Извлечение аммиака из сточных вод текстильного производства

Отходящие газы, содержащие аммиак, вместе с парами воды и воздухом, подаются в систему по линии /, проходят через фильтр 2, воздушный насос 3, регулятор скорости подачи 4 и демпфер 5. Насос 3 доводит давление до 700 Па, при этом поддерживается скорость газа, обеспечивающая постоянство уровня водного раствора и уменьшение захвата капель газовым потоком. Линия / разделяется на линии 6 и 10, ведущ

ие в холодильник 23. Холодильник состоит из трубной части и корпуса. Трубная часть связана с линиями 27 и 26, по которым циркулирует охлаждающий агент (обычно используется вода). В корпусе находится водяная ванна 9.

Отходящие газы по линиям 6, 10 поступают в камеру 7 к 11 соответственно (границы камер определяются перегородками 8 и 12). Камеры распространяются по

Рис. 2. Установка для выделения водных растворов аммиака с использованием промывки и конденсации

всей длине холодильника 23 и служат для барботажа газа через ванну 9, где происходит абсорбция части аммиака. После этого газ 16 с пониженной концентрацией аммиака (около 10 %) проходит в скруббер 17, расположенный над холодильником 23.

В скруббере 17 газ омывается свежей водой, которая подается по линии 13 через вентиль 14 и распыляющее сопло 20. Дополнительное распылительное устройство 19 обеспечивает распыление воды на мельчайшие капли 18. Капли движутся вниз по скрубберу, взаимодействуя с поступающим газом. При этом аммиак практически полностью поглощается водой, а выходящий газовый поток с содержанием аммиака около 0,5 % выпускается через вентиль 22. Водный поток 18, поглотивший аммиак из газа 16, стекает вниз и объединяется с содержимым ванны 9 в. корпусной части холодильника 23.

Водный раствор аммиака с содержанием 20—30 % или более выводится из холодильника 23 через скважину 29, линию 30 с вентилем 31 и насосом 32 и трубопровод 37 в емкость для хранения 38. Поток охлаждающей жидкости, циркулирующий по линии 27, трубчатой части холодильника и линии 26, регулируется клапаном 27, который в свою очередь управляется датчиком температуры 28. Температура в ванне 9 поддерживается в интервале 10—25 °С.

Датчик концентрации 33 связан с линией 31 и измеряет электропроводящие свойства раствора как функцию концентрации аммиака в растворе. Датчик осуществляет контроль за работой трехходового клапана 34, направляющего продукт или по линии 37 в емкость для хранения 38 или по линиям 35 и / в ванну 9 для создания требуемой концентрации аммиака.

Данный метод предназначен для выделения аммиака из газовых смесей с его небольшим содержанием; получающиеся водные растворы имеют концентрацию 20—30 %, достаточную для многих практических приложений.

Ранее такие растворы получались пропусканием безводного аммиака через воду. Описываемый процесс решает две важные задачи — обеспечивает получение полезного продукта из отходящих газов, переработка которых ранее считалась экономически невыгодной, и устраняет вредные выбросы в атмосферу.

Скорость подачи свежей воды по линии 13 (через жиклер 20) регулируется вентилем 14, управляемым уровнемером 36, связанным с холодильником 23.

Скруббер 17 и холодильник 23 предпочтительно располагать в одном корпусе 24. Холодильник имеет форму горизонтально расположенного цилиндра, скруббер находится в средней по длине его части и расположен над ним. Скруббер обычно расположен вертикально и в верхней части 15 имеет выходной вентиль 22. Колодец 29 регулирует глубину заполнения ванны 9 так, что насыщение аммиаком происходит по мере отбора водного раствора по линии 30 в резервуар 38.

С экономической точки зрения в процессе обработки ткани жидким аммиаком необходима его регенерация и повторное использование. Во время технологических операций аммиак в любом случае загрязняется водой. Теоретически в условиях периодического процесса отделение воды от аммиака реализуется довольно просто с использованием выпаривания или других подобных методов. Однако в условиях непрерывного производства при .использовании больших количеств аммиака в качестве реакционной жидкости вода быстро накапливается ие только в процессе обработки ткани, но и в результате проникновения атмосферного воздуха в систему.

Так как вода накапливается в системе непрерывно, она должна непрерывно удаляться по ходу процесса. Предлагаемый процесс обеспечивает высокую эффективность удаления воды в результате конденсации паров воды и аммиака из отходящих газов в охлаждающей камере, где абгазы контактируют с низкотемпературной массой жидкого аммиака. Охлаждение аммиаком производится после предварительного охлаждения газа в бесконтактных теплообменниках.

Сконденсировавшаяся масса жидкого аммиака с примесью воды смешивается со свежим жидким аммиаком и возвращается в процесс. Как правило, часть воды, поступающей на обработку, удаляется вместе с тканью, а остаток выводится в виде пара, подвергающегося рециркуляции.

Существенным приемом здесь является то, что жидкий аммиак не сразу возвращается в процесс, а подается в охлаждающую камеру, где смешивается с отходящими продуктами. Эта смесь, которая содержит небольшие количества воды, возвращается в процесс. В силу этого, содержание воды в реакционном растворе поддерживается на постоянном низком уровне, обычно 2—3 % при максимальной нагрузке. При эксплуатации в более мягких условиях количество воды может быть еще более снижено.

Общая схема процесса обработки ткани и выделения аммиака представлена на рис. 14.

Целлюлозная ткань 10 из подающего устройства проходит ролики контроля натяжения 2 и пропускается через один или несколько нагревательных валов, образующих секцию предварительной сушки. На этой стадии обработки ткань теряет значительное количество влаги; после нее материал содержит от 7 до 10 % воды (от массы ткани). Избыточное количество воды в материале может ингибировать реакцию с участием жидкого аммиака. Обычно такой процесс проводится в среде аммиака с содержанием воды не более 10%.

Соотношение массы аммиака к массе обрабатываемой ткани может меняться в широких пределах, однако отношение 1 : 1 (одна часть раствора аммиака к одной части ткани) является широко распространенным. В таком случае при содержании 10 % воды в подаваемой ткани в процессе смешивания с аммиаком содержание в нем воды составит также около 10 %. Этот уровень нежелателен, поскольку сам аммиак также содержит некоторое количество влаги. Поэтому на стадии предварительной просушки достигается остаточное содержание влаги 3—5 %. Если ткань приходит достаточно сухой, эти операции могут быть опушены.

После секции предварительной сушки ткань имеет высокую температуру и охлаждается перед подачей в камеру обработки аммиаком 16 струей воздуха от вентилятора 4; при этом ткань приобретает температуру окружающего воздуха.

После просушки, охлаждения и прохождения дополнительного натягивающего ролика 5 ткань вводится в реактор 16 через герметическое подающее устройство 6. Как правило, давление в реакторе 16 поддерживается несколько ниже атмосферного и устройство 6 представляет собой двойной герметический затвор. Промежуточная камера между затворами функционирует при несколько меньшем давлении, чем в реакторе, так что при наличии негерметичности протечки будут направлены внутрь промежуточной камеры и потеря аммиака сводится к минимуму. Обычно реакционная камера работает при разрежении 120 Па, в то время как в промежуточной камере затвора поддерживается разрежение ~190 Па.

 Скачать реферат