УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МАСЛОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Российский патент 1997 года по МПК C02F11/00 C02F1/40 C02F9/00 

Изобретение относится к обработке сточных вод металлургической промышленности и может быть использовано для разделения на воду, масло и окалину шламов или сгущенной пульпы, а также для очистки загрязненными механическими примесями масел.

Известна установка для разделения маслосодержащих сточных вод металлургической промышленности, содержащая устройства для обезвоживания, нагревательный аппарат для декантации обезвоженной смеси, нагревательный аппарат с мешалкой, соединенный с вакуумным аппаратом для вакуумной перегонки масла. Установка снабжена центрифугой и разделительной емкостью, соединенной с нагревательным аппаратом для декантации обезвоженной нагретой смеси. При этом канал выхода фугата соединен с разделительной емкостью, а канал выхода осадка соединен с нагревательным аппаратом, а канал выхода осадка соединен с нагревательным аппаратом с мешалкой. Установка снабжена промежуточной емкостью для накопления осадка при центрифугировании отходов и для приема концентрированных отходов, содержащие небольшое количество воды и масла соответственно не подвергающихся разделению центрифугированием и декантацией. Установка имеет два нагревательных аппарата для нагрева смеси в инертной для масла атмосфере и декантации обезвоженной нагретой смеси и два нагревательных аппарата с мешалками, обеспечивающих непрерывную работу вакуумного аппарата для вакуумной перегонки масла и сконцентрированной нагретой смеси и нагретого осадка, полученного центрифугированием (авт. свид. СССР N 1318547, кл. C 02 F 11/00, B 01 D 3/00, опубл. 23.06.87. Бюл. N 23).

Однако данная установка не содержит последовательно соединенные насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой и вакуумную камеру с распылителем и устройством для ввода инертной среды, поэтому она не позволяет подвергать центрифугированию нагретый концентрированный осадок. Вследствие этого теплота используется неэффективно.

Кроме того, установка не обеспечивает достаточно эффективное разделение смеси на компоненты, т.к. в холодном состоянии процесс центрифугирования малоэффективен. Вследствие этого установок не может обеспечить высокую производительность процесса и хорошее качество разделения компонентов смеси. Наиболее близкой к предполагаемому изобретению является установка для разделения маслосодержащих сточных вод металлургической промышленности, содержащая центрифугу, канал фугата который соединен с разделительной емкостью, нагревательный аппарат с мешалкой, соединенный с каналом осадка центрифуги, вакуумный аппарат для перегонки масла, соединенный с нагревательным аппаратом, выпарной аппарат для перегонки остаточной воды, соединенный с разделительной емкостью.

Кроме того, установка снабжена второй центрифугой, входной канал которой соединен с выпарным аппаратом для перегонки остаточной воды, канал осадка соединен с нагревательным аппаратом, а канал фугата с маслосборником (авт. свид. СССР N 1604752, кл. C 02 F 11/00, опубл. 07.11.90, Бюл. N 41).

Однако данная установка не содержит последовательно соединенные: насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой и вакуумную камеру, с распылителем и устройством для ввода инертной среды, поэтому процесс испарения масла в вакуумной камере имеет место лишь на свободной поверхности смеси, что не позволяет обеспечить полное выделение масла из осадка. Выделяются лишь легкие фракции масла. Вследствие этого не обеспечивается высокая производительность процесса и хорошее качество разделения компонентов смеси.

Целью предполагаемого изобретения является увеличение производительности процесса разделения и улучшения качества получаемых продуктов. Поставленная цель достигается тем, что установка для разделения маслосодержащих сточных вод металлургической промышленности, содержащая последовательно соединенные: центрифугу, канал фугата, разделительную емкость, выпарной аппарат для перегонки остаточной воды, вторую центрифугу и маслосборник, а также последовательно соединенные промежуточную емкость, нагревательный аппарат с мешалкой и вакуумный аппарат для перегонки масла, причем центрифуги через каналы осадка соединены с промежуточной емкостью, дополнительно содержит последовательно соединенные: насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой и вакуумную камеру с распылителем и устройством для ввода инертной среды, причем насос соединен с вакуумным аппаратом для перегонки масла.

