ITUD20100023A1 - Impianto e relativo procedimento per il recupero ed il reintegro dell'ammoniaca in un impianto di trattamento di prodotti tessili - Google Patents
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Description
Descrizione
"IMPIANTO E RELATIVO PROCEDIMENTO PER IL RECUPERO ED IL REINTEGRO DELL'AMMONIACA IN UN IMPIANTO DI TRATTAMENTO DI PRODOTTI TESSILI
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un impianto, ed al relativo procedimento per il recupero ed il reintegro dell'ammoniaca utilizzata per il trattamento di finissaggio di prodotti tessili eseguito al fine di migliorarne le caratteristiche merceologiche ed estetiche.
Più in particolare, l'impianto per il recupero ed il reintegro dell'ammoniaca consente il reintegro, in tempo reale ed in maniera regolabile, dell'ammoniaca sostanzialmente in funzione dell'effettivo consumo derivante dal trattamento di finissaggio del prodotto tessile. Qui e nel seguito della descrizione, per prodotti tessili si intendono tessuti, filati, prodotti di maglieria, non tessuti e prodotti naturali o sintetici analoghi od assimilabili.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti procedimenti di finitura di tessuti con ammoniaca, o bagni di ammoniaca liquida, al fine di migliorare le caratteristiche merceologiche ed estetiche dei tessuti, aumentarne l'affinità ai coloranti, la stabilità ai lavaggi, l'effetto antipiega, la sensazione al tatto soffice, il mantenimento dell'effetto "nuovo" anche dopo ripetuti lavaggi e l'aumento della resistenza al pilling ed alla lacerazione.
Allo stato attuale della tecnica, i tessuti vengono impregnati con ammoniaca liquida eventualmente dopo essere transitati in una camera in depressione, la quale ammoniaca viene rimossa successivamente tramite evaporazione, eventualmente abbinata ad un successivo passaggio del tessuto in una camera in depressione.
È altresì noto un processo di trattamento di tessuti, precedentemente impregnati con speciali resine chimiche, che utilizza ammoniaca allo stato gassoso; in questo caso, l'ammoniaca allo stato gassoso funge da catalizzatore per la polimerizzazione di resine precedentemente applicate al tessuto per il finissaggio antifiamma.
Il trattamento di tessuti con ammoniaca prevede l'utilizzo di dispositivi e macchine piuttosto semplici; per contro l'impianto per il suo recupero e condensazione à ̈ complesso e di difficile gestione, e ciò spesso à ̈ un ostacolo allo sviluppo ed al collocamento di impianti di questo tipo.
Esempi di tali impianti sono descritti nei documenti US A 3721097 e US A 4074969.
Secondo il documento BE 1009874 A5 ed il documento DE 19949534 Al, i gas di ammoniaca che si sviluppano all'interno della macchina di procedimento sono raccolti e fissati in un cosiddetto "scrubber", sottoforma di idrato di ammonio, per poi essere stoccati in un apposito serbatoio.
La porzione di ammoniaca così raccolta viene separata dall'acqua mediante distillazione effettuata in una torre dì distillazione, ad una pressione di circa 10-15 atm.
Il processo di distillazione à ̈ di per sé noto, e non viene qui spiegato con ulteriore dettaglio.
Le torri di distillazione, per contro, per provvedere alla sua alimentazione richiedono elevati volumi di stoccaggio dell'ammoniaca, e inoltre necessitano di un tempo di avviamento molto elevato prima di raggiungere delle condizioni di funzionamento a regime.
Un ulteriore svantaggio delle torri di distillazione note à ̈ che sono in grado di fornire solamente una portata ben definita di ammoniaca distillata, ovvero quella per cui à ̈ stata dimensionata, per cui non à ̈ possibile intervenire con una regolazione in tempo reale della portata e/o delle condizioni di stand-by temporanee.
Allo stato attuale, l'ammoniaca liquida utilizzata per il trattamento della fibra tessile e le perdite che si verificano durante il trattamento del tessuto, sono reintegrate in prossimità dell'impianto con ammoniaca fresca prelevata da grandi serbatoi di stoccaggio installati all'esterno dell'impianto stesso.
Un'elevata quantità di ammoniaca liquida stoccata in appositi serbatoi comporta notevoli problemi di sicurezza, e necessita quindi di impianti dedicati per il controllo di eventuali perdite di ammoniaca.
