Способ обезвоживания суспензий твердых отходов и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B01D1/14 C02F11/12 

Изобретение относится к технологии обезвоживания суспензий и извлечения из них твердых веществ для дальнейшего использования, в частности оно относится к непрерывному процессу обезвоживания (успензий с использованием псевдоожижа- ющего масла и поверхностно-активного t ещества (ПАВ), которые в данном процес- с е удаляют путем испарения и рециркулиру- ют.

Целью изобретения является повыше- I- ие эффективности обезвоживания суспензий.

На фиг. 1 показана технологическая схе- niia устройства по одному варианту изобретения, в котором в качестве сжижающего и асла используется тяжелое масло (на схе- iu e представлены узлы сепарации, кристаллизации и рециркуляции ПАВ); на фиг. 2 - технологическая схема устройства по друго- ь у варианту изобретения, в котором в качестве ожижающего масла применяется легкое масло, а в сырье не содержится натурального масла; на фиг. 3 - технологическая схема устройства дополнительного варианта изобретения, в котором в качестве ожижающего масла применено легкое масло, а сырье содержит натуральное масло (на схеме показаны узлы сепарации, кристаллизации и рециркуляции ПАВ); на фиг. 4-6 - схемы, вытекающие из схем на фиг, 1-3, соответственно, конкретных примеров с указанием количества обрабатываемых материалов и операций обработки вместе с равновесными условиями, материальными балансами по маслу, твердым частицам и ПАВ в равновесных условиях для каждого конкретного случая.

Процесс обезвоживания по данному изобретению основан на трех концепциях, сочетание которых ранее не использовалось для испарительного обезвоживания

Ё

00 CJ XI

ю

145

ел

СА

влажных твердых веществ. Это прежде всего применение ПАВ вместе с ожижэющим маслом; организация непрерывного про цесса и извлечение ПАВ и ожижающего масла либо раздельно, либо вместе и их рециркуляция либо отдельно, либо вместе обратно в процессе для повторного использования.

Способ включает смешение исходной суспензии твердых,отходов, ожижающего масла и поверхностно-активного вещества в ожижающей емкости для получения смеси, которая остается жидкой и пригодной для перекачки насосом после удаления практически всей воды, с последующей обработкой полученной смеси из твердых частиц, воды, ПАВ и масла на стадии или стадиях обезвоживания путем выпаривания, благодаря чему практически вся вода испаряется и в дальнейшем извлекается. После обезвоживания из твердых частиц выделяется сжижающее масло.

В случае, когда ожижающим маслом служит легкое масло, т.е. маловязкое, относительно летучее масло, а обрабатываемые твердые частицы содержат в себе или сопровождаются натуральным маслом, причем это масло чаще всего является относительно тяжелым, нелетучим маслом, то твердые частицы промывают в центрифу- re рециркулирующим легким маслом. Все масло, несущее по крайней мере некоторое количество ПАВ, удаляют в сепарирующее устройство, например в кристаллизатор, где ПАВ может кристаллизовываться и отде- ляться центрифугированием, фильтрацией или другим приемлемым способом. Кристаллизованное ПАВ может рециркулиро- вать в ожижитель, тогда как легкое масло, содержащее натуральное масло, загружают в колонну отдувки для извлечения натурального масла, которое затем выводят из системы для внешнего использования или на продажу, или смешивают с твердыми частицами из обезмасливателя.

Если высушиваемый материал не содержит натурального масла, то твердые частицы промываают конденсатом легкого масла из испарителя и легкое масло из этой ступени рециркулируют вместе с содержа- щимся в нем ПАВ в емкости ожижения.

Если в процессе сушки применяют тяжелое масло, например триглицеридное или нелетучее масло, то твердые частицы после выпаривания центрифугируют для от- деления от них масла. Это масло делят на две части, одну из которых непосредственно рециркулируют в емкость ожижения, тогда как другую часть направляют в кристаллизатор для кристаллизации ПАВ,

которое затем отделяют от масла путем центрифугирования или фильтрации. ПАВ впоследствии рециркулируют в емкость ожижения через сборник масла из центрифуги и масло загружают в центрифугу для промывки ПАВ, не содержащего твердых частиц.

Как было отмечено выше, сжижающее масло может быть либо легким маслом, либо тяжелым маслом. Под легким маслом подразумевают масло, имеющее температуру ки- пения в диапазоне приблизительно 250-600°F (121-315°С), которое было фракционировано, дистиллировано или компаундировано из нефтяного масла.

Тяжелыми маслами могут быть тригли- церидные масла или нефтяные масла. Триг- лицеридными маслами могут быть масла, экстрагированные мз животных жиров, например из говяжьего жира, свиного жира, куриного жира, рыбьего жира и т.п. Этими маслами также могут быть масла, экстрагированные из растительных источников, например из соевого масла, хлопкового масла, масла кокосовых орехов, масла земляных орехов и т.п. Под нефтяным маслом подразумевают масло, практически не содержащее фракции,, летучей в условиях температуры и давления для способа обезвоживания по настоящему изобретению.

Суспензии, обрабатываемые по способу настоящего изобретения, должны содержать твердые частицы: размером как правило не более 6,35 мм. Однако допустимо применение и частиц большего размера при условии увеличения просвета между теплообменными поверхностями. Большие частицы могут дробиться до нужного размера или измельчаться с помощью существующих методов. Испарительная сушка влажного материала наиболее эффективна в том случае, когда размеры частиц малы, частицы одинаковы по размеру и равномерно диспергированы в среде циркулирующего ожижающего масла. В идеальной смеси частицы смеси после ее выдержки в течение некоторого периода времени без перемешивания снова становятся суспендированными после того, как смесь вновь просто перемешивают.

При использовании гранулированного материала, например зерен или гранул, ПАВ будет предотвращать коагулирование гранул. В случае применения поверхностно- активного вещества оно будет способствовать получению частиц одинакового размера, находящихся во влажном состоянии в масле.

Изменение количества ПАВ будет приводить к уменьшению или увеличению размера частиц и потому этот прием может спользоваться для получения заранее за- анного размера частиц и. следователь- о. содержания масла в целевой сухой астице.

Большая часть этих ПАВ соответствует по качеству пищевым продуктам и может применяться в случае, когда конечный про- укт предназначен для потребления челове- ом или в качестве пищи для животных. ебольшое количество ПАВ, которое оста- тся в сухих частицах целевого продукта, удет улучшать их воспроизведение при до- авлении к воде с другими ингредиентами ри приготовлении пищевого рациона.

ПАВ может действовать также как эмуль- ификатор для смеси вода-масло-твердые астицы для получения более гомогенного репарата. Кроме того, оно может улучшать свойства связывания воды пищевых продук- ов, например хлеба, тортов, пюре и т.д.

Конкретные характеристики, которыми олжны обладать ПАВ, используемые для ислергирования смоченных водой твердых зстиц в масле, следующие: растворимость масляной фазе; число гидрофильно-ли- офильного баланса 8-13,3, предпочти- эльно 9-11; устойчивость к разложению в рабочих условиях температуры и давления

энного процесса; если твердые частицы, подвергаемые сушке в процессе, напри- ер в процессе Карвера-Гринфельда, предназначены для потребления человеком и животными, они должны отвечать трепаниям к пищевым продуктам и лекарст- м; пренебрежимо малая летучесть при бочих условиях температуры и давления процессе.

В предпочтительном варианте ПАВ п эименяют в количествах примерно от 0,05 д) 10% от веса сжижающего масла и обычно п эедпочитают ПАВ неионного типа. Они мо- быть частью класса соединений, напри- м|ер моноглицеридов и диглицеридов, вестных на рынке под торговыми названи- 1и ARLACEI производства ICI оф Юнайтед ейтс, Инк;. Д1)Р-ЕМ производства Дарки И дастрил фуде оф Огайо и EMEPEST про- водства Эмери Индастриз, Инк., Южная ролина; зфиры жирных кислот полиоксэ- ленсорбитановые, известные на рынке д торговым названием TWEEN производ- ва ICI оф Юнайтед Стейтс, Инк., ДУРРАХ юизводства Дарки Индастриал с&удс оф айо, и EMSORB производства Эмери Ин- стриз, Инк., оф Саутс Калолайн; полиокК

п

сиэтиленсорбитоловых эфиров под торговым названием ATLOX производства ICI оф Юнайтед Стейтс, Инк., полигрицеро- выми эфирами жирных кислот под торговым названием SANTONE производства Дарки Индастриел Фудс оф Огайо; сорбита- новых эфиров жирных кислот, известных под торговым названием SPANS производства ICI оф Найтед Стейтс, Инк., и EMSORB производства Эмери Индастриз, Инк.; сульфированных масел производства Сульфо Корпорэйшн оф Нью Джерси; и лицитином производства Централ Сойа Инк. оф Иллинойс.

