Установка нейтрализации дымовыми газами щелочных регенерационных сточных вод Советский патент 1992 года по МПК B01J49/00 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано на тепловых электростанциях в процессе водоподготовки ионным обменом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является установка нейтрализации щелочных сточных вод дымовыми газами, содержащая аппарат для нейтрализации сточных вод Н-катионитовых и анионитовых фильтров, бак сбора щелочных стоков, соединенный с аппаратом для нейтрализации посредством трубопровода с насосом-дозатором, бак приема нейтрализованных стоков, снабженный рН-метром, трубопровод подачи дымовых газов с вентилятором и регулятором расхода, исполнительный механизм которого связан с выходом сигнала рН-метра.

Наличие рН-метра в схеме установки позволяет автоматизировать контроль и управление процессом нейтрализации стоков, однако сброс этих стоков в окружающую среду сохраняется, что ведет к дополнительному расходу свежих химреагентов в процессе водоподготовки и загрязнению окружающей среды.

Цель изобретения - сокращение количества сбрасываемых в окружающую среду стоков и возможность использования нейтрализованных стоков для регенерации Na- катионитного фильтра при водоподготовке.

Поставленная цель достигается тем, что установка нейтрализации щелочных сточных вод дымовыми газами, содержащая Ю О

О

JN3

парат для нейтрализации сточных вод Н-ка- тионитовых и анионитовых фильтров, бак сбора щелочных стоков, соединенный с аппаратом для нейтрализации посредством трубопровода с насосом-дозатором, бак приема нейтрализованных стоков, снабженный рН-метром, трубопровод подачи дымовых газов с вентилятором и регулятором расхода, исполнительный механизм которого связан с выходом сигнала рН-метра, снабжена осветлителем сбросных вод для осаждения и удаления ионов жесткости, баком для приготовления содового раствора и дополнительным баком для сбора кислых стоков, причем ввод осветлителя связан с выходами баков сбора кислых и щелочных стоков и бака приготовления содового раствора, вход последнего связан через насос дозатор с баком сбора щелочных стоков и с трубопроводом подачи дымовых газов, а вы- ход раствора из осветлителя связан с входом этого раствора в аппарат нейтрализации.

Это позволяет полностью удалить изгоб- рабатываемой воды ионы жесткости Са + и Мд2+ и использовать полученный осветлен- ньи раствор, являющийся смесью солей натрия, для регенерации Na-катионитовых фильтров в схеме водоподготовки вместо применяемой поваренной соли и тем самым реализовать экономию химического реаген- та, а также уменьшить сброс сточных вод в окружающую среду.

На чертеже показана принципиальная схема установки для нейтрализации щелочных сточных вод дымовыми газами.

Установка содержит бак 1 сбора кислых сточных вод, соединенный через насос-дозатор 2 с осветлителем 3, бак 4 сбора щелочных сточных вод, соединенный через насос-дозатор 5 с баком 6 приготовления содового раствора и параллельно с осветлителем 3, который в свою очередь связан на выходе осветленного раствора с аппаратом 7 для нейтрализации щелочных вод. На выходе из последнего установлен бак 8 при- ема нейтрализованных стоков с рН-метром 9. Установка содержит также трубопровод 10 подачи дымовых газов в аппарат 7 и бак 6 с вентилятором 11 и регулятором расхода 12. Трубопровод подключен к дымовой тру- бе 13. Выход сигнала с рН-метрз связан линией 14 с исполнительным механизмом 15 регулятора 12 расхода дымовых газов. Аппарат 7 для нейтрализации содержит внутреннее кольцо 16 и два кольцевых кол- лектора 17 и 18 для раздачи осветленного раствора и дымовых газов соответственно. Верх аппарата 7 и бака 6 приготовления содового раствора снабжены каплеуловите- лями 19. Выход газа из аппарата связан

линией 20 с баком 6. Между линией 20 и трубопроводом 10 выполнена перемычка с запорным устройством 21. Осветлитель 3 снабжен патрубком 22 для вывода из него шлама. Бак 8 снабжен линией 23 подачи осветленных нейтрализованных стоков на Na-катионитовые фильтры (на чертеже не показано). Линия 23 снабжена патрубком 24 сброса избыточных вод в канализацию.

Установка работает следующим образом,

Отработанный кислый раствор после регенерации Н-катионитового фильтра поступает в бак сбора кислых стоков. Состав кислых стоков, полученных при регенерации фильтра 1,5%-ным раствором H2S04 следующий:

Сн+ 75-80 мг-зкв/л

Сса2ч-90-93 мг-экв/л

Смд 4 15-30 мг-экв/л

CNa 104-116 мг-экв/л

Сзо42-260-300 мг-экв/л

Раствор насосом-дозатором 2 подается в осветлитель 3, Туда же поступают щелочные стоки из бака 4 с помощью насоса-дозатора 5.