Tali impianti, data la loro complessità , sono molto costosi, necessitano di particolari autorizzazioni per la loro installazione e sono continuamente oggetto di collaudi di controllo da parte di autorità competenti. L'applicazione industriale del procedimento di trattamento del tessuto con ammoniaca liquida, oppure con soluzione ammoniacale, si à ̈ quindi sempre scontrata con i notevoli inconvenienti legati alla sicurezza impiantistica di recupero e stoccaggio dell'ammoniaca. Pertanto tali procedimenti, pur essendo nota la loro efficacia e validità in termini di risultati sul tessuto, non sono ampiamente diffusi.
Scopo del presente trovato à ̈ quello di prevedere un procedimento in grado di reintegrare, in modo regolabile ed in totale sicurezza, l'ammoniaca consumata durante il processo di finissaggio del tessile, consentendo la reazione chimica fra fibra e ammoniaca, limitando le perdite nell'aria di ammoniaca, bonificando il tessuto, e permettendo il recupero dell'ammoniaca allo stato gassoso non utilizzata all'interno dell'impianto dell'ammoniaca senza l'utilizzo di voluminosi serbatoi di stoccaggio.
Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di integrare l'ammoniaca consumata con ammoniaca di reintegro estratta da una soluzione ammoniacale facilmente acquistabile in commercio.
È pure scopo del presente trovato limitare il volume del serbatoio di stoccaggio a bordo macchina, sì da evitare complessità impiantistiche per la sua messa in sicurezza.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato à ̈ espresso e caratterizzato, nelle rivendicazioni indipendenti.
Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.
In accordo con i suddetti scopi, il trovato à ̈ associato ad una macchina che esegue un trattamento di prodotti tessili con ammoniaca, per migliorarne le caratteristiche merceologiche ed estetiche.
L'impianto secondo il presente trovato, comprende un gruppo di recupero avente un dispositivo condensante atto a recuperare l'ammoniaca in forma gassosa estratta da detta macchina di trattamento ed a fornire ammoniaca allo stato liquido a detta macchina di trattamento.
Secondo un aspetto caratteristico del trovato, l'impianto, comprende anche un gruppo di reintegro per fornire una quantità di ammoniaca sostanzialmente pari a quella consumata durante il trattamento.
Il gruppo di reintegro in particolare comprende almeno una sorgente di soluzione ammoniacale ed un gruppo di distillazione atto a distillare in maniera selettivamente regolabile, detta soluzione ammoniacale per ottenere ammoniaca gassosa da integrare in prossimità di detto dispositivo condensante.
L'utilizzo combinato del gruppo di recupero e del gruppo di reintegro consente l'eliminazione di grossi serbatoi di stoccaggio di ammoniaca, in quanto la quantità di ammoniaca da reintegrare viene prodotta direttamente in relazione alla quantità consumata o dispersa durante il trattamento dei prodotti tessili. L'impianto di recupero e reintegro provvede dunque al recupero dell'ammoniaca non consumata nella fase di impregnazione, ed al reintegro dell'ammoniaca consumata con ammoniaca ottenuta dalla fase di distillazione di una soluzione ammoniacale facilmente disponibile in commercio .
Secondo una forma realizzativa del presente trovato, l'impianto comprende anche una stazione di compressione o ventilazione che provvede alla movimentazione dell'ammoniaca gassosa. In particolare detta stazione di compressione o ventilazione à ̈ collegata da un lato sia al gruppo di recupero sia al gruppo di reintegro mentre dall'altro à ̈ collegato a detto dispositivo condensante che provvede a condensare sia l'ammoniaca recuperata dalla macchina di trattamento sia dell'ammoniaca reintegrata.
È variante del trovato prevedere che il gruppo di distillazione comprenda almeno due dispositivi di distillazione collegati fra loro sia idraulicamente per il passaggio tra di essi di detta soluzione ammoniacale liquida, sia pneumaticamente per il passaggio con direzione inversa di ammoniaca gassosa.
Secondo una forma realizzativa del trovato detti almeno due dispositivi di distillazione sono associati a mezzi di condizionamento della temperatura che li mantengono ad una temperatura progressivamente crescente nel senso di percorrenza della soluzione ammoniacale liquida.
Secondo una possibile applicazione, la soluzione ammoniacale atta ad essere reintegrata in detto gruppo di reintegro à ̈ una soluzione di idrato di ammonio, facilmente reperibile in commercio e che non necessita di particolari attenzioni per quanto riguarda la sua sicurezza.
In un'altra forma realizzativa, la soluzione ammoniacale atta ad essere reintegrata in detto gruppo di reintegro à ̈ una soluzione di sali ammoniacali.
Secondo una variante del presente trovato, il gruppo di reintegro comprende anche un secondo mezzo condensante che viene interposto fra detto primo dispositivo di distillazione e la stazione di compressione o ventilazione per la bonifica dei vapori d'acqua uscenti dal primo dispositivo di distillazione.