Число HLB (гидрофильно-липофильный баланс) может выбираться для любого из перечисленных выше соединений или может быть получено путем смешения двух или большего количества этих соединений для получения требуемого числа HLB.

Эффективность предложенного способа становится очевидной из следующих примеров.

Пример 1. Остаток после ферментации зерна смешали с подвергаемым сушке промасленным зерном. После загрузки этой смеси в испаритель и создания в нем вакуума с подводом тепла скорость нагнетания составляла 0,189 л/с. После добавления ПАВ скорость нагнетания возросла до 1,5 л/с. В этом примере в качестве ПАВ использовали полиглицероды олеиновой кислоты в количестве 0,45% от веса ожижа- ющего масла.

Масляная фаза суспензии из масла и смоченных водой частиц, приготовленная соответствующим образом с использованием ПАВ, как было описано выше, контактировала с металлическими поверхностями теплообменника, паровой камеры и трубопроводов. При этом не наблюдали коррозии металлических частей при обезвоживании окисленного материала в масляной среде.

При использовании ПАВ в процессе сушки смоченных водой твердых частиц в масляной среде наблюдалось подавление пенообразованмя. Благодаря ПАВ пары выделяются намного быстрее в виде пузырей большего размера, которые не накапливаются и не создают слоя пены, способного оседать в системе испарения.

На фиг. 1 влажное сырье поступает в аппараты по линии 2 слева и направляется в емкость ожижения 4 для смешения с относительно тяжелым, нелетучим ожижающим маслом и рециркулирующим ПАВ, подаваемым по линии 6. Свежий ПАВ добавляют по необходимости по линии 1 для восполнения малых потерь из системы на сухих твердых частицах продукта.

Насос 10 перемещает полученную смесь из масла, ПАВ и влажного сырья из емкости 4 через соединительную линию или

трубопровод 12 и дроссельный клапан 14 к трубному пучку или области испарения первой ступени 16 трехступенчатого испарителя или испарителя тройного действия. На каждой ступени испарителя удаляется примерно одна треть воды из влажной исходной смеси, подаваемой в аппарат, В начале работы по линии 6 добавляется достаточное количество сжижающего масла, содержащего рециркулирующее поверхностно-активное вещество с тем, чтобы после испарения воды система или смесь исходного сырья и масла и/или текучих жиров сохраняла способность к перекачке.

В первой ступени испарения 16 отгоняется примерно 1/3 воды при пониженном давлении (51 мм рт.ст. абс.), а температура частично обезвоженного продукта зумпфе или кубе этой ступени поддерживается около 43°С. Греющий пар поступает на первую ступень выпаривания 16 из второй испарительной камеры 19 по трубопроводу 20 при 63°С. Па из паровой камеры 17 первой ступени выпаривания удаляют через соединительную линию 22, по которой пар направляется в конденсатор 24. Там охлаждающая вода конденсирует пар и извлеченная вода или конденсат по линии 26 выводится в горячий колодец28. Суспензию из частично обезвоженного сырья в ожижа- ющем масле и ПАВ непрерывно удаляют из кубовой части первой стадии выпаривания 16 по линии 30 и направляют в.зону испарения второй ступени выпаривания 18.

Во второй ступени выпаривания 18 повторяется процедура аналогичная таковой на первой ступени, за исключением того, что температура в зумпфе или температура продукта поддерживается вблизи 65°С паром, поступающим при температуре около 88°С из испарительной камеры 21 следующей ступени через соединительную линию или трубопровод 32. Около половины воды, оставшейся в ожиженном сырье, удаляется на второй ступени. Дополнительно обезвоженное сырье, ПАВ и масляную суспензию выводят из куба второй ступени выпаривания 18 через соединительную линию 36 и загружают в зону выпаривания третьей ступени выпаривания 34 по способу, который применяли для передачи суспензии между первой и второй ступенями.

На третьей ступени температуру продукта порядка 121°С поддерживают с помощью пара, подаваемого с температурой около из печи-кипятильника 38 по линии 40, Практически обезвоженную суспензию выводят из куба третьей ступени выпаривания 34 по линии 42. Эта суспензия содержит приблизительно 0,075-0.45% воды от веса

всей суспензии, остальное приходится на долю поверхностно-активного веа1ества, содержащего масло. Эта суспензия по существу не содержит воды или является сухой.

Контроль уровня на разных ступенях

выпаривания осуществляют с помощью датчиков уровня, расположенных в зумпфе или кубе каждой ступени, которые передают сигналы к дроссельному клапану, расположенному после насоса, подающего сырье на данную ступень. Как видно из рисунка, датчики уровня в зумпфах с суспензией первой, второй и третьей ступени выпаривания 16, 18, 34 регулируют дроссельные клапаны, установленные на линиях нагнетания суспензии 12, 30 и 36, соответственно. Проиллюстрированная и описанная система регулирования уровня о выпарном аппарате относится к обычным системам данного типа.

Практически обезвоженное ПАВ, масло и твердые частицы.в виде смеси содержатся при соответствующем уровне в зумпфе третьей ступени выпаривания 34 и эта смесь

непрерывно выводится оттуда через линию 42 в центрифугу 44, имеющую секцию с решетчатой корзиной, но перед подачей в центрифугу в эту смесь подают поток тяжелого масла из фильтр-пресса или подобного устройства 56, рециркулирующего по линии 68. Внутри центрифуги 44 основная часть ПАВ и тяжелого масла отделяется от твердых частиц. Отброшенный центробежной силой материал вытекает из центрифуги по линии

50 в сборник отфугованного масла 52 для рециркуляции по линии 6, служащей для подачи масла и ПАВ в емкость ожижения 4. Проходя через центрифугу, твердые частицы поступают в секцию с решетчатой корзиной и там промываются тяжелым маслом, возвращаемым из центрифуги 107 по линии 114. Эта промывка удаляет остаточное количество ПАВ из твердых частиц, а тяжелое масло вытекает из центрифуги 44 по линии

102 в сборник 102.

Насос 103 откачивает смесь тяжёлого масла и ПАВ из емкости 102 и направляет этот материал в ряд кристаллизаторов,

обычно.обозначаемых 104, состоящий из отдельных емкостей с клапанами 104А, 104В, 104С, расположенных параллельно и оборудованных индивидуальными устройствами для косвенного охлаждения. Внутри всей

установки кристаллизаторов ПАВ в поступающей смести тяжелого масла и ПАВ практически непрерывно выкристаллизовывается. что осуществляется путем периодической работы трех аппаратов установки кристаллизации.

При работе установки кристаллизации выходной клапан емкости 104А закрыт, а юдной клапан этой емкости открыт и смесь тяжелого масла и ПЛВ поступает в эту емкость емкости 102. Эта ступень является сту- нью заполнения или загрузки. Емкость 104В была заполнена ранее и ее входной и выходной клапаны закрыты, а охлаждающие устройства находятся в рабочем состоянии. ким образом, вто время, как емкость 104А заполняется, емкость 104В уже заполнена и ней происходит охлаждение с целью кри- аллизации ПАВ из жидкой фазы. Эту сту- нь называют ступенью выдержки. Тем временем емкость 104С, которую загружа- перед загрузкой емкости 104В и выдергают при соответствующей температуре

ю ж о м

лаждения в течение времени, необходи- го для осуществления кристаллизации, крывают и через выпускной клапан из нее вУтекает тяжелое масло и кристаллизированное ПАВ. Эта ступень называется, выгрузкой. Затем подлежит выгрузке емкость 1C 4В, тогда как емкость 104А работает на ступени выдержки, а емкость 104С - запол- нсния, затем будет разгружаться емкость 1С4А, тогда как емкость 104С будет выдерживаться, а емкость 104В заполняться, затем разгружаться будет емкость 104С, тогда к емкость 104В выдерживается, а емкость 1С4А заполняется и такая последовательность повторяется в дальнейшем.

