SE420165B

SE420165B - SETTING AND DEVICE TO RECOVER FUMS FROM A FUMSHETIC LIQUID

Info

Publication number: SE420165B
Application number: SE7905886A
Authority: SE
Inventors: S Geber; G Elgstedt
Original assignee: Alfa Laval Ab
Priority date: 1979-07-05
Filing date: 1979-07-05
Publication date: 1981-09-21
Also published as: AU5973380A; SE7905886L; GB2054404A; DE3025671A1

Description

d.79osaaeá3, skum med hjälp av en gas annan än den varmed vätskan skall reagera och i förekommande fall under tillsats av ett skummedel. Processen i fråga kan även vara en kombination av ovanstående, d v s gasen innehåller ämnen eller föro- reningar, såsom fasta, flytande eller gasformiga ämnen eller föroreningar, från vilka gasen skall renas samtidigt som gasen som sådan användes som reaktionsmedel för att kemiskt reagera med vätskefasen i skumbädden. Exempel härpå är rening av den avgas som erhålles vid tillverkning av NPK- gödselmedel och som innehåller NPK-partiklar och ammoniak varvid salpetersyra användes som reaktionsmedel, som får strila ned på en ytaktivt medel innehållande skumbädd, mot vilken den partikelhaltiga ammoniakgasen är riktad. Ett annat ekempel är rening av avgaserna från oljepannorna eller dieselmotorerna i tankfartyg för att använda den från svaveldioxid och fasta sotpartiklar renade gasen som inert gas i det fria utrymmet i oljetankarna, varvid reningen utföres med hjälp av natriumhydroxid som får strila ned på en ytaktivt medel innehållande skumbädd som fångar upp sot- partiklarna. d.79osaaeá3, foam using a gas other than that with which the liquid is to react and, where appropriate, with the addition of a foaming agent. The process in question may also be a combination of the above, i.e. the gas contains substances or impurities, such as solids, liquids or gaseous substances or impurities, from which the gas is to be purified while the gas as such is used as a reactant to chemically react with the liquid phase in the foam bed. An example of this is the purification of the exhaust gas obtained in the manufacture of NPK fertilizers and which contains NPK particles and ammonia, nitric acid being used as a reactant, which is allowed to sprinkle on a surfactant containing foam bed, against which the particulate ammonia gas is directed. Another example is the purification of the exhaust gases from the oil boilers or diesel engines in tankers to use the gas purified from sulfur dioxide and solid soot particles as inert gas in the free space of the oil tanks, the purification being carried out using sodium hydroxide which may be sprayed on a surfactant containing foam bed that catches the soot particles.

För att uppnå önskvärd driftsekonomi, speciellt vid större anläggningar, är det nödvändigt att kunna använda skummedlet på nytt. Om ämnena eller föroreningarna utgöres av fasta partiklar, kan dessa relativt lätt avskiljas och skumlösningen återföras till processen, men om ämnena eller föroreningarna är lösliga i den från kanalen avgående vätskan, vilket t ex är fallet vid absorption av gaser i ett löst absorptions- medel eller vid avskiljning av fasta ämnen som löser sig i den från behandlingskanalen avgående vätskan,kan inte denna vätska eller effluent återföras till behandlingskanalen på grund av de däri lösta ämnena eller föroreningarna.In order to achieve the desired operating economy, especially at larger plants, it is necessary to be able to use the foaming agent again. If the substances or impurities consist of solid particles, these can be relatively easily separated and the foam solution returned to the process, but if the substances or impurities are soluble in the liquid leaving the channel, which is the case, for example, with absorption of gases in a dissolved absorbent or upon separation of solids which dissolve in the liquid leaving the treatment channel, this liquid or effluent cannot be returned to the treatment channel due to the substances or impurities dissolved therein.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett effektivt sätt att återvinna skummedel ur en skummedelshaltig vätska, som erhålles från en process av ovannämnt slag. a 7905886-3 Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning genom att i ett so- parat steg, som utföres utanför nämnda kanal, en gasström bringas i kontakt med vätskan för bildande av en skumfas ovanför en vätskefas, vilken skumfas tilrwææneges efter hand som den bildas.An object of the present invention is to provide an efficient way of recovering foaming agent from a foaming agent-containing liquid obtained from a process of the above kind. This is achieved according to the present invention by in a separate step, which is carried out outside said channel, a gas stream is brought into contact with the liquid to form a foam phase above a liquid phase, which foam phase tilvwææneges as it is formed.

