PL101516B1 - Method and apparatus for removing ammonia from raw ammonia water - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej oraz urzadzenie do usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej.

Sposób usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej w koksowniach polega na desorpcji przez destylacje z para wodna amoniaku rozpuszczonego w wodzie oraz zawartego w solach amonowych, zarówno nietrwalych, lotnych z para wodna, jak i trwalych, przy czym trwale zwiazki amonowe nielotne z para wodna, zwane potocznie „amoniakiem zwiazanym" sa przed procesem desorpcji poddawane reakcji rozkladu za pomoca mleka wapiennego.

Dotychczas, sposób usuwania amoniaku z koksowniczych wód amoniakalnych jest prowadzony w aparatach zeliwnych typu kolumnowego, z pólkami kolpakowymi. Zespól aparatów sklada sie z kolumny glównej z reaktorem, sluzacej do odpedzania amoniaku lotnego oraz kolumny pomocniczej, sluzacej do odpedzania amoniaku zwiazanego.

W stosowanych dotychczas rozwiazaniach kolumna pomocnicza ulega zanieczyszczeniu osadami wapien¬ nymi, co powoduje koniecznosc jej okresowego (co 3 do 6 miesiecy) czyszczenia, polaczonego z demontazem i ponownym montazem. W odpedzaczach kolumnowych typu barbotazowego stosowane szybkosci przeplywu par sa stosunkowo niskie (0,3 do 0,6 m/s), konsekwencja czego sa aparaty o duzych srednicach.

Z uwagi na nizsza sprawnosc wymiany mas w aparatach tego typu, stosuje sie kolumny o duzej ilosci pólek (26 do 32 sztuk). Zanieczyszczona szlamem wapiennym odpedzona woda amoniakalna o temperaturze okolo 100°C, odprowadzana jest do wglebnych otwartych osadników szlamu. Skutkiem wydatnego parowania w rejonie osadników nastepuje znaczne zanieczyszczenie atmosfery. Zanieczyszczenia wody odpedzonej uniemozli¬ wialy dotychczas znalezienie skuteczniejszego sposobu odzysku zawartego w niej ciepla.

Z przeprowadzonego rozpoznania na zakladach koksowniczych mozna stwierdzic, ze przy przerobie surowej wody amoniakalnej pochodzenia koksowniczego nie przeprowadza sie procesu desorpcji amoniaku lotnego i zwiazanego w jednym aparacie kolumnowym. W procesie przerobu surowej wody amoniakalnej wymagany jest wysoki stopien oczyszczania jej z amoniaku. Stosowane odpedzacze amoniaku wyposazone sa w2 101516 pólki kolpakowe o duzej linii barbotazu i o malym rozstawie. Umozliwia to wprawdzie lepsze prowadzenie procesu desorpcji amoniaku lecz znacznie utrudnia czynnosci czyszczenia aparatu i dlatego odpedzacz amoniaku lotnego i amoniaku zwiazanego montowane sa jako odrebne jednostki.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie dotychczasowych wad z zachowaniem optymalnych warunków bezpieczenstwa pracy. Cel ten osiagnieto poprzez wprowadzenie sposobu usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej przez destylacje z para wodna i z zastosowaniem mleka wapiennego do rozkladu amoniaku zwiazanego, charakteryzujacego sie tym, ze odpedzanie amoniaku z wody przeprowadza sie w jednym aparacie kolumnowym z ruchomymi warstwami wypelnienia zraszanego pracujacego na zasadzie fluidyzacji trójfazowej, przy czym rozklad amoniaku zwiazanego dokonuje sie w wydzielonym reaktorze zewnetrznym. Sposób usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej polega na tym, ze surowa wode amoniakalna podaje sie do górnej czesci fluidalnej kolumny odpedowej, a nastepnie dla rozlozenia amoniaku zwiazanego, do wydzielonego reaktora zewnetrznego, z którego woda amoniakalna przeplywa do dolnej czesci kolumny, przy czym zanieczyszczona szlamem wapiennym odpedzona wode amoniakalna poddaje sie sedymentacji i wykorzystuje zawarte w niej cieplo odpadowe do podgrzewania surowej wody amoniakalnej, ogrzewanej uprzednio cieplem kondensacji pary wodnej wyzwalajacej sie w odstojniku szlamu, przy czym z odstojnika usuwa sie okresowo osady wapienne.

W kolumnie odpedowej fluidalnej poszczególne stopnie wymiany mas skladaja sie z rusztu oraz wypelnienia w postaci kulek wykonanych z materialów chemo i termoodpornych. Szczytowa czesc kolumny zaopatrzona jest w lapacz kropel, typu turbinowego. Przeplywajaca przez kolumne fluidalna z dolu do góry para wodna w przeciwpradzie do splywajacej wody amoniakalnej utrzymuje wypelnienie w poszczególnych stopniach w stanie wzwieszenia, przez po uzyskuje sie bardzo duza powierzchnie kontaktu uczestniczacych w procesie faz oraz wysoki wspólczynnik i wymiany mas. W kolumnie fluidalnej mozliwe jest stosowanie duzych natezen przeplywu pary wodnej i cieczy. Uzyskuje sie przez to wysoka sprawnosc procesowa oraz duza wydajnosc aparatu, co umozliwia z kolei znaczne zmniejszenie gabarytów kolumny.Kolumna fluidalna pozwala na zmiane w szerokim zakresie natezenia przeplywu pary i cieczy, przy zachowaniu stabilnej pracy aparatu i korzystnych pod wzgledem ekonomicznym Warunków ruchowych. Wypelnienie w postaci kulek, znajdujace sie podczas pracy w stanie ruchomym, posiada wlasciwosci samocczyszczajace sie, co umozliwia prace z mediami zanieczyszczonymi, bez potrzeby przeprowadzenia okresowych czyszczen kolumny.