В результате только что описанной опе- ции получают постоянный поток тяжелого мг ела, содержащий кристаллическое поверхностно-активное вещество, который выте- каэт из кристаллизатора 104 по линии 105, вктючающей насос 106, и направляется в центрифугу 107, где кристаллы ПАВ отделяются от тяжелого масла. Тяжелое масло, практически не содержащее ПАВ, покидает центрифугу 107 по линии 114 и течет в сборник 108, из которого оно отводится насосом 103 в линию 114 и рециркулирует в центрифугу 44 для использования в целях.описанной ранее промывки. В том случае, если имеется избыток перерабатываемого масла дл нужд ожижения, что может быть связано с (наличием тяжелого масла, связанного с одным влажным материалом, поступаюм в систему по линии 2, то это масло

и с

Щ1

выдавливаться в виде продукта данно

на

о процесса по линии 114, как изображена рисунке.

Кристаллическое ПАВ из центрифуги 10 выходит по линии 112 и течет в емкость повторного расплава 110, оборудованную нагревательными устройствами и мешалкой 1111 для ускорения процесса плавления. Из емкости 110 ПАВ. по существу не содержащее масла, непрерывно вытекает по линии 112 и насосом 111 направляется в .емкость 52 отфугованного масла для смешения с находящимся в нем тяжелым маслом. Из емко- 5 сти 52 ПАВ рециркулирует вместе с маслом по линии 6 в емкость ожижения 4.

Практически безводные твердые частицы, проходящие через центрифугу 44, после промывки тяжелым маслом для удаления из

10 них остаточных количеств ПАЗ, как уже было описано, покидают центрифугу по линии 54. Материальный поток в этой линии может содержать примерно 25% вес. тяжелого масла и его направляют в фильтр-пресс или

15 экспёллер 56, где содержание Масла в потоке понижается. Полученные практически обезмасленные, а также обезвоженные твердые частицы, теперь уже отвечающие по качеству п родукту, из пресса 56 по линии

0 или транспортером 58 направляются в измельчитель 60. а затем вдуваются по линии 62 с помощью вентилятора 63 в печь-кипятильник 38 для сжигания в качестве топлива в печи или в области горения печи. Если

5 некоторую часть твердых частиц желательно использовать вне системы, например применять в качестве удобрения, то эти частицы можно вывести наружу путем ответвления от линии 62 линии 64.

0 Пар, вырабатываемый в печи-кипятильнике, выводят из печи по линии 40 и налрав- ляют в третью ступень выпаривания 34 в качестве греющей среды для этой ступени. Хотя это и не показано на рис. 1, конденсат

5 этого пара может возвращаться в качестве питательной воды в зону кипения или в водяной контур печи-кипятильника. Кроме того, хотя это также не показано на рис. 1, конденсат греющей среды из второй ступе0 ни выпаривания 18 и первой ступени выпаривания 16 может удаляться вместе с конденсатом паров, покидающих паровую камеру первой ступени выпаривания, вывод которого показан на рис. 1. Этими удаляе5 мыми материалами в основном является . вода, но в них могут присутствовать по крайней мере следы масла. Таким образом, независимо от того обрабатываются ли удаляемые материалы вместе или раздельно, они должны

0 подвергаться операции сепарации или удаления масла, если необходимо получить чистую воду.

Зола, полученная от сжигания целевых твердых частиц или любого твердого топли5 ва в зоне горения печи-кипятильника 38, удаляется оттуда по линии 66. Масло, полученное от сжатия твердых частиц в фильтр- пресс или экспеллере 56, рециркулирует в центрифугу 44 по линии 68, где смешивается с безводной суспензией масло-твердых частиц, подаваемой е эту центрифугу по линии 42. Твердые частицы, покидающие пресс 56 по линии 58 еще содержат некоторое количество тяжелого масла в качестве ожижаю- щего масла, связанного с частицами, вместе с возможными следовыми количествами ПАВ.

Это масло и ПАВ теряется из системы в то время, когда целевые твердые частицы сжигают в качестве топлива в печи-кипятильнике 38 или выводят по линии 64 для наружного потребления. Восполняющее количество ожижающего масла может подаваться в емкость ожижения 4 при условии, что в системе не вырабатывается избыточное количество масла или по крайней мере прерывается равномерная подача масла благодаря использованию обогащенного маслом исходного материала.

На фиг. 2 поток влажных твердых частиц в растворе или дисперсии при недостатке любого природного масла поступает в емкость ожижения 210 по линии 212. ПАВ подается по линии 2.1 Т. Легкое ожижающее масло и рециркулирующее ПАВ поступает в емкость ожижения 210 по линии 214. Жидкая смесь в емкости 210 перемешивается мешалкой 216 и затем выводится из этой емкости с помощью насоса 218. Насос 218 подает смесь по линии 220 в зону выпаривания первой ступени или третьего действия испарителя 232 общей сушильной выпарной установки или системы, В выпарном аппарате 222 вода и часть легкого масла отгоняется путем кипячения под давлением ниже атмосферного, которое в обычном случае может составлять около 50-250 мм т.ст. Температура частично обезвоженного и частично обезмасленного продукта первой ступени выпаривания отклоняется от температуры входящей смеси ПАВ и влажных твердых частиц в легком масле в диапазоне примерно 21-121°С, а предпочтительно около 32-79°С, в зависимости от давления в выпарном аппарате. Первая ступень обогревается смешанным потоком пара-и- легкого масла из линии 224, который имеет температуру на 11-22° выше, чем температура частично обезвоженого ПАВ и влажных частиц в масляной смеси, и который поступает из паровой камеры предшествующей или второй ступени выпаривания. Конденсат греющего пара выводится по линии 226, которая встречается с линией 228 в точке пересечения Т. Этот конденсат по линии 228 подводят к сепаратору вода-масло 230. Смесь паров воды и легкого масла, полученная в результате частичного обезвоживания поступающей смеси ПАВ и влажных твердых частиц в легком масле, удаляют

из паровой камеры выпарного аппарата 222 по линии 234 в поверхностный конденсатор 236, внутри которого поддерживают частичный вакуум с помощью вакуум-насоса 238,

соединенного с поверхностным конденсатором 236 вакуумной линией 240.

Смесь паров воды и легкого масла, поступающая в поверхностный конденсатор 236 по линии 234, конденсируется охлажда0 ющей водой, входящей в конденсатор по линии 242 и покидающей конденсатор по линии 244. Смешанный конденсат теплой воды и легкого масла выводят из конденсатора по линии 246 в сепаратор вода-масло

5 230.

Внутри сепаратора 230 масло-вода смесь воды и легкого масла разделяется на легкое масло и частично осветленную воду, содержащую некоторое количество легкого

0 масла. Отделенное легкое масло выводится из сепаратора масло-вода 230 по линии 248 и поступает в центрифугу с решетчатой корзиной 201 для промывки отфугованных твердых частиц, не содержащих ПАВ.

5 Частично осветленную воду выводят из сепаратора масло-вода 230 по линии 254 в коагулятор 256. Внутри коагулятора 256 частично осветленная вода, содержащая некоторое количество легкого масла, разде0 ляется на легкое масло и чистую воду. Отсе- парированное легкое масло выводят из коагулятора 256 по линии 258, которая встречается с линией 248 в точке Т и обязательно направляется в центрифугу с ре5 шетчатой корзиной 201. Часть масла из коагулятора 256 рециркулирует в линию 214 по линии 259. Чистая целевая вода выводится из коагулятора 256 по линии 260. При необходимости часть целевой воды может

0 повторно использоваться в любой точке системы. С другой стороны, извлеченную воду можно хранить в резервуаре для дальнейшего использования для нужд, где требуется практически чистая вода.

