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アンモニア回収設備

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アンモニア回収設備

背景

平成16年4月より水質汚濁防止法の排出基準に窒素を追加する省令が実施され(業種により異なるが、厳しいもので窒素含有量日間平均60mg/L以下)、各種工場より排出されるアンモニア 含有排水に対し、早急な“窒素規制対策”が望まれています。

採用分野

化学工場、半導体工場、液晶工場等の“アンモニア含有排水”が発生する施設全般。

設備概要

アンモニア含有排水からアンモニアを分離し、処理排水中の窒素量を排出基準以下にすると共に、分離したアンモニアを25wt%程度の安水として回収?再利用を目的とした『アンモニア処理設備』です。運転は全自動制御され、運転?停止のボタン操作以外は完全な無人運転も可能となります。

プロセス概要

対象となるアンモニア含有排水をアンモニア放散塔塔上部に供給すると共に、塔底より常圧のスチームを吹き込み、塔内において上部より流下する排水中のアンモニア分を放散し、塔頂より約15%のアンモニアで留出します。
その後、放散塔上部よりのアンモニア+蒸気ガスは、還流コンデンサーにて50℃以下まで減温され、6%程度の安水と約90%のアンモニアガスに分離される。安水は蒸留塔頂に“全量”還流?再度放散され、アンモニアガスはアンモニア吸収塔へ送られ、水吸収により25%安水を製造します(ベントガスは、スクラバー等へ排気します)。

放散塔塔底より缶出する100℃熱水は熱回収塔に送られますが、この塔はサーモコンプレッサーにより真空になっており、放散塔よりの熱水は真空蒸気を発生し75℃程度まで冷却されます。
またサーモコンプレッサーにおいては、高圧の供給スチームを駆動源として熱回収塔にて発生する真空スチームを吸引し、供給スチーム量×約1.3倍量の蒸気となって放散塔に吹き込まれます。

最終処理水中のアンモニウム濃度は、10~50ppm程度まで低減され、熱回収塔後段の冷却器にて40℃以下に冷却されて排出します。

尚、生成される25%安水の沸点は35℃である事から、特に夏期において通常の冷却水では充分に冷却できぬ為にチラー水を使用します。然しながら、還流コンデンサーにて冷却水で大部分の水分を凝縮させている為、チラーユニットの負荷を1?4程度に低減しています。

弊社プロセスの特徴

1、蒸気量の大幅低減
蒸気供給ラインにサーモコンプレッサーを設置し、100℃の処理水を真空蒸発させる事により、放散塔へ供給する蒸気を増量(供給蒸気量×1.3倍程度)する事が可能。これにより熱回収効率を極大化し、供給蒸気量を低減させる事が可能です。
2、チラー動力の大幅節約
塔頂蒸気(NH3+H2O)を放散塔塔頂の還流コンデンサーにてクーリングタワー水で冷却できる水分を凝縮/全還流させる事により、安水冷却機におけるチラー水への負荷を低減。これによりチラーユニットの負荷を1/4レベルに抑えることが可能です。
3、材質の選定
原水組成に応じて放散塔/熱回収塔の材質をSUSは勿論。原液組成に応じて、FRP+PVDF、FRP+PFA等の樹脂から選択出来る為、コスト削減が可能です。(一般的には、チタン/ハステロイ等採用が多数)。
4、全自動運転
装置の運転は、全自動化されており、起動/停止以外は無人運転も可能です。
5、設備エリアの極小化
プラントを構成する機器の構成が非常にシンプルであり、3階~4階程度の架構を設置する事で設備設置エリアの極小化を図ることが可能です。(プロセスエリア面積においては、5m×3m程度。タンク等付属品構成/要否により随時調整を要する)。

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