Состав щелочных вод, полученных при регенерации анионитовых фильтров 4%- ным раствором NaOH следующий:

МГ-ЭКВ/Л

Снсдз 11,5-134 мг-экв/л

Cso 241-346 мг-экв/л

Cci 268-288 мг-экв/л

Сзюз2 27-28 мг-экв/л

Сон 300-340 мг-экв/л

От 1 /3 до 1 /2 щелочных стоков подается в бак 6 для приготовления содового раствора, где избыток щелочи превращается сначала в соду под воздействием углекислого газа, содержащегося в дымовых газах, подаваемых по линиям 10 и 20. по формуле

20Н +2С02 - 2РСОз

Из бака 6 раствор с содой поступает в осветлитель 3, где происходит образование. осаждение и удаление ионов жесткости в результате следующих реакций

20Н - -Мд24 МдЮН)2 ;

ОН НСОз СОз2+Н20

С032 Са2+ СаСОз vSi032 + Ca2r CaSiO

При очень малой растворимости этих солей: ПРсаСОЗ-2,9., ПРмдон2 5,, nPcaSi03 6,6 10 достигается, практически, полное их осаждение и удаление из осветлителя 3 через патрубок 22 в виде шлама, который может быть после обезвоживания использован в качестве сырья для производства строительных материалов.

Осветленный раствор, представляющий собой смесь солей натрия: N а СI.

Na2S04, №зСОз и небольшого избытка щелочи, подается в аппарат 7 для нейтрализации через кольцевой раздающий коллектор 17. В расположенный под ним раздающий кольцевой коллектор 18 подаются дымовые газы, содержащие кислые компоненты в виде S02; ЗОз; С02. Дымовые газы всплывают в виде пузырьков в кольцевом зазоре, образованном стенками аппарата 7 и внутренним кольцом 16. Пузырьки увлекают за собой осветленный раствор, поступающий в аппарат через коллектор 17. В результате происходит взаимодействие щелочи и соды с кислыми компонентами газа по формулам

2NaOH+ S02 - N32S03+ N20

NaOH+ЗОз + Na2S04 -+H20

N32C03+ С02+ Н20 2NaHC03

При этом происходит нейтрализация раствора до значения рН 6,5-8,1. После ап- парата 7 раствор может быть использован в качестве регенерационного раствора для Na-катионитового фильтра, вместо свежего водного раствора поваренной соли (NaCI), так как он представляет собою примерно 2%-ный раствор солей натрия (1,2-1,4 №2504 0,6-0,8 NaCI; 0,04-0,06 №НСОз; 0,08-0,12 NaaSO). И только избыток раствора сбрасывается в канализацию с помощью патрубка 24.

В результате использования предлагаемого изобретения достигается значительный экономический эффект за счет экономии поваренной соли, являющейся ценным сырьем для химической промышленности; уменьша- ется объем вредных стоков и содержание в них солей, снижается расход свежей воды на собственные нужды водоподготовки,

очищаются от вредных примесей значительные объемы дымовых газов. Осадок из осветлителя может быть использован в качестве сырья в производстве строительных материалов.

Формула изобретения Установка нейтрализации дымовыми газами щелочных регенерационных сточных вод ионитовых фильтров при водоподготовке, содержащая аппарат для нейтрализации сточных вод Н-катионитовых и анионитовых фильтров, бак сбора щелочных стоков, соединенный с аппаратом для нейтрализации посредством трубопровода с насосом-дозатором, бак приема нейтрализованных стоков, снабженный рН-метром, трубопровод подачи дымовых газов с вентилятором и регулятором расхода, исполнительный механизм которого связан с выходом сигнала рН-метра, отличающаяся тем, что, с целью сокращения количества сбрасываемых в окружающую среду стоков и возможности использования нейтрализованных стоков для регенерации Na-катионитного фильтра при водоподготовке, установка дополнительно снабжена баком для сбора кис- лых стоков, баком для приготовления содового раствора и осветлителем сбрасываемых стоков, причем ввод осветлителя связан с выходами баков сбора кислых и щелочных стоков и бака приготовления содового раствора, вход которого связан через насос-дозатор с баком сбора щелочных стоков и с трубопроводом подачи дымовых газов, а выход раствора из осветлителя связан со входом этого раствора в аппарат для нейтрализации.

Изобретение относится к защите окружающей среды и может быть использовано в процессе водоподготовки на тепловых электрических станциях. Цель изобретения экономия химреагента для регенерации Na- катионитовых фильтров при водоподготов- ке путем замены водного раствора этого реагента нейтрализованными стоками и уменьшения сброса этих стоков в окружающую среду. Установка содержит аппарат для нейтрализации щелочных вод, баки для сбора кислых и щелочных стоков, соединенные с аппаратом трубопроводами с насосами- дозаторами, бак приёма нейтрализованных стоков с рН-метром, трубопровод подачи дымовых газов с вентилятором и регулятором расхода, исполнительный механизм которого связан линией с выходным сигналом рН- метра. Установка снабжена также осветлителем для осаждения и вывода ионов жесткости и баком приготовления содового раствора. 1 ил.