5 Частично обезвоженная смесь ПАВ и влажных твердых частиц в легком масле из испарителя 222 непрерывно выводится по линии 262 с помощью насоса 264. Частично обезвоженная и частично обезмасленная

0 смесь по линии 262 нагнетается в зону испарения второй ступени 266 выпаривания. Во второй ступени выпаривания происходят операции, аналогичные таковым в первой ступени, за исключением того, что на

5 данной ступени более высокое давление. Давление на каждой последующей стадии выпаривания несколько выше, чем на предыдущей стадии, и на последней ступени достигает атмосферного давления. Тем- пература дополнительно обезвоженного и

оэезмасленного продукта на второй ступени выпаривания находится в диапазоне примерно 38 204°С, предпочтительно 51- 176°С, в зависимости от давления в выпарном аппарате. Греющей средой является с лесь паров воды и легкого масла, которая и иеет температру примерно на 11-22°С вы- u e температуры суспензии или целевого материала, покидающего вторую ступень выпаривания. Смесь греющих паров посту- пает по линии 268 из первой камеры третьей ит последующей ступени выпаривания. Конденсат смешанного греющего пара вы- вэдится из второй ступени .выпаривания 256 по линии 228 и поступает в сепаратор масло-вода 230. Как было упомянуто вы- u е, смесь паров воды и легкого масла, пол- у(енная в результате дополнительного о эезвоживания частично обезвоженной и оэезмас- ляной смеси ПАВ и водных твер- длх частиц в легком масле, удаляют из па- рэвой камеры второй ступени выпаривания 2 56 по линии 224 и используется в качестве греющей среды на первой ступени выпари- вжия222.

Частично обезвоженная и обезмаслен- н зя суспензия ПАВ и влажных твердых частиц в легком масле выводится из второй с упени выпаривания 266 насосом 270 в ли- н но 274 и вводится в зону выпаривания третьей ступени 276 выпаривания.. Давле- н ie на третьей ступени выше, чем на второй с упени и в предпочтительном варианте п зиблизительно равно атмосферному. Тем- п гратура продукта на третьей ступени выпа- рчвания 276, т.е. суспензия из ПАВ и Ti ердых частиц в легком масле, содержащая п зимерно 0,075% вес. воды от веса всей С спензии, больше чем на второй ступени в спаривания 266 и находится в диапазоне п имерно 38-204°С, а в предпочтительном варианте около 65-177°С. Греющей средой д|я третьей ступени выпаривания 276 слу- жлт пар с температурой примерно на 16- выше температуры продукта, т.е. по существу безводной суспензии ПАВ и твер- д MX частиц в легком масле. Этот пар вырабатывается в печи-кипятильнике 277 и передается на третью ступень 276 выпари- влния по линии 278. Конденсат греющего пара выводят по линии 280 и возвращают в почь-кипятильник. Как уже отмечалось, смешанный поток водяного пара и паров легкого масла, полученный в результате дальнейшего обезвоживания и обезмасли- вмни я суспензии ПАВ и твердых частиц в легком масле, причем обезвоживание проводится по существу до сухого состояния, улаляется из паровой камеры третьей ступени выпаривания 276 по линии 268 и используется в качестве греющей среды по второй ступени выпаривания 266.

По существу безводная суспензия ПАВ и твердых частиц в легком масле выводится из зумпфа или куба третьей ступени выпаривания 276 и насосом 282 по линии 284 нагнетается в центрифугу с решетчатой корзиной 201, где под действием центробежных сил основная часть ПАВ и легкого масла отбрасывается от твердых частиц. Отброшенный материал вытекает из центрифуги по линии 288 в сборник легкого масла 250. Перемещаясь через центрифугу, твердые частицы поступают в секцию с решетчатой корзиной и там промывается легким маслом, возвращаемым по линии 248. Эта промывка удаляет остаточное количество ПАВ из твердых частиц и отброшенная часть смеси легкого масла и ПАВ вытекает из центрифуги по линии 289 в сборник легкого масла 250, так что помощью двух линий 288 и 289 в эту емкость поступает по существу все количество ПАВ и почти все количество легкого масла, т.е. сжижающего масла, проходящего через систему. Легкое ожижающее масло и ПАВ, находящиеся в емкости 250, выводятся оттуда насосом 290 в линию 214 и через эту линию разгружаются в емкость ожижения 210 для рециркуляции через систему.

Твердые частицы с сорбированным на них остаточным количеством легкого масла выходят из центрифуги с решетчатой корзиной 201 и поступают по трубопроводу 296 в бункер с активным днищем 294, Активное днище бункера 294 заставляет твердые частицы перемещаться к выходу из бункера, где они под действием силы тяжести через трубопровод 298 поступают в обезмаслива- тель кокса 300. При необходимости обез- масливаетль может -снаружи обогреваться паром, вырабатываемым в печи-кипятильнике 277, который поступает в паровую рубашку 302 по линии 304. Конденсат из паровой рубашки выводится по линии 306 и возвращается в печь-кипятильник. Продувочный пар, вырабатываемый в печи-кипятильнике 277, по линии 304 подводится к линии 308, причем обе линии соединяются в точке Т, и по линии 308 в обезмасливатель 300, где упомянутый пар непосредственно соприкасается с твердыми частицами, несущими легкое масло, и испаряет упомянутое легкое масло при температуре ниже его обычной температуры кипения. Отходящий продувочный пар и испаренное легкое масло выводятся из обезмасливателя поли- нии311.

Твердые частицы, не содержащие сорбированного легкого масла, выгружаются из обезмасливателя 300 под действием силы

тяжести через трубопровод 314 в бункер с активным днищем 316. Винтовой транспортер на днище бункера 316 перемещает частицы к выходу из бункера, где упомянутые твердые частицы, не содержащие ожижаю- щего легкого масла, а также находящиеся по существу в сухом состоянии, по яинии 318 выгружаются в измельчитель или дробилку 319. С помощью измельчителя 319 частицы уменьшаются до гранул меньшего размера, если они не имели вид порошка, и из из-, мельчителя они по линии 320 перетекают во вращающийся (поворотный) клапан 321, с помощью которого частицы могут направляться либо в линию 322, либо в линию 323; Линия 322 ведет к собирающему или упаковочному оборудованию и через эту линию твердые частицы могут быть выведены из системы для использования снаружи представленной установки, Линия 323, показанная как работающая в соответствии с установкой клапана 321, ведет к всасывающей линии нагнетателя 324 и этот нагнетатель по линии 325 выводит измельченные твердые частицы в зону горения печи-кипятильника 277, где они используются в качестве топлива.

Отходящий продувочный пар и испаренное легкое масло, выходящее из обесмалм- вателяЗОО.полинииЗЮ вводится во вторую ступень выпаривателя 266, где смешанный пар служит испаряющим теплом для упомянутой второй ступени выпаривания. Поскольку вторая ступень выпаривания работает при более низком давлении, чем атмосферное давление,, то клапан 326, оборудованный датчиком давления, располагается на линии 310 и служит для поддержания в обезмасливателе несколько более низкого давления, чем атмосферное давление. Поэтому стадию обезмасливания проводят при по существу атмосферном давлении. Таким образом в представленном варианте энергии отходящего продувочного пара и испаренното легкого масла полезно утилизируются за счет использования этого тепла на второй ступени выпаривания 266. Конденсат греющего пара и испаренного легкого масла выводят из второй ступени выпаривания по линии 288 и направляют в сепаратор масло-вода 230. Хотя отходящий продувочный пар и испаренное легкое масло из обезмасливателя 300 используют в качестве тепла, подаваемого для испарения на вторую ступень выпаривания 266, следует иметь в виду, что энергия этой смеси паров может быть утилизирована как тепло, подаваемое на первую ступень выпаривания 222 или, в действительности, на любую ступень выпаривания в системе, за исклю

0

0

5

чением оболочки третьей ступени выпаривания 276 или/и в любом случае в последней ступени выпаривания. Это связано с тем. что масло, содержащееся в этих парах, будет загрязнять конденсат, возвращаемый в печь-кипятильник 277 по линии 280. а также с тем, что температура паров может быть недостаточно высокой для обеспечения требований теплопередачи. С другой стороны, отходящий продувочный пэр и находящееся в нем испаренное легкое масло может использоваться для предварительного нагрева ПАВ и смеси влажные частицы-ожижающее масло путем впрыска

5 в емкость ожижения 210 или в любой другой точке системы, где утилизация этой энергии может найти место в процессе, а загрязнение либо не составляет проблемы, либо предотвращается благодаря соответствующему устройству теплопередающего оборудования.