È pure variante del presente trovato il prevedere che detta macchina di trattamento comprende un serbatoio di alimentazione, atto a fornire ammoniaca in detta macchina di trattamento. Il serbatoio di alimentazione presenta una capacità molto limitata, a titolo esemplificativo inferiore a 100 litri, sì da non richiedere la necessità di predisporre impianti e/o attrezzature per la messa in sicurezza di detto serbatoio contenente l'ammoniaca.
In un'altra forma realizzativa il dispositivo condensante à ̈ associato ad un dispositivo di refrigerazione indiretta atto a consentire la condensazione dell'ammoniaca dallo stato gassoso, per renderla disponibile al serbatoio di alimentazione allo stato liquido.
È parte del presente trovato anche un procedimento di recupero e reintegro dell'ammoniaca comprendente almeno una fase di impregnazione del prodotto tessile, una fase di estrazione dei gas di ammoniaca, una fase di recupero dei gas estratti ed una fase di integrazione dell'ammoniaca consumata. In particolare detta fase di integrazione dell'ammoniaca consumata comprende una fase di distillazione di una soluzione ammoniacale, atta ad ottenere una portata selettivamente regolabile di ammoniaca da integrare nella fase di impregnazione del prodotto tessile.
La pressione di esercizio del processo di distillazione e reintegro dell 'ammoniaca à ̈ pari alla pressione atmosferica, à ̈ inferiore od à ̈ superiore alla pressione atmosferica .
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la fig. 1 Ã ̈ una rappresentazione schematica dell'impianto per il trattamento di prodotti tessili con l'ammoniaca secondo il presente trovato.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI REALIZZAZIONE
Con riferimento a fig. 1, un impianto 10 per il recupero ed il reintegro dell'ammoniaca, secondo il presente trovato, associato ad una macchina di trattamento 11 di prodotti tessili, comprende una stazione di compressione o ventilazione 12, un primo condensatore 13 ed un gruppo di reintegro 15 di ammoniaca.
La macchina di trattamento 11 comprende, in modo di per sé noto, un settore di impregnazione 16 ed un settore di evaporazione 17, e può lavorare in continuo, in discontinuo o in semicontinuo.
La macchina di trattamento 11 opera normalmente a pressione atmosferica, anche se non si esclude la possibilità che operi ad una pressione superiore oppure inferiore rispetto alla pressione atmosferica.
II settore di impregnazione 16 comprende un dispositivo di alimentazione 19 dei prodotti tessili, una vasca di impregnazione 20 contenente ammoniaca allo stato liquido, un rullo di spremitura 21 del prodotto tessile, un rullo di contrasto 24, rulli di avvolgimento 28 su cui si avvolge parzialmente il prodotto tessile, ed un serbatoio di alimentazione 22 di ammoniaca.
La vasca di impregnazione 20 Ã ̈ disposta sul fondo della macchina di trattamento 11 e consente l'impregnazione del prodotto tessile con ammoniaca e la successiva raccolta dell'ammoniaca in eccesso derivante dalla spremitura del prodotto tessile.
Il prodotto tessile in contatto con l'ammoniaca allo stato liquido reagisce chimicamente con essa per ottenere il processo di finissaggio voluto.
Nel caso in cui si utilizzi ammoniaca allo stato gassoso essa può essere introdotta direttamente nel settore di impregnazione 16 della macchina di trattamento 11, oppure può essere ottenuta portando ad evaporazione l'ammoniaca presente nella vasca di impregnazione 20 della macchina di trattamento 11.
Secondo ancora un'altra forma di realizzazione, il prodotto tessile può essere trattato con una soluzione ammoniacale di trattamento.
Nelle soluzioni ammoniacali di trattamento sono comprese soluzioni sia allo stato liquido che gassoso, come pure soluzioni contenenti prodotti chimici, sali ammoniacali, coloranti, soda caustica e loro combinazioni .
Il rullo di spremitura 21 à ̈ premuto contro il rullo di contrasto 24 allo scopo di esercitare un'azione di spremitura dell'ammoniaca in eccesso contenuta nel prodotto tessile quando à ̈ fatto passare attraverso essi.
Il serbatoio di alimentazione 22 dell'ammoniaca allo stato liquido ha una capacità limitata al solo fabbisogno della macchina di trattamento 11, a solo titolo esemplificativo e non limitativo fino ad un massimo di 100 litri, ed il livello viene costantemente reintegrato, nel modo descritto nel dettaglio in seguito. Data la ridotta capacità del serbatoio di alimentazione 22 si limitano di molto i problemi relativi alla messa in sicurezza dell'impianto e si evitano complessità impiantistiche dovute alla messa in sicurezza dello stesso.