Uppfinningen baserar sig på det förhållandet, att ett skummande ytaktivt ämne anrikas i en skumfas, om en gas leds in i vätskan så att ett skum får bildas. Det bildade skummet kan brytas ned, exempelvis med hjälp av en mekanisk skumbrytare, varvid en skum- medelsrik vätskefas erhålles.The invention is based on the fact that a foaming surfactant is enriched in a foam phase, if a gas is introduced into the liquid so that a foam may be formed. The foam formed can be broken down, for example by means of a mechanical foam breaker, whereby a foam-rich liquid phase is obtained.

Den från processens behandlingskanal uttagna effluenten kan så- ledes enligt uppfinningen delas upp i två fraktioner, där den ena fraktionen, som utgör huvuddelen av vätskefasen, innehåller de lösta ämnena och endast en låg koncentration av skummedlet, medan den andra fraktionen utgöres av en mindre del av vätskan med en betydligt högre halt av skummedlet. Den på skummedel an- rikade lösningen kan återföras till processens behandlingskanal direkt eller indirekt, medan den större skummedelsfattiga frak- tionen ledes till avloppet eller underkastas vidare bearbetning för återvinning av däri ingående material.The effluent taken from the treatment channel of the process can thus according to the invention be divided into two fractions, where one fraction, which constitutes the main part of the liquid phase, contains the solutes and only a low concentration of the foaming agent, while the other fraction consists of a smaller part of the liquid with a significantly higher content of the foaming agent. The foam-enriched solution can be returned to the treatment channel of the process directly or indirectly, while the larger foam-poor fraction is led to the drain or subjected to further processing for recycling of materials contained therein.

Garmlatt utnyttja sättet enligt föreliggande uppfinning för åter- vinning av skummedel kan förbrukningen av färskt skummedel redu- ceras i väsentlig utsträckning, t.ex. kan denna förbrukning re- duceras med minst 2/3. Samtidigt reduceras risken för inte öns- kad skumbildning i efterföljande behandlingssteg för effluenten i det att den nämnda skummedelsfattiga fraktionen innehåller så lite skummedel, att någon störning av denna anledning inte upp- kommer i de efterföljande behandlingsstegen.Easy use of the method according to the present invention for recycling foaming agents can reduce the consumption of fresh foaming agents to a significant extent, e.g. this consumption can be reduced by at least 2/3. At the same time, the risk of undesired foaming in the subsequent treatment steps for the effluent is reduced in that the said foam-poor fraction contains so little foaming agent that no disturbance for this reason occurs in the subsequent treatment steps.

Uppfinningen kan givetvis tillämpas i alla sammanhang där man önskar återvinna skummedel ur en skummedelshaltig vätska från en process av inledningsvis nämnt slag, dvs. även då denna inne- håller fasta slambildande föroreningar. Allmänt uttryckt använ- des sättet enligt uppfinningen för återvinning av skummedel ur en skummedelshaltig vätska, som förutom skummedlet innehåller minst en förening eller material annan(t) än skummedlet och en bärare eller lösningsmedel för denna förening eller ma- 7905886-3 4 terial och skummedlet.The invention can of course be applied in all contexts where it is desired to recover foaming agent from a foaming agent-containing liquid from a process of the kind mentioned in the introduction, ie. even when it contains solid sludge-forming pollutants. Generally speaking, the method of the invention is used for recovering foaming agent from a foaming agent-containing liquid which, in addition to the foaming agent, contains at least one compound or material other than the foaming agent and a carrier or solvent for this compound or material and the foaming agent. .

Uppfinningen förklaras närmare med hänvisning till ritningen, som schematiskt visar ett flödesschema över en s.k. skumskrubb- ningsanläggning och en separerings- eller återvinningsanlägg- ning enligt uppfinningen.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which schematically shows a flow chart of a so-called foam scrubbing plant and a separation or recycling plant according to the invention.

Skumskrubbningsanläggningen innefattar en s.k. skumskrubber 1, som genom ett inlopp 2 matas med skum från en skumgenerator 3, där skummet bildas genom tillförsel av tryckluft och skumlösning genom olika inlopp 4. resp. 5, varvid skumlösningen matas från en behållare 6 medelst en pump 7. Skumlösningen består av ett lämpligt skummedel som blandats med en vätska, vanligtvis vat- ten.The foam scrubbing plant comprises a so-called foam scrubber 1, which is fed through an inlet 2 with foam from a foam generator 3, where the foam is formed by supply of compressed air and foam solution through various inlets 4. resp. 5, wherein the foam solution is fed from a container 6 by means of a pump 7. The foam solution consists of a suitable foaming agent mixed with a liquid, usually water.

