KR810001572B1

KR810001572B1 - 액체 암모니아 직물 처리계에서 암모니아를 제거하는 방법

Info

Publication number: KR810001572B1
Application number: KR7800607A
Authority: KR
Inventors: 로렌스 잭슨; 에이 웹 해리
Original assignee: 로늘드헬러; 쿠루엣트 피이보디 앤드 캄파니 인코포레이팃드
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1978-03-09
Publication date: 1981-10-27

Abstract

내용 없음.

Description

액체 암모니아 직물 처리계에서 암모니아를 제거하는 방법

도면은 직물로부터 암모니아를 제거하고 상기 제거생성물을 재순환시키는 본 발명의 원리를 나타낸 계(系)를 도식화한 것이다.

본 발명은 통상적으로 비경제적인 가열 에너지의 투입을 요하지 않고 직물내 암모니아를 휘발시키기에 충분한 온도로 유지된 암모니아로 포화된 수용액에 직물을 노출시킴으로써 액체 암모니아로 미리 처리된 직물로 부터 암모니아를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

다음 단계는 직물에 폐입(閉入)된 암모니아와 물의 잔여를 제거하는 것으로 이계(系)에 의해 실질적으로 감소된 열에너지 소비하에 모든 암모니아가 완전히 회수된다.

이제까지 가능하다고 생각한 온도보다 훨씬 낮은 온도범위에서 열교환 매질로서 물을 사용하여 직물로부터 암모니아를 충분히 제거하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명은 액체 암모니아욕에서 처리된 직물로부터 암모니아를 제거하는 신규 기술에 관한 것이다. 종래 기술에 따르면 직물을 액체 암모니아욕에 침적시킨 후 직물에 대해 약 70중량%까지 암모니아보유량을 감소시켜 주는 패더롤(padder roll)에 의해 과량의 암모니아가 압착 제거된다. 이어 나머지는 직물을 팔머 (palmer) (건조기)를 통과시켜줌으로써 제거되며 그 결과 직물이 완전 건조된다.

이 건조단계에서 부산물은 암모니아이다. 직물내 암모니아의 폐입 및 뒤이은 제거에 의해 액체암모니아 처리공정에서 제거되는 암모니아는 액체 암모니아 부산물판매에 의한 것보다 좀더 비싼 가격으로 공급되어야 한다. 종래의 방법에서 액체 암모니아를 제거하게 요하는 총 에너지 소모량은 직물이 데님(denim)인 경우 직물로부터 제거되는 암모니아 파운드당 약 460 BTU'S인 것으로 계산된다.

액체암모니아로 처리된 직물로부터 암모니아를 제거하기 위해 물의 비점보다 약간 낮은 온도 즉 약210℉의 뜨거운 수욕에 직물을 노출시키는 것이 제안되어 왔다. 그러나 이런 온도에서 직물을 처리시 직물로부터 암모니아 1파운드를 제거하는데 약 8500BTU'가 소모되는 것으로 계산되므로 열절약은 조장되지 않는다.

또한 이온도에서 물의 증기압이 아주 높으므로 많은 물이 직물로부터 휘발되는 암모니아를 동반하게 되므로 암모니아 성분을 회수하는 심각한 문제가 대두되며 욕의 온도를 유지시키기 위한 실질적인 열량이 요구된다. (약 210℉에서 증발되는 물 매 파운드당 약 970BTU'S가 요구된다.)

본 발명은 물의 온도가 120℉를 넘지 않는 경우와 바람직하게 온도가 60℉∼65℉로 유지되는 경우, 직물로부터 암모니아를 제거하기 위한 열교환 매질로서 물을 사용할 수 있다는 기본적인 발견에 근거를 두고 있다.

이 온도 범위내에서 직물내 30% 수분을 유지시키는 암모니아 파운드당 BTU'S수는 상기 언급한 종래의 방법에 의해 암모니아를 제거하는데 요하는 BTU'S수와 아주 유사하다.

그러나 물의 온도가 매우 낮아져서 암모니아로 포화된 수용액으로부터 휘발된 암모니아는 충분량의 습기를 수반하지 않으며 결국 휘발된 암모니아는 쉽게 회수되어 액체 암모니아처리 공정에서 재순환되기 위해 다시 액체 암모니아로 전환된다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면 회수된 암모니아가 액체상태로 압축될때 이것은 냉각되어야 하며 공정중 수분제거욕의 온도를 유지시키는데 사용될 수 있는 열량을 내놓아야 한다.

