DE2911745A1

DE2911745A1 - Vorrichtung zur behandlung einer ammoniakalischen abfallfluessigkeit

Info

Publication number: DE2911745A1
Application number: DE19792911745
Authority: DE
Inventors: Hideshi Abe; Satoru Fukuoka; Hajime Katoh; Kanji Konno; Yutaka Ota; Koji Tonooka
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd; Kawatetsu Kagaku KK
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd; Kawatetsu Kagaku KK
Priority date: 1978-09-12
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1980-03-13
Also published as: IT1163977B; GB2029812A; CA1135653A; FR2436109B1; US4345975A; GB2029812B; IT7948480A0; FR2436109A1

Description

Mitsui Kensetsu Kabushiki Kaisha
10-1, 3-chome, Iwamoto-cho
Chiyoda-ku
Tokio / Japan

und

Kawatetsu Kagaku Kabushiki Kaisha

I₁ Kawasaki-cho

Chiba-shi , Chiba-ken / Japan

Vorrichtung zur Behandlung einer ammoniakalischen Abfallflüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer ammoniakalischen Abfallflüssigkeit wie beispielsweise einer Gaslösung von einem Koksofen oder dgl. zur Wiedergewinnung von Ammoniak.

In dieser Art von Abfallflüssigkeit ist freies Ammoniak enthalten, das durch Dampf abgetrennt werden kann, ferner gebundenes Ammoniak, das nicht durch Dampf abgetrennt werden kann, und zusätzlich gasförmige Stoffe.

Bisher sind zur Wiedergewinnung von Ammoniak aus der Abfallflüssigkeit die nachfolgend aufgeführten Verfahren bekannt.

(1) Dampfabtrennungsverfahren (steam-stripping) Dieses Verfahren kann das freie Ammoniak beseitigen, hat aber den Nachteil, daß das gebundene Ammoniak nicht beseitigt wird.

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(2) Verfahren einer Kombination von Zersetzung durch Natriumhydroxyd und Dampfabtrennung

Bei diesem Verfahren wird der Abfallflüssigkeit Natriumhydroxyd zugefügt, um das Ammoniak aus dem gebundenen in den freien Zustand zu versetzen, und das resultierende freie Ammoniak wird zusammen mit dem anfänglich vorhandenen freien Ammoniak durch Dampfabtrennung beseitigt.

Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß Natriumhydroxyd teuer ist und daher die Behandlungskosten hoch werden.

(3) Verfahren einer Kombination von Zersetzung durch gelöschten Kalk und Dampfabtrennung

Bei diesem Verfahren wird anstelle des teueren Natriumhydroxyd in dem vorgenannten Verfahren (2) billiger gelöschter Kalk verwendet. Entsprechend diesem Verfahren reagiert der gelöschte Kalk mit dem gebundenen Ammoniak, zum Beispiel Ammonsulfat, um Gips auszufällen, und reagiert gleichzeitig mit dem freien Ammoniak, zum Beispiel Ammoniumkarbonat oder Ammoniumbikarbonat, wodurch Calciumkarbonat ausfällt. Diese ausgefallenen Substanzen verstopfen oder blockieren eine Destillierkolonne in dem nächsten Dampfabtrennungsschrxtt und machen häufig einen kontinuierlichen Betrieb unmöglich.

Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Behandlung, welche diese Nachteile nicht aufweist, gut im Wirkungsgrad der Ammoniak-Wiedergewinnung ist, einen kontinuierlichen Betrieb ermöglicht und die Behandlungskosten senkt. Eine solche Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in eine Rohrleitung zur Behandlung einer ammoniakalischen .Abfallflüssigkeit eingeschaltet sind eine erste Destillierkolonne zur Dampfabtrennung von freiem Ammoniak, ein Reaktionstank zum Bewirken einer Zerfallsreaktion von verbliebenem gebundenen Ammoniak durch Hinzufügen von Alkali der Calcium-Reihe, so daß ein resultierendes Produkt erhalten

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wird, das freies Ammoniak und Calciumsalz enthält, ein Fest/Flüssig-Separator zum Separieren des Calciumsalzes von dem Produkt, um eine separierte Flüssigkeit zu erhalten, sowie eine zweite Destillierkolonne zur Dampfabtrennung des freien Ammoniaks von der separierten Flüssigkeit.