Urzadzenie do usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej sklada sie z podzielonej na czesc górna 2 i dolna 4 fluidalnej kolumny odpedowej, przy czym poszczególne stopnie wymiany mas w obu czesciach skladaja sie z rusztu i ruchomego (wypelnienia w postaci kulek wykonanych z materialu chemo i termoodpornego, reaktora 3 w postacie pionowego zbiornika - zainstalowanego obok kolumny odpedowej, na wysokosci umozliwiajacej grawitacyjny przeplyw przerabianej wody amoniakalnej z górnej czesci kolumny 2 poprzez reaktor 3 do dolnej czesci kolumny 4, hermetycznego odstojnika szlamu wapiennego 6 z dnem stozkowym, kondensatora 7 pary wodnej zawierajacej resztkowe ilosci amoniaku, doplywajacej z odstojnika szlamu wapiennego, wymiennika ciepla 1, usytuowanego na wysokosci zapewniajacej grawitacyjny przeplyw przez niego sklarowanej wody amoniakalnej odpedzonej z odstojnika szlamu 6 i skroplin z kondensatora 7 oraz pompy 5 i 8 do przetlaczania odpedzonej wody amoniakalnej i szlamu wapiennego.

Przedmiot wynalazku jest blizej opisany na przykladzie wykonania, przedstawionym na zalaczonym rysunku. Doprowadzona do przerobu surowa woda amoniakalna przechodzi przez zespól wymienników ciepla 1, w którym nastepuje jej podgrzanie kosztem ciepla zawartego w wodzie amoniakalnej odpedzonej, oraz przez kondensator pary wodnej 7, a nastepnie podawana jest do górnej czesci 2 fluidalnej kolumny odpedowej, w której zachodzi odpedzanie amoniaku lotnego przy pomocy przeplywajacej w przeciwpradzie pary wodnej.

Uwolniona od amoniaku lotnego woda amoniakalna splywa grawitacyjnie do reaktora 3, do którego doprowadzane jest mleko wapienne. Wskutek zachodzacych w reaktorze reakcji rozkladu soli amonowych uwolniony amoniak przechodzi do wody. Przereagowana woda amoniakalna wraz z zawiesina wytraconych osadów wapiennych przeplywa do dolnej czesci 4 kolumny fluidalnej, w której nastepuje dalszy odped za pomoca pary wodnej amoniaku zwiazanego. Pozbawiona amoniaku woda amoniakalna odpedzona wraz z zawiesina osadów wapiennych przetlaczana jest pompa 5 do odstojnika szlamu wapiennego 6. W odstojniku nastepuje sedymentacja osadów. Sklarowana woda amoniakalna odpedzona odplywa z górnej czesci odstojnika 6 poprzez wymienniki ciepla 1 i odprowadzana jest z ukladu. Wyzwalajaca sie w odstojniku para wodna skraplana jest w kondensatorze 7 za posrednictwem surowej wody amoniakalnej. Kondensat pary doprowadza sie do rurociagu wody odpedzonej sklarowanej. Szlam gromadzi sie w dolnej stozkowej czesci odstojnika 6 i stad odprowadzany jest okresowo pompa 8 do dalszego wykorzystania, na przyklad w aglomerowniach hutniczych. W przypadkach uzasadnionych technologicznie, na przyklad przy produkcji stezonej wody amoniakalnej, szczyt kolumny fluidalnej zasilany jest flegma.tarsifi; 3

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej przez destylacje z para wodna i z zastosowaniem mleka wapiennego do rozkladu amoniaku zwiazanego, znamienny tym, ze surowa wode amoniakalna podaje sie do górnej czesci fluidalnej kolumny odpedowej, a nastepnie dla rozlozenia amoniaku zwiazanego, do wydzielonego reaktora zewnetrznego, z którego woda amoniakalna przeplywa do dolnej czesci kolumny, przy czym zanieczyszczona szlamem wapiennym odpedzona wode amoniakalna poddaje sie sedymentacji i wykorzystuje zawarte w niej cieplo odpadowe do podgrzewania surowej wody amoniakalnej, ogrzewanej uprzednio cieplem kondensacji pary wodnej wyzwalajacej sie w odstojniku szlamu, przy czym z odstojnika usuwa sie okresowo osady wapienne.

2. Urzadzenie do usuwania amoniaku z surowej wody amoniakalnej, znamienne tym, ze sklada sie z podzielonej na czesc górna (2) i dolna (4) fluidalnej kolumny odpedowej, przy czym poszczególne stopnie wymiany mas w obu czesciach skladaja sie z rusztu i ruchomego wypelnienia w postaci kulek wykonanych z materialu chemo- i termoodpornego, reaktora (3) w postaci pionowego zbiornika zainstalowanego obok kolumny odpedowej, na wysokosci umozliwiajacej grawitacyjny przeplyw przerabianej wody amoniakalnej z górnej czesci kolumny (2) poprzez reaktor (3) do dolnej czesci kolumny (4), hermetycznego odstojnika szlamu wapiennego (6) z dnem stozkowym, kondensatora (7) pary wodnej zawierajacej resztkowe ilosci amoniaku, doplywajacej z odstojnika szlamu wapiennego, wymiennika ciepla (1), usytuowanego na wysokosci zapewniajacej grawitacyjny przeplyw przez niego sklarowanej wody amoniakalnej odpedzonej z odstojnika szlamu (6) i skroplin z kondensatora (7) oraz pompy (5 i 8) do przetlaczania odpedzonej wody amoniakalnej i szlamu wapiennego.101 516 - omorn0*o/s*w *oa-X3 ^LZ_ ..*\7 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 45 z\