Il settore di evaporazione 17 della macchina di trattamento 11 comprende rulli riscaldati 23 cooperanti con i suddetti rulli di avvolgimento 28, un'apertura 25 di estrazione di gas di ammoniaca attraverso una linea di estrazione 34 ed un dispositivo di estrazione 26 del prodotto tessile.
I rulli riscaldati 23 contribuiscono a determinare l'evaporazione dell'ammoniaca ancora contenuta nel prodotto tessile per la sua eliminazione.
In altre forme di realizzazione i rulli riscaldati 23 possono essere sostituiti con semplici rulli non riscaldati, limitando in questo modo il processo di evaporazione dell'ammoniaca.
L'apertura 25 consente l'estrazione dei gas di ammoniaca derivanti dalla sua evaporazione per effetto dei rulli riscaldati 23.
La stazione di compressione o ventilazione 12 Ã ̈ atta ad estrarre l'ammoniaca allo stato gassoso dall'apertura 25, per trasferirla, attraverso la linea di estrazione 34, al primo condensatore 13.
Il primo condensatore 13 à ̈ collegato ad un dispositivo di refrigerazione, denominato gruppo chiller 27, il quale raffredda indirettamente l'ammoniaca gassosa che circola al suo interno determinando così la sua condensazione.
L'ammoniaca all'uscita dal primo condensatore 13 à ̈ allo stato liquido e può essere rinviata al serbatoio di alimentazione 22 della macchina di trattamento 11. La temperatura del liquido in uscita dal primo condensatore 13 dipende dalla sua pressione di esercizio, ed a solo titolo esemplificativo, a pressione atmosferica à ̈ di circa -34°C. Questa procedura di recupero determina la condensazione ed il ricircolo di circa il 95% dell'intera quantità di ammoniaca utilizzata durante il processo .
La reazione chimica dei prodotti tessili con l'ammoniaca comporta, infatti, un consumo di ammoniaca che à ̈ funzione del tipo di trattamento, del tipo e grammatura del prodotto tessile trattato e della velocità di lavoro. Un'altra parte di ammoniaca viene dispersa durante il normale funzionamento dell'impianto, o durante la bonifica finale del prodotto tessile, o simili .
Questi consumi e dispersioni di ammoniaca sono stimati, in modo esemplificativo ed in media, di circa il 5% ÷ 7% dell'ammoniaca utilizzata durante il trattamento; ciò comporta la necessità di dover periodicamente, o in continuo, reintegrare il serbatoio di alimentazione 22 o la vasca di impregnazione 20 della macchina di trattamento 11. Per mantenere un corretto funzionamento della macchina di trattamento 11, tale reintegro deve essere fatto in tempo sostanzialmente reale dal gruppo di reintegro 15, in funzione del livello di ammoniaca liquida presente all'interno del serbatoio di alimentazione 22.
Il gruppo di reintegro 15 dell'ammoniaca comprende un gruppo di distillazione 29 ed un secondo condensatore 30.
Nel caso di specie, e come soluzione preferenziale, il gruppo di distillazione 29 utilizza una soluzione ammoniacale di reintegro, nel caso di specie idrato di ammonio, facilmente reperibile in commercio, e che evita i problemi di sicurezza suddetti, per ottenere ammoniaca quasi pura da integrare nell'impianto 10.
In altre forme di realizzazione, il gruppo di distillazione 29 utilizza soluzioni ammoniacali di reintegro che possono comprendere sali di ammonio quali fosfato di ammonio, solfato di ammonio, acetato di ammonio e/o combinazione di essi. Come pure, sono comprese come soluzioni ammoniacali, combinazioni di idrato di ammonio con idrato di sodio, oppure combinazioni di idrato di ammonio con idrato di potassio o combinazioni di idrato di ammonio e altro idrato e/o combinazioni di essi.
Il gruppo di reintegro 15 funziona comunque anche con soluzioni ammoniacali di concentrazione irregolare o non definita della quantità di ammoniaca in esse contenute.
Il gruppo di distillazione 29 comprende, nel caso di specie, un primo, un secondo ed un terzo contenitore 31, 32, 33 di distillazione, ognuno dei quali à ̈ provvisto di propri ed autonomi mezzi di regolazione e controllo della temperatura 35 della soluzione presente al suo interno e di sensori di livello 41.