Ein zweites Merkmal der Erfindung ist es, die Durchführung eines langfristigen kontinuierlichen Betriebes zu ermöglichen, und es ist dadurch gekennzeichnet, daß in der obengenannten Vorrichtung die Rohrleitung mit einem Wärmealterungstank versehen ist, der zwischen den Fest/Flüssig-Separator und die zweite Destillierkolonne eingeschaltet ist, so daß das Calciumsalz in dem Wärmealterungstank abgetrennt und gealtert werden kann.

Ein drittes Merkmal der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung in der vorgenannten Vorrichtung, wodurch das Innere der zweiten Destillierkolonne an Ort und Stelle gewaschen werden kann, und es ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Destillierkolonne mit einer an beiden Enden mit ihr in Verbindung stehenden Zirkulationsrohrleitung für eine Waschflüssigkeit aus Säure wie beispielsweise verdünnte Salzsäure oder dgl. versehen ist und mit einer Düse zum Einblasen von Gas zum Umrühren der Waschflüssigkeit in der Destillierkolonne versehen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 ein Flußdiagramm einer Ausführung der Vorrichtung;

Figur 2 ein Diagramm mit dem Ergebnis eines Sedimentationstests der Flüssigkeit, die nach ihrer Zersetzungsreaktion mit gelöschtem Kalk stehengelassen worden ist?

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Figur 3 ein Diagramm mit dem Ergebnis eines Ruheablagerungstests von separierter Flüssigkeit nach der Zersetzungsreaktion von Abfallflüssigkeit mit gelöschtem Kalk;

Figur 4 ein Flußdiagramm eines Teils der Vorrichtung, die mit einem Wärmealterungstank versehen ist; und

Figur 5 ein Flußdiagramm eines Teils der Vorrichtung, die mit einer Wascheinrichtung versehen ist.

In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Rohrleitung zur Behandlung einer ammoniakalisehen Abfallflüssigkeit, das heißt, Gaslösung von einem Verkokungsofen, in welche ein Teerseparator 2 und ein Wärmetauscher in dieser Reihenfolge eingeschaltet sind. Es ist also so eingerichtet, daß durch den Teerseparator 2 die Teerkomponente in der Abfallflüssigkeit beseitigt werden kann und dann in dem Wärmetauscher 3 ein Wärmetausch mit der von dem Grund einer zweiten Destillierkolonne 11 abgegebenen Bodenflüssigkeit stattfindet, so daß die Abfallflüssigkeit auf eine Temperatur im Bereich von 60°C bis etwa 95°C erhitzt wird.

Eine erste Destillierkolonne 4 ist mehrstufig ausgebildet, und jede Stufe umfaßt eine ortsfeste perforierte Platte 4a, die an der inneren Wandfläche des Kolonnenkörpers befestigt ist, sowie eine bewegliche perforierte Platte 4b, die darüber angeordnet und aufwärts und abwärts bewegbar ist innerhalb eines vorbestimmten Raumes, der durch einen Anschlag 4c begrenzt ist.

Die Kolonne 4 ist so ausgelegt, daß die von ihrem oberen Abschnitt her durch die Rohrleitung 1 eingeleitete Abfallflüssigkeit der Abtrennung (steam-stripping) durch Dampf unterworfen werden kann, der über ein Dampfrohr 5 in die Kolonne 4 von deren unterem Ende her eingeleitet wird, wodurch das

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freie Ammoniak wie zum Beispiel Ammoniumhydroxyd, Ammoniumkarbonat usw. zusammen mit Schwefelwasserstoff, Cyanwasserstoff und anderen Stoffen, die in der Abfallflüssigkeit vorhanden sind, beseitigt werden kann über eine Ammoniakgasrohrleitung 6, die mit dem oberen Abschnitt der Kolonne verbunden ist. In diesem Fall kann das Ammoniumkarbonat leicht zerfallen in Kohlendioxyd und Ammoniakgas, und diese Gase können abgeblasen werden.