На фиг. 3 поток влажных твердых частиц в растворе или дисперсии, содержащей натуральное масло, поступает в емкость ожижения через трубопровод 412. Исходная загрузка ПАВ и свежее ПАВ поступает в емкость 410 по линиям 411 и 413 последовательно. Легкое ожижающее масло вводится в емкость ожижения 410 по линии 414. Жид0 кая смесь в емкости 410 перемешивается с помощью мешалки 416 и затем выводится из емкости с помощью насоса 418. Насос 418 подает смесь по линии 420 в зону выпаривания испарителя первой ступени 422 общей установки испарителя сушки. В испарителе 422 вода и часть легкого масла выкипает под давлением ниже атмосферного, которое обычно может составлять 50- 250 мм т.ст. Температура частично обезвоженного и частично обезмасленного продукта первой ступени, полученного из поступающей смеси ПАВ и влажных частиц в легком масле и некоторого количества натурального или тяжелого масла находится в

.5 диапазоне температур 21-121°С, предпочтительно 32-79°С, в зависимости от давления в испарителе. Система обогревается смешанным паром воды и легкого масла из линии 424, который имеет температуру 11- 22°С выше, чем температура частично обезвоженной и частично обезмаслянной смеси ПАВ и влажных твердых частиц в масле, и который приходит из паровой камеры последующей или второй ступени выпаривания. Конденсат греющего пара выводят по линии 426, которая в точке Т соединяется с линией 428. Конденсат по линии 428 подводят к сепаратору масло-вода 430. Смешанный пар воды и легкого масла, образованный в результате частичного обезвоживания и

5

0

0

5

о)езмасливания поступающей смеси исходного материала, удаляют из паровой камеры испарителя 422 по линии 434 в поверхностный конденсатор 426, внутри которого поддерживает частичный вакуум с помощью насоса 438, соединенного с поверхностным конденсатором 436 вакуумной линией 440.

Смесь паров воды и легкого масла, поступающая в поверхностный конденсатор по линии 434, конденсируется охлажда- ю;цей водой, поступающей в конденсатор п() линии 442 и покидающей конденсатор по линии 444. Смешанный конденсат теплой воды и легкого масла выводят из конденсате ра по линии 446 в сепаратор масло-вода

ФВнутри сепаратора масло-вода 430 смесь воды и легкого масла разделяется на п(, гкое масло и частично осветленную воду, ее держащую некоторое количество легкого масла, Отсепарированное легкое масло выводят из сепаратора масло-вода 430 по линий 448 и направляют в центрифугу с р« шетчатой корзиной 530 для промывки от- фугованных твердых частиц, не содержащих : тяжелого масла и ПАВ.

Частично отсветленную воду выводят из сепаратора масловода 430 по линии 454 в коагулятор 456. Внутри коагулятора 456 частично осветленная вода, содержащая не которое количество легкого масла, разделяется на легкое масло и чистую целевую воду. Отсепарированное легкое масло выводятся из коагулятора 456 по линии 458, кото эая пересекается с линией 448 в точке Т и обязательно вводят в центрифугу с решет- чагой корзиной 530. Часть масла из коагуля- то эа 456 рециркулирует в линию 414 по линии 459. Чистую целевую воду выводят из коагулятора 457 по линии 460. При необходимости часть полученной воды может по- втэрно использоваться в любой точке системы. С другой стороны, вся извлечен- на ч вода может направляться на хранение в ре зервуар для дальнейшего использования дл1 нужд, где необходима по существу чиста i вода.

Частично обезвоженная и обезмаслян- на i смесь ПАВ и влажных твердых частиц в легком масле и некоторое количество тяжелого масла из испарителя 422 непрерывно вызодится по линии 462 с помощью насоса 461. Эта смесь нагнетается по линии 462 в зону выпаривания второй ступени 466 выпари ания. Во второй ступени выпаривания осуществляются операции, аналогичные та- коиым на первой ступени за исключением того, что давление на второй ступени выше. Даэление на каждой последующей ступени

выпаривания несколько выше, чем на предыдущей стадии, достигая атмосферного давления на последней ступени. Температура дополнительного обезвоженного и обеэ- 5 маслинного продукта второй ступени выпаривания находится в диапазоне примерно 38-204°С, а предпочтительно 51-176°С, в зависимости от давления в испарителе. Греющей средой является смесь 10 паров воды и легкого масла, температура которой примерно 16-22°С выше, чем температура дополнительно обезвоженной и обезмаслянной суспензии, покидающей зумпф или куб выпарного аппарата второй

5 ступени. Смешанный греющий пар приходит по линии 468 из паровой камеры третьей или последующей ступени выпаривания. Конденсат смешанного греющего пара выводят из второй ступени выпаривания 466

0 по линии 428 и направляют в сепаратор масло-вода 430. Как было отмечено выше, сме- шанный пар воды и легкого масла, полученный в результате дополнительного обезвоживания и обезмасливания частично

5 обезвоженной смеси ПАВ и влажных твердых частиц в легком и тяжелом масле, удаляют из паровой камеры второй ступени выпаривания 466 по линии 424 и используют в качестве греющей среды в первой сту0 пени выпаривания 422.

Дополнительно обезвоженная и обез- маслянная суспензия выводится из второй ступени выпаривания 466 насосом 470 по линии 474 и по этой линии подводится к

5 зоне .выпаривания третьей ступени выпаривания 476. Давление на третьей ступени выше, чем на второй ступени, в преимущественном случае оно равно атмосферному давлению. Температура продукта на

0 третьей ступени вып-аривания 476, т.е. температура суспензии ПАВ и твердых частиц в легком и тяжелом масле, содержащая около . 0,075% вес. воды от веса всей суспензии, выше чем температура на второй ступени

5 выпаривания 466 и находится в диапазоне 38 204°С, а в предпочтительном варианте около 65-176°С. Греющей средой для третьей ступени выпаривания 476 служит пар при температуре примерно на 16-28°С

0 выше, чем температура продукта, т.е. по существу безводной суспензии ПАВ и твердых частиц в легком и тяжелом масле. Этот пар вырабатывают в печи-кипятмльнике 477 и подают на третью ступень 476 испарения по

5 линии 478. Конденсат греющего пара выводят по линии 480 и возвращают в печь-кипятильник. Как уже отмечалось, смесь паров воды и легкого масла, образованная в результате дальнейшего обезвоживания и обезмасливания суспензии ПАВ и твердых

частиц в легком и тяжелом масле, удаляют из паровой камеры третьей ступени выпаривания 476 по линии 468 и используют в качестве греющей среды во второй ступени выпаривания 466.

По существу безводная суспензия ПАВ и твердых частиц в легком и тяжелом масле выводится из третьей ступени выпаривания 476 и насосом 482 нагнетается по линии 484 в центрифугу с решётчатой корзиной 530, где под действием центре- бежных сил основная масса ПАВ, легкого масла и натурального или тяжелого масла отбрасывается от твердых частиц. Отброшенный материал вытекает из центрифуги по линии 527 к сборнику 531. Проходя через центрифугу твердые частицы поступают в секцию с решетчатой корзиной и там промываются легким маслом, возвращаемым по линии 448; Эта промывка удаляет оста- точные количества ПАВ и тяжелого масла и твердых частиц, а отброшенная смесь легкого масла, ПАВ и тяжелого масла вытекает из центрифуги по линии 528 в сборник 531, так что с помощью линий 527 и 528 в эту емкость поступает практически все количество ПАВ и тяжелого масла, проходящего через систему, а также основное количество легкого масла, .

Твердые частицы с сорбированным на них остаточным легким маслом из центрифуги с решетчатой корзиной 530 поступают в бункер 494 с активным днищем по трубопроводу 496. Активное днище бункера 494 заставляет твердые частицы перемещаться к выходу из бункера, где под действием силы тяжести по трубопроводу 498 поступают в обезмасливатель кокса 500. Обезмаслива- тель 500 при необходимости может обогреваться снаружи паром, вырабатываемым печью-кипятильником 477, который поступает в паровую рубашку 502 по линии 504. .Конденсат из паровой рубашки выводится по линии 506 и возвращается в печь-кипятильник. Продувочный пар, вырабатывав- мый в печи-кипятильнике 477, по линш 504 подводится к линии 508 и они соединяются в точке Т. Продувочный пар по линии 508 поступает в обезмасливатель 500, где пар контактирует с твердыми частицами, несу- щими легкое масло, и испаряет это легкое масло при температуре ниже нормальной температуры кипения этого масла. Отходящий продувочный пар и испаренное легкое масло выходит из обезмасливателя по ли- нии 510.