Secondo altre forme di realizzazione, il numero di contenitori di distillazione à ̈ diverso da tre, ma comunque non inferiore a due.
Durante la fase di distillazione dell'idrato di ammonio, secondo una legge ben nota, il componente più volatile della miscela, ovvero l'ammoniaca, passa allo stato di vapore in quantità maggiore del componente meno volatile, ovvero l'acqua; si ottengono in questo caso una soluzione liquida di acqua/ammoniaca contenente principalmente acqua, ed una miscela gassosa con una concentrazione di ammoniaca maggiore della soluzione liquida.
In particolare, in funzione della temperatura della soluzione di idrato di ammonio, la concentrazione di ammoniaca, nella soluzione liquida e nella miscela allo stato di vapore, varia secondo i valori riportati nella Tabella 1.
Tabella 1 (con riferimento a pressione atmosferica) Temperatura di ammoniaca di ammoniaca nella soluzione miscela allo stato di quida vapore
100 100
85,4 100
74,6 100
66,6 99,99
60,1 99,98
54,4 99,95
49,5 99,9
44,9 99,85
40,8 99,7
37 99,5
33,5 99,2
30,2 98,7
27,1 98,1
24,2 97,2
21,6 96
19,1 94,4
16,7 92,4
14,6 89,7
12,6 86,4
10,7 82,2
8,9 77,1
7,3 70,8
75 5,8 63,1
80 4,4 53,9
85 3,1 42,3
90 1,9 29,9
95 0,8 14,5
100 0 0
Il primo, il secondo ed il terzo contenitore 31, 32, 33 sono mantenuti, nell'ordine, a temperature crescenti selettivamente determinabili con i mezzi di regolazione e controllo della temperatura 35.
L'idrato di ammonio viene reintegrato, attraverso una linea di integrazione 45, nel primo contenitore 31 di distillazione. Una parte della soluzione si porta allo stato di vapore sottoforma di una miscela gassosa con un'elevata concentrazione di ammoniaca e una bassa concentrazione di acqua allo stato di vapore. La soluzione liquida nel primo contenitore 31, una volta raggiunto un limite prestabilito, viene convogliata nel secondo contenitore 32 per mezzo di un primo scarico 36. La soluzione liquida riempie il primo contenitore 31 fino al raggiungimento di un livello prestabilito e rilevato dal sensore di livello 41 il quale provvede a convogliare la soluzione liquida nel secondo contenitore 32 per mezzo del primo scarico 36.
Il secondo contenitore 32 Ã ̈ mantenuto ad una temperatura superiore rispetto a quella del primo contenitore 31 per mezzo dei mezzi di regolazione e controllo della temperatura 35.
La soluzione liquida convogliata dal primo contenitore 31, per effetto di una temperatura maggiore, si porta in parte sottoforma di miscela gassosa con una percentuale di ammoniaca inferiore, ed una percentuale di acqua allo stato di vapore maggiore, rispetto alla miscela gassosa del primo contenitore 31.
La rimanente parte della soluzione liquida riempie il secondo contenitore 32 fino al raggiungimento di un livello prestabilito e rilevato dal sensore di livello 41 il quale provvede a convogliare la soluzione liquida nel terzo contenitore 33 per mezzo del secondo scarico 37 .
La soluzione liquida convogliata dal secondo contenitore 32, per effetto di una temperatura maggiore, si porta in parte sottoforma di miscela gassosa con una percentuale di ammoniaca inferiore, ed una percentuale di acqua allo stato di vapore maggiore, rispetto alla miscela gassosa del secondo contenitore 32.
La rimanente parte della soluzione liquida presenta una concentrazione di ammoniaca molto bassa, riempie il terzo contenitore 33 fino al raggiungimento di un livello prestabilito e rilevato dal sensore di livello 41. La soluzione liquida viene scaricata attraverso un terzo scarico 38 sottoforma di idrato di ammonio contenente una ridotta o quasi nulla quantità di ammoniaca.
Le soluzioni liquide presenti all'interno del primo, del secondo e del terzo contenitore 31, 32, 33 presentano della concentrazioni di acqua nell'ordine via via crescenti e di conseguenza l'ammonica ricavabile à ̈ via via decrescente.
Per contro la miscela gassosa di ammoniaca e di acqua allo stato di vapore presenta una concentrazione di ammoniaca gassosa crescente nell'ordine dal primo al secondo al terzo contenitore 31, 32, 33.