Der Grund für das vorherige Zersetzen des Ammoniumkarbonates in der ersten Destillierkolonne 4, wie oben beschrieben, ist der, daß, falls es nicht zersetzt würde, durch die nächste Reaktion mit gelöschtem Kalk schwer zu separierendes Calciumkarbonat erzeugt werden würde und dies daher vermieden werden sollte. Daher ist es erstrebenswert, das freie Ammoniak so weit wie möglich in diesem Stadium zu beseitigen. Wenigstens die Hälfte davon sollte beseitigt werden. Obwohl nicht dargestellt, kann das vorgenannte Dampfrohr 5 so modifiziert werden, daß es mit dem oberen Abschnitt der zweiten Destillierkolonne 11 verbunden wird, so daß der Dampf von dieser wiederverwendet werden kann.

Bezugszeichen 7 bedeutet einen Reaktionstank. Dieser Reaktionstank 7 ist so konstruiert, daß die Abfallflüssigkeit von dem.unteren Bereich der Destillierkolonne 4 durch die Rohrleitung 1 in ihn eingeleitet werden kan, und mittlerweile wird ihm durch ein Rohr 8 Kalkmilch zugeführt, und es kann während des Umrührens durch einen Rührer 9 eine Zersetzungsreaktion des gebundenen Ammoniaks, das heißt, des Ammoniumsulfats, stattfinden, um freies Ammoniak zu erhalten, das heißt, Ammoniumhydroxyd und Gips. Die Reaktionsbedingung in dem Reaktionstank 7 ist vorzugsweise die, daß die Flüssigkeit in dem pH-Bereich 8,5 bis 9,5 ist und insbesondere in dem Temperaturbereich 90 - 95°C ist. Der Grund beruht

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auf der Tatsache, daß, wie in Figur 2 gezeigt, im Fall (A) der Flüssigkeit bei 15 C und pH 10, nachdem sie nach der Reaktion 10 min stehen gelassen worden ist, die Schwebestoffe (S.S) in dem Überstand der Flüssigkeit in einer Höhe von 5 cm unter ihrer Oberfläche etwa 950 ppm betragen, wahrend in dem Fall (B) der Flüssigkeit bei 90°C und pH 9, in dem Fall (C) der Flüssigkeit bei 90° und pH 8,5 und in dem Fall (D) der Flüssigkeit bei 95°C und pH 9,5 der Schwebestoff etwa 200 ppm oder weniger beträgt, und daß die Reaktionsgeschwindigkeit umso höher ist, je höher die Temperatur ist. Eine Abfallflüssigkeit mit so hoher wünschenswerter Temperatur kann leicht als Ergebnis ihres Durchlaufs durch die erste Destillierkolonne 4 erhalten werden.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Fest/Flüssig-Separator. Wie dargestellt, umfaßt der Separator 10 einen Verdicker und ist so ausgelegt, daß der Gips und der überschüssige gelöschte Kalk in der Abfallflüssigkeit, die durch die Rohrleitung 1 aus dem Reaktionstank 7 eingeleitet wird, durch Sedimentation separiert werden kann, um den Überstand zu erhalten, das heißt, die separierte Flüssigkeit, die das freie Ammoniak enthält.

Die zweite Destillierkolonne 11 ist ähnlich der ersten Destillierkolonne 4 mehstufig ausgebildet, und jede Stufe umfaßt eine ortsfeste perforierte Platte 11a, die an der inneren Wandfläche des Kolonnenkörpers befestigt ist, sowie eine bewegliche perforierte Platte 11b, die darüber angeordnet und aufwärts und abwärts bewegbar ist innerhalb eines vorbestimmten Raumes, der durch einen Anschlag lic begrenzt ist.

Diese Kolonne 11 ist so ausgelegt, daß der Überstand von dem Verdicker 10 von ihrem oberen Abschnitt in sie eingeleitet werden kann durch die Rohrleitung 1 und gleichzeitig

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Dampf von ihrem unteren Abschnitt her durch ein Rohr 12 in sie eingeleitet werden kann, so daß der Überstand einer Dampfabtrennung unterworfen werden kann und dadurch das freie Ammoniak in der Flüssigkeit in Dampf entfernt werden kann, und der Ammoniakdampf kann ein Rohr 13 passieren und sich mit dem Ammoniakdampf von der ersten Destillierkolonne 4 vereinigen. Bei diesem Vorgang wird jede Stufe in der zweiten Destillierkolonne 11 bei ihrer beweglichen perforierten Platte 11b durch heftiges Sprudeln nach oben und unten bewegt und dadurch bewirkt, daß Gips und andere feste Substanzen nicht an der Stufe anhaften.