Последовательно соединенные насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой и вакуумная камера с распылителем и устройством для ввода инертной среды, причем насос соединен с вакуумным аппаратом для перегонки масла, обеспечивают распыление осадка в вакууме, вследствие чего резко интенсифицируется тепло маслообмен, обеспечивается полная очистка окалины от масла. Вследствие чего увеличивается производительность процесса разделения и улучшается качество получаемых продуктов.

На чертеже приведена схема предлагаемой установки.

Установка содержит последовательно соединенные: центрифугу 1, канал фугата 2, разделительную емкость 3, выпарной аппарат 4 для перегонки остаточной воды, вторую центрифугу 5 и маслосборник 6, а также содержит последовательно соединенные промежуточную емкость 7, нагревательный аппарат 8 с мешалкой 9, вакуумный аппарат 10 для перегонки масла, насос 11, нагревательный аппарат 12 высокого давления с мешалкой 13 и вакуумную камеру 14 с распылителем 15 и устройством 16 для ввода инертной среды. Центрифуги 1 и 5 через каналы 17 и 18 осадка соединены с промежуточной емкостью 7. Канал 19 фугата соединен с маслосборником 6.

В нижней части разделительной емкости 3 установлены кран 20, и насос 21, служащий для возвращения отделенной из фугата воды в систему водоснабжения для повторного использования.

Два нагревательных аппарата 8 с мешалкой 9 обеспечивают непрерывную работу вакуумного аппарата 10. В нижней части выпарного аппарата 4 установлен насос 22, служащий для перемешивания смеси при ее нагреве и для подачи обезвоженной нагретой смеси на вторичное центрифугирование.

Для ускорения нагрева смеси за счет ее направленной циркуляции с помощью насоса 22 нижняя часть выпарного аппарата 4 выполнена с возможностью соединения при помощи кранов 23 и 24 с всасывающей или нагнетающей стороной насоса 21, а верхняя часть выпарного аппарата 4 выполнена с возможностью соединения при помощи крана 25 с всасывающей стороной насоса 21.

Для конденсации сбора масла, отделенного от окалины в вакуумной камере 14, служат последовательно соединенные конденсатор 26, отстойник 27 и вакуумный насос 28. Конденсатор 26 соединен с вакуумной камерой 14.

Установка работает следующим образом.

Включают в работу центрифугу 1 и в нее при помощи насоса из сгустителя загружают исходную пульпу, содержащую воду, масло и окалину. Центрифугирование исходной пульпы производят до наполнения фугатом разделительной емкости 3, при этом осадок собирают в промежуточную емкость 7. Режим работы центрифуги 1 выбирают в зависимости от состава исходной пульпы. После наполнения разделительной емкости центрифугу 1 останавливают.

Фугат сразу же после наполнения разделительной емкости 3 оказывается разделенным на две фазы. При этом верхний слой содержит 85-93% масла, 5-8% окалины и 2-7% воды, а нижний слой состоит в основном из воды с примесями окалины до 2% и масла до 2% Осадок содержит окалину 65-82% масло 10-20% и воду 8-15%
Выделенную смесь масла с окалиной и водой из разделительной емкости 3 подают в выпарной аппарат 4 для ее нагрева и перегонки остаточной воды. Выделенную воду из разделительной емкости 3 с помощью насоса 19 возвращают в систему водоснабжения для повторного использования. Остаток из промежуточной емкости 7 разгружают в один из двух нагревательных аппаратов 8 с мешалкой 9 для нагрева и перегонки воды. После освобождения разделительной 3 и промежуточной 7 емкостей от предварительно разделенных продуктов снова включают в работу центрифугу 1 для следующего цикла предварительного разделения исходной пульпы.

