-
Rückgewinnung von Ammoniak und. Wärme aus gebrauchtem Kupferkunstseidefällwasser
Im Patent 7oi 967 ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Rückgewinnung von Ammoniak
und Wärme aus gebrauchtem Kupferkunstseidefällwasser beschrieben, bei welchem der
aus dem Fällwasser und seinem Wärmeinhalt gewonnene Dampf im Gegenstrom mit Ammoniak
aus dem Fällwasser beladen und in unmittelbarem Wärmeaustausch mit frischem Fällwasser
niedergeschlagen wird. Durch Patent 717 354. wird das Verfahren derart abgeändert,
daß der aus dem Gegenstromapparat a kommende ammoniakreiche Dampf zunächst seine
Kondensationswärme an ammoniakarmem Dampf überträgt, der aus bereits weitgehend
entgastem Fällwasser durch Aufnahme der Kondensationswärme des ammoniakreichen Dampfes
gebildet ist und daß der so erhaltene ammoniakarme Dampf im Gegenstrom mit zu entgasendem
Fällwasser geführt und anschließend zusammen feit dem dabei aufgenommenen Ammoniak
in einem durch frisches Fällwasser gekühlten Kondensator niedergeschlagen wird.
Durch Aufnahme der Kondensationswärme des im Gegen= stromapparat z bereits als Ammoniakträger
ausgenutzten Dampfes wird also aus :einer anderen bereits weitgehend entglcsten
Fällwassermen'ge ohne zusätzlichen Wärme- oder Energieverbrauch eine ammoniakarme
Dampfmenge gewonnen, die als Ammoniakträger in einem anderen Gegenstromapparat dient.
-
Gemäß dem vorliegenden Zusatzpatent wird das Verfahren des Hauptpatents
derart abgeändert, daß das gebrauchte Fällwasser, und zwar vorzugsweise solches,
aus welchem die Kupferionen zuvor entfernt sind, im Gegen-
Strom
mit Dampf geführt wird, wovon ein "feil durch Teilverdampfung des bereits weitgehend
entgasten Fällwassers unter Zufuhr der Kondensationswärme eines Teiles des bei der
Entgasung im Gegenstrom gebildeten Dampf-Ammoniak-Gemisches erhalten ist. Dies wird
so durchgeführt, daß mindestens ein Teil des im Gegenstrom weitgehend entgasten
Fällwassers zuerst ohne äußere Wärmezufuhr auf einen tieferen Druck entspannt und
anschließend in mittelbarem Wärmeaustausch mit dem bei der Gegen-Stromentgasung
gebildeten Dampf-Ammonialc-Gemisch teilweise verdampft wird. Der in mittelbarem
Wärmeaustausch mit dem im Gegenstrom weitgehend entgasten Fällwasser nicht kondensierteTeildesDampf-Ammoniak-Gemisches
wird zusammen mit dem bereits gebildeten Kondensat in unmittelbarem Wärmeaustausch
mit enthärtetem Frischwasser gebracht und dabei niedergeschlagen.
-
Der bei der vorstehend beschriebenen Behandlung entstandene Dampf
wird auf einen böhercn Druck verdichtet und gegebenenfalls zusammen mit dem entspannten
Antriebsdampf der Verdichter in unmittelbarem Gegenstrom, mit dem zu entgasenden
Fällwasser mit Ammoniak angereichert.
-
Das gemäß vorliegenden Zusatzpatents abgeänderte Verfahren bietet
gegenüber dem Hauptpatent sowie dem Zusatzpatent 717 35.4 wesentliche Vorteile.
Dadurch, daß ein Teil des bei der Gegenstromentgasung gebildeten Dampf-Ammoniak-Gemisches
seine Kond'en-#,ationswärme in mittelbarem Wärmeaustausch -in einen Teil des aus
dem gleichen Gegenstromentgaser kommenden bereits weitgehend entgasten Fäll-,vassers
überträgt und hieraus eine der kondensierten Menge nahezu gleiche ammoniakarine
Dampfinenge gebildet wird, bleibt dieser Teil der Dampfwärme in dauerndem Umlauf
und erfüllt immer wieder aufs neue die Aufgahe des Ammoniaktransportes. Zur Aufrechterhaltung
dieses Umlaufes ist lediglich die Kompressionsenergie aufzubringen, welche durch
das für den mittelbaren Wärmeaustausch zwischen dem kondensierenden ammoniakreichen
und dem entstehenden ammoniakarmen Dampf notwendige Temperaturgefälle bedingt ist.
-
An Hand der beigefügten Abbildung wird <las Verfahren beispielsweise
wie folgt beschrieben.