Твердые частицы, не содержащие сорбированного легкого масла, выводятся из обезмасливателя 500 под действием силы тяжести через трубопровод 514 в бункер с

активным днищем 516. Винтовой транспортер на днище бункера 516 перемещает твердые частицы к выходу из бункера, где эти частицы, не содержащие легкого ожижаю- щего масла и будучи по существу сухими, выводятся по линии 518 в дробилку или измельчитель 519. С помощью измельчителя 519 размеры твердых частиц уменьшаются и частицы становятся гранулированными, если они не имели вида порошка; из измельчителя частицы по линии 520 поступают в поворотный переключатель 52|, с помощью которого они могут направляться в линию 522 или в линию 523. Линия 522 ведет к собирающему или упаковочному оборудованию и по этой линии твердые частицы могут выводиться для использования вне показанной системы, Линия 523, показанная как действующая в соответствии с установкой клапана 521, ведет к линии всасывания нагнетателя 524 и этот нагнетатель выводит измельченные частицы по линии 525 в зону горения печи-кипятильника 477, где твердые частицы топливом.

Отходящий продувочный пар и испаренное легкое масло, выходящее из обезмасливателя 500, по линии 510 направляется на вторую ступень выпаривания 466, где этот смешанный пар является источником тепла для выпарного аппарата. Поскольку вторая стадия выпаривания работает под давлением ниже атмосферного, клапан 526, оборудованный датчиком давления, располагается на линии 510 и служит для поддержания вобезмасливателе 500 давления, несколько меньшего, чем атмосферное. Хотя в данном случае показано, что этот поток подводится к корпусу зоны нагрева второй ступени выпаривания 466 с целью утилизации энергии, понятно, что этот поток отходящего продувочного пара и испаренного легкого масла из обезмасливатля 500 может использоваться в любой точке системы для достижения технологических показателей, с учетом пояснения к использованию соответствующего смешанного пара из обезмасливателя 300 на фиг. 2.

Насос 532 на линии 533 выводит смесь ПАВ, тяжелого масла и легкого масла из емкости-531 и направляет этот материал к ряду кристаллизаторов, в целом обозначенных ссылкой 534, включающему отдельные емкости с клапанами 534А, 534В, 534С, установленные параллельно и оборудованные устройствами для косвенного нагрева. Эти емкости работают периодически, выполняя определенный набор операций аналогично операциям, проводимым в емкостях 104А, 104В, 104С кристаллизатора 104 на фиг. 1 с получением, в случае кристаллизатора 534, практически непрерывного выхода смеси тяжелого масла, легкого масла ц кристаллизованного ПАВ.

Поток упомянутой смеси выводят из кристаллизатора 534 насосом 535 на линию 536 и направляют в центрифугу 537, благодаря которой кристаллическое ПАВ отделяется от тяжелого масла и легкого масла. Смесь тяжелого и легкого масла, практически не содержащая ПАВ, покидает центри- фугу 537 по линии 538 и поступает в сборник

539,из которого она откачивается насосом

540.Этот насос оборудован раздельными выпускными линиями 414 и 541, каждая из которых имеет отсечной клапан, так что эти линии могут использоваться раздельно. Линия 414 ведет в емкости ожижения 410 и таким образом по ней возвращается природное или тяжелое масло и легкое ожи- жающее масло прямо в эту емкость. Эта линия, линия 414, используется, когда из системы не выводят тяжелое масло в виде отдельного продукта, а все тяжелое масло, поступающее в систему в исходном материале в связанном виде с влажными частица- ми. х елательно вывести из системы вместе

с твердым сухим продуктом.

Линия 541 ведет в испаритель 542 и обычно используется в случае, если по крайней мере часть природного или тяжелого иасла, поступающего в систему вместе с исходными влажными частицами, желатель- ю выводить в качестве отдельного продух- а. Рассматриваемая смесь легкого и яжелого масла, текущая по линии 541, в данной ситуации представляет собой исходный материал для зоны нагрева испарителя 42. Пар из печи-кипятильника 477 может инжектироваться в линию 541 для предва- эительного нагрева этого исходного мате- эиала. Греющая жидкость для отдувочного испарителя может представлять собой пар 13 печи кипятильника с возвратом конден- ата этого пара в ту же печь, что пока- ано на упомянутом чертеже,

Легкое масло в сырье, подаваемом в -тдувочный испаритель, выпаривается в том аппарате. Пары легкого масла в смеси паром, подаваемым в линию 541, выводят is паровой камеры испарителя 542 по паро- :Ьму коллектору или линии 548, которая со- ;диняется с линией 468. Как было отмечено ыше, по линии 468 смесь паров воды и егкого масла из третьей ступени испарения 76 направляется на вторую ступень выпа- )ивания 466 для подвода тепла испарения ia эту ступень. Смесь паров легкого масла и оды в линии 548, входящей в линию 468, бьединяется таким образом с находящимся в ней парами из третьей ступени выпаривания, и используется как источник тепла для второй ступени выпаривания.

Тяжелое масло в сырье, подаваемом в отдувочный испаритель 542 и не испаряемое в нем,- выводится из этого испарителя по линии 550 насосом 552 и выгружается в хранилище 554, Линия 560 проходит из емкости 554 к бункеру с активным днищам 516 и оборудована насосом 562, имеющим устройства в виде клапана для пропорционального деления потока, благодаря чему выходящий из насоса поток может быть разделен между линией 560 и линией 564, В каждою линию может поступать весь поток из насоса, что имеет место при экстремальных условиях. Возможно любое промежуточное отношение потоков тяжелого масла, направляемых в эти две линии. Если все тяжелое масло в сырье желательно выводить в качестве отдельного продукта из показанной системы, то весь поток из насоса 562 следует направлять в линию 564. С другой стороны, если необходимо, чтобы безводный твердый продукт содержал определенное количество связанного с ним тяжелого масла, то по крайней мере некоторая часть потока из насоса 562 должна направляться по линии 560 для смешения с сухими твердыми частицами в бункере с активным днищем 516 под действием расположенного в днище бункера винтового транспортера.

Если требуется, чтобы все тяжелое масло, поступающее в систему, выходило из нее связанным с сухим твердым продуктом, то предпочтительнее направить поток из насоса 540 по линии 414, а не по линии 541, и если установлены неизменные рабочие условия, то можно обойтись без одной или другой линии. Однако использование линии 541, отдувочного испарителя 542 и насоса 562 с пропорционизатором расхода на выходе обеспечивает дополнительную гибкость в работе системы,

Поток кристаллизованного ПАВ выходит из центрифуги 537 по линии 543 и течет в плавильник 544, оборудованный нагревательными устройствами и мешалкой 545 для ускорения процесса плавления. Из емкости 544 по существу не содержащее мас- ло ПАВ выводится насосом 551 и разгружается через рециркуляционную или возвратную линию 555, которая объединяется с линией 411 для возврата ПАВ в емкость ожижения 410.

В соответствии с изобретением подвергаются обезвоживанию определенные суспензии твердых отходов с использованием того или иного из описанных устройств и способов, в зависимости от типа применявмого сжижающего масла. Результаты пока- зываютувеличение скорости испарения при использовании ПАВ и этот иллюстрируется следующими примерами.

Пример 2. Остаток от ферментации зерна (зерно из куба) после удаления спиртовой фракции высушили в растительном масле. Скорость испарения смеси растительное масло-зерно из куба при обработке без добавления ПАВ или диспергирующего вещества; составляла 5,7 кг/ч. После до- бавленмя ПАВ скорость испарения составила 15,4 кг/ч или стала на 170% выше. В этом примере в качестве ПАВ использовали полиглицерол олеиновой кислоты в коли- честве 0,45% от веса сушильного или сжижающего масла.