만일 욕이 상당히 저온(즉 60℉∼65℉)으로 유지되는 경우 회수된 암모니아가스의 압축 및 압축열의 이용에 많은 유리한 효과가 나타난다. 암모니아가스를 저온에서 액체 상태로 압축시키기 위해서는 약 100파운드/인치²가 요구된다.

그러나 만일 욕의 온도가 80℉인 경우 153파운드/인치²이 요구된다. 또한 가스를 대기압으로부터 100파운드/인치²로 압축시키는데 요하는 압력은 가스를 150파운드/인치²로 압축시키는데 요하는 압력보다 훨씬 적다.

욕이 낮은 온도범위 즉 60℉∼65℉로 유지될때 가스를 주위온도에서 액화압력까지 압축시킴으로써 생성되는 압축폐열은 욕의 온도를 유지시키는데 효과적으로 이용될 수 있다. 욕이 상당히 고온인 경우, 욕을 고온으로 유지시키기 위해 압축열로부터 에너지를 충분히 회수하는 것은 불가능하다. 따라서 욕의 온도는 동일한 저온의 욕에 있는 암모니아가스의 압축열을 회수함으로써 충분히 유지될 수 있는 낮은 온도인 경우가 적합하다.

압축열이 이용될때 직물내의 수분을 직물 파운드당 30%로 감소시키는데 필요한 BTU'S 수는 약 280으로 감소되며 이것은 앞서 제거법에서 직물이 완전 건조되는데 필요한 것보다 약 200BTU'S가 적은 것이다.

본 발명에 의해 다소 높은 에너지 소비하에 직물의 완전건조가 가능하다. 본 발명은 또한 직물로부터 수용액을 제거하기 위한 1차, 2차 및 3차 건조단계를 가지고 있으며 1차 단계는 조절된 직물온도를 180℉로 하면 충분하며 2차단계는 212℉로 하면 충분하며 3차단계는 직물을 완전건조해야 하는 경우 사용된다.

대부분의 암모니아는 수증기를 동반하지 않고 직물내 수용액으로부터 1차단계에서 구축된다. 이 암모니아는 액체 암모니아 욕에 의해 휘발된 암모니아와 함께 회수된다. 2차 건조단계는 직물로부터 나머지 암모니아를 완전히 제거하며 수분 함량을 30%치로 감소시킨다. 2차단계의 생성물은 제거욕의 보충을 위한 수용액을 배출하는 스크루버로 보낸다. 3차 건조단계는 직물로부터 잔여수분을 완전 제거하기 위해 임으로 사용된다.

따라서 본 발명의 방법에 의해 직물내 잔류하는 암모니아가 모두 회수되고 압축에 의해 생성된 열에너지를 사용함으로써 제거욕의 온도가 유지되며 생성된 소량의 잔류 수성 암모니아는 제거욕으로 다시 돌려 보내진다.

도면을 참조해 보면, 직물 10은 패더 15내부에 함유된 액체 암모니아 욕 11내에서 침적되고 가이드롤(guide roll) 12 및 13 둘레를 통과하고 패더 15내부의 롤 14를 통과함으로써 처리된다. 직물은 패더롤 16사이에서 압착되며 그후 직물을 안내하고 장력을 유지시키는 일련의 롤 17상으로가며 직물 중량당 약 80%의 암모니아를 계속 보유한다. 액체암모니아욕은 약간 진공으로 유지된 하우징 18의 내부에 위치하며 말단 밀봉장치 19 및 20은 주위공기가 하우징내도 들어오는 것을 막아준다.

본 발명에 따르면 직물 10은 액체암모니아처리 하우징 18을 지나 롤 21 사이를 통과해서 수직으로 엇갈리게 배치된 일련의 롤 22상에 오며 이것은 직물을 암모니아(NH₃)로 포화된 수욕(H₂O) 23내로 안내하여 연속하여 통과하게 해준다. 욕 23은 탱크 24내에 함유되어 있으며 열교환 유니트 26에 의해 일정온도 바람직하게는 60℉∼65℉로 유지된다. 암모니아 증기는 이것이 탱크 24를 통과 할 때 직물로부터 이탈되며 폐쇄용기(enclosure) 27을 떠난 증기는 도관 28,29를 통해 콤푸레샤 30으로 간다.

