موضوع هفتگی آمونیا سنتزی ۱۲/۱۹–۱۲/۲۶: چگونه با آمونیا و متانول موجود در مایعات تقطیر شده فرآیند برخورد کرد؟

برخی از تولیدکنندگان، پس از تصفیه گاز، آب را به جکت تولید گاز می‌فرستند تا بخار تولید شود، یا آن را از طریق فرآیندهای پردازش بیوشیمیایی تصفیه می‌کنند. ما نیز آزمایش‌هایی انجام داده‌ایم؛ گرم کردن مایعات حاصل از فرآیند تبدیل و سپس استفاده از روش استخراج گازی، می‌تواند میزان COD و نیتروژن آمونیاکی را به حدی کاهش دهد که بتوان از روش‌های بیوشیمیایی برای پردازش آن‌ها استفاده کرد.

آخرین بار، این پست توسط rzs20000 در تاریخ ۱۸-۱۲-۲۰۱۱ ساعت ۲۰:۴۳ ویرایش شد. پس از استخراج بخار با فشار پایین از مایعات ته‌نشین شده در فرآیند، اگرچه آب تصفیه‌شده مطابق استانداردهای زیست‌محیطی است، اما این کار منجر به هدررفت منابع آبی می‌شود؛ همچنین برای دفع این آب، باید هزینه‌هایی به ادارات زیست‌محیطی پرداخت شود. برای صرفه‌جویی در منابع آبی و رسیدن به هدف خروجی صفر، لازم است اقداماتی انجام شود. با توجه به اینکه COD موجود در فاضلاب عمدتاً از متانول تشکیل شده است، لازم است متانول موجود در فاضلاب ابتدا با روش‌های بیوشیمیایی تجزیه شود و سپس با استفاده از رزین‌های تبادل یونی، آب قابل بازیابی خواهد بود. طرح دقیق به شرح زیر است: آب تخلیه‌شده از دستگاه استیکینگ مایعات حاوی متانول، از طریق یک سیستم راکتورهای بیولوژیکی و دستگاه واکنش ازن، به استانداردهای لازم برای آب ورودی کتری رسانده می‌شود. تجهیزات جدید شامل راکتور گرانول‌های زیستی، دستگاه فیلتراسیون فوق‌العاده، راکتور اکسیداسیون با ازون، دستگاه جذب با کربن فعال و سیستم تبادل یونی می‌باشد؛ هر یک از این بخش‌ها به ترتیب به شرح زیر هستند: راکتور گرانول‌های زیستی: دو راکتور از نوع گرانول‌های زیستی وجود دارد؛ این راکتورها می‌توانند متان را مصرف کنند و آب حاصل به طور خودکار وارد یک مخزن آب می‌شود ； پس از کارکرد رئاکتور حباب‌های سرامیکی برای مدتی، باید به این حباب‌ها فشار هوایی وارد شود تا از چسبیدن آن‌ها در داخل رئاکتور جلوگیری گردد. دستگاه فیلتراسیون اولترامیکرو: به دلیل وجود مقدار زیادی باکتری و محصولات متابولیک آن‌ها در راکتورهای بیوشیمیایی، استفاده از فیلتراسیون اولترامیکرو می‌تواند به بهترین شکل به حذف مواد آلی کمک کند و بار کاری مراحل بعدی مربوط به اکسیداسیون را کاهش دهد. آب در سطح فیلتر به حالت جریان متقاطع درمی‌آید؛ یعنی بخشی از آب از پشت سطح فیلتر عبور کرده و به عنوان آب خروجی درمی‌آید، در حالی که بخش دیگری از آب روی سطح فیلتر جریان داشته و ناخالصی‌های ماندگار در سطح فیلتر را پاک می‌کند. این بخش از آب از مجموعه فیلتر خارج شده و به عنوان آب بازگشتی می‌تواند وارد ورودی راکتور بیولوژیکی شود. پس از گذشت مدت زمانی از کارکرد دستگاه، برخی از مواد معلق و مواد ژلاتینی به سطح فیلتر می‌چسبند و بر عملکرد دستگاه تأثیر منفی می‌گذارند؛ در چنین شرایطی، لازم است از روش شستشوی هوا-آب برای بازیابی عملکرد فیلتر استفاده شود. راکتور اکسیداسیون با ازون: آب تولیدشده از فیلتر میکروفیلتری وارد راکتور اکسیداسیون با ازون می‌شود؛ آب از بالا به پایین حرکت می‌کند و ازون از طریق ژنراتور سوراخ‌های ریز، از پایین به بالا، آب ورودی را اکسید می‌کند؛ در نتیجه، مواد آلی عبوری از فیلتر میکروفیلتری به اسیدهای آلی تبدیل می‌شوند ； برای افزایش نرخ تبدیل اکسیداسیون، مقدار pH آب ورودی را به ۹.۵ تا ۱۰ افزایش می‌دهند و آب خروجی به طور خودکار وارد یک مخزن آب می‌شود. دستگاه جذب با فعال کربن: آبی که از راکتور ازنی عبور کرده، سرشار از ازن است و می‌تواند به الیاف تبادل یونی آسیب برساند؛ این ازن از طریق جذب توسط فعال کربن حذف می‌شود. اسیدهای آلی اکسیدشده توسط ازون، با استفاده از رزین‌های تبادل یونی قلیایی قوی با درجه پیونددهی پایین که در برابر آلودگی‌های ناشی از مواد آلی مقاوم هستند، جابجا می‌شوند و آب خروجی می‌تواند به سطح کمتر از ۱ پی‌پی‌ام برسد. الزامات آب ورودی کتری برآورده شد و تمام آن به عنوان آب ورودی کتری بازیابی گردید.

