Аппарат для очистки промышленных фенольных сточных вод Советский патент 1985 года по МПК C02F1/00 C02F1/26 C02F103/34 

Изобретение относится к очистке промьшшенных сточных вод методом экстракции. Известно устройство, представляю щее собой секционную экстракционную колонну с мешалками,содержащую вертикальный цилиндрический корпус, сек ционированный по высоте на отстойные и смесительные секции, по оси колонны установлен вращающийся вал с насаженными на него мешалками, помещенными в смесительные секции lj К недостаткам данной колоннь относится йизкая интенсивность процесса массообмена, остаточная концентрация фенолов в очищенной воде, уходящей с колонны экстракции, находится в пределах 250-500 мг/л, что не отвечает санитарным требованиям, предъявляемым к очищенной промьшшенной воде. Процесс очистки промьшшенных фенольных сточных вод от содержащихся в них фенолов имеет специфические особенности: фенолы, растворённые в сточных водах, могут легко окисляться кислородом воздуха, вследствие чего процесс экстракции фено,лов затрудняется и глубина извлечения их уменьшается; аммиак, содержаш 1йся в сточных водах, повьш1ает рН воды и связьшает часть фенолов, препятствуя экстракции последних. Цель изобретения - интенсификация процесса очистщ. Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для очистки промьшшенных фенольных стцчных вод, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, секционированный по высоте на смесительные и отстойные секции, установленный по оси корпуса вращающийся вал с насаженными на него мешалками, помещенными в смесительные секции, снабжен дополнительной камерой с размещенным на общем валу диспергирующим устройством, вьшолненным в виде помещенного в кожух транспортирующего шнека и кольцевого инжектора, причем транспортирующий шне выполнен в виде конуса, и его большое осйование помещено в камеру кольцевого сопла инжектора, а диффузор инжектора снабжен сетками. На фиг.1 изображен аппарат для очистки промьшшенных фенольных сточных вед с приборами контроля процесса, продольньй разрез; на фиг.2 узел Т на фиг.1. Аппарат для очистки промышленных фенольных сточных иод состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого по оси аппарата расположен вращающийся вал2 с насаженными на него мешалками 3. Аппарат по высоте секционирован на- смесительные и отстойные секции с помощью перегородок 4 и 5 с каналами 6 и 7 для перетока легкой и тяжелой фаз соответственно; коаксиально валу в центральной части аппарата установлены неподвижные цилиндры 8 и 9 с перфорацией на участках, прилегающих к перегородкам 4 и 5. Цилиндры 8 и 9 образуют гидрозатворы 10 и 11 длялегкой и-тяжелой фаз. Перегородки 4 и 5 и гидрозатворы 10 и 11 образуют секционированные отстойные камеры для проконтактировавших фаз. В верхней части аппарат снабжен дополнительной камерой 12 с размещенным на общем валу диспергирующим устройством, выполненным в виде помещенного в кожух 13 транспортирующего шнека 14 и кольцевого инжектора, включающего в кольцевой диффузор 15 и кольцевое сопло, образованное крьш1кой 16 и кожухом 13, разделенное радиальной перегородкой 17.Шнек и кольдевой инжектор крепятся на валу 2 посредством втулки 18.В диффузоре помещена сетка 19. Герметизация вращающегося вала 2 и перегородки 4 камеры 12 осуществляется с помощью втулки 20. Кроме того, в аппарате имеется патрубок 21, приемная камера 22, радиальные лопатки 23, патрубок 24, штуцера 25 и 26, отстойная секция 27, гидрозатвор 28, коалесцирующее устройство 29, насадочная часть 30, сепарационная секция 31, патрубок 32, каналы 33, отстойная секция 34 патрубок 35, штуцер 36,каналы 37, штуцер.38, вакуумлиния 39, линия 40 отвода кислых газов. Аппарат, содержит приборы контроля и автоматики: расходомер 41, анализатор 42 кон центрации фенола, корректкр тощее устройство 43, усилитель 44 сигнала, регулятор 45, датчик 46 расхода экстрагента, регулирующий клапан 47, расходомер 46 фенольной воды,, датчик 49, вычисляющее устройство 50, датчик 51 уровня, приемное устройство 52 сигнала, корректор 53 сигнала, регуляторы 54 и 55 расходов фенольной воды и кислых газов соответст3

венно, датчики 56 и 57, регулировочные клапаны 58 и 59.

