合成アンモニア 週間テーマ 12/19–12/26：プロセス凝縮液中のアンモニアとメタノールの処理方法

一部のメーカーでは、ガス処理後に水をガス生成用ジャケットに送って蒸気を発生させたり、生物化学的な最終処理を行ったりしています。私たちも以前、変換凝縮液を加熱した後に気提処理を行うことで、CODとアンモニア窒素を生物化学処理が可能なレベルまで低減できることを実験で確認しました。

この投稿は、2011年12月18日20時43分にrzs20000によって最終的に編集されました。工程で発生する凝縮液を低圧の蒸気を用いてスチームストリッピング処理した後、排出される水は環境基準を満たしていますが、この排水によって水資源が無駄になるだけでなく、環境保護機関に排出処理費用も支払わなければなりません。水資源を節約し、ゼロ排出を実現するためです。排出水中のCODが主にメタノールであるという特徴に基づき、まず排水中のメタノールを生化学的な方法で分解し、その後イオン交換樹脂を用いて処理して水を回収する必要がある。具体的な方案は以下の通りです。メタノール含有プロセスの凝縮液ストリッピング装置から排出される水は、一連の生物反応器およびオゾン反応装置を経由して、ボイラー給水の基準を満たすように処理されます。新たに導入される設備には、バイオセラミックグラニュール反応器、超濾過装置、オゾン酸化反応器、活性炭吸着装置、およびイオン交換システムがあり、それぞれの詳細は以下の通りです。バイオセラミックグラニュール反応器：バイオセラミックグラニュール反応器は2基設置されており、この反応器によってメタノールが消費され、生成された水は自然にタンク内に流れ込みます；バイオセラミックビーズリアクターを一定期間稼働させた後は、リアクター内のセラミックビーズが固まるのを防ぐために、空気による衝撃を与える必要があります。 超微濾過装置：生化学反応器内に存在する多量の細菌やその代謝産物のため、超微濾過によって有機物を最大限に除去することができ、それにより後段の過酸化処理の負荷を軽減する。水は膜表面で乱流状態で流れており、一部の水は膜を通過して製品水となり、もう一部は膜表面を流れながら、膜表面に付着した不純物を洗い流す。この水は膜コンポーネントから出てきて、リターン水として生物陶粒反応器の入口に戻される。装置が一定時間稼働すると、いくつかの懸濁物やゲルが膜表面に付着し、微濾過装置の性能に影響を与える。この場合、膜の性能を回復させるために、膜要素に対して空気・水による逆洗が必要となる。 オゾン酸化反応器：微濾過膜を通過した製品水がオゾン酸化反応器に入り、水は上から下へ流れる。一方、オゾンは微孔発生器から下から上へと供給され、流入水を酸化し、微濾過膜を通過した有機物を有機酸に変換する；酸化の転換率を高めるため、流入水のpH値を9.5～10に上げ、処理済み水は自然にタンクに溢れ込む。 活性炭吸着装置：オゾン反応器で処理された水にはオゾンが多く含まれており、イオン交換樹脂をある程度破壊するため、活性炭によってそれを吸着除去する。オゾン酸化処理を施した有機酸は、低架橋度で有機物汚染に耐性のある強アルカリ陰イオン交換樹脂によって交換され、その処理水は1ppm未満という基準を満たすことができる。 ボイラー給水の要件を満たし、すべてがボイラー給水として回収されました。

当社の工程では、工程凝縮液を低圧蒸気でスチームストリッピングし、分離されたメタノールやCO2などの不凝性ガスはそのまま排出します。1時間あたり約1.1Tの放出が発生し、エネルギーが無駄になり空気が汚染されるのは、少し残念です。 スチームトリートメント後の凝縮液は、導電率が基準を満たしていれば、さらに公共工程の脱塩水処理工程へ送られる。不合格、その場で排出し、原因を調査する。

