Способ извлечения сульфата натрия из сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C01D5/00 

(54)

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУЛЬФАТА НАТРИЯ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к технике очистки сточных вод, содержащих органические -примеси и соли минеральн кислот, и может быть использовано п получении сульфата натрия в химичес кой, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях. Известен способ получения.сульфа та натрия .из сульфатсодержащих ic сточных вод производства синтетических жирных кислот, заключающийся в том, что исходной сульфатный раствор, содержащий около 10% 1,5-2% органических соединений и следы солей марганца и железа,, нейтрализуют до рН 6,7-7,0 сульфатнос.о довой смесью, после нейтрализации раствор упаривают в выпарных аппаратах до содержания сульфата натрия 22-г25%, при этом содержание в нем органических соединений составляет 3,0-3,5%. Упаренный раствор охлаждают до , полученную суспензию сгущают на отстойнике Дора и отфильтровывают на центрифуге. Мирабилит обезвоживают в аппарате КС а фильтрат и маточный раствор объединяют и вновь упаривают. Мираби.лит (NaiSO4 lOHjO), высушенный в аппара тах КС- при 120-140 С, является готовьом продуктом и имеет химический состав, %: 99,45; ЫагСОз 0,40; Органические соединения 0,15%;. - следа fl. Недостатками данного способа являются его многостадийность, образование токсичных газовых выбросов, загрязненных органическими соединениями и пылью сульфата натрия. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту Является способ 2J получения сульфата натрия из сульфатных сточных вод производства син- тетических жирных кислот, по которому сточную сульфатную воду, содержащую, %: сульфат натрия 14-16; окислы металлов 0,5; органические примеси 2-3, (химическое поглощение кислорода (ХПК) 25-30 г/л), подвергают упариванию на вакуумвыпарных установках до концентрации сульфата натрия 24-28%. Конденсат в виде сточной воды направляют на биологические очистные сооружения пос.пе разбавления до значения ХПК 1 г . Упаренный раствор направляют на извлечение сульфата натрия в сушильные аппараты: обезвоженный сульфат натрия вьгаодят из процесса. а воду в виле пара с содержащимся S ней основным количеством органических соединений вместе с отходящими газами направляют на очистку термической обработкой. Обезвоженный сульфат натрия име следующую характеристику, % Сульфат натрия 88-91 Хлориды1,8-2 Потери при прока/ливании3-5,5 Нерастворимый оса- не более док в воде0,5 Сульфиды0,12 Недостатком способа являются большиеобъемы вторичных сточных в (только при упаривании 1 м исходного стока образуется около 0,410 сточной воды с ХПК 30-40 г О./л, причем перед сбросом на очистку она разбайляется в 30-40 раз, что увеличивает объем стоков до 18 Кроме того, присутствующие в растворе примеси органических соединений частично остаются в готово продукте и ограничивают область применения сульфата натрия. Для по лучения качественного целевого про дукта сульфат натрия прокаливают в печах , что усложняет технологию. Цель изобретения состоит в сниж нии содержания органических примес в целевом продукте. Поставленная цель достигается т что согласно способу извлечения су фата натрия из сточных водпроизво ства синтетических жирных кислот, включающему термическую обработку вод и сушку целевого продукта, тер мическую обработку проводят в присутствии кислородсодержащего газа при 210-320с и давлении 100-150 а с последующим редуцированием образующейся парогазожидкостной смеси. Давление и температура в каждом конкретном случае зависят от харак теристики сточной воды, так как верхний предел температуры определяется растворимостью сульфата нат рия, при зтом важно поддерживать такое состояние сульфата натрия, при котором концентрация его в рабочих условиях меньше растворимЬсти. Прм этом, чем выше концентраци органических соединений, тем выше требуемое количество воздуха для их окисления. Указанные в описании давление и температура являются оптимальными для сульфатсодержшдих сточных вод производства синтетических жирных кислот. Термическая обработка в присутс вии кислородсодержащего газа увеличивает теплосодержание системы, приводит к окислению органических соединений и переводу металлов в окислы, при этом часть влаги стока переходит в парообразное состояние. Сушке подвергается парогазожидкостная смесь, при попадании которой в свободный объем сушильной башни происходит увеличение количества испарившейся влаги. Газообразный теплоноситель, подаваемый в сушильную башню, дополнительно обезвоживает газожидкостную смесь, и на выходе из башни сульфат натрия содержит влаги около 1 мас.% и имеет следующую характеристику, %: Внешний вид Гранулы белого Содержание сернокислого натрия91-97Массовая доля нерастворимогоосадка0,4-0,5 Содержание углекислого натрия 1,8-2,2 Содержание хлоридов . 1,6-2 Потери при прокаливании 0,5 Сущность способа заключается в том, что исходный сульфатный раствор нагревают в присутствии воздуха до давления 100-150 атм при 210-250 с, при этом часть влаги переходит в парообразное состояние, органические примеси окисляются с выделением тепла и температура среды повышается до 300-320С, увеличивается и доля влаги в парообразном состоянии. Полученную парогазожидкостную смесь направляют в расширительную камеру сушильного аппарата, в результате падения давления происходит испарение воды и концентрирование сульфата натрия. На выходе из сушильного аппарата получается гранулированный сульфат натрия, а образующиеся при этом газы сбрасываются в атмосферу. ,g Пример. Сульфатная сточная вода в количестве 1 м, имеющая следующую характеристику: рН 5-6; ХПК 25 г/л; концентрация Na.SO 14%; концентрация металлов 50 мг/л, нагревается при давлении в системе равном 150 атм в ттрисутствии воздуха, взятого в количестве 110 г на 1 л сульфатного стока. После достижения парогазожидкостная смесь сбрасывается через редуцирующее устройство в сушильную башню. В результате снижения давления происходит испарение воды, часть которой уносится с возД5 ом. Концентрация сульфата натрия }а сточной воде по этой причине становится 24%. В сушильную башню одновременно подается газообразный теплоноситель, которЕЛй дополнительно обезвоживает сточную воду. На выходе из сушильной башни получается сульфат натрия с концентрацией влаги 0,99, мас.%, имеющий характеристику, %:

Внешний вид Гранулы белого

цвета

Содержание сульфата натрия 97 Массовая доля не, растворимого осадка0,4

Содержание углекислого натрия2Потери при прокаливании 0,4 Такой сульфат натрия по показателям соответствует ГОСТ 6318-68 {2-го сорта) и может применяться во многих отраслях промышленности. Испарившаяся влага совместно с дымовыми газами выводятся в атмосферу через газоочистные устройства . ,

П р и м е р 2. Сульфатная сточная вода в количестве 1 м , имеющая характеристику, как в примере Г,; нагревается при давлении в системе 150 атм ;в присутствии, воздуха, взятого в количестве 110 г на 1 л сульфатного стока до 250 С. Органически примеси окисляются с выделением тепл. -После достижения парогазожидкостная смесь сбрасывается через редуцирующее устройство в сушильную башню.

В результате снижения давления происходит испарение воды, при этом концентрация сульфата в сточной воде становится 21%.

I

В сушильную башню одновременно

подается газообразный теплоноситель который дополнительно обезвоживает сточную воду. На выходе из башни получается оульфат натрия с концентрацией влаги 1,0 мас.%-, имекадий характеристику, %:

Внешний вид Гранулы белого

цвета

Содержание сульфата натрия97 Массовая доля нерастворимого осадка0,4 Содержание углекислого натрия 2,2 Потери при прокаливании 0,5 Дымовые газы совместно с испарившейся при сушке влагой направляются в газоочистные устройства, после чего сбрасываются в атмосферу. Сульфат натрия с указанными показателями может быть использован для про- иэводства сернистого натрия, сульфата калия, в химической и стекольной промышленностях.

Пример 3. Сульфатная вода в количестве 1 м с начальной концентрацией 17% при давлеНИИ 140 атм в присутствии кислорода, взятого в количестве 28 г/л стока, нагревается до и сбрасывается через редуцирующее устройство в сушильную башню. При этом концентрация сульфата натрия повышается и становится равной 25,5%.

В сушильную башню одновременно подается газообразный теплоноситель который дополнительно обезвоживает

сточную воду на выходе из сушильной башни. На выходе получается сульфат натрия с концентрацией влаги 0,99-1 мас.%, имеющий характе-|ристику, %.:

Внешний вид Гранулы белого

цвета

Содержание сульфата натрия 97,5 Массовая доля 5 нерастворимого

0,4 осадка

Содержание угле1,5 кислого натрия Потери при прокаливании0,4

Пример 4. Сульфатная сточная вода в количестве 1 м с йачаль ной концентрацией Na2.SQ4 14% при давлении 100 атм в присутствии кислородсодержащего газа, взятого в количестве 110 г/л сульфатного стока, нагревается до и подается через редуцирующее устройство в сушильйую башню. В результате снижения давления происходит испарение 0 воды и концентрация при этом становится 17%.

Дальнейшее удаление влаги происходит в сушильной башне любым газообразным теплоносителем. i На выходе из сушильной башни получается сульфат натрия с концентра цией влаги до 0,99 вес.% и имеющий характеристику, %:

Внешний вид Гранулы серого

0

цвета . Содержание сульфата натрия90 Массовая доля нерастворимого

5 осадка0,6-0,8

Содержание карбоната натрия8,2 Потери при прокаливании10 Предлагаемый способ получения сульфата натрия из сточных вод производства синтетических жирных кис;лот позволяет повысить чистоту выделяемого сульфата натрия (содержание органических веществ 0,5 против 3-5,5%f содержание 1,8-2,2 против 3,0-8,0%; 97 против 88-911) упрощениой технологией, пр чем сточная вода при упариваиии ис ключается, а образующийся при сушке пар поступает на газоочистку вместе с дымовыми газами. Сокращение вторичных сточных вод и исключение дополнительной очистки сульфата натрия от органичейких примесей прокаливанием значительно упрощает технологию. Формула изобретения СпособИзвлечения сульфата натрия из сточных вод производства си тетических жирных кислот, включающ термическую обработку вод и сушку целевого продукта, отличаюи и с я тем, что, с целью снижения содержания органических примесей в целевом продукте, термическую обработку проводят в присутствии кислородсодержащего газа при 210- и давлейии 100-150 атм с последующим редуцированием образующейся парогазожидкостной смеси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сафрыгин Ю.С., Соколов И.Д., Борейко В.М. Комплексная переработка сборных сульфатных растворов, содержащих органические примеси. Деп. 871/76, Л., ВНИИГ, 1976. 2. Солодовников В.В., Чередников А.В. Обезвоживание сульфатных сточных вод производства СЖК. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1970 (прототип).