In particolare la miscela gassosa presente nel terzo contenitore 33 viene fatta gorgogliare attraverso una prima tubazione 42, nel secondo contenitore 32, in cui per effetto di una temperatura inferiore in parte ricondensa e và a riempire il secondo contenitore 32. In particolare solo una piccola parte di ammoniaca ricondensa sottoforma di idrato di ammonio, mentre una maggior quantità di acqua allo stato di vapore passerà allo stato liquido.
In questo modo si ottiene nel secondo contenitore 32 una miscela gassosa con una concentrazione di ammoniaca più elevata rispetto alla miscela gassosa presente nel terzo contenitore 33.
La miscela gassosa presente nel secondo contenitore 32, a questo punto, viene fatta gorgogliare nel primo contenitore 31, attraverso una seconda tubazione 43, in cui per effetto di una temperatura inferiore in parte ricondensa e và a riempire il primo contenitore 31. In particolare solo una piccola parte di ammoniaca ricondensa sottoforma di idrato di ammonio, mentre una maggior quantità di acqua allo stato di vapore passerà allo stato liquido.
In questo modo si ottiene nel primo contenitore 31 una miscela gassosa con una concentrazione di ammoniaca più elevata rispetto alla miscela gassosa presente nel secondo contenitore 32.
Questo ciclo di ripetute evaporazioni/condensazioni all'interno dei contenitori mantenuti a temperature diverse fra loro consente il raggiungimento nel primo contenitore 31 di una miscela gassosa di elevata concentrazione di ammoniaca e molto bassa di acqua.
La miscela gassosa presente all'interno del primo contenitore 31 viene a questo punto inviata attraverso una terza tubazione 44, nel secondo condensatore 30 in cui le ultime tracce d'acqua vengono bonificate.
II secondo condensatore 30, tramite la stazione di compressione o ventilazione 12, invia l'ammoniaca gassosa al primo condensatore 13 per essere condensata prima del reintegro nel serbatoio di alimentazione 22. La stazione di compressione/ventilazione 12 dell'ammoniaca provvede dunque alla movimentazione sia dell'ammoniaca gassosa di recupero dalla macchina di trattamento 11 sia dell'ammoniaca di reintegro ricavata dal gruppo di reintegro 15.
Appositi condotti di alimentazione 39, presenti nel secondo condensatore 30, consentono la circolazione forzata, all'interno di esso, di un fluido di condensazione .
Una luce di scarico 40, prevista nel secondo condensatore 30, consente lo scarico della soluzione liquida condensata in esso sottoforma di idrato di ammonio, che viene rimandata al primo contenitore 31 e rimessa in circolo nel gruppo di distillazione 29. La porzione di miscela non condensata nel secondo condensatore 30 presenta un'elevata concentrazione di ammoniaca, esce dal secondo condensatore 30 ancora allo stato gassoso e viene mandata alla stazione di compressione o ventilazione 12 per mezzo di una tubazione di reintegro 46.
In un'altra forma realizzativa, non rappresentata in fig. 1, l'ammoniaca gassosa in uscita dal secondo condensatore 30, Ã ̈ introdotta direttamente allo stato gassoso, tramite la tubazione di reintegro 46, all'interno della macchina di trattamento 11; questa soluzione risulta vantaggiosa nel caso di trattamento dei tessili con ammoniaca gassosa.
L'intero processo di distillazione della soluzione ammoniacale e di reintegro dell'ammoniaca à ̈ effettuato ad una pressione di esercizio pari a quella atmosferica anche se non si esclude la possibilità che possa essere effettuata a pressione inferiore o superiore a quella atmosferica .
Allo scopo di rendere più chiara la descrizione del processo di distillazione che avviene nei tre contenitori 31, 32, 33 del gruppo di distillazione 29, in seguito vengono riportati due esempi relativi alla distillazione di idrato di ammonio.
Nei due casi specifici à ̈ stata utilizzata una soluzione di idrato di ammonio contenente il 25% di ammoniaca .
Esempio 1 funzionamento con pressione di esercizio pari alla pressione atmosferica.
Primo contenitore 31: presenta una temperatura di 40°C, impostata e mantenuta costante dai mezzi di regolazione e controllo della temperatura 35. In queste condizioni di temperatura e di pressione, la concentrazione di ammoniaca, con riferimento alla Tabella 1, all'interno della soluzione liquida à ̈ 19,1%, mentre la concentrazione di ammoniaca, all'interno della miscela gassosa, à ̈ 94,4% (5,6% di acqua); la soluzione liquida di idrato di ammonio impoverita di ammoniaca una volta raggiunta una soglia di controllo prestabilita à ̈ inviata, tramite il primo scarico 36, all'interno del secondo contenitore 32 di distillazione.