روش ما این است که مایعات حاصل فرآیند را با بخار با فشار پایین استخراج کنیم و گازهای غیرقابل تبخیر مانند متان و CO2 که جدا می‌شوند، مستقیماً دفع می‌گردند. این امر منجر به تخلیه حدود ۱.۱ تن در ساعت می‌شود که باعث هدررفت انرژی، آلودگی هوا و متأسفانه اتفاقی ناخوشایند است. مایع متراکم‌شده پس از استیل‌شدن، در صورتی که رسانایی آن مطلوب باشد، به بخش تصفیه آب برای استفاده در فرآیندهای صنعتی ارسال می‌شود. غیراستاندارد، در همان محل تخلیه شود و دلیل آن بررسی گردد.

برخی از آن‌ها از تبادل حرارت برای خالص‌سازی و جداسازی استفاده می‌کنند، برخی دیگر از غشای یونی برای جداسازی بهره می‌برند؛ پس از جداسازی، محصولات در مخازن ویژه‌ای نگهداری شده تا مجدداً مورد استفاده قرار گیرند

روش بازیابی مایعات تقطیر شده در فرآیند تولید آمونیا سنتتیک، از طریق استخراج گازی در فشار پایین است؛ در این روش، مایعات تقطیر شده وارد برج استخراج گازی با فشار پایین می‌شوند و با بخارات با فشار پایین در تماس معکوس قرار می‌گیرند؛ در نتیجه، مواد NH₃-N، CO₂، CODcr و متانول موجود در محلول استخراج می‌شوند； سپس به ترتیب از طریق پیش‌گرم‌کن مایع یونه، پیش‌گرم‌کن آب خالص‌شده و خنک‌کن آب چرخشی، وارد فیلتر کربن فعال می‌شود؛ پس از آن، برای پردازش در سیستم تصفیه آب خالص‌شده، به عنوان آب بویلر ارسال می‌گردد ； بخار اشباع استخراج‌شده از برج استخراج، پس از بازیابی گرما در ریوربریکر بازیابی دی‌اکسید کربن، وارد جداکننده گازهای غیرقابل تبخیر می‌شود؛ سپس این گازها پس از شستشو با آب بدون نمک، به بخش اول کوره فرستاده شده و پس از افزودن به دودکش و مخلوط شدن با گاز طبیعی، مورد سوزاندن قرار می‌گیرند ； مایع متراکم‌شده به مخزن مایع متراکم‌شده اوره بازمی‌گردد؛ پس از ترکیب با مایع متراکم‌شده اوره، از طریق لوله‌ها برای استفاده مجدد به چرخه درمی‌آید. این روش بار مخازن تصفیه را کاهش می‌دهد، هزینه‌های مربوط به مواد خام مورد نیاز برای تصفیه را کم می‌کند، گاز طبیعی حل‌شده را بازیابی می‌نماید، انتشار مواد مضر مختلف در محلول‌های متراکم شده را کاهش می‌دهد، وضعیت محیط زیست را بهبود می‌بخشد و دارای فواید اقتصادی خوبی و منافع اجتماعی قابل توجهی است.

مایعات ته‌نشین شده از طریق روش گازی‌سازی جداسازی می‌شوند؛ پس از اینکه کیفیت مایعات مناسب شد، در بخش‌های دیگر برای استفاده مجدد به کار می‌روند. گازها نیز ابتدا تا دمای مشخصی خنک می‌شوند و سپس به فانوس‌های احتراق هدایت می‌گردند؛ این کار تا حدی هدررفت منابع محسوب می‌شود.

آمونیا موجود در مایعات تقطیرشده را می‌توان با روش استخراج بخار تحت فشار پایین جدا کرد؛ برای حذف متانول نیز از راکتورهای بیولوژیکی، دستگاه‌های فیلتراسیون فوق‌العاده دقیق، جذب توسط کربن فعال و میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود

فرآیند ما همان‌طور است که صاحب پست گفته، اما ایستگاه تصفیه آب بدون نمک، پس از عبور از فرآیند رزین، دچار مشکل می‌شود؛ در عرض دو سه روز، خزه‌ها روی رزین رشد کرده و باعث آسیب جدی به رزین می‌شوند. شروع به آماده‌سازی افزودن یک فیلتر کربن فعال کردیم، اما پس از بررسی جامع، در نهایت آن لوله برای استفاده به عنوان آب خام به مخزن آتش‌نشانی فرستاده شد.

پس از استخراج با بخار فشار متوسط، رسانایی مایع تقطیر شده کمتر از ۵۰ میکروسیمنس بر سانتی‌متر است و به بخش‌های زیرساختی ارسال می‌شود. آمونیاک و متانول همراه با بخار فشار متوسط، برای واکنش به بخش اول کوره منتقل می‌شوند.

ما مایع تقطیر شده را پردازش نکردیم و آن را مستقیماً به مخزن چرخشی برای تأمین آب اضافه کردیم.