-
Das gebrauchte Fällwasser, dessen Kupferionen vorteilhaft vorher etwa
durch Austausch mit Wasserstoffionen entfernt sind, tritt durch Leitung i in die
Ammoniak- und Wärmerückgewinnungsapparatur ein. Es durchfließt zunächst die Rohrschlange
14 und anschließend den Vo-rwärmbehälter 33. Hierdurch wird das Füllwasser zuerst
in mittelbarem und dann in unmittelbaremWärmeaustausch mit dem bei der Entgasung
gebildeten Dampf-Ammoniak-Gemisch gebracht. Der Verdichter 35 bringt den in den
Vorwärmeb.hälter einströmenden Teil des Dampf-Ammoniak-Gemisches auf einen etwas
höheren Druck und eine etwas höhere Temperatur, so daß das in der Füllung 3.1 herabrieselnde
Fällwasser in unmittelbarem Wärmeaustausch mit diesem Dampf-Ammoniak-Gemisch ungefähr
auf die in dem Gegenstromapparat 2 herrschende Temperatur erwärmt wird. Aus dem
Vorwärmbehälter 33 gelangt das Fällwasser in den Gegenstromapparat 2, in welchem
es durch die V erteilvorrichtung 15 über die Füllungen 3 verteilt wird. Während
das Fällwasser in der Füllung herabrieselt, gibt es einen großen Teil seines Ammoniakgehaltes
an den in der Füllung aufsteigenden Dampf ab, wobei der letztere sich mit Ammoniak
anreichert. Das gebildete Dampf-Ammoniak-Gemisch strömt durch Leitung 8 zu dem Dampfumformer
g, in welchem es zu einem Teil niedergeschlagen wird. Der hier nicht kondensierte
Teil des Dampf-Ammoniak-Gemisches strömt durch Leitung 16 in den Kühler io. Das
in dem Dampfumformer g gebildete Kondensat wird mittels der Pumpe 17 durch den mit
Wasser oder Sole gekühlten Doppelrohrkühler 18 hindurch ebenfalls in den Kühler
io gepumpt und durch die Verteildüse ig über die Kühlrohre 2o verteilt. Durch die
Kühlrohre 2o strömt relativ kaltes enthärtetes Frischwasser. Derjenige Teil des
Ammoniak-Dampf-Gemisches, der in dem Kühler io nicht niedergeschlagen ist.-wird
durch den Verdichter 2i, welcher vorteilhaft elektrischen Antrieb besitzt, auf einen
höheren Druck gebracht und durch Leitung 22 in den gekühlten Absorber 23 eingeblasen.
Das in dem Kühler io anfallende Kondensat wird mittels der Pumpe 24 durch den mit
Wasser oder Sole gekühlten Doppelrohrkühler 25 hindurch ebenfalls in den Absorber
23 gepumpt, wo es durch die Verteildüse 26 über die Füllung 27 sowie die darunter
angeordneten Kühlrohre 28 verteilt wird. Durch diese Kühlrohre strömt das aus dem
Kühler io kommende enthärtete Frischwasser, welches durch Leitung 29 der nicht gezeichneten
Rektifizierapparatur zugeführt wird, um nach Aufnahme der dort anfallenden Wärme
in Mischung mit cntkupfertem und entgastem Fällwasser als frisches Fällwasszr verwendet
zii werden. Etwaige in dem Absorber 23 noch übrigbleibenden Ammoniakreste werden
in (1(.n berieselten Füllungen 12 absorbiert. So. daß durch die anschließende Vakuumpumpe
i i, welche das Vakuum in der ganzen Vorrichtung aufrechterhält, praktisch keine
Ammoniakverluste auftreten. Das aus dein
Absorber 23 sowie den berieselten
Füllungen 12 austretende Ammoniakwasser wird durch die Pumpe 13 zur weiteren Konzentrierung
der schon erwähnten nicht gezeichneten Rektifikationsapparatur zugeführt.
-
Das in dem Gegenstromapparat 2 weitgehend entgaste Fällwasser gelangt
durch Leitung q. in den Entspannungsraum 5a. Infolge des dort herrschenden tieferen
Druckes tritt eine teilweise Verdampfung des in diesen Raum eintretenden Fällwassers
ein, wobei die Temperatur absinkt. Die Verteileinrichtung 2r verteilt das Fällwasser
über den oberen Rohrboden des Dampfumformers 9, in welchem es in mittelbarem Wärmeaustausch
mit dem durch Leitung 8 zugeführten. Dampf-Ammoniak-Gemisch teilweise verdampft
wird. Bei dieser Teilverdampfung tritt eine weitere Absenkung des Ammoniakgehaltes
des bereits im Gegenstromapparat 2 weitgehend entgasten Fällwassers ein. Der bei
der Verdampfung entstehende Dampf, welcher sich in dem Raum Sa sammelt, wird durch
den Verdichter 7, z. B. eine Dampfstrahlpumpe, gegebenenfalls zusammen mit dem entspannten
Treibdampf des Verdichters in den Gegenstroinapparat 2 eingeblasen und dort zur
Entgasung des Fällwassers benutzt. Das sich, im unteren Teil des Dampfumformers
9 sammelnde entgaste Fällwasser wird zum Teil durch die Pumpe 6 herausgepumpt. Dieses
Wasser kann, sofern sein Kupfergehalt bereits vor der Entgasung entfernt wurde,
in Mischung mit dem in den Kühlrohren 2o und 28 sowie in den nicht gezeichneten
Rektifikationsapparat erwärmten enthärteten Frischwasser wieder als frisches Fällwasser
verwendet werden. Falls an manchen Stellen des Betriebes ein Fällwasser von erhöhter
Temperatur erwünscht ist, so kann hierfür das im unteren Teil des Gegenstromapparates
2 anfallende, etwas weniger gut entgaste Wasser von erhöhter Temperatur ebenfalls
in Mischung mit dem genannten erwärmten enthärteten Frischwasser herangezogen werden.
-
Da infolge der Zumischung des enthärteten Frischwassers ein entsprechender
Teil des entkupferten und entgasten Fällwassers- als solches nicht wiederverwendet
werden kann, ist es vorteilhaft, die darin enthaltene Wärme z. B. durch Entspannung
dieser Wassermenge in dem Ausdampfer 5v, Verdichtung der dabei entstehenden Dampfmenge
mittels des Verdichters 30 und Einführung derselben in den unteren Teil des
Dampfumformers 9 teilweise nutzbar zu machen.