Secondo contenitore 32: presenta una temperatura di 70°C, impostata e mantenuta costante dai mezzi di regolazione e controllo della temperatura 35. In queste condizioni di temperatura e di pressione, la concentrazione di ammoniaca, con riferimento alla Tabella 1, all'interno della soluzione liquida à ̈ 7,3%, mentre la concentrazione di ammoniaca, all'interno della miscela gassosa, à ̈ 70,8% (29,2% di acqua); la soluzione liquida di idrato di ammonio ulteriormente impoverita di ammoniaca una volta raggiunta una soglia di controllo prestabilita à ̈ inviata, tramite il secondo scarico 37, all'interno del terzo contenitore 33 di distillazione. La miscela di ammoniaca allo stato gassoso à ̈ fatta gorgogliare e raffreddare nel primo contenitore 31 per mezzo della seconda tubazione 43.
Terzo contenitore 33: presenta una temperatura di circa 99°C, impostata e mantenuta costante dai mezzi di regolazione e controllo della temperatura 35. In queste condizioni di temperatura e di pressione la concentrazione di ammoniaca, con riferimento alla Tabella 1, all'interno della soluzione liquida à ̈ diminuita fino quasi lo 0%, mentre la concentrazione di ammoniaca all'interno della miscela gassosa à ̈ circa 5% (95% di acqua); la soluzione di idrato di ammonio liquida ulteriormente impoverita di ammoniaca una volta raggiunta una soglia di controllo prestabilita dal sensore di livello 41 à ̈ scaricata, tramite il terzo scarico 38. La miscela gassosa di ammoniaca, contenuta nel terzo contenitore 33, à ̈ fatta gorgogliare e raffreddare nel secondo contenitore 32, a 70°C, per mezzo della prima tubazione 42.
L'evaporazione, in tre passi successivi, garantisce la rimozione quasi totale della parte di ammoniaca presente nella soluzione di idrato di ammonio integrata ad inizio ciclo, mentre la soluzione di ammoniaca quasi pura (contenente circa il 5% di acqua) allo stato gassoso viene raccolta, per mezzo della terza tubazione 44, in testa al primo contenitore 31 di distillazione, e portata nel secondo condensatore 30 per essere bonificata dall'acqua residua e avviata verso il primo condensatore 13.
In particolare, l'ammoniaca gassosa in uscita dal secondo condensatore 30 à ̈, nel caso di specie, ad una temperatura di circa 10°C per cui, in relazione alla tabella di equilibrio acqua ammoniaca, la percentuale di ammoniaca contenuta nella miscela gassosa à ̈ circa 99,5%, ovvero una condizione di quasi purezza dell'ammonica. Esempio 2: funzionamento con pressione di esercizio di 0,5 atm.
Primo contenitore 31 di distillazione:
Temperatura della soluzione mantenuta costante a 30°C. Contenuto di ammoniaca in fase liquida: 16% Contenuto di ammoniaca in fase gassosa: 93%.
Secondo contenitore 32 di distillazione:
Temperatura della soluzione mantenuta costante a 50°C. Contenuto di ammoniaca in fase liquida: 8% Contenuto di ammoniaca in fase di gassosa: 77%.
Terzo contenitore 33 di distillazione:
Temperatura della soluzione mantenuta costante ad 80°C. Contenuto di ammoniaca in fase liquida: circa 0%. Contenuto di ammoniaca in fase gassosa: inferiore a 5%. La quantità di ammoniaca gassosa estratta, con i contenitori 31, 32, 33 ed il secondo condensatore 30 mantenuti sempre alla temperatura preimpostata, à ̈ funzione della quantità di soluzione ammoniacale entrante, tramite la linea di integrazione 45, nel gruppo di distillazione 29 frazionato. Al variare della richiesta di reintegro di ammoniaca liquida, determinata per mezzo di indicatori di livello della quantità di ammoniaca liquida presente nel serbatoio di alimentazione 22, varierà il flusso di soluzione ammoniacale integrata, che entra nel gruppo di distillazione 29, la quale cede successivamente la sua quota di ammoniaca sottoforma di gas.
In condizioni di arresto della macchina di trattamento 11, l'integrazione di ammoniaca, nel serbatoio di alimentazione 22, viene interrotta sia chiudendo l'alimentazione di idrato di ammonio nella linea di integrazione 45 per mezzo di una prima valvola 47, sia chiudendo l'alimentazione di ammoniaca attraverso la tubazione di reintegro 46, per mezzo di una seconda valvola 48, e sia chiudendo la linea di scarico 38.
