SE518647C2 - Heat exchanger for recovering heat from contaminated steam generated by e.g. steam dryer for timber, effluent heating plant or black liquor cooker - Google Patents
Heat exchanger for recovering heat from contaminated steam generated by e.g. steam dryer for timber, effluent heating plant or black liquor cookerInfo
- Publication number
- SE518647C2 SE518647C2 SE9704700A SE9704700A SE518647C2 SE 518647 C2 SE518647 C2 SE 518647C2 SE 9704700 A SE9704700 A SE 9704700A SE 9704700 A SE9704700 A SE 9704700A SE 518647 C2 SE518647 C2 SE 518647C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- steam
- heat exchanger
- heat
- condensate
- contaminated
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
lO l5 518 647 2 direkt skall kunna utsättas för konventionell rening innefattande biologisk rening. It must be possible to be directly subjected to conventional treatment, including biological treatment.
Ett annat exempel är vattenavdrivning vid t ex svartlutsindunstning inom massa- och pappersindustrin.Another example is water evaporation in, for example, black liquor evaporation in the pulp and paper industry.
Förfarandet kan där ersätta eller komplettera den stripp- ning av terpener som görs av kondensaten i en s k konden- satstripper.The process can there replace or supplement the stripping of terpenes made by the condensate in a so-called condensate stripper.
En annan applikation av förfarandet är vid indunst- ning av avloppsvatten, t ex förbrukade oljeemulsioner där flyktiga komponenter såsom ammoniak, etanol, metanol, ättiksyra och dylikt tillsammans med flyktiga lösnings- medel tenderar att förorena kondensaten från indunstning- en. I flera fall anordnas värmeväxlaren i indunstaren för värmeåtervinning genom s k mekanisk ångkompression. Den avdrivna ångan från avloppsvattnet komprimeras härvid i en eller flera fläktar eller kompressorer till ett högre tryck. Det högre trycket medför högre kondenseringstempe- ratur och medger att ångan kan kondensera för att värma indunstaren. Ledes ångan in nedtill i värmeväxlaren kan de flyktiga föroreningarna blödas ut koncentrerade på toppen medan kondensatet rinner ut renat från botten.Another application of the process is in the evaporation of wastewater, for example spent oil emulsions where volatile components such as ammonia, ethanol, methanol, acetic acid and the like together with volatile solvents tend to contaminate the condensates from the evaporation. In several cases, the heat exchanger is arranged in the evaporator for heat recovery by so-called mechanical steam compression. The evaporated steam from the wastewater is then compressed in one or more fans or compressors to a higher pressure. The higher pressure results in a higher condensing temperature and allows the steam to condense to heat the evaporator. If the steam enters the bottom of the heat exchanger, the volatile pollutants can bleed out concentrated at the top while the condensate flows out purified from the bottom.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhanda- hålla en anordning för genomförande av förfarandet.Another object of the invention is to provide a device for carrying out the method.
För uppnående av dessa ändamål har förfarandet och anordningen fått de kännetecken, som framgår av de bifo- gade patentkraven.To achieve these objects, the method and the device have been given the features set out in the appended claims.
