SK206192A3

SK206192A3 - Method of common processing of industrial waste water containing ammonia and/or hydrogen sulfide and sodium hydroxide

Info

Publication number: SK206192A3
Application number: SK2061-92A
Authority: SK
Inventors: Wilhelm Eichner; Manfred Gross
Original assignee: Krupp Koppers Gmbh
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1993-11-10
Also published as: CZ206192A3; DE59200123D1; PL168766B1; HU9202221D0; HU210507B; HUT66417A; PL295125A1; EP0521308B1; EP0521308A1; CZ281998B6; DE4135763A1

Description

Pŕedmetem vynálezu je zpusob společného zpracování prumyslových odpadních vod s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku a sodného louhu s obsahem sulfidu sodného tak, aby byly vhodné k biologickému dočistení, vyznačující se tím, že

a) sodný louh s obsahem sulfidu sodnéhose okyselí pŕidáním ^; kyseliny sírové na pH 3,0 až 7,0,

b) okyselený odpadni louh se spojí s odpadními vodami s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku a spojene látkové proudy se nepŕímou výmšnou tepla ohrej í odtekajícími odpadními vodami z kolony pro stripování amoniaku a/nebo sírovodíku až na teplotu, která odpovídá rovnovážným podmínkám v hlave stripovací kolony,

c) príslušné ohŕátá kapalina se pŕivádí do hlavy stripovací kolony, kde se známým zpúsobem odežene amoniak a sírovodík stripováním vodní párou, pŕičemž brýdy s obsahem amoniaku a sírovodíku se odvádejí z hlavy stripovací kolony, zatímco ze spodní části odtékající odpadni vody se po potrebném ochlazení vedou na biologické dočistení,

d) z odstripovaných brýd s obsahem amoniaku a sírovodíku se vykondenzuje voda a zbývající brýdy se zpracovávají v Clausove zaŕízení, které je vybaveno katalyzátorem pro štepení amoniaku a

e) zbytkový plyn vystupující z Clausova zaŕízeníse pŕedvypuštením do atmosféry podrobí dodatečnému zpracování.

To znamená, že pri zpúsobu podie vynálezu se v první fázi sodný louh s obsahem sulfidu sodného okyselí pŕídavkem kyseliny sírové až na pH mezi 3,0 a 7,0. Tím se pŕevede sulfidicky vázaná síra na sírovodík. Mimo to se zbytkový sodný louh zneutralizuje na síran sodný. Teprve po tomto okyselení se takto upravený odpadni louh spojí s odpadními vodami s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku a společné s nimi se podrobí dalšímu zpracování.

V okyselení sodného louhu, pri nemž je nejvýhodnejší nastaviť pH mezi 3,0 a 5,0 je treba videt podstatný, krok postupu podie vynálezu, protože bez pŕedchozího okyselení sodného louhu s obsahem sirníku sodného by se pri společném zavádéní sodného louhu s obsahem sulfidu sodného a odpadních vod s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku do stripovací kolony vytvorila v této kolone tak vysoká hodnota pH, že bý nebylo možné vypuzení sírovodíku z uvedené kapaliny.

Pri provádéní zpúsobu podie vynáelzu se sodný louh s obsahem sulfidu sodného s výhodou okyseluje na pH 3,0 až 5,0. Vodní pára potrebná pro vypuzení amoniaku a sírovodíku se do stripovací kolony uvádí bud pŕímo nebo pŕes reboiler. Pro stripování amoniaku a sírovodíku se s výhodou muže použít nízkotlaké páry odpadající z vyteplovacího kotle Clausova zaŕízení.

Do spodní časti stripovací kolony se muže uvádet prídavný sodný louh, který slouží pro štepení sloučenin, v nichž je vázán amoniak.

Tlak ve stripovací kolone je účelne nastaven tak, že odehnané brýdy s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku se mohou vést do následujících stupňu zpracování bez dalšího stlačování.

Z brýd s obsahem vypuzeného amoniaku a/nebo sírovodíku se pred vstupem do Clausova zaŕízení vykondenzuje vodní pára v takovém rozsahu, aby byl zbytkový obsah vodní páry v brýdách pouze v rozmezí od 10 do 20 % objemových.