Il gruppo di reintegro 15 può essere posto, quindi, in posizione di stand-by ripetendo ciclicamente le fasi di evaporazione/condensazione all'interno dei contenitori 31, 32, 33. In questo modo aprendo la prima e la seconda valvola 47, 48 la fase di distillazione viene ripresa istantaneamente già in condizione di regime. I diversi componenti dell'impianto 10 sono provvisti di canali di recupero che evitano la dispersione di ammoniaca nell'ambiente di lavoro.
L'ammoniaca dispersa à ̈ presente sottoforma di ammoniaca gassosa mescolata all'aria o mescolata con vapori d'acqua, e viene convogliata in un apposito recuperatore , denominato "scrubber", (non rappresentato nelle figure ).
Lo scrubber, come da tecnologia nota, consente di fissare e concentrare l'ammoniaca sottoforma di idrato di ammonio e di scaricare l'aria, o altri gas, in atmosfera distillati dall'ammoniaca.
L'idrato di ammonio che ne deriva viene successivamente reintegrato nell'impianto di integrazione dell'ammoniaca attraverso la linea di integrazione 45, del gruppo di distillazione 29.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1.Impianto per il recupero ed il reintegro di ammoniaca associato ad una macchina per il trattamento (11) di prodotti tessili, l'impianto comprendendo un gruppo di recupero presentante almeno un dispositivo condensante (13), atto a recuperare ammoniaca gassosa estratta da detta macchina di trattamento (11), ed a fornire ammoniaca allo stato liquido a detta macchina di trattamento (11), caratterizzato dal fatto che comprende anche un gruppo di reintegro (15), atto a reintegrare nella macchina per il trattamento (11) una quantità di ammoniaca sostanzialmente pari a quella consumata durante il trattamento, il gruppo di reintegro (15) comprendendo almeno una sorgente (45) di soluzione ammoniacale ed un gruppo di distillazione (29) atto a distillare, in maniera selettivamente regolabile, detta soluzione ammoniacale per ottenere ammoniaca gassosa da alimentare almeno parzialmente a detto dispositivo condensante (13). 2.Impianto come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende anche una stazione di compressione o ventilazione (12) per la movimentazione dell'ammoniaca gassosa, essendo collegata da un lato al gruppo di recupero ed al gruppo di reintegro (15) e, dall'altro, a detto dispositivo condensante (13). 3.Impianto come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di distillazione (29) comprende almeno due dispositivi di distillazione (31, 32, 33) collegati fra loro sia idraulicamente, per il passaggio tra di essi di detta soluzione ammoniacale liquida, sia pnuematicamente , per il passaggio con direzione inversa di ammoniaca gassosa. 4.Impianto come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti almeno due dispositivi di distillazione (31, 32, 33) sono associati a mezzi di regolazione e controllo della temperatura (35) che li mantengono ad una temperatura progressivamente crescente nel senso di percorrenza della soluzione ammoniacale liquida. 5.Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la soluzione ammoniacale atta ad essere reintegrata in detto gruppo di reintegro (15) à ̈ una soluzione di idrato di ammonio. 6.Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la soluzione ammoniacale atta ad essere reintegrata in detto gruppo di reintegro (15) à ̈ una soluzione di sali ammoniacali. 7.Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di reintegro (15) comprende anche un secondo mezzo condensante (30) atto ad essere interposto fra detto primo dispositivo di distillazione (31) e la stazione di compressione o ventilazione (12) per un'ulteriore bonifica dell'ammoniaca. 8.Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta macchina di trattamento (11) comprende un serbatoio di alimentazione (22), con una capacità massima di 100 litri, atto ad fornire ammoniaca in detta macchina di trattamento (11), essendo direttamente collegato al dispositivo condensante (13). 9.Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo condensante (13) à ̈ associato ad un dispositivo di refrigerazione (27) indiretta atto a consentire la condensazione dell'ammoniaca dallo stato gassoso. 10. Procedimento di recupero e reintegro dell'ammoniaca comprendente almeno una fase di impregnazione del prodotto tessile in una macchina di trattamento (11), una fase di estrazione dei gas di ammoniaca, una fase di recupero e condensazione dei gas estratti, una fase di integrazione dell'ammoniaca consumata, caratterizzato dal fatto che detta fase di integrazione dell'ammoniaca consumata comprende una fase di distillazione di una soluzione ammoniacale, per ottenere una portata selettivamente regolabile di ammoniaca gassosa da reintrodurre nella macchina di trattamento (11) del prodotto tessile. 11. Procedimento come nella rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che la pressione di esercizio à ̈ pari alla pressione atmosferica, à ̈ inferiore od à ̈ superiore alla pressione atmosferica,
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