Den värmeväxlare, som kommer till användning vid förfarandet enligt uppfinningen respektive ingår i anord- ningen enligt uppfinningen är av sådan typ, som uppvisar ett eller flera värmeväxlarpaket innefattande exempelvis tuber eller lameller av konventionell konstruktion, samt av manteltyp, dvs värmeväxlaren har ett yttre hölje eller skal. På sedvanligt sätt har värmeväxlaren ett inlopp och ett utlopp för medium, såsom fjärrvärmevatten, matarvat- ten, etc som genomströmmar värmeväxlaren för upptagning av värme. Enligt en föredragen utföringsform är värmeväx- larens höjd större än dess bredd och paketen anordnade 518 647 3 c | o o n u ao koncentriskt kring värmeväxlarens vertikalaxel. Då den förorenade ångan leds in nedtill i värmeväxlaren sker en rektifiering, dvs anrikning på samma sätt som vid destil- lation. Vattenånga kondenserar på sin väg uppåt medan flyktiga beståndsdelar förångas från kondensatet, som rinner nedåt. Ångans närvaro innebär också att vissa komponenter vattenångdestilleras, dvs deras flyktighet ökar i närvaro av vattenånga. I toppen av värmeväxlaren återfinns en gasfas, som är anrikad på flyktiga bestånds- delar och i botten ett kondensat, som är fattigt på lik- nande komponenter. Från toppen kan gas/ångblandningen kondenseras i en separat kondensor eller ledas till för- bränning. För att förstärka ovan beskrivna förlopp är enligt en föredragen utföringsform element, som ökar den effektiva beröringsytan mellan gas och vätska, exempelvis Raschig-ringar, anordnade i respektive utrymme mellan ytterväggen och paketens yttre begränsningsyta. Detta förlopp bidrar i allt väsentligt till uppnåendet av sär- draget enligt uppfinningen, nämligen erhållandet av ett kondensat med sådan renhet att det direkt kan inmatas i en avloppsvattenreningsanläggning.The heat exchanger which is used in the method according to the invention or is part of the device according to the invention is of the type which has one or more heat exchanger packages comprising, for example, tubes or lamellae of conventional construction, and of jacket type, ie the heat exchanger has an outer casing or shell. In the usual way, the heat exchanger has an inlet and an outlet for medium, such as district heating water, feed water, etc. which flow through the heat exchanger for absorbing heat. According to a preferred embodiment, the height of the heat exchanger is greater than its width and the packages are arranged 518 647 3 c | o o n u ao concentric around the vertical axis of the heat exchanger. When the contaminated steam is led into the bottom of the heat exchanger, a rectification takes place, ie enrichment in the same way as for distillation. Water vapor condenses on its way upwards while volatile constituents evaporate from the condensate, which flows downwards. The presence of steam also means that certain components are distilled with water vapor, ie their volatility increases in the presence of water vapor. At the top of the heat exchanger is a gas phase, which is enriched in volatile constituents and at the bottom, a condensate, which is poor in similar components. From the top, the gas / vapor mixture can be condensed in a separate condenser or led to combustion. In order to reinforce the process described above, according to a preferred embodiment, elements which increase the effective contact surface between gas and liquid, for example Raschig rings, are arranged in the respective space between the outer wall and the outer limiting surface of the packages. This process essentially contributes to the achievement of the feature according to the invention, namely the obtaining of a condensate with such purity that it can be fed directly into a wastewater treatment plant.
Enligt en föredragen utföringsform enligt uppfin- ningen har ångan, då den införes i värmeväxlaren, ett tryck av l-5 bar och en temperatur av 110-180°C.According to a preferred embodiment of the invention, when the steam is introduced into the heat exchanger, it has a pressure of 1-5 bar and a temperature of 110-180 ° C.
Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas under hänvisning till en föredragen utföringsform med samtidig hänvisning till bifogade ritning, som är en schematisk vy av en föredragen utföringsform av en anordning enligt uppfinningen. Ånga från en bränsletork med ett tryck av ca 3-4 bar och med en temperatur av 140-150°C inmatas nedtill på mantelsidan av värmeväxlaren. Samtidigt infö- res ett värmeabsorberande medium, i detta fall vatten, genom ett inlopp (inte visat) och får strömma genom tuberna eller lamellerna i värmeväxlarpaketen och uttas genom ett utlopp (inte visat) för användning som fjärr- värmevatten eller matarvatten. Den enligt ovan införda ångan kondenserar på sin väg uppåt på mantelns innerytor 1 3 54 7 Éï* 'z liksom på värmeväxlarpaketens ytor medan flyktigare be- ståndsdelar förångas från kondensatet, som rinner nedåt.The invention will be described in more detail below with reference to a preferred embodiment with simultaneous reference to the accompanying drawing, which is a schematic view of a preferred embodiment of a device according to the invention. Steam from a fuel dryer with a pressure of about 3-4 bar and with a temperature of 140-150 ° C is fed to the bottom of the jacket side of the heat exchanger. At the same time, a heat-absorbing medium, in this case water, is introduced through an inlet (not shown) and allowed to flow through the tubes or lamellae in the heat exchanger packages and taken out through an outlet (not shown) for use as district heating water or feed water. The steam introduced above condenses on its way upwards on the inner surfaces of the jacket 1 3 54 7 Éï * 'z as well as on the surfaces of the heat exchanger packages while more volatile constituents evaporate from the condensate, which flows downwards.