Ferner sind vorgesehen eine Bodenrohrleitung la, die mit dem Kolonnenboden der zweiten Destillierkolonne 11 verbunden ist, ein Kühler 14, der in die Bodenrohrleitung la einge-

/15

schaltet ist, und ein pH-Einstelltank, und es ist so eingerichtet, daß die durch den Kühler 14 gekühlte Kolonnenbodenflüssigkeit in diesem Tank 15 mit Salzsäure oder Schwefelsäure, die durch ein Rohr 16 zugeführt wird, im pH-Wert eingestellt und dann zur weiteren Behandlung an den nächsten aktivierten Schlammtank oder dgl. abgegeben werden kann. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Schlammtank zur Behandlung von Dünnschlamm wie zum Beispiel von Gips oder dgl., der durch Sedimentation in dem Verdicker 10 separiert worden ist, und es ist so eingerichtet, die pH-Einstellung des Dünnschlamms durch Hinzufügen von Schwefelsäure durch ein. Rohr 18 auch in diesem Schlammtank 17 zu bewirken. Ferner sind vorgesehen ein Zentrifugalseparator 19, ein Kühler 20 für Ammoniakdampf, eine Rohrleitung 21 für Flüssigkeit aus kondensiertem Ammoniak, ein Kühlwasserrohr 22 und ein Ammoniakdampfrohr 23.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

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Die von einem Koksofen abgegebene ainmoniakhaltige Abfallflüssigkeit wird nach Beseitigung ihrer Teerkomponente in dem Teerseparator 2 durch den Wärmetauscher 3 auf etwa 95 C erhitzt und dann in die erste Destillierkolonne 4 von deren oberem Abschnitt her eingeleitet, in der Destillierkolonne 4 wird die Abfallflüssigkeit der Abspaltung durch den von dem unteren Abschnitt her eingeleiteten Dampf unterworfen, und das freie Ammoniak wie beispielsweise Ammoniumkarbonat oder dgl. wird in Ammoniakdampf und Kohlendioxyd oder dgl. zersetzt, und diese werden vom oberen Ende der Kolonne in die Ammoniakgasrohrleitung 6 abgegeben, zusammen mit Schwefelwasserstoff, Cyanwasserstoff und anderen in der Abfallflüssigkeit vorhandenen Substanzen. Die Abfallflüssigkeit, die auf diese Weise frei von Ammoniumkarbonat, Schwefelwasserstoff und Anderem ist, aber gebundenes Ammoniak hauptsächlich in der Form von Ämmoniumsulfat enthält, wird von dem unteren Kolonnenabschnitt her durch die Rohrleitung 1 in den Reaktionstank 7 eingeleitet. In dem Reaktionstank 7 wird das Ammoniumsulfat einer Zersetzungsreaktion durch den gelöschten Kalk unterworfen, um ein Reaktionsprodukt von freiem Ammoniak wie zum Beispiel Ammoniumhydroxyd und Gips zu bilden, und der Dünnschlamm aus dem Gips und dem überschüssigen gelöschten Kalk wirdr-· durch Sedimentation in dem Verdicker separiert und an den Schlammtank 17 zur pH-Einstellung abgegeben und wird dann in dem Zentrifugalseparator 19 behandelt und in Kuchenform entnommen.

Indessen wird der das freie Ammoniak enthaltende Überstand, das heißt, die durch Sedimentation in dem Verdicker 10 separierte Flüssigkeit in die zweite Destillierkolonne von deren oberem Abschnitt her durch die Rohrleitung Ib eingeleitet und der Abspaltung durch den von dem unteren Abschnitt her eingeleiteten Dampf unterworfen.

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Auf diese Weise wird der Ammoniakdampf aus der Flüssigkeit beseitigt und durch den oberen Kolonnenabschnitt zu dem Rohr 13 hinausgeleitet und vereinigt sich mit dem von der ersten Destillierkolonne 4 abgegebenen Ammoniakdampf. Die von der zweiten Destillierkolonne 11 an ihrem Boden abgegebene, von Ammoniak befreite Bodenflüssigkeit wird durch das Rohr la geleitet, und die Wiedergewinnung ihrer Wärme wird in dem Wärmetauscher 3 durch ihren Wärmetausch mit der Abfallflüssigkeit bewirkt, und danach wird die Bodenflüssigkeit in dem Kühler 15 gekühlt und in dem pH-Einstelltank 15 im pH-Wert eingestellt, und wird an einen aktivierten Schlammtank oder dgl. abgegeben.