Аппарат для очистки промьшшенных фенольных сточных вод работает следующим образом.

Тяжелая фаза через патрубок 21 подается в приемную камеру 22 вращающегося сопла инжектора, откуда с помощью радиальных лопаток 23 отбрасывается в верхнюю камеру сопла, образованного крьшкой 16 и перегородкой 17, и далее под действием центробежной силы смесь капель и струй фенольной воды выбрасывается в диффузор 15 инжектора, и жектируя поступающую через патрубок 24 в камеру 12 смесь кислцх газов (сероводород и окись углерода). Образующаяся высокодисперсная эмульсионная смесь воды и кислых газов, интенсивно взаимодействуя между собой, при движении в диффузоре ударяется о металлическую сетку, благодаря чему происходит дальнейшее дробление тяжелой фазы (фенольной воды) с обновлением межфазной поверхности. При выходе из диффузора проконтактировавшие фазы сепарируются. Газ заполняет верхнюю часть камеры, а жидкость - ее нижнюю часть, откуда она шнеком 14 подхватывается и транспортируется в нижнюю камеру кольцевого сопла, образованную кожухом 13 и перегородкой 17, и далее под действием центробежных сил тяжелая фаза (фенольная вода) выбрасывается в диффузор, инжектируя смесь кислых газов.

Очищенная от аммиака и кислорода воздуха фенольная вода через штуцера 25 и 26 поступает в нижнюю часть отстойной секции 27 и далее - через гидрозатвор 28 и смесительную секцию колонны, куда поступает с нижерасположенной секции отстаивания легкая фаза (например, диизопропиловый эфир или другой экстра1гент) . При вращении мешалок 3 создается высокоразвитая межфазная поверхность благодаря интенсивному дроблению взаимодействукмцих фаз. Перемешанные фазы отбрасываются к периферии камер смешения. Пройдя коалисцирующее устройство 29, выполненное, например, из металлической проволоки, капли тяжелой фазы когшесцируют, далее поступают в насадочную часть 30, выполненную из набора радиальных криволинейных пластин. В каналах, обра

24494

зованных криволинейнымирадиальными

пластинами, благодаря тонкослойному ламинарному течению и действию центробежных сил происходит дальнейшая сепарация фаз. Отсепарированная тя желая фаза по каналам 7 поступает в сепарационную секцию 31. Окончательно отсепарировавшись, тяжелая фаза через гидрозатвор 11, образованный неподвижными цилиндрами и патрубком 32, по каналам 33 поступает в нижерасположенную смесительную секцию. Пройдя все секции контакта, сепарированная тяжелая фаза поступает в отстояную секцию 34, откуда через патрубок 35 выводится из аппарата. Легкая фаза через штуцера 36 и 38 поступает в нижнюю смесительную секцию. Проконтактировав и пройдя с0парационные элементы по каналам 6, легкая фаза поступает в сепарационные секции 31. Окончательно отсепарированная легкая фаза через гиДрозатворы 10, образованные цилиндрами 9 и патрубками 32, по каналам 37 поступает в вышерасположенную смесительную секцию. Пройдя все ступени контакта и сепарирования, легкая фаза поступает в секцию 27, откуда через штуцер 38 легкая фаза выводится из ап парата. Благодаря наличию перегородок 4 и 5 с каналами 6 и 7 и гидрозатворов 10 и 11 организуется направленное движение фаз и хорошая их сепарация с созданием четкой границы

5 раздела фаз в секциях.В случае остановки аппарата в гравитационных отстойных секциях остаются тяжелая tf легкая фазы, следовательно, предлагаемый аппарат очень быстро выводится на рабочий режим.

