NO138435B - Anordning for stoeping av metall. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til rensning av damp som inneholder organiske forurensninger.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til å fjerne organiske forurensninger fra vanndamp.

I U.S. patent nr. 2 665 249 er beskrevet en fremgangsmåte til oxydasjon av organiske stoffer med oxygenholdige gasser, særlig luft, i avluter fra cellulosefabrikasjon og i andre avfallsvæsker fra industrien og husholdninger inneholdende organiske stoffer. Herved overføres praktisk talt hele mengden organiske stoffer i slike væsker til carbondioxyd og vann. Prosessen er eksoterm og resulterer i produksjon av ve-sentlige mengder høytrykksdamp i blanding med relativt ikke kondenserbare gasser som carbondioxyd, nitrogen og oxygen, samt en del forflyktigede organiske stoffer. Disse organiske stoffer er av sur natur, idet hovedbestanddelen i dem er eddiksyre, dessuten omfatter de andre van-skelig oxyderbare organiske forbindelser som maursyre, fenoler, aromatiske stoffer samt andre sure stoffer enn de foran nevnte og meget små mengder alkoholer, alde-hyder, ketoner og andre alifatiske forbindelser.

Nærværet av organiske syrer i denne

damp ved den høye temperatur hvor den dannes, er en ulempe i industrien fordi slike syrer virker korroderende på metallappa-ratur som turbiner, varmeutvekslere og an-nen apparatur hvor dampen anvendes. De høye temperaturer og trykk virker i ret-ning av å forsterke syrenes korroderende virkning.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse skaffes der en fremgangsmåte til å rense damp som er forurenset, med korroderende og andre uønskede fordampede organiske stoffer, hvorved man kontinuerlig leder dampen i nærvær av en oxygenholdig gass i kontakt med en vandig oppløsning av et alkalisk vaskemiddel. Det karakteristiske hovedtrekk ved oppfinnelsen er at dampen sammen med det oxygenholdige middel ledes gjennom det alkaliske vaskemiddel som holdes på en temperatur over ca. 150° C og under reaksjonskomponentenes partialdamptrykk ved den anvendte temperatur, hvorved de organiske forurensninger oxyderer til carbondioxyd og vann som fjernes fra oxydasjonssonen, mens det alkaliske vaskemiddel kontinuerlig regenereres in situ.

De forflyktigede organiske stoffer for-binder seg hermed kjemisk med det alkaliske vaskemiddel under dannelse av relativt ikke flyktige salter som holdes tilbake i reaksjonssonen, mens den rensede damp ledes bort fra denne. Ettersom uren damp kontinuerlig ledes gjennom denne reak-sjonssone, øker konsentrasjonen av de nevnte relativt ikke flyktige salter i vaskevæsken til et punkt hvor der finner sted en selvunderholdende oxydasjon av disse salter. Det oxygen som ledes inn i reaksjonssonen reagerer da med saltene så at det alkaliske vaskemiddel regenereres og der dannes forbrenningsprodukter inneholdende carbondioxyd og vann. Det regenererte alkaliske vaskemiddel blir da påny istand til å fjerne organiske stoffer fra ytterligere mengder uren damp.

Temperaturen i vaske- og oxydasjonssonen skal som nevnt holdes over ca. 150° C og bør fortrinnsvis ligge mellom denne temperatur og vannets kritiske temperatur, altså 374° C. Da oxydasjonsreaksjonen er eksoterm, vil reaksjonen i alminnelighet skaffe tilstrekkelig varme til at reaksjons-temperaturen opprettholdes. Trykket i vaske- og oxydasjonssonen bestemmes av damptrykket av reaksjonskomponentene ved den anvendte temperatur og kan vari-ere mellom ca. 7 kg og 420 kg/cm-. Der kan anvendes en oxydasjonskatalysator for å senke den temperatur ved hvilken oxydasjonen av saltene i reaksjonssonen begyn-ner.

Med uttrykket «alkalisk vaskemiddel» menes her vannoppløselige stoffer som kan reagere med de dampformige organiske forurensninger i den urene damp under dannelse av relativt ikke flyktige flytende eller faste stoffer. I alminnelighet vil disse være saltene av de organiske syrer. Som nevnt forblir disse salter i vaskemidlet inn-til de oxyderes. Blant de vaskemidler som kan anvendes er vandige oppløsninger av alkaliske alkalimetallforbindelser som kan reagere med og fjerne fra dampen dens organiske bestanddeler. Der kan anvendes hydroxyder og karbonater av alkalimetal-ler som natriumhydroxyd, kaliumhydroxyd, lithiumhydiOxyd, natriumkarbonat, kaliumkarbonat og lithiumkarbonat. Det foretrukne vaskemiddel er kaliumkarbonat fordi dette er relativt lett oppløselig i vann ved høye temperaturer.

Med uttrykket «oxydasjonskatalysator» menes her stoffer som er istand til å kata-lysere oxydasjonen av de organiske forbindelser i det alkaliske vaskemiddel. Blant de katalysatorer som kan anvendes er følg-ende: edelmetallene, tungmetallene som metallene av jerngruppen, samt oxyder, fosfater og acetater av nevnte metaller, f. eks. av sølv, kvikksølv, kobolt, krom, vanadium, mangan og kobber. Når metallene anvendes i elementær form, kan de foreligge som metallstøv. Den foretrukne katalysator er en blanding av sølvoxyd og mangandioxyd.

Disse katalysatorer danner temporære addisjonsf or bin deiser med alkaliske forurensninger som pyridin og andre nitro-genholdige baser. Oxydasjonskatalysator-ene øker således graden av forbrenning av alkaliske organiske stoffer.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse

skaffes der altså en fremgangsmåte til å fjerne dampformige organiske forurensninger fra damp ved vaskning og til å oxyd-ere sådanne forurensninger under samtidig regenerering av vaskemidlet. Videre kon-sentreres i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forurensningene fra den urene damp til en så høy konsentrasjon at forurensningene kan oxyderes autogent.