П р и ме р 3. Присушке без ПАВ потока химических отходов получили скорость испарения 3,26 кг/ч. После добавления 0,3% от веса сжижающего масла Tween-61 скорость возросла до 12,24 кг/ч, т.е. увеличение составило 275%. Ожижающим маслом служило легкое масло Isopar 4, продукт Хамбл Ойл энд Рифайнинг Ко.

Л р и м е р 4. Скорость выпаривания потока отходов производства шоколада при сушке без ПАВ составляла 7,25 кг/ч. После добавления ПАВ эта скорость возросла до 9,5 кг/ч, увеличение на 31,2%. В этом при- мере в качестве сушильного масла использовали жидкое котельное топливо №6, тяжелое масло, а ПАВ служил полиглицерол олеиновой кислоты в количестве 0,5% от веса сжижающего масла.

П р и м е р 5. Остаток свекольной пульпы сушили без ПАВ и получили скорость испарения 5,44 кг/ч. После добавления ПАВ эта скорость увеличилась до 13,6 кг/ч, рост на 150%. Ожижающим маслом было легкое масло, а ПАВ служило полиглицерол олеиновой кислоты в количестве 0,25% от веса сжижающего масла.

Затем в соответствии с изобретением обезвоживали суспензии в таких условиях, когда поддержание постоянных жидких си- стем с твердыми частицами, по существу равномерно распределенными в сжижающей или сушильной среде, затруднительно без использования ПАВ. Это иллюстрирует- ся следующим примером.

Пример 6. Жидкая сыворотка с концентрацией 40% нежирных твердых частиц очень трудно подвергается сушке в масляной системе из-за того, что частицы стремятся к размягчению и укрупнению при умеренной температуре, а также из-за прекращения циркуляции масла. Добавление ПАВ удерживает форму развитых мягких частиц в течение всего периода сушки. В этом

примере сжижающим маслом служило соевое масло, а в качестве ПАВ использовали полиглицерол олеиновой кислотой в количестве 0,5% от веса сжижающего масла.

На скорость нагнетания отрицательно воздействует обстановка, когда смоченные водой твердые частицы неравномерно распределены в масляной фазе. Возрастает ампераж на двигателе насоса и может произойти перегрев и разрушение насоса одновременно с отложением твердых частиц в насосе и в линии всасывания насоса, что может вызвать отключение установки,

Было показано, что вместе с увеличением эффективности испарения, т.е. с ростом скорости испарения, при использовании ПАВ снижается рост температуры кипения в течение процесса испарения. Этот эффект снижает расход энергии или пара для обезвоживания влажного материала. Примеры снижения температуры кипения приведены ниже.

Пример 7. При обезвоживании пульпы сахарной свеклы не применяли ПАВ и рост температур кипения оставлял на 1 ступени 7,7-10,5°С, на второй ступени 10,5- 11,1°С и на третьей ступени 16,7-17,7°С. При использовании ПАВ в количестве 0,25% от веса сжижающего масла этот рост был снижен на первой ступени до 5-5,55°С, на второй ступени до 7,77-8,33°С и на третьей ступени до 8,88-9,44°С. В этом примере в качестве сжижающего масла применяли легкое масло Isopar H производства Намбл Ойл энд Рифайнинг Ко., а ПАВ служил полиглицерол олеиновой кислоты.

П р и м е р 8. Процесс обезвоживания потока химических отходов осуществляли в одну ступень с использованием Isopar Н в качестве сжижающего масла. Применение в качестве ПАВ серы 5000 в количестве 0,125% от веса сжижающего масла снизило рост температуры кипения от 7,7 до 4,4°С.

На фиг. 4 представлен материальный баланс по маслотвердым частицам - ПАВ для конкретного примера, иллюстрирующего настоящее изобретение. В этом примере с использованием .тяжелого сжижающего масла загрузили в испаритель первой ступени 16 из емкости ожижения 4 86,27 кг сырья, состоящего из 45,3 кг влажных твердых частиц, содержащих 6,8 кг не содержащих масла частиц и 38,5 кг воды, 40,8 кг тяжелого масла и 0,2 кг ПАВ.

Загрузка сухой суспензии в центрифугу с решетчатой корзиной 44 после выпаривания 38,5 кг воды представляет собой смесь, содержащую 40,77 кг тяжелого масла, 6,8 кг сухих твердых частиц и 0,2 кг ПАВ.

Первый отходящий жидкий поток из 1внтрифуги с решетчатой корзиной 44 по- тупает в емкость 52 и включает 38,5 кг яжелого масла с 0,19 кг ПАВ. 1,54 кг тяже- ого масла из пресса 56 также поступают в (мкость 52.

. Второй отходящий поток жидкости из 1ентрифуги с решетчатой корзиной 44 поступает в емкость 102 и состоит из 27,6 кг смеси тяжелое масло-промывочное масло и ),01 кг ПАВ и все это направляется в кри- таллизатор 104.

Твердые частицы, выгружаемые из цен- рифуги с решетчатой корзиной 44 в пресс i6. содержат 6,8 кг твердого вещества вме- те с 2,26 кг тяжелого масла.

Выгружаемые из пресса 56 продукты зключают (1) 7,4 кг целевых твердых частиц, чэдержащих 10% тяжелого масла, т.е. 0,7 кг яжелого масла, в измельчитель 60 и (2) 1,54 г отжатого масла в центрифугу 44 и затем i емкость 52.

Выгрузка из катализатора 104 в центри- угу 107 состоит из 27.2 кг тяжелого масла месте с 0.01 кг ПАВ.

Продукты, выгружаемые из центрифуги 07, состоят из 27,2 кг тяжелого масла в мкость 108 для последующего использова- ия в качестве промывочного масла и 0,01 г ПАВ в емкость 110, а затем в емкость 52 ,ля рециркуляции в емкость 4 вместе с тя- келым маслом и другими ПАВ.

Свежее тяжелое масло в емкости ожижения 4 состоит из 0,72 кг тяжелого масла, то соответствует потере тяжелого масла на жатых частицах из пресса 56.

Фиг. 5 представляет собой схему, на оторой представлен материальный ба- анс по масло-твердым частицам-ПАВ для другого конкретного примера, иллюстри- (ующего изобретение. В этом примере, с спользованием легкого сжижающего мас- а с сырьем, не содержащим натурального ласла, загружали в первую ступень выпари- ания 222, из емкости ожижения 210, 250 13,4 кг сырья, содержащего 45.3 кг ал-аж- ых твердых частиц, включающая 6,8 кг не одержащих масла частиц и 38,5 кг воды i )7,8 кг легкого масла и 0,2 кг ПАВ.

Сухую суспензию из испарителя 276, осле выпаривания 38,5 кг воды, загру- ают в центрифугу с решетчатой корзиной $01.

I Первый отходящий поток жидкости из центрифуги с решетчатой корзиной 201 по- ступает в емкость 250 и представляет собой ;месь 38,5 кг легкого масла и ПАВ.

Второй отходящий поток жидкости из центрифуги с решетчатой корзиной 201 направляется в емкость 250 и состоит из 0.01

кг ПАВ и 27,2 кг легкого масла, использованного для промывки и полученного из сепаратора масло-вода 230. что представляет собой большую часть из 29,4 кг легкого масла, поступающего в сепаратор. Остальные 2,26 кг из этого масла направляется обратно в емкость ожижения. Для упрощения рисунка сепаратор 230 масло-вода выполняет и функции коагулятора 256.

Выгружаемые из центрифуги с решетчатой корзиной 201 твердые частицы поступают в бункер с активным днищем 294, а затем в обезмасливатель 300.

Продукты, выгружаемые из обезмасли- вателя ЗОО, состоят из 6.8 кг твердых частиц, покидающих систему в качестве продукта, и паров легкого масла, поступающих в испаритель 266.

Выгруженный из емкости 250 материал, получающий первый и второй потоки жидкости из центрифуги с решетчатой корзиной 201 65,9 кг легкого масла и ПАВ в смеси, полностью возвращается в емкость ожижения 210.

На фиг. 6 схема представляет материальный баланс по маслу-твердым частицам- ПАВ для дополнительного конкретного примера, иллюстрирующего изобретение. В этом примере с использованием легкого сжижающего масла и сырья, содержащего натуральное масло, в первую ступень выпаривания 422 загружали из емкости ожижения 410, 190, сырье, состоящее из влажных твердых частиц, включая не содержащие масла твердые частицы, 37,8 кг воды и 0,68 кг натурального масла и ПАВ,

Сухая суспензия, выгружаемая из испарителя 476, после выпаривания воды, в центрифугу с решетчатой корзиной 530 представляет собой смесь, .содержащую 6,8 кг твердых частиц. 0.7 кг натурального масла, 40,77 кг легкого масла и 0,2 кг ПАВ.