V Clausové zaŕízení se mohou brýdy s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku zpracovávat spolu s dalšími plyny osbahujícími sírovodík, které pocházejí z j iných zdrojú.

Zbytkové plyny vystupující z Clausova zaŕízení se mohou čistit nebo zpracovávat v termicky nebo katalytický pracujícím stupni dodatečného spalování.

Pŕehled obrázku na výkresech

Na obr. 1 je znázorneno technologické schéma postupu, kterého se používá pri provádení zpúsobu počlle vynálezu.

Vynález je blíže osvétlen v následujícím príkladu provedení, pri jehož popisu se používá odkazu na pripojený výkres.

Príklad provedení vynálezu

Potrubím 1_ se pŕivádí sodný louh s obsahem sulfidu sodného do šméšovacího zásobníku 2_, do kterého se potrubím 2 pŕivádí kyselina sírová pro okyselení sodného louhu. Po okyselení se odpadaj ící louh odťahuje potrubím £ a pŕimíchává se do proudu pŕitékajících odpadních vod s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku potrubím !5. Potrubím 5^ se vedou spojené látkové proudy nejprve do výmeníku 6_ tepla a pak se nastŕikují do hlavy kolony T_. Ve výmeníku tepla se kapalina tekoucí potrubím 5> ohreje nepŕímou výmenou tepla s odpadni vodou odtékající ze stripovací kolony 1_ na takovou teplotu, která odpovídá teplote dané rovnovážnými podmínkami v hlavé stripovací kolony 7_. Normálne leží tato teplota v rozsahu 95 až 110 °C. Z príslušné ohŕáté kapaliny se ve stripovací kolone 1_ amoniak a/nebo sírovodík známým zpúsobem vypudí vodní parou. Potrebná vodní pára se do stripovací kolony T_ pŕivádí potrubím EL Pritom múze jít z časti nebo úplné o nízkotlakou páru, která vzniká v Clausove zaŕizení a pro kterou zpravidla není další využití. To umožňuje zvlášť, hospodárne provedení zpúsobu podie vynálezu. Místo pŕímého pŕivádéní vodní páry potrubím 8^ je možné stripovací páru pro odehnání amoniaku a/nebo sírovodíku získať také nepŕímým vypaŕováním technologické vody v reboileru, který není ve schematu zakreslen. Je výhodné nastaviť tlak ve stripovací kolone 1_ tak, aby bylo možno vést brýdy s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku bez dalšího stlačování do následujících technologických stupňú.

Odpadni voda, odtékající ze spodní části stripovací kolony Ί_, v podstate zbavená amoniaku a sírovodíku se vede potrubím 2 ^do výméníku 6 tepla, v némž se ochladí na teplotu mezi 50 a 80 °C. Potom se odpadni voda po dalším ochlazení múze vést potrubím 10 do zaŕízení pro biologické dočišťování. Po biologickém dočistení se odpadni voda vypouští do kanalizace potrubím 12.

Brýdy s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku odcházející z hlavy stripovací komory 7_ se vedou potrubím 13 do kondenzátoru 24, v némž ve značném rozsahu vykondenzuje z brýd vodní pára a tím se vytvorí podmínky pro další chemický rozklad brýd v Clausove zaŕízení. Pritom vzniklý kondenzát s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku teče potrubím 15 zpet do stripovací kolony 7_. Chladiči had .16 slouží k prívodu potrebné studené vody do kondenzátoru 14.