一部は熱交換によって精製分離を行い、また一部はイオン膜を通して分離し、分離後は専用の貯蔵タンクに入れて再利用される

合成アンモニアプロセスの凝縮液の低圧気提回収法であり、この方法は凝縮液を低圧気提塔に送り、低圧蒸気と逆流接触させることにより、溶液中のNH₃-N、CO₂、CODcr、およびメタノールを気提するものである；その後、順に尿素凝縮液予熱器、脱塩水予熱器、循環水冷却器を経て活性炭フィルターに入り、脱塩水処理システムで処理された後、ボイラー用水として使用される；スティーブンリングタワーから導かれたスティーブンド飽和蒸気は、二酸化炭素回収再沸騰器で熱を回収された後、不凝縮ガス分離器に入る。不凝縮ガスは脱塩水で洗浄された後、第1段炉に送られ、煙道に補給されて天然ガスと混合され燃焼される；凝縮液は尿素凝縮液タンクに戻り、尿素凝縮液と混合された後、配管を通じて循環利用される。この方法により、沈殿槽の負荷が軽減され、処理に必要な原材料費も削減される。また、溶解した天然ガスを回収することで、凝縮液中の各種有害物質の排出が減少し、環境状況が改善される。そのため、経済的な効果が高く、社会的な利益も大きい。

凝縮液を気提し、液体が基準を満たせば他の工程で再利用されるが、ガスはまず一定の温度まで冷却された後、トーチに排出されるため、やや無駄がある。

凝縮液中のアンモニアは低圧蒸気気提法を用い、メタノールの除去にはバイオセラミックビーズ反応器、それに連続超微濾過装置や活性炭吸着、微生物など多くの方法がある

私たちの工程は投稿主が言われている通りですが、脱塩水ステーションでは樹脂処理を行っても効果がなく、2、3日もすると樹脂に苔が生えてしまい、樹脂が深刻に損傷します。活性炭フィルターを1台追加する準備を始めましたが、総合的に検討した結果、最終的にはその配管を消火用水池に送って原水として利用することにしました。

工程凝縮液は中圧蒸気によるスチーブングを経た後、凝縮液の電気伝導度が50μS/cm未満となり、公共工程に送られる。アンモニアとメタノールは、中圧蒸気と共に抽出され、第一段炉で反応させられる。

私たちは凝縮液を処理せず、そのまま循環プールに補充水として排出しました。

私たちの工程もあなた方と同様に中圧蒸気でスチームトリートメントを行い、凝縮液の導電率が50μS/cm未満になったら公共工程に送り、得られたガスを供給します。一段炉はプロセスガスとして使用される。

中圧蒸気による気提法を用いることで、工程の凝縮液に含まれるCODに影響を与える物質を効果的に気提することができ、精製されたガスは第一段炉に燃料ガスとして送られ、廃水は基準を満たすため水蒸気処理に回される。

原理と流れを詳しく説明していただけますか？

ガス発生炉のジャケットに設置することは可能ですが、前処理装置を追加する必要があります。そうしないとジャケットの寿命に影響が出ます。また、残留液は廃水処理を経て基準値を満たしてから排出しなければなりません。廃水処理については、物理的処理法、化学的処理法、生物処理法がある

当社ではかつて変換システムの凝縮水を製ガスシステムに送っていましたが、変換システムの凝縮水のpH値が5～6の間であり、その水量が製ガス用水量の3分の1を占めていたため、製ガス用水のジャケット内のpH値も低下し、再び使用することはできませんでした。変換システムは完全に低変性なので、液アルカリを加えて調整できるかわかりません

私たちも工程の凝縮液を低圧蒸気でスチーブし、分離されたメタノールやCO2などのガスはそのまま排出しています。アンモニアは凝縮してアンモニア水となり尿素に送られ、スチームストリッピング後の凝縮液は導電度が基準を満たし、一次水タンクまたは脱塩水処理工程に送られる。不合格の場合は、循環水に送るか、その場で排出する。

私たちのスチームトリートメント後の凝縮液は導電率が高すぎるため、処理システムには入れられませんでした。元々は中間タンクに入れて脱炭処理を行い、その後混合法によって処理する予定でした