Nachfolgend wird ein spezifisches Ausführungsbeispiel gegeben:

Liefermenge von Abfallflüssigkeit 30 m /h

Ammoniakkonzentration in der Abfallflüssigkeit freies Ammoniak etwa 3000 ppm

gebundenes Ammoniak etwa 1000 ppm

Erste Destillierkolonne: Größe 0,9 m0 χ 15 m H

Zahl der Stufen 10 Stufen

Dampfliefermenge 1500 kg/h

3 Reaktionstank: Größe 3 m

Flussigkextstemperatur 90 - 95°C pH-Wert 8,5-9,5

Verbrauch an gelöschtem Kalk 70 - 80 kg/h

Verdicker: Größe 8 m 0

Flüssigkeitstemperatur 90 - 95°C

Zweite Destillierkolonne: Größe O,9m"0xl5mH

Zahl der Stufen 15 Stufen Dampfzufuhr 3900 kg/h

Bei Betrieb der Vorrichtung unter den obigen Bedingungen sind folgende Mittelwerte für den Gehalt an freiem Ammoniak und gebundenem Ammoniak an entsprechenden Punkten A, B, C in Figur 1 durch Messung erhalten worden:

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freies Ammoniak gebundenes Ammoniak Punkt A 1.243 ppm 945 ppm

Punkt B 1.841 ppm 68 ppm

Punkt C 80 ppm 62 ppm

Es ist also bestätigt worden, daß die Effizienz der Ammoniak-Wiedergewinnung sehr gut ist, wie in der Tabelle gezeigt.

Nach kontinuierlichem Betrieb der Vorrichtung über drei Monate unter den obigen Bedingungen ist keine Verstopfung oder Blockierung in den Destillierkolonnen gefunden worden.

In dem obigen Beispiel wird der Verdicker als Fest/Flüssig-Separator 10 verwendet. Jedoch kann alternativ ein Zentrifugalseparator oder ein Filterseparator verwendet werden. Zusätzlich haben die Erfinder verschiedene Untersuchungen und Experimente zu dem Fortschreiten der AnIagexung■ -"von Calciumsalzen an den Einsätzen der Stufen in der zweiten Destillierkolonne angestellt. Als Ergebnis ist festgestellt worden, daß der Ausfall, das heißt, die Niederschlagsmenge des gelösten Calciumsalzes, das in dem Überstand, das heißt, in der in dem Verdicker separierten Flüssigkeit vorhanden ist, vergrößert wird, wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem Verdicker und der Kolonne groß wird, aber es haften nicht die gesamten Mengen an ausgefallenen Calciumsalzen an den Einsätzen, und im anfänglichen Ausfall-Stadium haften die Kerne der Niederschläge an den Oberflächen der Einsätze, insbesondere an den Bereichen der Einsätze, die näher an der Ausgangsöffnung der Kolonne liegen, und diese Kerne wachsen zu Kristallen. Indessen haften die in der Flüssigkeit verteilten und gewachsenen Kristalle schwer an den Einsätzen. Tatsächlich entsteht das Phänomen der Haftung an den Einsätzen bei Versuchen häufig in dem oberen Abschnitt der Kolonne, das heißt, an deren Zufuhrseite.

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Zur Rristallanlagerungsgeschwindigkeit in dem anfänglichen Ausfall-Stadium ist ein Becherglasexperiment ausgeführt worden, um ein Diagramm zu erhalten, wie in Figur 3 gezeigt, indem eine Probe separierter Flüssigkeit verwendet worden ist, welche dadurch präpariert worden ist, daß der Abfallflüssigkeit gelöschter Kalk zugefügt wurde, um damit zu reagieren, und danach die festen Substanzen durch Separieren mittels Sedimentation beseitigt wurden. Wie durch eine ausgezogene Linie in Figur 3 gezeigt, wird die Kristallanlagerungsmenge in der anfänglichen Zeitspanne rasch erhöht und ist danach äußerst gelinde, und es ist beobachtet worden, daß sich die Menge der Kristalle, die sich nicht anlagern, sondern verteilt und gewachsen in der Flüssigkeit bleiben, erhöht. Die Anlagerungsmenge wird repräsentiert durch eine Anlagerungsmenge je Flächeneinheit ( mg/cm ) an einem Test-

2
stück (eine Stahlplatte von 9 cm ) im Lauf der Zeit. Die gestrichelte Linie in Figur 3 repräsentiert eine Temperatur.

