Odháněč amoniakuOdháněč amoniakunávrh a provozní zkušenostinávrh a provozní zkušenosti

Jan Mikulec, Lukáš HronovskýE-mail: jan.mikulec@zvu.czMobil: 724 323 293

ZVU Engineering a.s., Pražská 155, 500 04 Hradec Králové, www.zvuengineering.cz

Obsah prezentaceObsah prezentace

1.1. Úvod Úvod

22.. PPopisopis procesníprocesní technologietechnologie

3.3. Procesní návrh Procesní návrh

4. Provozní zkušenosti4. Provozní zkušenosti

5. Závěr5. Závěr

6. Literatura6. Literatura

1.1. Úvod Úvod

Deamonizace koksárenského plynuDeamonizace koksárenského plynu

Polopřímý způsobPolopřímý způsob

Deamonizace odpadní vodyDeamonizace odpadní vody

Síran amonnýSíran amonný

Odháněč amoniakuOdháněč amoniaku

Stripovací kolonaStripovací kolona

Amoniak volně vázaný, kyselé plynyAmoniak volně vázaný, kyselé plyny

Amoniak pevně vázanýAmoniak pevně vázaný

2.2. Popis procesní technologiePopis procesní technologie

Volně vázaný amoniakVolně vázaný amoniak

Soli slabých kyselin se při varu rozkládajíSoli slabých kyselin se při varu rozkládají

NH4HS H2S + NH3

(NH4)2S H2S + 2 NH3

NH4HCO3 CO2 + NH3 + H2O

(NH4)2CO3 CO2 + 2 NH3 + H2O

NH4CN HCN + NH3

2.2. Popis procesní technologie Popis procesní technologie - 2- 2

Pevně vázaný amoniakPevně vázaný amoniak

Soli silných kyselin jsou při varu stálé, amoniak se z nich uvolní Soli silných kyselin jsou při varu stálé, amoniak se z nich uvolní vytěsněním silnější zásadou, nástřik roztoku NaOHvytěsněním silnější zásadou, nástřik roztoku NaOH

NH4Cl + NaOH NH3 + NaCl + H2O(NH4)2SO4 + 2 NaOH 2 NH3 + Na2SO4 + 2 H2O(NH4)2SO3 + 2 NaOH 2 NH3 + Na2SO3 + 2 H2ONH4SCN + NaOH NH3 + NaSCN + H2O(NH4)2S2O3 + 2 NaOH 2 NH3 + Na2S2O3 + 2 H2O

22.. PPopis procesní technologie opis procesní technologie - 3- 3

Na Obr. 1 je základní technologické schéma odháněče amoniaku. Amoniakální voda Na Obr. 1 je základní technologické schéma odháněče amoniaku. Amoniakální voda zbavená dehtu (respektive oddehtovaná fenolčpavková voda) je čerpána do hlavy zbavená dehtu (respektive oddehtovaná fenolčpavková voda) je čerpána do hlavy odháněče amoniaku (dále též destilační kolona). Do paty kolony pod hladinu zádrže odháněče amoniaku (dále též destilační kolona). Do paty kolony pod hladinu zádrže je přiváděna nízkotlaká stripovací pára. Dále je do kolony nastřikován 50% hydroxid je přiváděna nízkotlaká stripovací pára. Dále je do kolony nastřikován 50% hydroxid sodný (na patro ve 3/4 výšky kolony). Vyvařená voda zbavená amoniaku je sodný (na patro ve 3/4 výšky kolony). Vyvařená voda zbavená amoniaku je odtahována z paty kolony, z hlavy kolony vystupuje paroplynová směs vodní páry, par odtahována z paty kolony, z hlavy kolony vystupuje paroplynová směs vodní páry, par amoniaku a kyselých plynů (hlavová frakce). amoniaku a kyselých plynů (hlavová frakce).

Vstupní voda obsahuje rovněž fenoly a malé množství dehtovitých látek, naftalenu a Vstupní voda obsahuje rovněž fenoly a malé množství dehtovitých látek, naftalenu a benzenových uhlovodíků, při vyvařování tyto látky jednak odcházejí s parami, jednak benzenových uhlovodíků, při vyvařování tyto látky jednak odcházejí s parami, jednak zůstávají ve vyvařené vodě.zůstávají ve vyvařené vodě.

Vstupní voda obsahuje kyanidy volné a vázané. Volné kyanidy (např. NH4CN) se Vstupní voda obsahuje kyanidy volné a vázané. Volné kyanidy (např. NH4CN) se zz vody uvolní v horní části kolony. Vázané kyanidy představují komplexy, které jsou vody uvolní v horní části kolony. Vázané kyanidy představují komplexy, které jsou velmi stabilní, k jejich odstranění není aparát primárně určen. Díky snížení velmi stabilní, k jejich odstranění není aparát primárně určen. Díky snížení koncentrace volných kyanidů dojde (dle Le Chatelierova principu) k částečnému koncentrace volných kyanidů dojde (dle Le Chatelierova principu) k částečnému rozpadu kyanidových komplexů a tím k dalšímu snížení celkového obsahu kyanidů.rozpadu kyanidových komplexů a tím k dalšímu snížení celkového obsahu kyanidů.