I det følgende beskrives nærmere en fordelaktig utførelsesform for oppfinnelsen under henvisning til vedføyede tegning. I denne utførelsesform behandles damp fra sulfitavfallslut som er behandlet etter Zim-mermann-prosessen (beskrevet i det foran nevnte U.S. patent nr. 2 665 249), men oppfinnelsen kan med like stor fordel anvendes på gasser fra oxydasjon av andre cellu-loseavfallsluter, avfallsvæsker fra industrien i sin alminnelighet, og særlig fra kjemiske fabrikker.

På vedføyede tegning vises skjematisk og i oppriss en utførelsesform for et apparat egnet til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

I det på tegningen viste apparat kan fremgangsmåten utføres kontinuerlig som følger: En blanding av luft og sulfitavfallslut føres inn i et oxydasjonsapparat 10. Av-fallsluten oxyderes etter den fremgangsmåte som er beskrevet i U.S. patent nr. 2 665 249 ved en temperatur på ca. 250° C. Avløpet fra oxydasjonssonen tas ut gjennom en ledning 12 og ledes til en separator 14. De flytende og faste faser tas ut fra separatoren 14 gjennom en ledning 16. De gassformige reaksjonsprodukter som inneholder damp, relativt ikke kondenserbare gasser og dampformige organiske forurensninger, tas ut fra separatoren gjennom en ledning 18.

Disse gassformige reaksjonsprodukter forvarmes derpå ved å lede dem gjennom en varmeutveksler 20 i hvilken varme fra på forhånd renset damp oppvarmer de innstrømmende gasser. Den nedre halvdel av et vaske- og oxydasjonsapparat 22 fylles med en vandig kaliumkarbonatoppløsning 24 med opprinnelig konsentrasjon på ca.

350 g pr. liter. De forvarmede gasser inneholdende den forurensede damp blandes med luft, og gassblandingen ledes inn i apparatet 22. Ved bunnen av dette apparat 22 har gassene en temperatur på ca. 285° C.

Luft eller oxygenholdig gass som er rik på oxygen ledes inn i ledningen 18 med slik hastighet at der skaffes oxygen i minst det støkiometriske forhold for forbindelse med de oxyderbare stoffer i vaskevæsken. Der foretrekkes å anvende et overskudd av oxygen på minst 5 % for å sikre en praktisk talt fullstendig oxydasjon av de organiske forbindelser samt oxydasjon av katalysator som måtte være redusert under oxydasjo-nens forløp.

De organiske forurensninger vaskes bort fra den urene gassblanding ved reak-sjoner som den følgende:

Oxydasjonen av kaliumacetatet og den kontinuerlige regenerering av vaskemidlet bestående av kaliumkarbonat represente-res av følgende ligning:

Den rensede blanding av damp og relativt ikke kondenserbare gasser tas ut fra toppen av vaske- og oxydasjonsapparatet 22 gjennom en ledning 26 og ledes gjennom denne inn ved bunnen av et vaskeapparat 28 fyllt med vann. Gassblandingens temperatur ved toppen av apparatet 22 og ved bunnen av apparatet 28 er ca. 332° C. I vaskeapparatet 28 vaskes alkaliske stoffer bort fra gassblandingen. Den rensede gassblanding tas ved en temperatur på ca. 294° C ut fra vaskeapparatets 28 topp og ledes gjennom en ledning 30 til varmeutveksleren 20. Etter avgivelse av noe av sin varme i varmeutveksleren 20 tas den rensede blanding av damp og relativt ikke kondenserbare gasser ut fra systemet gjennom en ledning 32 og kan nu anvendes til drift av kraftkilde i dampturbiner.

Som foran nevnt kan en katalysator tilsettes til den vandige kaliumkarbonat-oppløsning 24 i reaktoren 22. Det er funnet at en blanding av sølvoxyd og mangandioxyd med konsentrasjon fra 25 til 100 g pr. liter er en særlig effektiv katalysator. Slike katalysatorer påskynder de oxyda-sjonsreaksjoner som finner sted og modifi-serer de betingelser under hvilke reaksjonen blir selvunderholdende.

Det fremgår av det foregående at foreliggende oppfinnelse skaffer en fremgangsmåte til å rense damp ved å vaske organiske forurensninger bort fra dampen og konsentrere disse forurensninger som derpå oxyderes under regenering in situ av vaskemidlet. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er meget vel skikket til å fjerne vanske-lig oxyderbare forurensninger i damp pro-dusert ved våtforbrenningsprosesser som Zimmermann's prosess, men oppfinnelsen kan også anvendes til fjernelse av organiske forurensninger i damp som skriver seg fra andre kilder.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til å rense damp som inneholder fordampede organiske forurensninger, hvor man kontinuerlig leder dampen i nærvær av en oxygenholdig gass i kontakt med en vandig oppløsning av et alkalisk vaskemiddel, karakterisert v e d at dampen sammen med det oxygenholdige middel ledes gjennom den alkaliske væske som holdes på en temperatur over ca. 150° C og under reaksjonskomponentenes partialdamptrykk ved den anvendte temperatur, hvorved de organiske forurensninger oxyderes til carbondioxyd og vann som fjernes fra oxydasjonen, mens det alkaliske vaskemiddel kontinuerlig regenereres in situ.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at der i det alkaliske vaskemiddel er tilstede en oxydasjonskatalysator.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at man som alkalisk vaskemiddel anvender kaliumkarbonat.