Unter Bezug auf Figur 4 wird eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß einem zweiten Merkmal erläutert, die einen stabilen, kontinuierlichen Langzeitbetrieb auf der Basis der obigen Beobachtungen und Experimente ermöglicht.

Die Rohrleitung Ib, die den Verdicker 10 mit der zweiten Destillierkolonne 11 in dem vorigen_Beispiel verbindet, ist mit einem darin eingeschalteten Wärmealterungstank 25 versehen. Der Wärmealterungstank 25 ist mit einem derartigen Volumen ausgestattet, daß der eingeleitete Überstand etwa 5 min oder mehr (vorzugsweise 10 - 30 min) aufbewahrt werden kann, und ist auch mit einer automatischen Temperatursteuereinrichtung 26 versehen, die ein Temperatur-Anzeige- und -Steuerinstrument 26a und ein Strömungsmengen-Steuerventil 26b aufweist, so daß die Temperatur in dem Wärmealterungstank 25 durch das Instrument 26a ermittelt werden kann

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und durch ein Ausgangssignal von diesem der Öffnungsgrad des Steuerventils 26b zur Steuerung der Dampfzufuhr gesteuert werden kann, und dadurch wird die Flüssigkeitstemperatur aufrechterhalten, die der Temperatur der zweiten Destillierkolonne 11 an ihrem oberen Ende entspricht. Das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Rührer.

In dem Warmealterungstank 25 wird also die separierte Flüssigkeit von dem Verdicker 10 durch Dampf auf die Temperatur des oberen Kolonnenendes erhitzt. In diesem Fall wird die Flüssigkeit in dem Tank 25 etwa 10 bis 15 min lang zurückgehalten, so daß das in der Flüssigkeit vorhandene gelöste Calcium abgeschieden und völlig gealtert wird und, anders ausgedrückt, die Kristalle in diesem Tank 25 ausreichend gezüchtet werden. Selbst wenn die Flüssigkeit, die solche Kristalle enthält, anschließend in die Destillierkolonne

/Tesi ri eingeleitet wird, findet folglich'Abscheidungsphanomen mehr statt, und die Kristalle lagern sich nicht in der Destillierkolonne 11 an, und so wird deren kontinuierlicher Langzeitbe.trieb möglich.

Ein spezifisches Beispiel ist unter folgenden Bedingungen ausgeführt worden:

Liefermenge von Abfallflüssigkeit 30 m /h

3 Innenvolumen des Wärmealterungstanks 7,7m Temperatur des Warmealterungstanks = Temperatur des

Kolonnenendes

Verweilzeit der Flüssigkeit in dem Tank 15 min

Es ist keine Störung durch Verstopfung in der Destillierkolonne 11 aufgetreten, und es ist ein kontinuierlicher Langzeitbetrieb über 8 Monate ausgeführt worden.

Obwohl der kontinuierliche Langzeitbetrieb über 8 Monate oder mehr durch das Obige möglich geworden ist, bestehen noch

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Bedenken, daß eine Anlagerung von Calciumsalz besonders nahe den unteren Stufen aufgrund des Temperaturunterschiedes zwischen dem oberen Kolonnenende und dem Kolonnenboden entsteht. Wenn dementsprechend die Arbeit zur Beseitigung des angelagerten Salzes so durchgeführt wird, daß der Betrieb alle 8 bis 10 Monate einmal angehalten und die Einsätze demontiert werden, braucht das bei der Destillierkolonne mit 15 Stufen beispielsweise etwa eine Woche und erfordert viele Mühe und Kosten.

Die Erfinder haben eine Analyse der an den Einsätzen angelagerten Substanz vorgenommen und folgendes Ergebnis erhalten: Ca 30,80% S0~² 0,26%

Fe 0,93% NH₄ ⁺ 0,23%

Es ist festgestellt worden, daß die anhaftende Substanz leicht von den Einsätzen entfernt werden kann durch verdünnte Salzsäure von 2 bis 5%, durch die sie in kurzer Zeit fast völlig gelöst wird, und ein kleiner dadurch nicht gelöster Rest wird mit fließendem Wasser abgewaschen.