Для повьшения интенсивности про-. цесса извлечения фенола из сточных

5 вод целесообразно диспергировать тяжелую фазу, для чего при пуске аппарата в работу после остановки вначале подают в аппарат при вращающемся вале только легкую фазу. Подачу в

0 аппарат тяжелой воды следует начи,нать только тогда,когда из аппарата начинает выходить через шт5щер 38 легкая фазы. При пуске аппарата после его вскрытия, например, ремонта, осмотра, и т.д., аппарат постепенно заполняется легкой фазой при открытом штуцере 38 с целью вытеснения воздуха из аппарата. Освобождение доS

полнительной камеры 12 от воздуха производится по вакуум-линии 39.

В рабочем режиме насыщенные аммиаком и кислородом воздуха кислые газы отводятся из аппарата по линии 40

В качестве примера на фиг,1 приведена схема автоматического регулирования работы аппарата для очистки промьпнпенных фенольных сточных вод. Выход очищенной фенольной воды (рафината) из аппарата измеряется расходомером 41, концентраци фенола в рафинате измеряется анализатором 42 качества. Выходные сигналы из датчиков поступают на устройство 43, вычисляющее содержание фенола в рафннате, выходной сигнал которого, пройдя через усилитель 44 сигнала для изменения коэффициента усиления, корректирует задание регулятору 45 расхода зкстрагента. Переменной величиной регулятора 45 является выход с датчика 46 расхода экстрагента Сигнал управляющего воздействия с регулятора 45 поступает на регулирующий клапан 47, который изменяет количество экстрагента пропорционально содержанию фенола в рафинате.

Расход очищенной от аммиака и кислорода воздуха фенольной воды, измеряется расходомером 48, а концентрация фенола в ней- - анализатором качества. Выходные сигналы из датчиков поступают на устройство 50, вычисляющее содержание фенола в воде

496

поступающей на экстракцию. Количество удаленного из воды аммиака и кислорода воздуха зависит от интенсивности циркуляции воды в камере 12, которая, в свою очередь, определяется уровнем жидкости в камере (степенью погружения транспортирующего шнека в жидкость). Выходные сигналы от датчика 51 уровня и устройства 50 поступают в устройство 52, выходной сигнал которого проходит через корректор 53 для изменения коэффициента усиления, корректирует задание регулятором 54 и 55 расхода

фенольной воды и кислых газов. Переменной величиной регуляторов 54 и 55 является выход с датчиков 56 и 57 расхода воды и кислых газов соответственно Сигналы управляющего воздействия с регуляторов 54 и 55 поступают на регулировочные клапаны 58 и 59, которые изменяют количество кислых газов пропрр1щонально, а количество фенольной воды - обратно

|Пропорционапьно содержанию фенола в воде, поступающей на экстракцию.

При необходимости очистки легкой фазы аналогично камере 12 может быть установлена камера в нижней части

аппарата..

Применение предлагаемого аппарата для очистки промышленных фенольных сточных вод позволит достичь степени извлечения 95-97%. --©--Л 1М Фиг.1 wr насосу

20

Фиг.2

АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЬИЛЕННЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СТОЧНЫХ ВОД, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, секционированный на смесительные и отстойные секции, установленньш по оси корпуса вращающийся вал с нешалками, помещенными в смесительные секции, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки, он снабжен дополнительной камерой с размещенным на общем валу диспергируюлщм устройством, выполненным из кожуха, размещенного в нем транспортирующего шнека и кольцевого инжектора, при этом транспортирующий шнек выполнен коническим и его большее основание размещено в камере кольцевого сопла инжектора, а диффузор инжектора .снабжен сетками.