Skumskrubbern l har formen av en vertikalt anordnad behandlings- kanal, där t.ex. förorenad gas införes i ett nedre inlopp 8 och renad gas uttages genom ett övre utlopp 9. Kanalen innehåller en perforerad skiljevägg eller rost 10, som dels fungerar som fördelare av gasströmmen och dels som bärare av en skumbädd ll av förutbestämd höjd. Den kanalens hela tvärsnitt täckande skil- jeväggen 10 är anordnad på avstånd från skrubberns botten och gasinloppet 8. Skumbäddens höjd och sammansättning kan kontrol- leras och regleras med ett särskilt reglerorgan, t.ex. av den typ och på det sätt som beskrivs i amerikanska patentskriften 4.003.724.The foam scrubber 1 has the shape of a vertically arranged treatment channel, where e.g. contaminated gas is introduced into a lower inlet 8 and purified gas is taken out through an upper outlet 9. The duct contains a perforated partition or grate 10, which functions partly as a distributor of the gas stream and partly as a carrier of a foam bed 11 of a predetermined height. The partition 10 covering the entire cross-section of the duct is arranged at a distance from the bottom of the scrubber and the gas inlet 8. The height and composition of the foam bed can be controlled and regulated with a special control means, e.g. of the type and in the manner described in U.S. Pat. No. 4,003,724.

Efter hand som den förorenade gasen strömmar upp genom skumbäd- den ll fastnar föroreningarna i skummet, som därigenom bryts ned till en vätska, som innehåller föroreningarna och skummedel.As the contaminated gas flows up through the foam beds ll, the contaminants get stuck in the foam, which is thereby broken down into a liquid which contains the contaminants and foaming agent.

Den förorenade skummedelshaltiga vätskan rinner ned till skum- skrubberns nedre del och uttages genom ett utlopp 13 och uppsam- las i en cirkulationstank 14, som har ett nedre utlopp 15 för avledning av koncentrerat slam innehållande icke lösta material, som bortskaffas eller upparbetas. Med en cirkulationspump 16 återföres skummedelsrik vätska till skumskrubbern 1 via en led- ning 17.The contaminated foam-containing liquid flows down to the lower part of the foam scrubber and is taken out through an outlet 13 and collected in a circulation tank 14, which has a lower outlet 15 for discharging concentrated sludge containing undissolved materials, which are disposed of or worked up. With a circulation pump 16, foam-rich liquid is returned to the foam scrubber 1 via a line 17.

Frân tanken 14 överföres skrubbereffluent till en separeringsan- s 7905886-3 läggning enligt uppfinningen, som innefattar en tank 18 med ett inlopp 19 för nämnda skrubbereffluent och med en inloppsledning 20 för tryckluft, som matas till ett anta] i tanken belägna mun- stycken eller dysor 21, vilka är anordnade på avstånd från och under vätskenivån 22 i tanken. Med dessa dysor erhålles ett stort antal luftblåsor som strömmar upp genom vätskan. Skummedlet är ytaktivt till sin natur och anrikas därigenom i gränsytan luft/ vätska, dvs. i bubbelväggen. Med hjälp av luftgenomströmningen i skrubbereffluenten anrikas skummedel till en skumfas 23. I bottenskiktet erhålles därigenom en skummedelsfattig vätskefas 24, som innehåller lösta ämnen från det tidigare processteget 1 skumskrubbern och som avtappas genom ett bottenavlopp 25 för vidare överföring till avloppet eller för återvinning av däri ingående material.From the tank 14, scrubber effluent is transferred to a separation plant according to the invention, which comprises a tank 18 with an inlet 19 for said scrubber effluent and with an inlet line 20 for compressed air, which is fed to a number of nozzles located in the tank or nozzles 21, which are arranged at a distance from and below the liquid level 22 in the tank. With these nozzles a large number of air bubbles are obtained which flow up through the liquid. The foaming agent is surface-active in nature and is thereby enriched in the air / liquid interface, ie. in the bubble wall. By means of the air flow in the scrubber effluent, foaming agent is enriched to a foam phase 23. In the bottom layer, a foam agent-poor liquid phase 24 is thereby obtained, which contains solutes from the previous process step 1 the foam scrubber and which is drained through a bottom drain 25 for further transfer to the drain. material.

