Kolonnin sisäosat
Miten strippaus toimii? Tärkeimmät prosessiparametrit?
Strippaus on aineensiirtoprosessi, jossa yksi tai useampi aine poistetaan nesteestä. Yksi massan- ja lämmönsiirron osaamisalueistamme on ammoniumepäpuhtauksien tai muiden haihtuvien aineiden ja epäpuhtauksien poistaminen prosessi- tai jätevedestä.
Esimerkki - Ammoniakin strippaus
Teollisuuden, biokaasulaitosten ja kunnallisten puhdistamoiden prosessi- ja jätevedet sisältävät ammoniumioneja (NH4+) ja ammoniakkikaasua (NH3), jotka vaikuttavat kielteisesti veden laatuun, ekosysteemeihin ja ihmisten terveyteen. Ilman tai höyryn avulla tapahtuva strippaus on turvallinen ja kustannustehokas prosessi, jolla epäpuhtaudet voidaan poistaa helposti.
Prosessi- ja jätevedessä on ammoniumioneja yhdessä liuenneen ammoniakkikaasun kanssa:
NH4+ + OH– ↔ NH3 + H2O
- pH <7 ⇒ lähes kaikki ammoniakki on liukenevia ammoniumioneja (NH4+)
- pH >12 ⇒ lähes kaikki ammoniakki on liuennutta kaasua (NH3)
- pH7:n ja pH12:n välisellä alueella sekä NH4+ ja NH3 prosessi- tai jätevedessä
- liuenneen kaasun (NH3) prosenttiosuus kasvaa lämpötilan ja pH:n myötä
Varsinainen prosessi ammoniakki-ionien ja liuenneen ammoniakkikaasun poistamiseksi jätevedestä tapahtuu täytekappalekolonnissa, jossa täytekappalekerroksen tehtävänä on lisätä nesteen ja kaasun kosketuspinta-alaa. Ennen kuin epäpuhdas vesi johdetaan kolonniin, säädetään lämpötilaa ja pH:ta (esim. lisäämällä kalkkia), jotta NH3 osuus kasvaa prosessissa tai jätevedessä.
Tämän jälkeen vesi johdetaan täytekappalepedin yläpuolelle, josta se virtaa pedin läpi ja poistuu säiliön kautta. Ilma tai höyry virtaa nesteeseen nähden vastakkaiseen suuntaan, jolloin liuennut ammoniakkikaasu (NH3) poistuu nesteestä ja virtaa ilman mukana ulos kolonnista puhdistettavaksi ja talteenotettavaksi.
Mitkä prosessiparametrit ovat tärkeitä strippauskolonnia suunniteltaessa?
Seuraavat parametrit on tärkeää ottaa huomioon päätettäessä, pitäisikö ammoniakin strippaus suorittaa ilmalla vai höyryllä:
- Prosessikohtaiset olosuhteet
- Jäteveden lämpötila
- Epäpuhtauksien määrä ja tyyppi
- Energialähde
- Onko poistettuja epäpuhtauksia mahdollista käyttää uudelleen? Kaupallinen arvo?
- Onko poistokaasuja käsiteltävä päästöjen vähentämiseksi?