Для ускорения процесса нагрева смеси масла с окалиной и водой в нагревательном выпарном аппарате 4 включают в работу его насос 22, при этом всасывающая сторона последнего должна быть соединена при помощи крана 25 с верхней частью аппарата 4, а нагнетающая сторона насоса 22 должна быть соединена при помощи крана 24 с нижней частью аппарата 4.

В конце процесса перегонки воды температура смеси повышается до 120^oC. После окончания процесса перегонки остаточной воды нагретую до 120^oC смесь из выпарного аппарата 4 подают насосом 22 на центрифугу 5 для дополнительного центрифугирования.

Вторичный фугат из центрифуги 5 направляют для декантации в маслосборник 6, а вторичный осадок загружают в один из нагревательных аппаратов 8 для повышения его температуры до 200-250^oC. Температура нагрева осадка в аппарате 8 должна соответствовать температуре начала процесса вакуумной перегонки масла в вакуумной аппарате 10. При нагреве смеси ниже 220^oC процесс перегонки масла в вакуумном аппарате 10 начинается не сразу после загрузки смеси, соответственно снижается производительность вакуумного аппарата 10.

При нагреве смеси выше 250^oC возможны выбросы разделяемой смеси и загрязнение масла твердыми частицами смеси из-за чрезмерно высокой скорости процесса вакуумной перегонки масла. Нагретый в нагревательном аппарате 8 вторичный осадок загружают в вакуумный аппарат 10 и при непрерывном перемешивании смеси производят вакуумную перегонку масла. Остаточное давление в вакуумном аппарате 10 поддерживают на уровне 20 мм рт.ст. а температуру смеси к концу процесса вакуумной перегонки масла поднимают до 400^oC. Осадок полученный при первичном центрифугировании, из промежуточной емкости 7 загружают в один из двух нагревательных аппаратов 8. В нагревательном аппарате 8 при непрерывном вращении мешалки 9 осадок нагревают и производят перегонку воды. Обезвоженный осадок нагревают в инертной для масла атмосфере, при отсутствии свободного кислорода до 200-250^oC.

Обезвоженный нагретый осадок загружают в вакуумный аппарат 10 и при непрерывном перемешивании осадка производят вакуумную перегонку масла. Остаточное давление в вакуумном аппарате 10 поддерживают на уровне 20 мм рт.ст. а температуру осадка к концу процесса вакуумной перегонки масла поднимают до 400^oC.

Окалину с незначительным содержанием масла (6-7%) из вакуумного аппарата 10 насосом 11 через распылитель 15 подают в нагревательный аппарат 12 высокого давления и нагревают до температуры не выше 400^oC.

Через распылитель 16 в вакуумную камеру 14 подают инертную (по отношению к маслу) среду, предварительно подогретую до температуры не свыше 400^oC. Остаточное давление в вакуумной камере 14 поддерживают на уровне 20 мм рт.ст. При взаимодействии потока распыленной смеси с потоком инертной среды происходит интенсивная десорбция масла с поверхности частиц окалины.

Окалину, очищенную от масла (на 100%), удаляют из вакуумной камеры 14. Масло и инертную среду с помощью вакуумного насоса 28 удаляют из вакуумной камеры 14 через конденсатор 26 в отстойник 27.

Пример. Исходную смесь, содержащую 60% воды, 25% масла и окалины, массой 600 кг предварительно разделяют на центрифуге 1, при этом получают 500 кг фугата и 100 кг осадка с содержанием окалины 73% масла 14% и воды 13%
Фугат расслаивают в разделительной емкости 3 и получают 150 кг концентрированной смеси с содержанием масла 86% окалины 7% и воды 7% при этом выделенная вода содержит 2% окалины и 2% масла.

Выделенную воду из разделительной емкости 3 возвращают в систему водоснабжения для повторного использования.

Полученную после расслоения фугата концентрированную смесь, содержащую 86% масла, 7% окалины и 7% воды загружают в выпарной аппарат 4. Нагревают при перемешивании и удаляют остаточную воду перегонкой. В конце процесса перегонки остаточной воды температуру смеси поднимают до 120^oC.