Auf dieser Feststellung basiert ein drittes Merkmal, und ein konkretes Beispiel dafür wird anhand von Figur 5 erläutert.

Die Vorrichtung in Figur 5 entspricht der vorher erwähnten _t ist aber mit einer Abzweigleitung 28 versehen, die von der Bodenrohrleitung la abzweigt, welche von der zweiten Destillierkolonne 11 herausgeführt ist, sowie mit einem mit dem Vorderende der Abzweigleitung verbundenen Waschtank 29, und eine Umwegleitung 30 ist vorgesehen als Verbindung der Bodenrohrleitung la und der Rohrleitung Ib für die separierte Flüssigkeit, welche sich von dem Verdicker 10 erstreckt. Folglich wird eine Zirkulationsrohrleitung 31

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gebildet durch die Bodenrohrleitung la, die Umwegleitung und die Rohrleitung Ib, die sich von dem Verdicker 10 zu dem Oberabschnitt der Kolonne 11 erstreckt. In die Bodenrohrleitung la sind Ventile 32a, 32b eingeschaltet, Ventile 33, 34, 35 sind in die jeweiligen Leitungen Ib, 30 bzw. eingeschaltet, und es sind vorgesehen eine Pumpe 36, ein Rohr 37 zum Einspeisen, beispielsweise von Salzsäure, Wasser zur Verdünnung und Inhibitor, eine Gaseinblasdüse 38 zum Hineinpressen von Gas, beispielsweise Sticksoff, zum Umrühren der in die Destillierkolonne 11 eingefüllten Waschflüssigkeit.

Der Waschtank 29 wird im voraus mit verdünnter Salzsäure einer Konzentration von 2-5% zusammen mit dem Inhibitor gegen Korrosion, wie zum Beispiel aus organischen Verbindungen von Amminen oder dgl. gefüllt. Mittlerweile wird die Beschikkung der Destillierkolonne 11 mit Abfallflüssigkeit und Dampf unterbrochen, und danach wird die verbliebene Flüssigkeit durch die Pumpe 36 zum Entleeren der Kolonne 11 beseitigt.

Sodann werden die Ventile 35, 34 geöffnet und die Ventile 32a, 32b, 33 geschlossen, und die Destillierkolonne 11 wird durch Antreiben der Pumpe 36 mit der Waschflüssigkeit beladen und gefüllt. In diesem Fall wird sie mit der Waschflüssigkeit so weit gefüllt, daß der Einsatz der obersten Stufe in dieser untertaucht. Dann werden das Ventil 32a geöffnet und das Ventil 35 geschlossen, und durch Antreiben der Pumpe wird die Waschflüssigkeit durch die Destillierkolonne 11 und die Zirkulationsrohrleitung 31 hindurch zirkuliert, und außerdem wird die Waschflüssigkeit in der Kolonne 11 durch Einblasen des Stickstoffgases bei der Gasdüse 38 umgerührt. Auf diese Weise werden die Einsätze durch die Säure gewaschen, und nach der Beendigung werden

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das Ventil 32b geöffnet und das Ventil 34 geschlossen, und die Waschflüssigkeit wird durch Antreiben der Pumpe 36 durch die Rohrleitung la hindurch abgegeben. Danach wird der Waschtank 29 mit Wasser gefüllt, und damit wird in fast dem gleichen Waschvorgang wie oben gespült. In diesem Fall wird das Einblasen des Stickstoffgases auch ausgeführt. Auf diese Weise wird das Waschen der Destillierkolonne 1 über die erforderliche Zeit von etwa 8 Stunden ausgeführt, und danach kann der Betrieb zur Wiedergewinnung von Ammoniak aufgenommen werden. Die zum Waschen verwendete Säure beschränkt sich nicht auf Salzsäure, sondern es "kann jede gewünschte Säure verwendet werden, welche die angelagerte Substanz auflöst.