Detta kondensat ansamlas på bottnen av värmeväxlaren och uttas i den nedre delen därav. Kondensatet kyles innan det inmatas i en konventionell kommunal avloppsvattenre- ningsanläggning. Den i toppen av värmeväxlaren anrikade gasfasen, som innehåller flyktiga beståndsdelar, kan an- tingen kondenseras i en separat kondensor såsom visas på ritningen, eller ledas till förbränning (icke visad).This condensate accumulates on the bottom of the heat exchanger and is extracted in the lower part thereof. The condensate is cooled before it is fed into a conventional municipal wastewater treatment plant. The gas phase enriched in the top of the heat exchanger, which contains volatile constituents, can either be condensed in a separate condenser as shown in the drawing, or led to combustion (not shown).
Enligt uppfinningen har man överraskande genom kombination av desti1lering-kondensering-värmeväxling uppnått den väsentliga fördelen att man i en och samma process dels erhåller ett kondensat, som är av sådan renhet, att det direkt kan tillföras en vattenreningsan- läggning, dels återvinning av värme från den förorenade ångan. Med andra ord uppfyller kondensatet de specifika- tioner, som erfordras för just en sådan anläggning.According to the invention, the essential advantage has surprisingly been obtained by combining distillation-condensation-heat exchange that in one and the same process a condensate is obtained which is of such purity that a water purification plant can be supplied directly, and heat recovery from the polluted steam. In other words, the condensate meets the specifications required for such a plant.
Nedan återfinns resultaten från nitrifikationshäm- ningsförsök med nitrifierande slam och provvatten utfört enligt modifierad ISO 9509-1989 (E).Below are the results from nitrification inhibition tests with nitrifying sludge and test water performed according to modified ISO 9509-1989 (E).
Prov Provmärkning: MG 11331 (kondensat uttaget vid bott- nen av värmeväxlaren i enlighet med uppfinningen) och MG 11332 (prov taget av ”toppkondensat”).Sample Sample marking: MG 11331 (condensate taken at the bottom of the heat exchanger in accordance with the invention) and MG 11332 (sample taken from 'top condensate').
Proverna förvarades kylda till tiden fram till ana- lysen.The samples were stored refrigerated until the time of analysis.
Material och metoder Testmetod Försöket utfördes vid rumstemperatur. Metoden är förenklad, då endast två provkoncentrationer undersöktes.Materials and methods Test method The experiment was performed at room temperature. The method is simplified, as only two sample concentrations were examined.
Försöksprincipen innebär i korthet att i ett antal cy- lindrar blandas olika volymer provvatten och syntetiskt medium. Blandningarna späds till 125 ml med destillerat vatten. Därefter tillsättes 125 ml nitrifierande slam och cylindrarna inkuberas vid rumstemperatur under ca 4 h under luftning. Prover för analys av summan av nitrit och nitrat tas ut från varje cylinder både före och efter in- 3 10 7 ) 2 20 1" 25 . 30 518 647 kuberingen. Mängden bildad nitrit och nitrat i de cylind- rar, som innehàllit prov jämförs med bildad mängd i cy- lindrar, som ej innehållit något prov.In short, the experimental principle means that in a number of cylinders, different volumes of sample water and synthetic medium are mixed. The mixtures are diluted to 125 ml with distilled water. Then 125 ml of nitrifying sludge are added and the cylinders are incubated at room temperature for about 4 hours during aeration. Samples for analysis of the sum of nitrite and nitrate are taken from each cylinder both before and after the incubation. The amount of nitrite and nitrate formed in the cylinders containing the sample is compared. with the amount formed in cylinders, which did not contain any sample.
Provberedning Proven pH-justerades till ca 7,6 före försöket.Sample preparation The samples were pH adjusted to about 7.6 before the experiment.
Följande testkoncentrationer (vol%) av provet under- söktes: 20 och 40.The following test concentrations (vol%) of the sample were examined: 20 and 40.
Ymp Det nitrifierande slammet kom från Klagshamns Reningsverk och luftades tills det användes.Graft The nitrifying sludge came from Klagshamns Reningsverk and was aerated until it was used.