Первый жидкостный поток из центрифуги с решетчатой корзиной 530 в емкость 531 полиции 527 содержал 38,5 кг легкого масла, 0,9 кг ПАВ и 0,64 кг натурального масла,

Второй отходящий жидкостный поток из центрифуги с решетчатой корзиной 530 по линии 528 содержит легкое масло, ПАВ и 0,038 кг натурального масла.

Твердая выгрузка из центрифуги с решетчатой корзиной 530 в бункер 494, а затем в обезмасливатель 500 включает 7 кг твердых частиц вместе с 226 кг легкого масла.

Выгрузки из обезмасливателя 500 содержат (1) 7 кг твердых частиц, направляемых в продукцию, и (2) 2.26 кг легкого масла в качестве пара для второй ступени выпаривания 466 для утилизации тепла.

Загрузка в перемешивающий бункер с активным днищем 516 из обезмасливателя 500 представляет собой 7 кг сухих твердых частиц, с которыми смешано 0,7 кг натурального масла для получения целевого матери- ала.

Емкость 531, получающая первый и второй жидкие потоки из центрифуги с решетчатой корзиной 530, 66 кг легкого масла, 0,2 кг ПАВ и 0,7 кг натурального масла в смеси, выгружается в кристаллизатор 534, где ПАВ кристаллизуется.

Масляная смесь с кристаллическим содержимым (общий вес 66,1 кг) загружают в центрифугу 537, где отделяется твердое ПАВ 0,2 кг загружается в емкость 544, плавится там и затем рециркулирует в емкость ожижения 410. Отсепарированное легкое масло 66,36 кг загружаются в емкость 539.

Масло из емкости 539 нагнетается на- сосом в отдувочный испаритель 542, где испаряется 65,7 кг легкой фракции и направляется на вторую ступень выпаривания 466 для утилизации тепла и конденсации. Полученный конденсат течет в сепаратор масло-вода 430 вместе с 2,26 кг конденсата, полученного из пара легкого масла, выходящего из обезмасливателя 500;

Сепаратор масло-вода принимает всего 67,9 кг легкого масла, передает 40,8 кг в ожижающую емкость 410 и 27,6 и центрифугу с решетчатой корзиной 530 для промывыки отфугованных твердых частиц. Для упрощения иллюстрации сепаратор масло-вода 430 в данном случае выполняет функции коагулятора 456, и 0,68 кг натурального масла, извлеченного в отдувочной колонне 542, нагнетают насосом в смеситель с активным днищем 516, где это масло смешивают с твердыми частицами путем пере- мешивания или распыления.

Учитывая существенность величины гидрофильно-липофильного баланса применяемых в способе ПАВ, ниже приведены дополнительные примеры, иллюстрирую- щие эффективность обработки различных суспензий твердых отходов ПАВ с величиной ГЛБ 8-13.3.л

Дополнительные примеры предложен- ного решения следующие:

А. Кислый гудрон, содержащий 96,47 вес,% воды и 3,53 вес.% от общего количества твердых частиц смешивали с ожижаю- щим маслом (растворитель ЭМСКО Солвент 140, поставляемый фирмой Юнион Оил, США) в соотношении примерно 13:17 (вес гудрона:вес масла). При этом частицы гудрона не суспендировали в масляной фазе. Добавление примерно 3 вес.% Tween 85, ГЛБ

10 заставляло твердые частицы находиться во взвешенном состоянии.

B.Квасцовый осадок (получен от очистки питьевой воды), содержащий 97,0-98,5 вес.% воды и 1.5-3 вес.% общего количества твердых частиц, смешивали с ожижаю- щим маслом (Эмско Солвент 140). При этом твердые частицы не суспендировали в масляной фазе. Добавка смеси поверхностно- активных веществ 2 вес.% Span 20, ГЛБ 8,6 nTween21, ГЛВ 13.3(эффективная величина ГЛБ равна примерно 10,2) приводила ксус- пендированию твердых частиц.

C.582 г зерна из куба (остаток от ферментации зерна) содержащего 70.3% вес.воды и 29,7% общего количества твердых веществ смешали с 1362 гожижающегомасла(1зораг Н). При этом зерно из куба не суспендировалось в масляной фазе. Добавление 0,5% вес. Tween 65. ГЛБ 10.5 вызвало суспенди- рование зерна.

Таким образом, в изобретении предлагается способ и устройство для непрерывного обезвоживания суспензий твердых отходов с использованием ожижающего масла и ПАВ, обеспечивающие более высокую эффективность обезвоживания по сравнению с известными техническими решениями.

Формула изобретения

1.Способ обезвоживания суспензий твердых отходов, включающий обработку псевдоожижающим маслом с последующим отделением воды выпариванием, конденсацией пара, разделением масла и твердой фазы и рециркуляцией масла на стадию смешения с исходной суспензией, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обезвоживания, обработку псевдоожижающим маслом ведут в присутствии маслораствори- мого поверхностно-активного вещества с величиной гидрофильно-липофильного баланса, равной 8-13,3, с последующей его регенерацией и возвратом на. стадию смешения исходной суспензии с маслом.

2.Способ по п. 1,отличающий с я тем. что псевдоожижающее масло выбирают из группы: нефтяное масло, триглицери- ды, говяжий, свиной, куриный или рыбий жир, соевое малсо, масло из семян хлопчатника, арахисовое масло или кокосовое масло.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем. что маслорастворимое поверхностно- активное вещество выбирают из группы: моноглицериды. диглицериды, сложные эфиры полиоксиэтиленсорбита, полиглицериновые сложные эфиры жирных кислот, полиоксиэтиленовые спирты, полиоксиэти- лентриглицериды, сложные эфиры сорбита- новых жирных кислот, сульфированные масла и лецитин.

4. Устройство для обезвоживания суспензий твердых отходов, содержащее приемную емкость для ожижения твердых частиц с механизмом перемешивания, источник сжижающего масла, средства для подвода сжижающего масла и от источника в емкость ожижения, многоступенчатый испаритель для нагрева и обезвоживания смеси частиц и ожижающего. масла с трубопроводами подвода этой смеси в испаритель и выпуска из последнего воды в виде пара, центрифугу с решетчатой корзиной для промывки и отделения частиц от масла, трубопровод для подвода из испарителя в центрифугу смеси частиц с маслом и средство для отвода безводных частиц без масла из центрифуги, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса обезвоживания, оно снабжено источником поверхностно-активных веществ (ПАВ) и оборудованием для обработки и рециркуляции сжижающего масла и ПАВ в емкость из центрифуги, состоящим из

коисТаллизатора для обработки масла и ПАВ, средства для подвода масла и ПАВ из центрифуги к кристаллизатору, центрифуги для выделения кристаллизованного ПАВ из масла, средства подвода смеси масла и кри0 сталлизованного ПАВ из кристаллизатора в . центрифугу для выделения кристаллизованного ПАВ из масла, средства рециркуляции сжижающего масла из центрифуги для разделения кристаллизованного ПАВ и масла в

5 приемную емкость ожижения для перемешивания с новыми порциями влажных твердых частиц, плавильника для расплава кристаллизованного ПАВ со средством его подвода из центрифуги для разделения кри0 сталлизованного ПАВ и масла, а также средства для рециркуляции расплавленного ПАВ в приемную емкость для перемешивания с новыми порциями влажных твердых частиц суспензий,

1

25

28

Фиг.{

8

m

.)

8

§

Я

°у

го

°- 1 о

§ я.

COOLING WATER

446-

SURFACTANT

CHARGE AND MAKEUP g 411 / 413 §

S UlZ

e

CLEAN ШЕН PRODUCT

Ш

462

J

Т R

CO

со

-vj

Ю

ю 01

,555

HEAVY (XL FOR EXTERNAL USE

фиг.З

Ъ ъпф

2261Ш

М5 «20

ОТ

15

W5

Ш

80

542-

5545

539