Нагретую до 120^oC смесь из выпарного аппарата 4 подают на центрифугу 5 для дополнительного центрифугирования и получают 128 кг вторичного фугата с содержанием окалины до 0,1% Вторичный фугат направляют для декантации в маслосборник 6 и получают чистое масло с содержанием механических примесей около 0,01%
При дополнительном центрифугировании получают 11 кг вторичного осадка с содержанием масла 5% Вторичный осадок совместно с первичным осадком загружают в нагревательный аппарат 8 с мешалкой 9. В нагревательном аппарате 8 при непрерывном вращении мешалки 9 осадок нагревают и производят перегонку воды. Обезвоженный и нагретый до 120^oC осадок загружают в вакуумный аппарат и при непрерывном перемешивании производят вакуумную перегонку масла. Остаточное давление в вакуумном аппарате поддерживают на уровне 20 мм рт.ст. а температуру осадка к концу процесса вакуумной перегонки масла поднимают до 400^oC. В процессе вакуумной перегонки масла из осадка получают окалину с незначительным содержанием масла (6-7%). Масляный дистиллят содержит не более 0,02% механических примесей, имеет температуру вспышки 175^oC.

Окалину с незначительным содержанием масла (6-7%) насосом 11 подают в нагревательный аппарат 12, где нагревают до температуры не свыше 400^oC. Насосом 11 поддерживают давление в аппарате 12 выше давления насыщения масла. Нагретую смесь через распылитель 15 подают в вакуумную камеру 14, где поддерживают остаточное давление на уровне 20 мм рт.ст. Сюда же через распылитель 16 подают инертную по отношению к маслу среду (например водяной пар). В результате взаимодействия струй в вакуумной камере 14 происходит полное удаление масла с частиц окалины. Окалина оседает на дно вакуумной камеры 14 и затем удаляется. Смесь паров масла и инертной среды вакуумным насосом 28 удаляют из камеры 14 через конденсатор 26 в отстойник 27. В конденсаторе 26 происходит конденсация паров масла. Продукты конденсации собираются в отстойнике 27.

Достоинством установки является высокое качество получаемых продуктов.

За счет дополнительной вакуумной обработки окалины с незначительным содержанием масла (6-7% ) в струе инертной среды достигается полная (на 100%) очистка окалины от масла.

Использование: для разделения на воду, масло и окалину шламов или сгущенной пульты, а также для очистки загрязненных механическими и примесями масел. Установка для разделения маслосодержащих сточных вод металлургической промышленности содержит последовательно соединенные центрифугу, канал фугата, разделительную емкость, выпарной аппарат для перегонки остаточной воды, вторую центрифугу и маслосборник, а также последовательно соединенные промежуточную емкость; нагревательный аппарат с мешалкой и вакуумный аппарат для перегонки масла, причем центрифуги через каналы осадка соединены с промежуточной емкостью. Согласно изобретению установка дополнительно содержит последовательно соединенные насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой и вакуумную камеру с распылителем и устройством для ввода инертной среды, причем насос соединен с вакуумным аппаратом для перегонки масла. За счет дополнительной вакуумной обработки окалины с незначительным содержанием масла (6-7%) в струе инертной среды достигается полная (на 100%) очистка окалины от масла. 1 ил.

Установка для разделения маслосодержащих сточных вод металлургической промышленности, содержащая последовательно соединенные центрифугу, канал фугата, разделительную емкость, выпарной аппарат для перегонки остаточной воды, вторую центрифугу и маслосборник, а также последовательно соединенные промежуточную емкость, нагревательный аппарат с мешалкой и вакуумный аппарат для перегонки масла, причем центрифуги через каналы осадка соединены с промежуточной емкостью, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит последовательно соединенные насос, нагревательный аппарат высокого давления с мешалкой и вакуумную камеру с распылителем и устройством для ввода инертной среды, причем насос соединен с вакуумным аппаратом для перегонки масла.