Obr. 1 Základní technologické Obr. 1 Základní technologické schéma odháněče amoniakuschéma odháněče amoniaku

3.3. Procesní návrh - 1 Procesní návrh - 1Zadání procesních parametrůZadání procesních parametrů

Množství, teplota a složení zpracovávané vody:Množství, teplota a složení zpracovávané vody:

Celkový obsah amoniakuCelkový obsah amoniaku

Obsah pevně (volně) vázaného amoniakuObsah pevně (volně) vázaného amoniaku

Obsah oxidu uhličitého a sulfanu (stechiometrický poměr)Obsah oxidu uhličitého a sulfanu (stechiometrický poměr)

Teplota a tlak stripovací páryTeplota a tlak stripovací páry

Složení vyvařené amoniakální vody:Složení vyvařené amoniakální vody:

Celkový obsah amoniaku < 100 mg/l, celkový obsah kyanidů < 20 mg/l Celkový obsah amoniaku < 100 mg/l, celkový obsah kyanidů < 20 mg/l

Výstupní procesní parametryVýstupní procesní parametry

Množství stripovací páryMnožství stripovací páry

Množství NaOHMnožství NaOH

3.3. Procesní návrh - 2 Procesní návrh - 2Množství páryMnožství páry

Tepelná bilance => stripovací páraTepelná bilance => stripovací pára

Ohřátí vstupní vody na teplotu varuOhřátí vstupní vody na teplotu varu

Teplo pro endotermické reakce rozkladu amonných solíTeplo pro endotermické reakce rozkladu amonných solí

Teplo pro vypařování odehnaných složekTeplo pro vypařování odehnaných složek

Ztráty tepla do okolíZtráty tepla do okolí

Obsah páry ve hlavové frakci, celkové množství páryObsah páry ve hlavové frakci, celkové množství páry

Množství NaOH [1]Množství NaOH [1]

3.3. Procesní návrh - 3 Procesní návrh - 3Simulační výpočetSimulační výpočet

Simulátor ChemCad [2]Simulátor ChemCad [2]

Termodynamické modely „Sour Water“, „Electrolyte“Termodynamické modely „Sour Water“, „Electrolyte“

Toky kapaliny a páry kolonou - zadání pro hydraulický návrh kolonyToky kapaliny a páry kolonou - zadání pro hydraulický návrh kolony

Hydraulický návrh kolonyHydraulický návrh kolony

Průměr kolony, počet skutečných pater (účinnost)Průměr kolony, počet skutečných pater (účinnost)

Vlastní návrh pater a jejich roztečeVlastní návrh pater a jejich rozteče

MMůstková patra respektive patra s pevnými otvoryůstková patra respektive patra s pevnými otvory

3.3. Povozní zkušenosti Povozní zkušenosti

Dle výše uvedeného návrhu byl realizován odháněč amoniaku v koksochemickém Dle výše uvedeného návrhu byl realizován odháněč amoniaku v koksochemickém provozu v České republice. Při provozní zkoušce v trvání 4 týdnů byly odebírány provozu v České republice. Při provozní zkoušce v trvání 4 týdnů byly odebírány vzorky vstupní amoniakální vody a vyvařené vody na výstupu z odháněče každých 8 vzorky vstupní amoniakální vody a vyvařené vody na výstupu z odháněče každých 8 hodin (1x za směnu). Průměrné dosažené hodnoty byly následující a dokumentují hodin (1x za směnu). Průměrné dosažené hodnoty byly následující a dokumentují účinnost odehnání: účinnost odehnání:

 

Vstupní amoniakál

ní voda

Výstupní vyvařená

vodaAmoniak celkový [mg/l] 7 617 94,9Kyanidy celkové [mg/l] 201 17,6pH 9,3 7,7

5.5. ZávěrZávěr

ZVU Engineering a.s. je díky svým bohatým zkušenostem v oblasti koksárenských a plynárenských ZVU Engineering a.s. je díky svým bohatým zkušenostem v oblasti koksárenských a plynárenských technologií nyní rozšířených o zkušenosti z návrhu a provozu tohoto aparátu schopna zajistit technologií nyní rozšířených o zkušenosti z návrhu a provozu tohoto aparátu schopna zajistit kompletní dodávku obdobných zařízení pro zpracování odpadních vod z chemických provozů kompletní dodávku obdobných zařízení pro zpracování odpadních vod z chemických provozů zahrnující návrh procesu, základní a prováděcí projekt, konstrukční dokumentaci a uvedení do zahrnující návrh procesu, základní a prováděcí projekt, konstrukční dokumentaci a uvedení do provozu. provozu.

6.6. LiteraturaLiteratura

[1] Kozina, A., Píša, M.: Koksárenství. Praha, SNTL 1958, s. 387.[1] Kozina, A., Píša, M.: Koksárenství. Praha, SNTL 1958, s. 387.

[2] http://www.chemstations.com[2] http://www.chemstations.com

ZávěrZávěr

Děkuji Vám za pozornost.Děkuji Vám za pozornost.