Z kondenzátoru 14 se vedou brýdy s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku, jejichžobsah vodní páry je nyní jen mezi 10 a 20 % obj., potrubím 17 do spalovací pece 18 Clausova zaŕízení. Tam dochází k částečnému spálení sírovodíku obsaženého v brýdách, pŕičemž se známým zpúsobem nejprve spáli jen jedna tretina sírovodíku na oxid siŕičitý a vodu. Ve spalovací peci 18 je uložená vrstva 19 katalyzátoru, která obsahuje katalyzátor pro štepení amoniaku. Na tomto katalyzátoru se amoniak z brýd rozštepí na dusík a vodík do té míry, že v technologicky navazujícím Clausove reaktoru nedochází ke tvorbe amonných sloučenin, rušících Clausúv katalytický proces. Po dílčím spálení sírovodíku a po rozkladu amoniaku se horký plyn ochlazuje na teplotu ca 150 °C ve vyteplovacím kotli 20. V ném vyrobená nízkotlaká pára se odvádí potrubím 21 a muže se vést potrubím 8 jako stripovací pára do stripovací kolony 7_· Napájecí voda se pŕivádí do vyteplovacího kotle 20 potrubím 22. Spalovací pec 18 a vyteplovací kotel 20 pritom mohou tvoŕit společnou stavební jednotku, jak je také zakresleno ve schematu. Oba aparáty mohou být i . dispozičné oddelený. Totéž platí také pro navazující Clausúv reaktor 23, kde probíhá v plynu odcházejícím z vyteplovacího kotle další reakce, pri níž sírovodík, který ješte v plynu zbývá, reaguje s práve vzniklým oxidem siŕičitým v prítomnosti katalyzátoru na elementárni síru a vodu. Pro tuto reakci se účelné používá dvou- nebo vícestupňový Clausuv reaktor. Pritom vzniklá elementárni síra se odvádí z Clausova reaktoru 23 potrubím 24 a vede se k další úpravš nebo zpracování. Protože zbytkový plyn na výstupu z Clausova reaktoru obsahuje normálne ješte malá množství nezreagovaného sírovodíku a oxidu siričitého, práve tak jako organické sloučeniny síry a páry elementárni síry, nelze jej bez dalšího čistení zpravidla vypustit do atmosféry, nýbrž se vede do prídavného technologického stupné 25, v némž se vhodnými operacemi odstráni zbylé škodliviny, jako napríklad čistením odplynu nebo dodatečným termickým nebo katalytickým zpracováním. Potom se múze plyn odvést potrubím 26 na komín 27 a tudy beze škôd na životním prostredí vypustit do atmosféry. Praktické uspoŕádání konečného stupné 25 pochopitelné závisí na množství a složení zbytkového plynu. Protože se pritom jedná o známé opatrení, podrobnosti prídavného stupne 25 nejsou v proudovém schematu uvedený.

Pokud se ve zpracovávaných odpadních vodách vyskytuje část amoniaku ve forme, která neteká s vodní parou, jako napríklad ve forme chloridu nebo síranu amonného, je nutno tento vázaný čpavek uvolnit pŕídavkem sodného louhu pred stripováním. Pro tento účel je možno potrubím 28 dávkovat sodný louh do spodní části stripovací kolony 1_. Pritom se účelné pridává tolik sodného louhu, aby pH odpadních vod, odtékajících potrubím 9_ dosáhlo hodnoty asi 9 až 9,5.

Pri provádení zpúsobu podie vynálezu se samozrejmé muže postupovat téz tak, že se potrubím 29 pŕivádí prídavný plyn s obsahem sírovodíku vznikající v jiném zdroji, do spalovací pece 18 Clausova zaŕízení a tam se dále zpracovává společne s brýdami s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku.

Účinnosť postupu podie vynálezu je demonstrována na tomto príkladu:

m³/h odpadních vod s obsahem amoniaku a sírovodíku vzniklých pri hydrogenačním zpracování ropných frakcí se zpracovává společne s 500 1/h sodného louhu s obsahem sulfidu sodného z odstraňování sírovodíku z uhlovodíkových frakcí. Odpadni voda pritom obsahuje 15 g/l amoniaku, z toho 1 g/l ve forme vázaného amoniaku a 21 g/l sírovodíku. Sodný louh obsahuje 100 g/l sírovodíku vázaného ve. forme sulfidu sodného a krome toho vykazuje zbytkovou alkalitu.

