Odháněč amoniaku návrh a provozní zkušenosti Jan Mikulec, Lukáš Hronovský E-mail: jan.mikulec@zvu.cz Mobil: 724 323 293 ZVU Engineering a.s., Pražská 155, 500 04 Hradec Králové, www.zvuengineering.cz

Obsah prezentace 1. Úvod 2. Popis procesní technologie 3. Procesní návrh 4. Provozní zkušenosti 5. Závěr 6. Literatura

Deamonizace koksárenského plynu 1. Úvod Deamonizace koksárenského plynu Polopřímý způsob Deamonizace odpadní vody Síran amonný Odháněč amoniaku Stripovací kolona Amoniak volně vázaný, kyselé plyny Amoniak pevně vázaný

2. Popis procesní technologie Volně vázaný amoniak Soli 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. Popis procesní technologie - 2 Pevně vázaný amoniak Soli silných kyselin jsou při varu stálé, amoniak se z nich uvolní vytěsněním 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 H2O NH4SCN + NaOH  NH3 + NaSCN + H2O (NH4)2S2O3 + 2 NaOH  2 NH3 + Na2S2O3 + 2 H2O

2. Popis procesní technologie - 3 Na Obr. 1 je základní technologické schéma odháněče amoniaku. Amoniakální voda zbavená dehtu (respektive oddehtovaná fenolčpavková voda) je čerpána do hlavy odháněče amoniaku (dále též destilační kolona). Do paty kolony pod hladinu zádrže 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 odtahována z paty kolony, z hlavy kolony vystupuje paroplynová směs vodní páry, par amoniaku a kyselých plynů (hlavová frakce). Vstupní voda obsahuje rovněž fenoly a malé množství dehtovitých látek, naftalenu a benzenových uhlovodíků, při vyvařování tyto látky jednak odcházejí s parami, jednak zůstávají ve vyvařené vodě. Vstupní voda obsahuje kyanidy volné a vázané. Volné kyanidy (např. NH4CN) se z vody uvolní v horní části kolony. Vázané kyanidy představují komplexy, které jsou velmi stabilní, k jejich odstranění není aparát primárně určen. Díky snížení koncentrace volných kyanidů dojde (dle Le Chatelierova principu) k částečnému rozpadu kyanidových komplexů a tím k dalšímu snížení celkového obsahu kyanidů.

Obr. 1 Základní technologické schéma odháněče amoniaku

Zadání procesních parametrů Výstupní procesní parametry 3. Procesní návrh - 1 Zadání procesních parametrů Množství, teplota a složení zpracovávané vody: Celkový obsah amoniaku Obsah pevně (volně) vázaného amoniaku Obsah oxidu uhličitého a sulfanu (stechiometrický poměr) Teplota a tlak stripovací páry Složení vyvařené amoniakální vody: Celkový obsah amoniaku < 100 mg/l, celkový obsah kyanidů < 20 mg/l Výstupní procesní parametry Množství stripovací páry Množství NaOH

3. Procesní návrh - 2 Množství páry Tepelná bilance => stripovací pára Ohřátí vstupní vody na teplotu varu Teplo pro endotermické reakce rozkladu amonných solí Teplo pro vypařování odehnaných složek Ztráty tepla do okolí Obsah páry ve hlavové frakci, celkové množství páry Množství NaOH [1]

Hydraulický návrh kolony 3. Procesní návrh - 3 Simulační výpočet Simulátor ChemCad [2] Termodynamické modely „Sour Water“, „Electrolyte“ Toky kapaliny a páry kolonou - zadání pro hydraulický návrh kolony Hydraulický návrh kolony Průměr kolony, počet skutečných pater (účinnost) Vlastní návrh pater a jejich rozteče Můstková patra respektive patra s pevnými otvory

Vstupní amoniakální voda Výstupní vyvařená voda 3. Povozní zkušenosti Dle výše uvedeného návrhu byl realizován odháněč amoniaku v koksochemickém 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 hodin (1x za směnu). Průměrné dosažené hodnoty byly následující a dokumentují účinnost odehnání:   Vstupní amoniakální voda Výstupní vyvařená voda Amoniak celkový [mg/l] 7 617 94,9 Kyanidy celkové [mg/l] 201 17,6 pH 9,3 7,7

5. Závěr 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 kompletní dodávku obdobných zařízení pro zpracování odpadních vod z chemických provozů zahrnující návrh procesu, základní a prováděcí projekt, konstrukční dokumentaci a uvedení do provozu.

6. Literatura [1] Kozina, A., Píša, M.: Koksárenství. Praha, SNTL 1958, s. 387. [2] http://www.chemstations.com

Děkuji Vám za pozornost. Závěr Děkuji Vám za pozornost.