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Rückgewinnung von Ammoniak und Wärme aus gebrauchtem Kupferkunstseide-Fällwasser
Im Zusatzpatent 7 18 364. ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Rückgewinnung
von Ammoniak und Wärme aus gebrauchtem Kupferkunstseide-Fällwasser beschrieben,
bei welchem das gebrauchte Fällwasser, und zwar vorzugsweise solches, ,aus welchem
die Kupferionen zuvor entfernt worden sind, im Gegenstrom mit Dampf geführt wird,
wovon ein Teil durch Teilverdampfung des bereits weitgehend entgasten Fällwassers
unter Zufuhr der Kondensationswärme eines Teiles des bei der Entgasung im' Gegenstrom
gebildeten Dampf-Ammoniak-Gemisches' erhalten ist. Hierzu wird mindestens ein-Teil
des im Gegenstrom weitgehend entgasten Fällwassers zuerst ohne äußere Wärmezufuhr
auf einen tieferen Druck entspannt und anschließend in mittelbarem Wärmeaustausch
mit dem bei der Gegenstromentgasung gebildeten Dampf-Ammoniak-Gemisch teilweise
verdampft. Der im mittelbaren Wärmeaustausch mit dem im Gegenstrom weitgehend entgasten
Fällwasser nicht kondensierte Teil des Dampf-Ammoniak-Gemisches wird zusammen mit
dem bereits gebildeten Kondensat in mittelbaren Wärmeaustausch mit enthärtetem Frischwasser
gebracht und dabei niedergeschlagen.
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Der bei der vorstehend beschriebenen Behandlung entstandene Dampf
wird auf einen höheren Druck verdichtet und gegebenenfalls zusammen mit dem entspannten
Antriebsdampf der Verdichter in unmittelbarem Gegenstrom mit dem zu entgasenden
Fällwasser mit Ammoniak angereichert.
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Gemäß dem vorliegenden Zusatzpatent wird das vorstehend beschriebene
Verfahren derart
abgeändert, daß das bei der Gegenstrombehandlung
gebildete Dampf Atnmoniäk-Gemisch mittels eines durch Dampf angetriebenen Verdichters,
vorzugsweise eines Turboverdichters mit Antrieb durch Dampfturbine, auf einen höheren
Druck verdichtet wird, während der entspannte Antriebsdampf des Verdichters dem
bei der Umformung des ammoniakreichen Dampfes entstandenen ammoniakarmen Dampf von
vermindertem Druck beigemischt wird.
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Das gemäß vorliegendem Zusatzpatent abgc.inderte Verfahren bietet
gegenüber dem Zusatzpatent 715 36-13 wesentliche Vorteile. Da das bei der
Gegenstrombehandlung gebildete Dampf-Ammoniak-Gemisch vor Eintritt in den Dampfumformer
o auf einen höheren Druck und eine höhere Temperatur verdichtet wird, entfällt die
Notwendigkeit, das zu entgasende Fällwasser vor Eintritt in den Gegenstromapparat
auf eine höhere Temperatur zu erwärmen. Die hierzu dienenden mittelbaren und unmittelbaren
Vorwärmer können daher wegfallen. Die demgemäß bei dem Verfahren nach vorliegendem
Zusatzpatent in dem Gegenstromapparat herrschenden tieferen "Temperaturen wirken
sich in einer Vermindet ung der zur Entgasung notwendigen Dampfmenge aus, da, wie
bereits im Hauptpatent ausgeführt, die Aufnahmefähigkeit des Dampfes für Ammoniak
mit fallender Temperatur zunimmt. Obwohl bei der neuen Anordnung des Verdichters
vor dem Dampfumformer die ganze aus dem Gegenstromapparat kommende aminoniakreiche
Dampfmenge auf einen höheren Druck gebracht werden muß, ist die zur Verdichtung
notwendige Antriebsdampfmenge kleiner als im Fall des Zusatzpatentes 718364; denn
einmal ist, wie oben erwähnt, diese gesamte zum Entgasen erforderliche Dampfmenge
wegen der niedrigeren Entgasungstemperatur kleiner, und weiter kann der Antriebsdampf
des Verdichters um den Betrag des Wärmegefälles, welcher dem Heiztlächengefälle
des Dampfumformers entspricht, tiefer gespannt werden. Der wesentlichste Vorteil
des Verfahrens nach vorliegendem Zusatzpatent besteht jedoch darin, daß nach der
Entgasung keine Entspannung des zur Wiederverwendung bestimmten Fällwassers auf
ein,-tiefere Temperatur vorgenommen zu werden braucht. Für die Wiederverwendung
steht also ein wärmeres Wasser zur Verfügung als bei dem Verfahren gemäß dem Zusatzpatent
, 718364. An Hand der beiliegenden Abbildung wird das Verfahren gemäß vorliegendem
Zusatzpatent beispielsweise wie folgt beschrieben: Das gebrauchte Fällwasser, dessen