Pro okyselení sodného louhu s obsahem sulfidu sodného je treba 96,8 kg/h kyseliny sírové (100 %). Pro prevedení vázaného amoniaku na volný, vodní parou des ^rbovatelný amoniak je zapotŕebí 90 kg/h hydroxidu sodného (100 %). Odpadni vody a okyselený odpadni louh se společne pŕivádéjí do hlavy stripovací kolony, která je vybavená hlavovým kondenzátorem a reboilerem. Sodný louh pro uvolnéní vázaného amoniaku se dávkuje do spodní části kolony. Brýdy, vystupujúci z hlavového kondenzátoru obsahujú 13,3 % obj. H₂O, 49,3 % obj. NH^ a 32,4 % obj. f^S. Odpadni voda odtékající z kolony obsahuje jen max.

mg/1 H₂S a max. 150 mg/1 NH^ a vzhledem k témto nízkým koncentracím múze být dočistená biologicky. Brýdy se vedou do Clausova zaŕízení a tam se zpracovávají již dŕíve popsaným postupem.

Claims

1. Zpusob společného zpracování prúmyslových odpadních vod s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku a sodného louhu s obsahem sulfidu sodného tak, aby byly vhodné k biologickému dočistení, vyznačuj ící s e t í m, že

a) sodný louh s obsahem sulfidu sodnéhose okyselí pridaním kyseliny sírové na pH 3,0 až 7,0,

b) okyselený odpadni louh se spojí s odpadními vodami s obsahem amoniaku a/nebo sírovodíku a spojené látkové proudy se nepŕímou výmenou tepla ohrej í odtékajícími odpadními vodami z kolony pro stripování amoniaku a/nebo sírovodíku až na teplotu, která odpovídá rovnovážnym podmínkám v hlavé stripovací kolony,

c) príslušne ohŕátá kapalina se pŕivádí do hlavy stripovací kolony, kde se známým zpusobem odežene amoniak a sírovodík stripováním vodní párou, pŕičemž brýdy s obsahem amoniaku a sírovodíku se odvádejí z hlavy stripovací kolony, zatímco ze spodní časti odtekájící odpadni vody se po potŕebném ochlazení vedou na biologické dočistení,

d) z odstripovaných brýd s obsahem amoniaku a sírovodíku se vykondenzuje voda a zbývající brýdy se zpracovávají v Clausove zaŕízení, které je vybaveno katalýzátbrem pro štepení amoniaku a

e) zbytkový plyn vystupující z Clausova zaŕízení se pred vypustením do atmosféry podrobí dodatečnému zpracování.

2. Zpusob podie nároku 1, vyznačuj ící se tím, že okyselením sodného louhu s obsahem sulfidu sodného se nastaví pH 3,0 až 5,0.

3. Zpusob podie nároku la2, vyznačuj ící s e tím, že pára potrebná pro stripování amoniaku a sírovodíku se vede do stripovací kolony pŕímo nebo pŕes reboiler.

4. Zpusob podie nároku. 1 až 3, vyznačuj ící s e tím, že se pro stripování amoniaku a sírovodíku používá nízkotlaké páry, vyrobené ve vyteplovacím kotli Clausova zaŕízení.

5. Zpusob podie nároku 1 až 4,vyznačuj ící s e tím, že ke štepení vázaných amónnych sloučenin se do. spodní části stripovací kolony uvádí prídavný sodný louh.

6. Zpusob podie nároku 1 až 5,vyznačuj ící s e tím, že tlak ve stripovací koloné je nastaven tak, že se brýdy s obsahem vypuzeného amoniaku a sírovodíku mohou vést do následujících technologických stupňu bez dalšího stlačování.

7. Zpusob podie nároku laž6,vyznačující s e tím, že se z brýd obsahujících odehnaný amoniak a/nebo sírovodík pred zavádením do Clausova zaŕízení vykondenzuje vodní pára v takovém rozsahu, že jej ich obsah vodní páry je potom pouze v rozmezí od 10 do 20 % objemových.

8. Zpusob podie nároku laž 7, vyznačuj ící s e tím, že brýdy s obsahem amoniaku a sírovodíku se zpracovávají v Clausové zaŕízení s dalšími, z j iného zdroje pocházejícími, plyny obsahujícími sírovodík.

9. Zpúsob podie nároku 1 až 8,vyznačuj ící s e tím, že zbytkové plyny, vystupující z Clausova zaŕízení, se čistí a zpracovávají v termicky nebo katalytický pracujícím stupni dodatečného spalování.