Separeringsanläggningen innefattar vidare en mekanisk skumdest- ruktor 26, som är anordnad vid toppen av tanken och som har sitt sknmdestruktororgan 27 anordnat i ett av ett hölje 28 bildat ut- rymme 29, varvid en öppning 30 finns i väggen mellan höljet och tanken, vilken öppning bildar inlopp till skumdestruktororganet så att skummet föres in till detta allteftersom skum bildas och stiger upp till nivån för öppningen 30.The separation plant further comprises a mechanical foam destructor 26, which is arranged at the top of the tank and which has its foam destructor member 27 arranged in a space 29 formed by a housing 28, an opening 30 being in the wall between the housing and the tank, which opening forms an inlet to the foam destroyer means so that the foam is introduced into it as foam is formed and rises to the level of the opening 30.

Skumdestruktorn är av en mekanisk typ, som bygger på principen att spränga sönder luftbubblorna genom att utsätta dem för en plötslig tryckminskning. Detta kan erhållas genom att föra skum- met genom en passage, som smalnar och sedan vidgas i ett expan- sionsmunstycke, t.ex. av typ venturimunstycke, varvid lufthubb- lorna brister, när de just passerat den smalaste förträngnings- punkten. Venturimunstyckena bildas av ett på en vertikal axel roterbart lagrat paket av ett antal ringlameller, där skummet genom en sugeffekt föres upp genom det centrala utrymmet hos ringlamellerna och slungas genom centrifugalkraft mot och genom venturimunstyckena. Nämnda sugeffekt och centrifugalkraft kan på känt sätt åstadkommas med hjälp av speciellt anordnade fläktvingar.The foam destructor is of a mechanical type, which is based on the principle of bursting the air bubbles by exposing them to a sudden pressure drop. This can be obtained by passing the foam through a passage, which narrows and then widens in an expansion nozzle, e.g. of the venturi nozzle type, whereby the air bubbles burst when they have just passed the narrowest narrowing point. The venturi nozzles are formed by a package rotatably mounted on a vertical axis of a number of ring lamellae, where the foam is conveyed by a suction effect through the central space of the ring lamellae and thrown by centrifugal force towards and through the venturi nozzles. Said suction power and centrifugal force can be achieved in a known manner by means of specially arranged fan wings.

Den genom luftbubblornas förstöring bildade vätskan uppsamlas inuti höljet 28 och avledes ut ur höljet via ett nedre utlopp 31, varvid frigjord luft och överskottsluft bortföres genom ett 79395886-3 övre utlopp 32. Den så erhållna vätskan har följaktligen . en hög koncentration av skummedel och tillföres till cirkula- tionstanken 14 för att återföras till skumskrubbern 1, i vilken denna cirkulationsvätska sprayas ovanpå skumbädden 11 genom en eller flera dysor 33. Alternativt kan den skum- medelsrika lösningen från tanken 18 helt eller delvis över- föras direkt till skumskrubbern 1. Även om skumskrubbern beskrivits i samband med avlägsnande av föroreningar från en gas, kan den givetvis användas för andra processer av de slag som anges i inledningen, där gasen, är reaktionsmedel och är fri från eller innehåller föro- reningar och där den avgâende vätskan innehåller lösta ämnen eller föroreningar.The liquid formed by the destruction of the air bubbles is collected inside the housing 28 and diverted out of the housing via a lower outlet 31, whereby liberated air and excess air are removed through an upper outlet 32. The liquid thus obtained has consequently. a high concentration of foaming agent and is supplied to the circulation tank 14 to be returned to the foam scrubber 1, in which this circulating liquid is sprayed on top of the foam bed 11 through one or more nozzles 33. Alternatively, the foam-rich solution from the tank 18 can be transferred in whole or in part directly to the foam scrubber 1. Although the foam scrubber has been described in connection with the removal of pollutants from a gas, it can of course be used for other processes of the kind mentioned in the introduction, where the gas, is a reactant and is free of or contains pollutants and where the effluent contains solutes or impurities.

I det följande beskrivs ett laboratorieförsök med skum- medelsåtervinning med en separeringsanordning i huvudsak av det slag som beskrivits ovan.In the following, a laboratory experiment with foaming agent recovery with a separating device is essentially of the type described above.