Analys Efter filtrering (Whatman GF/A) analyserades filtra- tets innehåll med avseende på nitrit- och nitratkväve enligt svensk standard SS 028133-2.Analysis After filtration (Whatman GF / A), the content of the filtrate was analyzed with respect to nitrite and nitrate nitrogen according to Swedish standard SS 028133-2.
Resultat Tabell 1 Bildad mängd nitrit- och nitratkväve. Prov jämfört med blindprov och inhibitor.Results Table 1 Form of nitrite and nitrate nitrogen formed. Sample compared to blank and inhibitor.
Provmärkning Prov (vol%) Oxid N (mg/l) Hämning (%) Blindprov 0 29,9* - MG 11331 20 24,7 17 MG 11331 40 17,3** 42 MG 11332 20 0,0 100 MG 11332 40 0,45** 98 Inhib*** - 0 100 * Medelvärde av tre blindprov ** Medelvärde av dubbelprov *** Referensinhibitor: Allyltiourea 8 mg/l Halten suspenderad substans i försöket var 1,52 g/1.Sample labeling Sample (vol%) Oxide N (mg / l) Inhibition (%) Blind sample 0 29.9 * - MG 11331 20 24.7 17 MG 11331 40 17.3 ** 42 MG 11332 20 0.0 100 MG 11332 40 0.45 ** 98 Inhib *** - 0 100 * Mean value of three blank samples ** Mean value of duplicate samples *** Reference inhibitor: Allyltiourea 8 mg / l The content of suspended substance in the experiment was 1.52 g / l.
Slammets specifika nitrifieringshastighet uppmättes till 7,9 mg/N/(g.h). På grund av den höga nitrifierings- hastigheten i slammet förkortades försökstiden till 2,5 h.The specific nitrification rate of the sludge was measured to be 7.9 mg / N / (g.h). Due to the high nitrification rate in the sludge, the test time was shortened to 2.5 hours.
Resultaten visar att prov märkt MG 11331 uppvisade 17% hämning vid 20% inblandning och 42% hämning vid 40% inblandning. För kommunal rening anges en gräns av 20% hämning vid 20% inblandning, vilket innebär, att konden- øvu 518 647 6 satet erhållet enligt uppfinningen kan slutrenas i kommu- nalt reningsverk.The results show that samples labeled MG 11331 showed 17% inhibition at 20% admixture and 42% inhibition at 40% admixture. For municipal treatment, a limit of 20% inhibition is stated at 20% admixture, which means that the condensate obtained according to the invention can be final treated in a municipal treatment plant.
Däremot orsakade prov märkt MG 1l332 en mycket kraf- tig hämning av nitrifikationen mot den testade ympen. Vid vol% provinblandning var hämningen total (100%).On the other hand, samples labeled MG 1.313 caused a very strong inhibition of nitrification against the tested inoculum. At vol% sample mixture, the inhibition was total (100%).
Analys av de ovan angivna proverna särskilt med avseende på COD (kemisk syreförbrukning) och BOD (bioke- misk syreförbrukning) företogs: Prov: MG 11331 Analysstorhet Resultat Enhet KRUT-kod pH 3,6 PH-25 Konduktivitet 10,3 mS/m KOND-25 Biokemisk syreförbruk- 193 mg/l BOD7-NAE ning, BOD7 Kemisk syreförbrukning, 400 mg/1 CODCR-NH kromat Suspenderade ämnen 51 mg/1 STR-STG Prov: MG 11332 Analysstorhet Resultat Enhet KRUT-kod pH 3,9 PH-25 Konduktivitet 18,1 mS/m KOND-25 Biokemisk syreförbruk- 3400 mg/l BOD7-NAE ning, BOD7 Kemisk syreförbrukning, 13700 mg/l CODCR-NH kromat Suspenderade ämnen 50 mg/l STR-STG Acceptabla värden för kondensat för biologisk rening är: COD 1000-5000 mg/l BOD 800-3000 mg/l Slutsats: Bottenkondensatet uppfyller kriterierna ovan.Analysis of the above samples especially with regard to COD (chemical oxygen demand) and BOD (biochemical oxygen demand) was performed: Sample: MG 11331 Analysis quantity Result Unit KRUT code pH 3.6 PH-25 Conductivity 10.3 mS / m COND -25 Biochemical oxygen demand- 193 mg / l BOD7-NAE ning, BOD7 Chemical oxygen demand, 400 mg / 1 CODCR-NH chromate Suspended substances 51 mg / 1 STR-STG Sample: MG 11332 Analysis quantity Result Unit KRUT code pH 3.9 PH -25 Conductivity 18.1 mS / m COND-25 Biochemical oxygen demand- 3400 mg / l BOD7-NAE, BOD7 Chemical oxygen demand, 13700 mg / l CODCR-NH chromate Suspended substances 50 mg / l STR-STG Acceptable values for condensate for biological purification is: COD 1000-5000 mg / l BOD 800-3000 mg / l Conclusion: The bottom condensate meets the criteria above.
