstre.1 fdampf im wesentlichen aus Wasserdampf besteht oder- diesen enthält und daß der Bodenstrom der Stufe (b) auf eine Temperatur im Bereich von etwa 68 bis 132⁰C (155 bis 270⁰F) erhitzt wird.

34. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Stufe (c) entnommene Dampfstrom Abstreifdampf ist, der im wesentlichen aus Wasserdampf besteht, und daß der Strom eine Temperatur im Bereich von etwa 60 bis etwa 146⁰C (140 bis 295°F) besitzt.

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35. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche T bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (c) bei einem Druck bis zu etwa 4,22. kg/cm (60 psia) durchgeführt wird.

36. Verfahren nach mindestens einein der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkali bei der Stufe (b) Calciumhydroxid, Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid zugegeben wird.

37. Verfahren zur Abtrennung von Säuregasen und Ammoniak aus ihren verdünnten, wäßrigen Lösungen, wobei die Lösungen freie und gebundene Ammoniumsalze enthalten, dadurch gekennzeichnet , daß man

(a) die Lösung einer ersten, vielstufigen, kontinuierlichen Gegenstrom-Destillation unterwirft, wobei die Destillation so durchgeführt wird, daß ein Ammoniak-Konzentrationsgradient erhalten wird, der in Richtung auf die Stelle, an der die Bodenflüssigkeit entnommen wird, abnimmt, wodurch eine Bodenflüssigkeit mit einem pH-Wert unter etwa 8,0 erhalten wird.

(i) einen Überkopfdampfstrom entnimmt, der den Hauptteil des Abstreifdampfes, einen Hauptteil der Säuregase in der Lösung und einen Teil des Ammoniaks aus den freien Ammoniumsalzen enthält,

(ii) einen wäßrigen Bodenstrom, der den Hauptanteil des Wassers und im wesentlichen die gesamten gebundenen Ammoniumsalze enthält, entnimmt,

(b) Alkali zu dem entnommenen Bodenstrom zugibt, wobei das Alkali in einer Menge zugegeben wird', die ausreicht, das in den gebundenen Ammoniaksalzen enthaltene Ammoniak während der nachfolgenden Destillation des Gemisches freizusetzen,

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(c) den entnommenen Bodenstrom einer zweiten, vielstufigen, kontinuierlichen Gegenstrom-Destillation unterwirft,

(i) einen Überkopfdampfstrom entnimmt, wobei der Dainpfstrom den Hauptanteil des Anstreifdampfes und einen Teil des Ammoniaks aus den gebundenen Ammoniumsalsen enthält,

(ii) einen wässrigen--Bodenstrom .entnimmt; ', wobei der Strom eine wesentlich verminderte Konzentration an Säuregasen und Ammoniak besitzt, verglichen mit der wäßrigen Lösung,

wobei die erste Destillation bei einem Druck durchgeführt wird, der wesentlich geringer ist als der Druck der zweiten Destillation,und wobei der Druckunterschied ausreicht, so daß mindestens ein Teil der bei der Stufe (a) erforderlichen Wärme entweder (i) Wärme ist, die in dem Überkopfdampf der Stufe (c) enthalten ist, oder (ii) ΐ/ärme, die in der wäßrigen Bodenflüssigkeit der Stufe (c) enthalten ist, oder (iii)Wärme sowohl von (i) als auch von (ii).

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Überkopfdämpfen der Stufe (c) enthaltene Wärme durch indirekten Wärmeaustausch mit den Flüssigkeiten der Stufe (a) übertragen wird.

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang durch Kondensation der Überkopfdämpfe aus der Stufe (c) in eine Flüssigkeitsfraktion und eine Dampffraktion erfolgt.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsfraktion zu der Stufe (c) als Rückfluß für die zweite Destillation zurückgeführt wird.

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41. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem flüssigen Bodenprodukt der Stufe (c) enthaltene Wärme zur Stufe (a)-durch Flash-Bestillation der Flüssigkeit in eine Daiapffraktion und eine Flüssigkeitsfraktion übertragen wird und daß ein Teil der Dampffraktion zu ö.eni fluiden Material der Stufe (a) zugegeben wird.

42. Verfahren zur Abtrennimg von .Säuregasen und Ammoniak aus ihren verdünnten, wäßrigen Lösungen, wobei die Lösungen freie und gebundene Ammoniumsalze enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) die Lösung einer ersten, vielstufigen, kontinuierlichen Gegenstrom-Destillation unterwirft_f wobei die Destillation so durchgeführt wird, daß ein Ammoniak-Konzentrationsgradient erhalten wird, der in Richtung auf die Stelle, an der die Bodenflüssigkeit entnommen wird, abnimmt, wodurch eine Bodenflüssigkeit mit einem pH-Wert unter etwa 8,0 erhalten wird,

(i) einen Überkopf dampf strois entnimmt, der den Hauptteil des Abstreifgases, enthaltend lasserdampf, den Hauptteil der Säuregase in der Lösung und einen Teil des Ammoniaks aus den freien Ammoniumsalzen, enthält,

(ii) einen wäßrigen Bodenstrom entnimmt, der als Hauptanteil Wasser und im wesentlichen alle gebundenen Ammoniumsalze enthält,

(b) Alkali zu dem entnommenen Bodenstrom zugibt, wobei das Alkali in solcher Menge zugegeben wird, die ausreicht, das in den gebundenen Ammoniumsalzen enthaltene Ammonium während der nachfolgenden Destillation des Gemisches freizusetzen,

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(i) einen Überkopfdampfstrom entnimmt, wobei der Dainpfstrom den Hauptanteil des Abstreifdampfes und einen Teil des Ammoniaks aus den gebundenen Ammoniumsalzen enthält,

(ii) einen wäßrigen Bodenstrom entnimmt, wobei der Strom eine wesentlich verminderte Konzentration an Säuregasen und Ammoniak besitzt, verglichen mit der wäßrigen Lösung ₉

wobei als erste Stufe die wäßrige Lösung durch indirekten Wärmeaustausch mit mindestens einem Teil der in den Überkopf dämpfen der Stufe (a) enthaltenen Wärme so erwärmt wird, daß die Lösung eine Temperatur im Bereich von etwa 71 bis 85°C (160 bis 185°F) besitzt.

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsfraktion aus den Überkopfdämpfen der Stufe (a) gewonnen wird und als Rückfluß in die erste Destillation zurückgeführt wird.

44. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsfraktion als Kondensat gewonnen wird, das durch indirekten "Wärmeaustausch der wäßrigen Lösung mit mindestens einem Teil der in den Überkopfdämpfen enthaltenen Wärme gebildet wird.

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