Аппарат для извлечения аммиака из сточных вод

 

Изобретение относится к очистке сточных вод с последующей утилизацией выделенного из них продукта, может быть использовано для удаления растворенного аммиака при очистке сточных вод в химической , нефтехимической отраслях промышленности , в коммунальном хозяйстве и для получения удобрения сульфата аммония и позволяет повысить степень очистки воды и увеличить концентрацию конечного продукта . Аппарат для извлечения аммиака из сточных вод включает корпус абсорбера, внутри которого коаксиально размещена перегородка, снабженная кольцевыми отверстиями . Во внутренней камере, образованной перегородкой, размещены вентилятор, под ним трубы холодильника и внизу - насадка десорбера. В периферийной камере между перегородкой и корпусом абсорбера размещена насадка абсорбера. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (s1)s В 01 D 53/18, С 02 Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы (21) 4671960/26 (22) 03.04.89 (46) 07.03.91. Бюл. М 9 (71) Горьковский инженерно-строительный институт им. В.П.Чкалова (72) В.В.Найденко и Ю.Ф.Колесов (53) 66.071.7.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1058897, кл. В 01 J 19/04, 1982.

Патент США М 3920419, кл. В 01 J 19/00, 1975. (54) АППАРАТ ДЛЯ ИЗ ВЛЕЧЕНИЯ АММИАКА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к очистке сточных вод с последующей утилизацией выделенного из них продукта, может быть использовано для удаления растворенного

Изобретение относится к очистке сточных вод с последующей утилизацией выделенного из них продукта и может быть использовано для удаления растворенного аммиака при очистке сточных вод в химической и нефтехимической промышленности, в коммунальном хозяйстве и для получения удобрения — сульфата аммония.

Цель изобретения — повышение степени очистки воды и увеличение концентрации конечного продукта.

На чертеже показан аппарат для извлечения из сточных вод аммиака.

Аппарат состоит из герметичного корпуса 1 абсорбера, внутри которого коаксиально размещена перегородка 2, снабженная кольцевыми перегородками 3 в верхней части и кольцевыми отверстиями 4 в нижней части с козырьками 5 для каждого отверстия, Внутренняя камера, образованная пеаммиака при очистке сточных вод в химической, нефтехимической отраслях промышленности, в коммунальном хозяйстве и для получения удобрения сульфата аммония и позволяет повысить степень очистки воды и увеличить концентрацию конечного продукта, Аппарат для извлечения аммиака иэ сточных вод включает корпус абсорбера, внутри которого коаксиально размещена перегородка, снабженная кольцевыми отверстиями. Во внутренней камере, образованной пе регородкой, размещены вентилятор, под ним трубы холодильника и внизу — насадка десорбера. В периферийной камере между перегородкой и корпусом абсорбера размещена насадка абсорбера.

1 ил, регородкой 2, имеет в верхнем объеме вентилятор 6, а под ним — трубы 7 холодильника, опирающиеся на дренажную решетку 8, ниже которой расположены патрубок 9 подвода исходной воды, а в нижнем объеме— насадка 10десорбера, опирающаяся на дренажную решетку 11. Корпус 1 снабжен патрубком 12 подвода раствора сульфата аммония. патрубком 13 вывода раствора сульфата аммония и патрубком 14 отвода очищенной воды..

Снаружи корпуса 1 расположен привод

15 вентилятора б, внутри, в периферийной камере, образованной перегородкой 2, размещена насадка 16 абсорбера, опирающаяся на дренажную решетку 17.

Аппарат работает следующим образом.

По патрубку 9 на насадку 10 десорбера подают воду, содержащую в растворенном состоянии аммиак. Стекая вниз, вода обра10

30

50. зует на поверхности насадки 10 пленку, обладающую большой площадью контакта с газом, проходящим через насадку 10 снизу вверх. В результате аммиак десорбирует в газ до равновесного содержания, соответствующего удельному расходу газа, Очищенную воду отводят патрубком 14, а газ через

: дренажную решетку 8 подают в трубы 7 .холодильника, Поднимаясь вверх, газ охлаждается до точки росы, выделяемая влага конденсируется на внутренней поверхности труб? и возвращается в насадку 10, Охлажденный газ вентилятором 6 подают в кольцевые отверстия 3. Здесь капли влаги, выносимые газом из труб 7 холодильника, ударяются в козырьки 5, группируются в крупные капли, а затем в струйки и стекают по наклонной плоскости козыоька 5 в трубы

7 холодильника. Осушенный газ далее . подают в насадку 16абсорбера. Сверху в насадку 16 подают по патрубку 12 раствор сульфата аммония, содержащий свободную серную кислоту. В объеме насадки 16, в потоке газа и раствора сульфата аммония происходит хемосорбция аммиака раствором.

Процесс идет с выделением тепла, которое отводят через стенку корпуса 1 и пе регородку 2. Освобожденный от аммиака гаэ подают в кольцевые отверстия 4. Здесь капли раствора сульфата аммония, выносимые гаэом иэ насадки 16, ударяются в козырьки 5, группируются в крупные капли, затем в струйки и стекают по наклонной плоскости козырька 5 в сторону периферийной камеры, образованной перегородкой 2 и корпусом 1. В нижней части этой камеры собирают насыщенный раствор сульфата аммония, стекающий с насадки 16, козырьков 5 кольцевых отверстий 4 и отводят из аппарата патрубком 13. Очищенную воду отводят из нижней части внутренней камеры, образованной кольцевой перегородкой

2, патрубком 14.

Размещение в корпусе 1 абсорбера внутренней камеры, образованной перегородкой 2, с трубами 7 холодильника и насадкой 10 десорбера позволило создать благоприятный температурный режим как для процесса абсорбции, так и для процесса десорбции аммиака, исключить газопроводы, соединяющие в известной установке десорбер, абсорбер, холодильник и нагнетатель., Известно, что процесс абсорбции идет с выделением тепла, поэтому необходимо предварительное охлаждение газа перед абсорбцией. Это обычно достигается устройством холодильника на линии подачи газа,от десорбера к абсорберу. Однако не исключается местный разогрев транспортируемого газа и абсорбентэ (раствора сульфата аммония) при их контакте вначале хемосорбции нэ поверхности насадка абсорбера. Вначале, когда концентрации реагирующих потоков (гаэа и раствора) максимальны, движущая сила процесса максимальна, масимального значения достигает и количество выделяемой тепловой энергии.

Поэтому в верхней части абсорбера возможен подьем температуры реагирующих сред и резкое снижение скорости эдсорбции. неполное удаление аммиака из рецирку лярного газа и низкая степень очистки сточных вод. Известные конструкции аппаратов не позволяют отводить тепло из этой части абсорберг. Данное устройство эа счет размещения насадки 16 абсорбера, верхней

его части, вокруг внутренней камеры, в которой размещены трубы 7 холодильника, позволяет использовать перегородку 2 как устройство, отводящее тепло от насадки 16 к трубам 7 холодильника, Именно здесь, в пределах труб 7 холодильника, достигается максимальный тепловой градиент в направлении от насадки 16 к трубам 7, обеспечивэющий мгновенное снятие местного разогрева газа и эбсорбента. Это обеспечивает высокую скорость и степень изъятия аммиака из рециркулярного газа и из сточной воды.

Размещение в нижней части внутренней камеры насадки 10десорбера обеспечивает нагрев рециркулируемаго газа после удаления из него аммиака. Известно, что процесс десорбции идет с поглощением тепла. Поэтому сточную воду, направляемую в десорбер, предварительно нагревают, чтобы увеличить степень и скорость удаления аммиака иэ сточной воды. В случае применения рециркулируемого потока газа от абсорбера к десорберу подача охлажденного газа из абсорбера в десорбер приведет к охлаждению реагирующих сред в десорбер и к снижению скорости реакции.

Поэтому газ перед подачей в десорбер необходимо подогревать. Обычно это делают с помощью специального нагревателя, включаемого в установку дополнительно, В данном устройстве тепловыделения (теплопотери) через окружающую насадку 10 десорбзра перегородку 2 полностью используют для подогрева выходящего из насадки 16 абсорбера охлажденного газа, Это способствует сохранению тепла в насадке 10 десорбера и увеличению степени извлечения аммиака из сточной воды.

Размещение труб 7 холодильника в верхней части внутренней камеры обеспечивает транспортировку (возврат) конденсата в насадку 10 десорбера без устройства специ1632477

25

35 эа счет резкого изменения направления газового потока на противоположное, При до- 40 статочно высокой скорости газового потока

50

55 альных трубопроводов. Более того, капли конденсата, двигаясь вниз. образуют струйки, которые смачивают внутреннюю поверхность труб 7 холодильника, образуя пленку воды, теплопередающая способность которой выше, чем несмоченного материала холодильных труб.

Размещение вентилятора 6 над трубами

7 холодильника позволяет создать разрежение в объеме внутренней камеры, образованной перегородкой 2, Известно, что десорбция газов иэ водной среды происходит с большой скоростью и степенью при давлении ниже атмосферного. Поэтому степень извлечения аммиака из сточной воды при размещении вентипятора 6 над насадкой 10десорбера увеличивается, увеличивается и количество сульфата аммония, выдаваемого с установки в виде конечного продукта.

Известно, что скорость и глубина абсорбции увеличиваются с увеличением давления. Располагая насадку 16 абсорбера в периферийной камере, образованной корпусом 1 и перегородкой 2, обеспечивают процесс абсорбции под давлением, развиваемым вентилятором 6. Этим обеспечивают высокую глубину изъятия аммиака из рециркулируемого газа, увеличивают выход конечного продукта и степень очистки воды.

Снабжение перегородки 2 кольцевыми перегородками 3 и 4, расположенными над вентилятором 6 и под насадкой 16 абсорбера, позволит увеличить степень обезвоживания газового потока перед подачей его на насадку 16 абсорбера и исключить капельный унос абсорбента из насадки 16 абсорбера в насадку 10 десорбера. Достигают это

{до 4-5 мlс) увеличивается его транспортирующая способность. Капли конденсата могут быть вынесены иэ труб холод ;. ьника в насадку абсорбера, капли абсорбента — из насадка абсорбера в насадку десорбера, Это приводит, с одной стороны, к разбавлению абсорбента водой, снижению его товарных свойств, а с другой стороны — к вторичному загрязнению очищенной сточной воды сульфатом аммония, к снижению степени извлечения аммиака из сточной воды.

В данном устройстве резкое изменение направления потока газа на противоположное позволяет исключить загрязнение воды и увеличить товарные показатели абсорбента. Происходит это эа счет того, что капли, жидкости, обладая. большим удельным весом и большой кинетической энергией в движу5

10 щемся потоке газа, не способны в отличие от более легкого газа резко изменять направление движения. Поэтому в предлагаемом устройстве капли влаги при изменении направления потока газа будут продолжать движение в ранее заданном направлении— при выходе газа из труб 7 холодильника капли влаги будут ударяться о крышку корпуса 1, конденсироваться в виде пленки, струй и стекать вниз, в трубы 7 и.далее — в насадку 10 десорбера. При выходе газа из насадки 16 абсорбера капли абсорбента— сульфата аммония — будут двигаться вниз в сборник абсорбента, а освобожденный от абсорбера газ — в насадку 10 десорбера.

Располагая в отверстиях 3 и 4 козырьки

5, обеспечивают не только организованное изменение направления движения газового потока, но и удаление из газа тонкодиспергированных капель воды и абсорбента. Этого достигают за счет перекрытия живого сечения в свету отверстий 3 и 4 пластиной козырька 5. В этом совокупном расположении отверстий 3 и 4 и козырька 5 газ ударяется в пластину козырька 5 и изменяет направление. Однако капли выносимого абсорбента и воды не смогут этого сделать, они, ударяясь о пластину, группируются в струйки и отводятся пластиной козырька в одном случае в трубы 7 холодильника, в другом — в сборник абсорбента и далее в патрубок 13 вывода раствора сульфата аммония.

Расположение вентилятора 6 над трубами 7 холодильника в верхней части внутренней камеры обеспечивает не только эффективное удаление капельной и тонкодиспергированной влаги из рециркулируемого газа, благоприятные условия по десорбции аммиака за счет пониженного давления, по абсорбции аммиака за счет повышенного давления, но и благоприятные условия для работы, обслуживания и ремонта привода 15 вентилятора 6, Это достигается за счет использования торцовой верхней перегородки, крышки корпуса 1 для крепления привода 15 с наружной стороны вентилятора 6. В этом случае аппарат для извлечения аммиака из сточных вод представляет собой единое целое, где внутрен- ние полости его используют не только дпя размещения труб 7 холодильника, насадки

10 десорбера, насадки 16 абсорбера, но и для эффективного процесса десорбции, абсорбции аммиака, глубокого извлечения аммиака из воды,.для транспортировки рециркулируемого газа. и обезвоживания его.

Таким образом, данное устройство извлечения аммиака иэ сточных вод по сравнению с известным позволяет повысить

1632477 степень извлечения аммиака, снизить капитальные и эксплуатационные затраты на очистку сточных вод, увеличить качество товарного продукта — раствора сульфата амМония..

Составитель Г.Урусова

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор С.Пекарь

Корректор M.Äåì÷èê, Заказ 571 Тираж 451 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 формула изобретения

Аппарат для извлечения аммиака из сточных вод, включающий десорбер, венти, лятор, холодильник, абсорбер с насадкой, подводящие и отводящие патрубки, дренажнуюрешетку,отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки воды и увеличения концентрации конечного продукта, он снабжен коаксиально размещенной внутри него перегородкой, имею5 щей в верхней и нижней частях кольцевые отверстия с козырьками и разделяющей его на периферийную камеру, заполненную насадкой абсорбера, и внутреннюю камеру, в верхней части которой над дренажной ре10 шаткой размещен вентилятор и холодильник, а в нижней части обьем под дренажной решеткой заполнен насадкой десорбера.