Till 1200 liter vatteni entank sattes 0,45 liter skumkon- centrat FOAMIX 3030 (anjoniskt ytaktivt medel), vilket gav en koncentration av omkring 0,037%. 10 m3 luft per timma leddes in och fördelades i tanken genom två centrifugal- dysor, varvid skumning uppstod. Det bildade skummet destrue- rades medelst en mekanisk skumdestruktor. Den erhållna skum- medelsrika vätskefasen leddes bort från tanken genom ett avloppsrör i tankens sida, vilket var förbundet med upp- samlingskärlet eller höljet kring destruktorn. 3 Försöket pågick i 50 minuter och vid tidpunkterna 0 resp 50 minuter togs prover dels på vätskan i tanken och dels på vätskan från destruktorn. Vätskeflödet från destruktorn var vid t=0 min omkring 8 l/min och vid t=5O min omkring 3 l/min.To 1200 liters of water in a tank was added 0.45 liters of FOAMIX 3030 foam concentrate (anionic surfactant), which gave a concentration of about 0.037%. 10 m3 of air per hour was introduced and distributed in the tank through two centrifugal nozzles, whereby foaming occurred. The foam formed was destroyed by a mechanical foam destructor. The resulting foam-rich liquid phase was led away from the tank through a drain pipe in the side of the tank, which was connected to the collecting vessel or casing around the destructor. 3 The experiment lasted for 50 minutes and at times 0 and 50 minutes, samples were taken partly of the liquid in the tank and partly of the liquid from the destructor. The liquid flow from the destructor was at t = 0 min about 8 l / min and at t = 50 min about 3 l / min.

De uttagna proverna analyserades med avseende på halten an- joniska ytaktiva medel och erhållna resultat omräknades till halt skumkoncentrat enligt följande: 7 t=0 min t=5O min koncentration i tanken : 0,025% 0,007% koncentration från destruktor 0,13% 0,13% 7 7905886-3 AN'åeSSa värden framgår att vid tiden 0 är koncentrationen från destruktorn omkring fem gånger högre än i tanken. Vid tiden 50 minuter är koncentrationen omkring tjugo gånger högre från dest- ruktorn än i tanken. Vid en jämförelse av koncentrationen i tan- ken vid t=0 och t=50 framgår att lösningen i tanken under försö- ket befriats från omkring 70 % av skummedlet. Detta framgår även av det faktumet att flödet från destruktorn sjunkit i motsvaran- de grad.The samples taken were analyzed for the level of anionic surfactants and the results obtained were converted to the content of foam concentrate as follows: 7 h = 0 min t = 50 min concentration in the tank: 0.025% 0.007% concentration from destructor 0.13% 0.13 % 7 7905886-3 AN'ÅeSSa values show that at time 0 the concentration from the destructor is about five times higher than in the tank. At a time of 50 minutes, the concentration is about twenty times higher from the destructor than in the tank. A comparison of the concentration in the tank at t = 0 and t = 50 shows that the solution in the tank during the experiment was freed from about 70% of the foaming agent. This is also evident from the fact that the flow from the destructor has decreased to a corresponding degree.

Claims

i 7905-886-3 P a t e n t k r a v

1. l. A method of recovering foaming agent from a foaming agent-containing liquid obtained from a process in which a first gas flowing in a channel is brought into contact with a foam layer, which is thereby decomposed into said foaming agent-containing liquid, characterized in in that in a separate step, which is performed outside said channel, a gas stream of a second gas is brought into contact with said foaming agent-containing liquid, whereby a foam phase (23) is formed above a liquid phase, and that the foam phase thus formed (23) is separated from the separate stage as it is formed.

2. A method according to claim 1, characterized in that the foam phase (23) is degraded to liquid.

3. A method according to claim 2, characterized in that the decomposition of the foam phase (23) takes place in close proximity to the place of formation of the foam phase.

4. A method according to claim 2, characterized in that the decomposition of the foam phase (23) takes place outside the place of formation of the foam phase.

5. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second gas consists of air.

An apparatus for recovering foaming agent from a foaming agent-containing liquid obtained from a process plant, in which a first gas flowing in a channel is brought into contact with a foam layer, which is thereby decomposed into said foaming agent-containing liquid, characterized in that it comprises a tank (18) with an inlet (19) for said foam-containing liquid, means (20, 21) for contacting a gas stream of a second gas with the foam-containing liquid S a foam phase (23) above a liquid phase, means (30) for removing the foam phase (23) above the liquid phase, and a bottom outlet (25) for removing a foam-poor liquid residue (24) from the tank (18) .

Device according to claim 6, characterized in that it also comprises means (26) for degrading the formed and withdrawn foam phase (23) into a foam-rich solution.

Device according to claim 7, characterized in that said means comprises a mechanical destroyer (26) known per se with its destroyer means (27) arranged in a housing (28) which communicates via an opening (30). with the upper space of the tank (18) for the foam phase (23).