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9704700A SE518647C2 (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Heat exchanger for recovering heat from contaminated steam generated by e.g. steam dryer for timber, effluent heating plant or black liquor cooker |
CA002256209A CA2256209A1 (en) | 1997-12-17 | 1998-12-15 | Process and device for recovery of thermal energy from contaminated vapor while simultaneously separating volatile organic substances |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9704700A SE518647C2 (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Heat exchanger for recovering heat from contaminated steam generated by e.g. steam dryer for timber, effluent heating plant or black liquor cooker |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9704700D0 SE9704700D0 (en) | 1997-12-17 |
SE9704700L SE9704700L (en) | 1999-06-18 |
SE518647C2 true SE518647C2 (en) | 2002-11-05 |
Family
ID=20409418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9704700A SE518647C2 (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Heat exchanger for recovering heat from contaminated steam generated by e.g. steam dryer for timber, effluent heating plant or black liquor cooker |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA2256209A1 (en) |
SE (1) | SE518647C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE540922C2 (en) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Rosenblad Design Ab | Apparatus and method for separation of components with different volatility in a mixed fluid |
-
1997
- 1997-12-17 SE SE9704700A patent/SE518647C2/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-12-15 CA CA002256209A patent/CA2256209A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9704700L (en) | 1999-06-18 |
CA2256209A1 (en) | 1999-06-17 |
SE9704700D0 (en) | 1997-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2245847C2 (en) | Method of treating industrial waste waters produced in propylene oxide production process | |
US20080277262A1 (en) | System and method for wastewater reduction and freshwater generation | |
CN1272096A (en) | Mechanical vapour recompression separation process | |
CN104108822B (en) | Useless oil emulsion cryogenic separation system | |
PL89068B1 (en) | ||
JP5992423B2 (en) | Method and arrangement for separating contaminants from liquid or vapor | |
CN1040186A (en) | The catalysis treatment method of waste water | |
JPH11503959A (en) | Method and apparatus for purifying steam | |
JPH0671585B2 (en) | Ultrapure water production system | |
SE518647C2 (en) | Heat exchanger for recovering heat from contaminated steam generated by e.g. steam dryer for timber, effluent heating plant or black liquor cooker | |
US10421030B2 (en) | System and method for distillation | |
AU607831B2 (en) | Method for removing amine from oil | |
CN109516646A (en) | A kind of processing method of the waste water containing pyridine | |
US20220169958A1 (en) | System and method for distillation | |
US3709793A (en) | Control of environmental pollution in tall oil fractionation | |
JPH11226560A (en) | Method and device for treating waste liquid or waste water | |
US11291928B2 (en) | System and method for distillation | |
KR100477049B1 (en) | Method and apparatus for separating volatile components from a liquid | |
KR100593600B1 (en) | Separation and removal device of contaminants in wastewater evaporation condensate | |
Gomez-Rico et al. | Volatile organic compounds released from thermal drying of sewage sludge | |
RU2081663C1 (en) | Heat- and mass-transfer apparatus | |
KR20010113860A (en) | Device for cleaning a fluid in the form of a vapor from a circuit | |
KR200362552Y1 (en) | Apparatus for separating and removing pollutants in water with evaporated and condensed of wastewater | |
Li et al. | A humidification-dehumidification process for produced water purification | |
SU1741846A1 (en) | Method of cleaning vapor-gas mixture flow from furfural |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |