Способ для извлечения аммиака и устройство для его осуществления

Изобретения могут быть использованы в химической промышленности. Из содержащей аммиак сточной воды отводят CO2 и H2S в виде газа, имеющего низкое содержание влаги, с использованием колонны для отгонки CO2 и H2S, в которой поддерживают давление, превышающее атмосферное давление. Из верхней части колонны отводят CO2 и H2S, а из нижней части колонны - раствор, содержащий аммиак. Раствор, содержащий аммиак, вводят в колонну для отгонки аммиака, которую поддерживают при более низком давлении, чем давление в указанной колонне для отгонки CO2 и H2S. Из верхней части колонны для отгонки аммиака отводят газ, богатый аммиаком, содержащий небольшое количество CO2 и H2S, а из нижней части колонны для отгонки аммиака отводят воду, которую используют в качестве технической воды. Газ, богатый аммиаком, вводят в промывную колонну, которую поддерживают при давлении более низком, чем давление в колонне для отгонки аммиака. Из нижней части промывной колонны отводят сточную воду, содержащую соединение натрия, а из верхней части промывной колонны в то же время отводят газ, богатый аммиаком и не содержащий H2S. Указанная промывная колонна включает в себя соединенные друг с другом расположенную выше промывную колонну для промывки водой и расположенную ниже промывную колонну для промывки NaOH. Изобретения позволяют извлекать аммиак из сточной воды с получением смеси аммиака и водяного пара, технической воды и газа, богатого CO2 и H2S, который используют для производства серной кислоты. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил., 1 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для извлечения аммиака вместе с CO2 и H2S из содержащей аммиак сточной воды, отведенной из печи для газификации, например печи для газификации угля, использующей в качестве сырья ископаемое топливо, в результате чего очищенная сточная вода может быть использована в качестве технической воды.

Уровень техники

Сточные воды, отведенные из печей для газификации, таких, как печи для газификации угля, использующие в качестве сырья ископаемое топливо, содержат аммиак (NH3), а также CO2, H2S и тому подобные вещества. В связи с этим, в колонне для отгонки аммиака, работающей обычно при атмосферном давлении, извлекают содержащиеся в сточных водах NН3, CO2 и H2S, при этом с низа колонны для отгонки аммиака отводят воду, которая может быть вновь использована в качестве технической воды.

Фиг.3 иллюстрирует схему известного устройства для извлечения аммиака из сточной воды, такой, как была упомянута выше. На фиг.3 колонна 301 для отгонки аммиака работает при атмосферном давлении, и содержащую аммиак сточную воду, (содержащую также CO2 и H2S) вводят в эту колонну 301 отгонки аммиака через трубопровод 302 подачи сточной воды.

Колонну 301 для отгонки аммиака поддерживают при давлении, измеренном с помощью датчика 303 давления, соответствующем атмосферному давлению, и при температуре, измеренной датчиком 304 температуры, составляющей около 90°C. В этом случае из сточной воды, содержащей аммиак, извлекают NН3, CO2 и H2S и воду (H2O), и извлеченные в результате газы NН3, CO2 и H2S отводят с верха 305 колонны. Указанные газы NН3, CO2 и H2S предполагается использовать для сжигания. Кроме того, сточную воду, отведенную с низа 306 колонны для отгонки аммиака, используют в качестве технической воды.

Необходимо отметить, что превращение газов NН3 и H2S происходит следующим образом:

Помимо этого, другая схема известного устройства для извлечения аммиака из сточной воды представлена на фиг.4. Следует отметить, что эта схема предложена в параграфе [0003] патентного документа JP 2004-67849 А.

Колонна 401 для отгонки аммиака, показанная на фиг.4, функционирует при нормальном давлении (атмосферном давлении), и содержащую аммиак сточную воду, (содержащую также CO2 и H2S), вводят в колонну 401 для отгонки аммиака через подводящий трубопровод 402 для сточной воды. Одновременно в подводящий трубопровод 402 из подводящего трубопровода 407 подают NaOH, и таким образом NaOH может быть введен в сточную воду, содержащую аммиак.

Колонну 401 для отгонки аммиака поддерживают при давлении, измеренном с помощью датчика 403 давления, соответствующем нормальному (атмосферному) давлению, и при температуре, измеренной датчиком 404 температуры, составляющей около 90°C. В этом случае из сточной воды, содержащей NaOH, извлекают NH3 и воду (H2O), и таким образом, NН3 и воду (H2O) отводят с верха 405 колонны в качестве продукта, включающего пары аммиака.

При подаче NaOH происходят следующие реакции:

В результате с низа колонны 406 отводят NaOH, Na2CO3, NaSH и воду (H2O), и затем транспортируют для проведения очистки сточной воды.

Однако описанные выше технологии имеют обе свои собственные следующие недостатки.

В частности, устройству для извлечения аммиака из сточной воды, представленному на фиг.3, присущи следующие недостатки.

(1) NH3 вместе с CO2, H2S и водой (H2O) и тому подобными веществами, отведенными с верха 305 колонны 301 для отгонки аммиака, сжигают в печи для сжигания отходов, и после этого осуществляют обессеривание отходящих газов. Соответственно, аммиак (NH3) не может быть извлечен.

(2) Кроме того, для эффективного извлечения аммиака и предотвращения осаждения карбоната аммония в колонне 301 для отгонки аммиака необходимо поддерживать выходную температуру (измеряемую датчиком 304 температуры), составляющую около 90°C. Это приводит к увеличению количества влаги, содержащейся в газовой фазе. По этой причине, несмотря на то, что в процессе обессеривания сера может быть восстановлена в виде сернокислого кальция, возникают проблемы, которые заключаются в увеличении затрат или в том, что может быть отведена только разбавленная серная кислота, поскольку отделение воды является существенным для газа, используемого в качестве сырья для производства серной кислоты с высокой концентрацией (98 мас.%).

Устройству для извлечения аммиака из сточной воды, иллюстрируемому на фиг.4, также свойственны следующие недостатки.

(1) Для извлечения аммиака с верха 405 колонны можно извлекать газ, богатый NН3, полученный за счет подачи NaOH через подводящий трубопровод 407 для его подмешивания в сточную воду, содержащую аммиак, с тем, чтобы действием NaOH связать CO2 и H2S. Однако в таком случае количество NaOH, которое следует использовать, является весьма внушительным (например, в промышленном масштабе при 1000-кратном расширении лабораторной базы, для которой получены данные, иллюстрируемые в Таблице 1, оно может быть приблизительно равным 35 тонн в день).

(2) Кроме того, следует отметить, что с низа 406 колонны 401 для отгонки аммиака при отсутствии вышеуказанной подачи NaOH может быть получена вода с качеством, приблизительно соответствующем качеству технической (промышленной) воды. Однако при добавлении к этой воде NaOH качество воды, которое приблизительно соответствует качеству технической воды, не может быть выдержано. В связи с этим необходимо, чтобы полученная таким образом вода была направлена в оборудование для очистки сточной воды, осуществляемой с целью восстановления ее качества с тем, чтобы оно приблизительно соответствовало качеству технической воды.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение создано в связи с вышеупомянутыми недостатками и проблемами, присущими известным аналогам. Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства и способа для извлечения аммиака из сточной воды, которые позволяют получить не содержащую H2S смесь газов, включающую аммиак и водяной пар, имеющую концентрацию 90 мас.% или выше; воду, которая может быть вновь использована в качестве технической воды; и газ, богатый , подходящий для производства серной кислоты.

Для достижения вышеуказанной цели один аспект настоящего изобретения обеспечивает способ извлечения аммиака из сточной воды, содержащей аммиак, отведенной из печи для газификации. Предложенный способ извлечения аммиака включает: первую стадию, на которой с использованием колонны для отгонки , в которой поддерживают давление, превышающее атмосферное давление, из содержащей аммиак сточной воды, отводят СО2 и H2S в виде газа, имеющего низкое содержание влаги, с верха указанной колонны для отгонки , и одновременно отводят раствор, содержащий аммиак, с низа колонны для отгонки ; вторую стадию, на которой раствор, содержащий аммиак, полученный после проведения первой стадии, вводят в колонну для отгонки аммиака, которую поддерживают при более низком давлении, чем давление в указанной колонне для отгонки , и в результате с верха колонны для отгонки аммиака отводят газ, богатый аммиаком, содержащий небольшое количество СO2 и H2S, в то же время с низа колонны для отгонки аммиака отводят воду, подходящую для использования в качестве технической воды; и третью стадию, на которой газ, богатый аммиаком, полученный после проведения второй стадии, вводят в промывную колонну, которую поддерживают при давлении более низком, чем давление в колонне для отгонки аммиака, и в результате с низа промывной колонны отводят сточную воду, содержащую соединение натрия, а с верха промывной колонны в то же время отводят газ, богатый аммиаком и не содержащий H2S.

В данном случае промывная колонна может включать в себя промывную колонну для промывки водой, расположенную выше, и размещенную ниже промывную колонну для промывки с использованием NaOH, которые соединены друг с другом. Кроме того, третья стадия может включать: стадию промывки с помощью NaOH, на которой газ, богатый аммиаком, полученный после второй стадии, вводят в промывную колонну для промывки с использованием NaOH для того, чтобы абсорбировать H2S и CO2 с помощью NaOH, содержащегося в воде, циркулирующей в промывной колонне для промывки с использованием NaOH, после этого полученный газ направляют в промывную колонну для промывки водой, и в то же время с низа промывной колонны, использующей NaOH, отводят сточную воду, содержащую соединение натрия и стадию промывки водой, на которой в богатый аммиаком и не содержащий H2S газ, подвергнутый промывке на стадии промывки с помощью NaOH, подают подпиточную воду для того, чтобы с помощью подпиточной воды промыть рассеянные капли NaOH, при этом стадию промывки водой осуществляют в промывной колонне для промывки водой, которую поддерживают при давлении, более низком, чем давление в колонне для отгонки аммиака.

Дополнительно сточная вода, содержащая соединение натрия, отведенная с низа промывной колонны, использующей NaOH, может быть с целью нейтрализации введена в трубопровод сточной воды, проходящий от скруббера, расположенного после печи для газификации.

Кроме того, другой аспект настоящего изобретения обеспечивает устройство для извлечения аммиака, которое позволяет удалять аммиак из содержащей аммиак сточной воды, отведенной из печи для газификации. Указанное устройство для извлечения аммиака содержит: колонну для отгонки , внутри которой давление поддерживают таким, чтобы оно превышало атмосферное давление; колонну для отгонки аммиака, внутри которой поддерживают давление, величина которого меньше, чем в колонне для отгонки ; и промывную колонну, внутри которой поддерживают давление таким, чтобы оно было меньше, чем давление в колонне для отгонки аммиака. Колонна для отгонки содержит: верх колонны, из которого отводят CO2 и H2S в виде газа с низким содержанием влаги, полученного из сточной воды, содержащей аммиак; и низ колонны, из которого отводят раствор, содержащий аммиак. Колонна для отгонки аммиака содержит: верх колонны, из которого отводят газ, богатый аммиаком, полученный из содержащего аммиак раствора, отведенного из колонны для отгонки ; и низ колонны, из которого отводят воду, подходящую для повторного использования в качестве технической воды. Промывная колонна содержит: низ колонны, из которого отводят сточную воду, содержащую соединение, включающее Na; и верх колонны, из которого отводят газ, богатый аммиаком, не содержащий Н2S.

В данном случае указанная промывная колонна может включать в себя расположенную выше промывную колонну для промывки водой и размещенную ниже промывную колонну, использующую для промывки NaOH, которые соединены между собой. Промывная колонна, использующая для промывки NaOH, содержит: соединительную часть, через которую газ, богатый аммиаком, отведенный из колонны для отгонки аммиака, направляют в промывную колонну для промывки водой, расположенную над промывной колонной, использующей NaOH, после абсорбирования H2S и CO2 с помощью NaOH, содержащегося в циркулирующей воде; и низ колонны, из которого отводят сточную воду, содержащую соединение, включающее Na. Промывная колонна для промывки водой содержит верх колонны, из которого удаляют газ, богатый аммиаком, после того, как в газ, богатый аммиаком, отведенный через соединительную часть промывной колонны, использующей для промывки NaOH, добавляют подпиточную воду для того, чтобы с помощью этой подпиточной воды промыть рассеянные капли NaOH.

Настоящее изобретение предлагает устройство и способ для извлечения аммиака из сточной воды, содержащей аммиак, которые могут обеспечить получение: не содержащей H2S смеси газов, содержащей аммиак и водяной пар и имеющей концентрацию 90 мас.% или выше; воды, которая может быть вновь использована в качестве технической воды; и газа, богатого , подходящего для производства серной кислоты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - принципиальная схема устройства для извлечения аммиака из сточной воды, содержащей аммиак, в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

Фиг.2 - принципиальная схема воплощения установки, в которой может применяться устройство для извлечения аммиака из сточной воды, содержащей аммиак, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - принципиальная схема основной части устройства для извлечения аммиака согласно известному аналогу.

Фиг.4 - принципиальная схема основной части устройства для извлечения аммиака согласно другому известному аналогу.

Осуществление изобретения

Здесь и далее устройство для извлечения аммиака и способ извлечения аммиака в соответствии с настоящим изобретением будут описаны подробно со ссылкой на воплощение, иллюстрируемое на приложенных чертежах.

На фиг.1 представлено воплощение устройства для извлечения аммиака в соответствии с настоящим изобретением.

В воплощении, иллюстрируемом на фиг.1, основными элементами устройства для извлечения аммиака из сточной воды являются колонна 10 для отгонки , колонна 20 для отгонки аммиака и промывная колонна 30, включающая в себя промывную колонну 31 для промывки с использованием NaOH и промывную колонну 32 для промывки водой, которые соединены друг с другом по вертикали.

Давление внутри колонны 10 для отгонки поддерживают таким, чтобы оно было выше атмосферного давления. В частности, избыточное давление внутри колонны 10 для отгонки поддерживают в интервале от 2 до 4 кг/см2.

Кроме того, давление внутри колонны 20 для отгонки аммиака поддерживают на уровне ниже, чем давление внутри колонны 10 для отгонки . В частности, избыточное давление внутри колонны 20 для отгонки аммиака поддерживают таким, чтобы оно было меньше, чем давление в колонне 10 для отгонки и находилось в интервале от 0,5 до 2 кг/см2.

Помимо этого, давление внутри промывной колонны 30 поддерживают на уровне ниже давления в колонне 20 для отгонки аммиака. В частности, избыточное давление внутри промывной колонны 30 поддерживают таким, чтобы оно было ниже давления в колонне 20 для отгонки аммиака и находилось в интервале от 0 до 1,5 кг/см2.

Поток №1 сточной воды, содержащей аммиак (NH3), вводят в колонну 10 для отгонки через трубопровод 11 для сточной воды, содержащей аммиак. Поток №1, содержащий аммиак, вводят (в указанную колонну) через паровой теплообменник 12 для нагревания входящего потока сточной воды. В верхней части колонны 10 для отгонки установлены датчик 13 давления, измеряющий давление внутри колонны 10 для отгонки , и датчик 14 температуры, который измеряет температуру внутри указанной колонны.

Поток №2 газа, богатого , отведенный с верха 15 колонны 10 для отгонки , направляют в печь для сжигания отходов или тому подобное устройство (подробности будут описаны ниже).

Кроме того, колонна 10 для отгонки снабжена насосом 16 для обеспечения циркуляции жидкости внутри указанной колонны 10 для отгонки . Жидкость в колонне 10 для отгонки циркулирует внутри указанной колонны вверх и вниз под действием насоса 16.

Помимо этого, колонна 10 для отгонки снабжена паровым нагревателем 18 для нагревания жидкости в нижней части 17 указанной колонны. Жидкость, нагретую с помощью указанного парового нагревателя 18, после нагревания возвращают в колонну 10 для отгонки .

Следует отметить, что в средней части колонны 10 для отгонки установлен порог 19 для сбора жидкости.

Поток №3 раствора из нижней части 17 колонны 10 для отгонки вводят в колонну 20 для отгонки аммиака. В верхней части колонны 20 для отгонки аммиака установлены датчик 21 давления и датчик 22 температуры, подобные установленным в колонне 10 для отгонки .

Кроме того, колонна 20 для отгонки аммиака оборудована насосом 23 для циркуляции жидкости внутри колонны 20 для отгонки аммиака. Жидкость, находящаяся внутри указанной колонны 20 для отгонки аммиака, циркулирует внутри этой колонны 20 вверх и вниз под действием насоса 23.

Помимо того, колонна 20 для отгонки аммиака снабжена паровым нагревателем 25, служащим для нагревания жидкости, находящейся в нижней части 24 указанной колонны. Жидкость, нагретую паровым нагревателем 25, возвращают после нагревания в колонну 20 для отгонки аммиака.

Следует отметить, что в средней части колонны 20 для отгонки аммиака установлен порог 27 для сбора жидкости.

Газ из верхней части 26 колонны 20 для отгонки аммиака, а именно поток №4 газа, богатого аммиаком, содержащего небольшое количество CO2 и H2S, вводят в промывную колонну 31 для промывки с использованием NaOH, входящую в состав промывной колонны 30.

После этого поток №5 воды из нижней части 24 колонны 20 для отгонки аммиака отводят в качестве технической воды через паровой нагреватель 28 посредством насоса 29.

Как отмечено выше, промывная колонна 30 выполнена как единое целое, содержащее расположенную ниже промывную колонну 31, использующую для промывки NaOH, и расположенную выше промывную колонну 32, использующую для промывки воду, при этом указанные промывные колонны 31, 32 соединены друг с другом по вертикали. Верхняя часть промывной колонны 31, использующей для промывки NaOH, сообщается с промывной колонной 32 для промывки водой посредством соединительного отверстия 33. Следует отметить, что указанное соединительное отверстие 33 выполнено в профиле порога и образует соединительный элемент.

Поток №4 газа, богатого аммиаком, содержащего небольшое количество CO2 и H2S, с верха 26 колонны 20 для отгонки аммиака вводят в нижнюю часть промывной колонны 31 для промывки с использованием NaOH, входящей в состав промывной колонны 30.

Раствор, отведенный с низа 34 колонны, циркулирует через циркуляционный трубопровод 36 под действием насоса 35 и втекает в промывную колонну 31, использующую NaOH, которая входит в состав промывной колонны 30. С циркуляционным трубопроводом 36 соединен подводящий трубопровод 37, служащий для ввода потока №8 NaOH (гидроксида натрия), и посредством указанного подводящего трубопровода 37 NaOH может быть введен в промывную колонну 31, использующую для промывки NaOH.

Кроме того, с низа 34 промывной колонны 31, использующей NaOH, с помощью насоса 35 сточная вода отводится в виде потока №7 к оборудованию для обработки сточной воды.

Кроме того, промывная колонна 32 для промывки водой, входящая в состав вышеупомянутой промывной колонны 30, снабжена циркуляционным трубопроводом 39, который соединяет нижнюю часть промывной колонны 32 для промывки водой с ее верхней частью для того, чтобы жидкость циркулировала под действием насоса 38. Для подвода потока №9 подпиточной воды к промывной колонне 32, использующей для промывки воду, в устройстве имеется трубопровод 40 для подпиточной воды, который по мере необходимости подает подпиточную воду в циркуляционный трубопровод 39.

Поток №6, содержащий пары аммиака и не содержащий H2S, в качестве продукта, отведенного с верха 41 промывной колонны 30, подают в требуемое место назначения для последующего использования.

Следует отметить, что охладители 45, размещенные после насосов 16, 23, 29, 35 и 38, представляют собой охладители с воздушным охлаждением (воздушные охладители), но также могут быть использованы теплообменники с водяным охлаждением.

Приведенная здесь Таблица 1 иллюстрирует пример составов текучих сред, которым соответствуют обозначения от «поток №1» до «поток №9» для потоков, реализуемых при осуществлении воплощения, иллюстрируемого на фиг.1.

Таблица 1
Поток №1 Поток
№2
Поток №3 Поток №4 Поток №5 Поток №6 Поток №7 Поток №8 Поток №9
Н2О (г/ч) 26432.50 5 26427.50 108.7 26318.80 16.2 112.5 10 10
H2S (г/ч) 9.6 8.1 1.5 1.5 0 0 1.5 0 0
CO2 (г/ч) 435.8 431.6 4.2 4.1 0.1 0 4.1 0 0
3 (г/ч) 222.1 5.1 217 216.3 0.7 216.3 0 0 0
NaOH (г/ч) 0 0 0 0 0 0 10 10 0
Общий расход (г/ч) 27100.00 449.8 26650.20 330.6 26319.60 232.5 128.1 20 10
Температура (°С) 63 55 141 90 124 55 50 30 30
Давление избыточное (кг/см2) 5 2.8 3.1 1 1.3 0.5 0.8 0.6 0.5

Ниже будет описана работа устройства для извлечения аммиака, представленного на фиг.1.

Как показано на фиг.1, поток №1 сточной воды, содержащей аммиак (NH3), вводят в колонну 10 для отгонки через трубопровод 11 для сточной воды, содержащей аммиак, как это было отмечено выше.

Колонна 10 для отгонки функционирует при избыточном давлении внутри указанной колонны, измеряемом датчиком 13 давления, которое поддерживают, например, приблизительно равным 3 кг/см2, и которое превышает атмосферное давление, а температура внутри колонны 10 для отгонки , измеряемая датчиком 14 температуры, является низкой и составляет, например, около 55°C.

При вышеуказанных давлении и температуре внутри колонны 10 предотвращается распространение аммиака (NH3) с верха 15 колонны 10 для отгонки . Поток №2 газа, богатого , может сохранять концентрацию суммарного количества СO2 и H2S, составляющую 90 мас.% или выше (Таблица 1) и низкое содержание влаги (количество Н2О, указанное в Таблице 1, составляет 5 г/ч или ниже); таким образом, может быть извлечен газ, богатый , который содержит меньшее количество аммиака и водяного пара.

Таким образом, газ, отведенный с верха колонны, имеющий низкое содержание влаги, как отмечено выше, может найти широкое применение для извлечения сульфата кальция или извлечения серы, отводимой из печи для сжигания, или в качестве газа - сырья для производства серной кислоты.

Кроме того, следует отметить, что поток №3 раствора, отведенного с низа 17 колонны 10 для отгонки , является богатым Н2О и NН3 (аммиак) (Таблица 1). Указанный поток №3 газа, богатого Н2О и NН3, вводят в среднюю часть колонны 20 для отгонки аммиака.

Давление внутри колонны 20 для отгонки аммиака, измеренное датчиком 21 давления поддерживают таким, чтобы оно было меньше (нормальное давление), чем давление в колонне 10 для отгонки , а температуру внутри колонны 20 для отгонки аммиака, измеренную температурным датчиком 22, поддерживают высокой (например, приблизительно равной 90°С).

Соответственно, поток №4 газа, отведенного с верха 26 колонны 20 для отгонки аммиака, становится богатым аммиаком, но содержит небольшое количество CO2 и H2S (в Таблице 1 газ, содержащий ). Поток №4 газа, отведенного с верха 26 колонны, затем направляют в промывную колонну 31, использующую NaOH и входящую в состав промывной колонны 30.

Следует отметить, что с низа 24 колонны 20 для отгонки аммиака отводят полученный поток №5 воды (Таблица 1), которая может быть повторно использована в качестве чистой технической воды.

Поток №4 газа, отведенного с верха колонны, содержащего аммиак, из которого были удалены СO2 и H2S, является газом, богатым аммиаком (газом, содержащим ), содержащим небольшое количество СО2 и H2S, как отмечено выше.

В промывной колонне 31, использующей для промывки NaOH, NaOH подают в газ, богатый аммиаком, то есть поток №8 циркулирующей воды, содержащей NaOH (Таблица 1), вводят в циркуляционный трубопровод 36. Температура и избыточное давление потока №8 циркулирующей воды с NaOH, подлежащего указанному вводу, составляют приблизительно 30°С и 0,6 кг/см2 соответственно.

В результате NaOH, содержащийся в потоке №8 циркулирующей воды, абсорбирует только остаточные СО2 и H2S; таким образом, количество используемого NaOH может быть в значительной степени уменьшено. Например, указанное количество, которое составляет 35 тонн в день в устройстве согласно известному аналогу, показанному на фиг.4, может быть в настоящем изобретении уменьшено до 5 тонн в день.

Газ, из которого абсорбированы остаточные СО2 и H2S с помощью NaOH в промывной колонне 31, использующей NaOH, представляет собой пары аммиака, содержащие небольшое количество водяного пара. При поступлении указанного газа в промывную колонну 32, использующую воду, расположенную непосредственно над промывной колонной 31, использующей NaOH, осуществляется промывка водой, для чего в промывную колонну 32, использующую для промывки воду, через трубопровод 40 для подпиточной воды подают поток №9 подпиточной воды для того, чтобы могли быть промыты рассеянные капли NaOH. Избыточное давление и температура вводимого потока №9 подпиточной воды составляют приблизительно 0,5 кг/см2 и 30°С соответственно.

Кроме того, низ 34 промывной колонны 30 сообщается посредством насоса 35 с оборудованием для обработки сточной воды. Поток №7 сточной воды (Таблица 1) представляет собой воду, содержащую соединение натрия, такое как Na2CO3 и NaSH.

Поток №6 газа (Таблица 1), отведенного с верха 41 промывной колонны 30, представляет собой газ, богатый аммиаком и не содержащий H2S, и тем самым предпочтительно используемый в качестве продукта, содержащего пары аммиака.

На Фиг.2 представлена одна из схем установки, которая генерирует сточную воду, содержащую аммиак и подлежащую обработке в устройстве для извлечения аммиака в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на фиг.2, газ, полученный при газификации в устройстве 57 для газификации угля, подвергают тепловому воздействию в устройствах 58 и 59, предназначенных для осуществления теплового воздействия. Между этими устройствами 58 и 59 для теплового воздействия размещен скруббер 55. Газ, подвергнутый тепловому воздействию (содержащий CO2, CO, Н2, N2, NH3, H2S и тому подобное), вводят в колонну 51 охлаждения газа. После обработки охлаждением в колонне 51 охлаждения газ вводят в промывную колонну 52 для обработки путем промывки и затем направляют в газовую турбину с предварительным прохождением через колонну 60 для абсорбирования H2S.

При работе установки сточные воды, отводимые из нижних частей колонны 51 охлаждения газа и колонны 52 для промывки газа, циркулируют под действием насосов 53 и 54 соответственно. После этого определенное количество сточной воды направляют в качестве сточной воды, содержащей аммиак, в колонну 10 для отгонки , показанную на фиг.1.

В этом случае поток №7 сточной воды, отведенной с низа 34 скруббера 30, может быть подведен в трубу 56 для сточной воды, выходящую из скруббера 55. Таким путем можно нейтрализовать вредные кислотные компоненты (хлор, F или тому подобное), находящиеся в скруббере 55 вместе с вышеупомянутым соединением натрия, оставшиеся в потоке №7 сточной воды.

Выше было раскрыто воплощение настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение описанным воплощением не ограничено, и на основе технических концепций настоящего изобретения возможны различные изменения и модификации.

Раскрытие заявки Японии №2009-243169, дата подачи 22 октября 2010, включающее описание, пункты формулы, чертежи и реферат, включено в настоящее описание полностью посредством ссылки.

1. Способ извлечения аммиака из сточной воды, содержащей аммиак, отведенной из печи для газификации, включающий:
первую стадию, на которой с использованием колонны для отгонки CO2·H2S, в которой поддерживают давление, превышающее атмосферное давление, из содержащей аммиак сточной воды отводят CO2 и H2S в виде газа, имеющего низкое содержание влаги, из верхней части колонны для отгонки CO2·H2S и одновременно отводят раствор, содержащий аммиак, из нижней части колонны для отгонки CO2·H2S;
вторую стадию, на которой раствор, содержащий аммиак, полученный после проведения первой стадии, вводят в колонну для отгонки аммиака, которую поддерживают при более низком давлении, чем давление в указанной колонне для отгонки CO2·H2S, и в результате из верхней части колонны для отгонки аммиака отводят газ, богатый аммиаком, содержащий небольшое количество CO2 и H2S, и в то же время из нижней части колонны для отгонки аммиака отводят воду, подходящую для использования в качестве технической воды; и
третью стадию, на которой газ, богатый аммиаком, полученный после проведения второй стадии, вводят в промывную колонну, которую поддерживают при давлении более низком, чем давление в колонне для отгонки аммиака, и в результате из нижней части промывной колонны отводят сточную воду, содержащую соединение натрия, а из верхней части промывной колонны в то же время отводят газ, богатый аммиаком и не содержащий H2S.

2. Способ извлечения аммиака по п.1, в котором указанная промывная колонна включает в себя расположенную выше промывную колонну для промывки водой и расположенную ниже промывную колонну, использующую для промывки NaOH, которые соединены друг с другом;
при этом третья стадия включает стадию промывки с помощью NaOH, на которой газ, богатый аммиаком, полученный после проведения второй стадии, вводят в промывную колонну, использующую для промывки NaOH, для того, чтобы абсорбировать H2S и CO2 с помощью NaOH, содержащегося в воде, циркулирующей в промывной колонне, использующей NaOH, и после этого полученный в результате газ направляют в промывную колонну для промывки водой, в то же время сточную воду, содержащую соединение натрия, отводят из нижней части промывной колонны, использующей NaOH, и
стадию промывки водой, на которой в богатый аммиаком и не содержащий H2S газ, подвергнутый промывке на стадии промывки с помощью NaOH, подают подпиточную воду для того, чтобы с ее помощью промыть рассеянные капли NaOH, при этом стадию промывки водой осуществляют в промывной колонне для промывки водой, которую поддерживают при давлении более низком, чем давление в колонне для отгонки аммиака.

3. Способ извлечения аммиака по п.1 или 2, в котором сточную воду, содержащую соединение натрия, из нижней части промывной колонны, использующей для промывки NaOH, вводят в трубу для сточной воды скруббера, расположенного после печи для газификации.

4. Устройство для извлечения аммиака из сточной воды, содержащей аммиак, отведенной из печи для газификации, которое содержит:
колонну для отгонки CO2·H2S, внутри которой давление поддерживают таким, чтобы оно превышало атмосферное давление;
колонну для отгонки аммиака, внутри которой поддерживают давление, величина которого меньше, чем в колонне для отгонки CO2·H2S; и
промывную колонну, внутри которой поддерживают давление таким, чтобы оно было меньше, чем давление в колонне для отгонки аммиака, причем
колонна для отгонки CO2·H2S содержит: верхнюю часть колонны, из которой отводят CO2 и H2S в виде газа, имеющего низкое содержание влаги, полученного из сточной воды, содержащей аммиак; и нижнюю часть колонны, из которой отводят раствор, содержащий аммиак;
колонна для отгонки аммиака содержит: верхнюю часть колонны, из которой отводят газ, богатый аммиаком, полученный из раствора, содержащего аммиак, отведенного из колонны для отгонки CO2·H2S; и нижнюю часть колонны, из которой отводят воду, подходящую для использования в качестве технической воды; и
промывная колонна содержит: нижнюю часть колонны, из которой отводят сточную воду, содержащую соединение натрия; и верхнюю часть колонны, из которой отводят газ, богатый аммиаком, не содержащий H2S.

5. Устройство для извлечения аммиака по п.4, в котором
указанная промывная колонна включает в себя расположенную выше промывную колонну для промывки водой и расположенную ниже промывную колонну, использующую для промывки NaOH, которые соединены между собой; причем
промывная колонна, использующая для промывки NaOH, содержит:
соединительную часть, через которую газ, богатый аммиаком, отведенный из колонны для отгонки аммиака, направляют в промывную колонну для промывки водой, расположенную над промывной колонной, использующий для промывки NaOH, после того как H2S и CO2 абсорбируются с помощью NaOH, содержащегося в циркулирующей воде, содержащей NaOH; и нижнюю часть колонны, из которой отводят сточную воду, содержащую соединение натрия; а
промывная колонна для промывки водой содержит верхнюю часть колонны, из которой удаляют газ, богатый аммиаком, после того как в газ, богатый аммиаком, отведенный через соединительную часть промывной колонны, использующей для промывки NaOH, добавлена подпиточная вода для того, чтобы с ее помощью промыть рассеянные капли NaOH.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам очистки воды, используемой для обарботки скважин. .

Изобретение относится к способам улучшения качества воды и может быть использовано для приготовления питьевой воды, а также в пищевой промышленности. .

Изобретение относится к области получения обессоленной воды и воды высокой чистоты для теплоносителей ядерных энергетических установок научных центров. .

Изобретение относится к области очистки сернисто-щелочных стоков от сульфидов, образующихся при нефтедобыче, нефтепереработке и других химических производствах. .

Изобретение относится к областям экологии и энергетики, в частности комплексной переработки сточных вод и органического мусора посредством генерации биогаза, и очистки нефтесодержащих вод с последующим их сжиганием для использования полученной при сгорании теплоты в целях энергоснабжения.

Изобретение относится к водоснабжению коксохимических предприятий и может быть использовано в коксохимическом производстве. .

Изобретение относится к способам и устройствам для комплексной очистки природной воды и хозяйственно-бытовых сточных вод с получением питьевой воды с улучшенными биологическими и физическими свойствами и может быть использовано в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве и других областях.

Изобретение относится к области получения воды высокой чистоты для теплоносителей ядерных энергетических установок мембранно-сорбционными методами. .

Изобретение относится к области очистки воды для хозяйственных, питьевых и технологических целей и может найти применение для очистки природных (подземных и поверхностных) и техногенных вод от мышьяка.

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к способам многостадийной биологической очистки, и может быть использовано для очистки концентрированных по органическим загрязнениям хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод.

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод. .

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод. .

Изобретение относится к области очистки природных вод, различных сточных вод и может быть использовано для доочистки и обеззараживания водопроводной воды. .

Изобретение относится к экологии. .

Изобретение относится к экологии. .

Изобретение относится к флокулянтам, применяемым для очистки сточных вод предприятий угледобывающей промышленности и производства строительных материалов. .

Изобретение относится к очистным сооружениям и может быть использовано для очистки канализационных вод в промышленных масштабах. .

Изобретение относится к области электрохимической очистки сточных вод, содержащих ионы цветных и тяжелых металлов, и может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, черной и цветной металлургии, радиоэлектроники, электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства, для создания систем водоочистки и оборотного водоснабжения.

Изобретение относится к области электрохимической очистки сточных вод, содержащих ионы цветных и тяжелых металлов, и может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, черной и цветной металлургии, радиоэлектроники, электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства, для создания систем водоочистки и оборотного водоснабжения.

Изобретение относится к области электрохимической очистки сточных вод, содержащих ионы цветных и тяжелых металлов, и может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, черной и цветной металлургии, радиоэлектроники, электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства, для создания систем водоочистки и оборотного водоснабжения.

Способ для извлечения аммиака и устройство для его осуществления

Наверх