Kupferionen vor teilhaft vorher etwa durch Austausch finit Wassei- stotfionen entfernt
worden sind, tritt durch Leitung i in den Gegenstromapparat 2 ein, in welchem es
durch die Verteilvorrichtung 15 y,ber die Füllungen 3 verteilt wird. Während
das Fällwasser in der Füllung hinabrieselt, gibt es einen großen Teil seines :'@n@moniakgehaltes
an den in der Füllung aufsteigenden Dampf ab, wobei der letztere sich mit Ammoniak
anreichert. Das gebildete Dampf-Ammoniak-Gemisch strömt durch Leitung 8 zu dem Verdichter
;, vorzugsweise einem mittels einer Dampfturbine 33 angetriebenen Turboverdichter,
durch welchen es auf einen höheren Druck und eine höhere Temperatur verdichtet und
in den Dampfuniformer y eingeblasen wird. In dem Dampfuniformer g wird ein Teil
des Dampf Aminoniak-Gemisclies niedergeschlagen. Der noch nicht kondensierte Teil
des Dampf Ammoniak-Genlisches strömt durch Leitung 16 in den Kühler i o. Das in
dem Dampfumformer 9 gebildete Kondensat wird mittels der Pumpe 17 durch den mit
Wasser oder Sole gekühlten Doppelrohrkühler 0 hindurch ebenfalls in den Kühler io
gepumpt und durch die Verteildüse 19 über die Kühlrohre 2o verteilt. Durch die Kühlrohre
2o strömt relativ kaltes, enthärtetes Frischwasser. Derjenige Teil des Atnmonialk-Dampf-Gemisches,
der in dem Kühler io nicht niedergeschlagen worden ist, wird durch den Verdichter
21, der vorteilhaft elektrischen Antrieb besitzt, auf einen höheren Druck gebracht
und durch Leitung 22 in den gekühlten Absorber 23 eingeblasen. Das in dem
Kühler io anfallende Kondensat wird mittels der Pumpe 24 durch den mit Wasser oder
Sole gekühlten Doppelrohrkühler 25 hindurch ebenfalls in den Absorber
23 gepumpt, wo es durch die Verteildüse 26 über die Füllung 27 sowie
die darunter angeordneten Kühlrohre 25 verteilt wird. Durch diese Kühlrohre strömt
das aus dem Kühler i o kommende enthärtete Frischwasser, das durch Leitung 29 der
nicht gezeichneten Rektifizierapparatur zugeführt wird, um nach Aufnahme der dort
anfallenden Wärme in Mischung mit entkupfertem ynd entgastem Fällwasser als frisches
Fällwasser verwendet zu werden. Etwaige in dem Absorber 23 noch übrigbleibenden
Ammoniakreste werden in den berieselten Fiillungn 1 2 absorbiert, so daß durch die
anschliehende Vakuumpumpe i i, die das Vakuum in der ganzen Vorrichtung aufrechterhält,
praktisch keine Ammoniakverluste auftreten. Das aus dem Aborber 2 3 sowie den berieselten
Füllungen 12 austretende Ammoniakw-asser wird durch die Pumpe i 3 zur weiteren Konzentrierung
der schon erwähnten, nicht gezeichneten Rektifikationsapparatur zugeführt.
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Das in dem Gegenstromapparat 2 weitgehend entgaste Fällwasser wird
mittels der Pumpe 34 durch die Leitung - in den
Raum 5a gefördert.
Die Verteileinrichtung 2 r verteilt die Flüssigkeit über den oberen Rohrboden des
Dampfumformers 9, in welchem es in mittelbarem Wärmeaustausch mit dem durch Leitung
8 zugeführten Dampf-Ammoniak-Gemisch teilweise verdampft wird. Bei dieser Teilverdampfung
tritt eine weitere Absenkung des Ammoniakgehaltes des bereits im Gegenstromapparat
2 weitgehend entgasten Fällwassers ein. Der bei der Verdampfung entstehende Dampf,
der sich in dem Raum 5a sammelt, gelangt durch die Leitung 35 zusammen mit dem in
der Turbine 33 entspannten Antriebsdampf des Verdichters 7 in den Gegenstromapparat
2 und wird dort zur Entgasung des Fällwassers benutzt. Das sich im unteren Teil
des Dampfumformers 9 sammelnde entgaste Fällwasser wird zum Teil durch .die Pumpe
6 herausgepumpt. Dieses Wasser kann, sofern sein Kupfergehalt bereits vor der Entgasung
entfernt wurde, in Mischung mit dem in den Kühlrohren 20 und 28 sowie in den nicht
gezeichneten Rektifikationsapparat erwärmten, enthärteten Frischwasser wieder als
frisches Fällwasser verwendet werden. Da infolge der Zumischung des enthärteten
Frischwassers ein entsprechender Teil des entkupferten und entgasten Fäll-,vassers
als solches nicht wiederverwendet werden kann, ist es vorteilhaft, die darin enthaltene
Wärme z. B. durch Entspannung dieser Wassermenge in dem Ausdampfer 5G, Verdichtung
der dabei entstehenden Dampfmenge mittels des Verdichters 30 und Einführung
derselben in den unteren Teil des Dampfumformers 9 teilweise nutzbar zu machen.