탱크 24를 통과한 후 직물 10은 패더롤 31사이에서 압착되며(이것은 롤 21과 함께 직물이 처리욕을 통해 완전이동하는 동안 직물 10에 일정량의 장력을 유지시키기 위해 선택적으로 제어된다)이어 슬로트(Slot) 32를 통해 1차 건조기단계 33으로 간다. 직물은 건조온도 180℉로 유지시킨 건조기 실린더 34둘레를 통과한다. 이 온도에서 우선 액체 암모니아 용액의 암모니아 성분만이 직물로부터 이탈된다. 암모니아 증기는 건조기 단계 33을 지나 도관 36을 통해 콤푸레샤 30으로 간다.

콤푸레샤 30은 암모니아증기를 10기압으로 압축시키며 압축된 암모니아는 도관 37을 통해 열교환기 38로 가서, 도관 39를 통해 들어오는 공기에 의해 냉각된다. 냉각된 후 압축된 암모니아가스는 액화되고 열교환기 38로부터 도관 40을 통해 저장되어 욕 11을 보충하는데 다시 사용될 수 있다. 열교환기 38에 도입되는 냉각수 (水)는 코일 41내에서 가열되어 열교환기로 부터 도관 42,43을 통해 제거욕 23으로 가며 그에 의해 욕의 온도가 일정하게 유지된다. 이런 목적으로 들어오는 가열수의 흐름의 방향을 정해주고 욕 23을 일정온도로 유지시키기 위해 적당한 온도조절기가 사용된다.

1차 건조기 단계 33을 떠난후 섬유 10은 밀봉장치 35를 통해 2차 건조기 단계 44로가며 여기서 섬유는 건조기 실린더 46둘레로 보내지며 직물온도는 그 12℉로 유지된다. 이런 온도에서 잔류 암모니아 및 물은 도관 47을 통해 스크루버 48로 보내진다.

여기서 수성 암모니아가 생성되며 이것은 도관 49 및 52를 통해 수성 암모니아 제거욕 23으로 재순환된다. 2차 건조단계에서 실질적으로 모든 암모니아가 제거되며 직물중 수분(물)치는 약 30%가 된다. 직물 10은 이어 이런 ＂습윤＂ 상태하의 2차 건조기단계를 떠나 다음 처리 즉 습윤가공(met finishing), 염색, 수지처리, 가압하의 수축등을 받게 된다. (비록 후자는 수분치 15%까지의 부분 건조를 요할 수 있다)

이런 부분 건조 및 완전건조는 소망에 따라 직물 10을 밀봉장치 57을 통해 3차 건조단계 55로 보냄으로써 이루어질 수 있으며 여기서 직물 10은 건조기 실린더 56둘레로 보내진다. 거기로 부터 직물이 저장되게 된다.

직물을 완전히 건조하는데 요하는 에너지의 양은 직물이 실질적으로 30중량 %의 수분을 보유하는 경우보다 커진다. 하기표는 액체 암모니아욕을 사용하여 직물로부터 암모니아를 제거하고 직물을 완전히 건조시키는데 요하는 에너지 소모량을 비교해 놓았다.

가공된 직물이 암모니아 제거후 30% 중량%의 수분(30%)을 함유하는 경우 회수된 암모니아 파운드당

BTU 소모량은 ＂습윤＂ 즉 30% 수분을 함유하는 직물을 배출하는데 488BTU'S이며 이것은 종래의 방법에서 건조직물을 배출하는데 요하는 460BTU'S에 필적하는 것이다. 압축열(암모니아)이 욕의 온도를 63℉로 유지시키기 위해 회수되는 경우 30% 수분을 함유하는 직물을 배출하기 위한 에너지 필요량은 회수된 암모니아 파운드당 283BTU'S로 떨어진다.

상기 설명은 본 발명의 특별한 구체예에 관한 것으로 대표적인 것에 지나지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 범위를 이해하기 위해 참고로 첨부 청구범위를 만들었다.

Claims

웨브(web)를 60℉∼120℉의 온도범위로 유지된 암모니아(NH₃)로 포화된 물(H₂O)로 이루어진 수성암모니아욕을 통과시켜 상기 웨브로부터 상기 암모니아의 대부분을 증발제거하고, 상기 웨브로부터 암모니아 수용액을 제거하는 단계로 이루어진, 암모니아가 산재된 직물 웨브로부터 암모니아(NH₃)를 제거 회수하는 방법.