Erfindungsgemäß wird also zunächst das freie Ammoniak in der Abfallflüssigkeit durch die Abtrennung mittels Dampf oder Dampfabtrennung (steam-stripping) in der ersten Destillierkolonne entfernt, und dann wird das in der Abfallflüssigkeit verbliebene gebundene Ammoniak einer Zersetzungsreaktion durch ein Alkali der Calcium-Reihe (calcium series alkali) in dem Reaktionstank unterworfen, um in Calciumsalz-und freies Ammoniak umgewandelt zu werden, und dann wird das Calciumsalz durch den Fest/Flüssig-Separator separiert und das freie Ammoniak durch die zweite Destillierkolonne beseitigt, so daß die Effizienz der Ammoniak-Wiedergewinnung äußerst gut ist. Die Erzeugungsmenge von Calciumkarbonat wird bei der Zerfallsreaktion vermindert, und folglich wird eine Verstopfung oder Blockierung in der Destillierkolonne vermindert und ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung ermöglicht.

Entsprechend dem zweiten Merkmal der Erfindung wird die Rohrleitung zwischen dem Fest/Flüssig-Separator und der Destillierkolonne mit dem Wärmealterungstank versehen, und

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es ist so eingerichtet, daß das in der separierten Flüssigkeit gelöste, verbleibende Calciumsalz heraussepariert und in dem Wärmealterungstank gealtert wird, bevor die separierte Flüssigkeit der Destillierkolonne zugeführt wird, so daß die Anlagerung von Calciumsalz an den Einsätzen in der Kolonne kaum auftritt und folglich ein kontinuierlicher Langzeitbetrieb ausgeführt werden kann. Gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung ist es so eingerichtet, daß das Waschen der Einsätze oder Böden so durchgeführt werden kann, daß die Waschflüssigkeit durch die zweite Destillierkolonne zirkuliert und dabei umgerührt wird, so daß selbst dann, wenn sich Kristalle an den Einsätzen anlagern, diese kurzzeitig an Ort und Stelle beseitigt werden können, ohne Demontage der Kolonne, und daher sind die Kosten vermindert.

Der Patentanwalt

. UÜb

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Claims

Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung einer ammoniakalisehen Abfallflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet ", daß in eine Rohrleitung zum Behandeln der ammoniakalischen Abfallflüssigkeit eingeschaltet sind eine erste Destillierkolonne (4) zur Dampfabtrennung von freiem Ammoniak _r ein Reaktionstank (7) zum Bewirken einer Zerfallsreaktion von verbliebenem gebundenen Ammoniak durch Hinzufügen von Alkali der Calcium-Reihe, so daß ein resultierendes Produkt erhalten wird, das freies Ammoniak und Calciumsalz enthält, ein Fest/Flüssig-Separator (10) zum Separieren des Calciumsalzes von dem Produkt, um eine separierte Flüssigkeit zu erhalten, sowie eine zweite Destillierkolonne (11) zur Dampf abtrennung des freien Ammoniaks von der separierten Flüssigkeit.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Destillierkolonne (4,11) mehrstufig sind und jede Stufe eine ortsfeste perforierte Platte (4a,lla), die an der inneren Wandfläche des Kolonnenkörpers befestigt ist, sowie eine bewegliche perforierte Platte (4b,lib) umfaßt, die darüber positioniert und auf und ab beweglich ist«

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als das Alkali der Calcium-Reihe gelöschter Kalk oder gebrannter Kalk verwendet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerfallsreaktion und die Fest/Flüssig-Separation bei einer Temperatur von etwa 90 bis 95 C ausgeführt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdicker als Fest/Flüssig-Separator (10) verwendet wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1) mit einem Wärmealterungstank (25) versehen ist, der zwischen den Fest/Flüssig-Separator (10) und die zweite Destillierkolonne (11) eingeschaltet ist, so daß das Calciumsalζ in dem Wärmealterungstank (25) abgetrennt und gealtert werden kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmealterungstank (25) ein solches Volumen aufweist, daß die separierte Flüssigkeit 5 min lang oder länger darin zurückgehalten werden kann, und mit solch einer Temperatursteuereinrichtung (26) versehen ist, daß die Temperatur der darin enthaltenen Flüssigkeit automatisch auf eine Temperatur am oberen Ende der zweiten Destillierkolonne (11) gesteuert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Destillierkolonne (11) mit einer an beiden Enden mit ihr in Verbindung stehenden Zirkulationsrohrleitung (31) für eine Waschflüssigkeit aus Säure wie beispielsweise verdünnte Salzsäure oder dgl. versehen ist und mit einer Düse zum Einblasen von Gas zum Umrühren der Waschflüssigkeit in der Destillierkolonne (11) versehen ist.

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