Технологические схемы и аппаратура для процессов экстракции

Технологическая схема очистки производственных сточных вод экстракцией зависит от количества и состава сточных вод, свойств экс- трагента, способов его регенерации и др. факторов и обычно включает:

1. Установки подготовки воды перед экстракцией (отстойники, флотаторы, фильтры для механической очистки, нейтрализаторы, ох- ладительные устройства).

2. Собственно экстракционные установки, колонны для улав- ливания паров экстрагента, сборники экстрагента. Конструкции экс- тракционных колонн зависят от способа контакта сточной воды и экст- рагента. Используются распылительные и инжекторные колонны. Час- то применяются насадочные колонны, где в качестве насадки исполь- зуются блочные конструкции из керамики, металла, пластических масс, а также засыпные элементы, выполненные из керамики, металла (кольца Рашига, кольца Палля, седла Берля и др.). Для повышения ин- тенсивности и эффективности перемешивания применяют также та- рельчатые колонны, колонны с пульсацией потоков или с движущими- ся сетчатыми тарелками. Выбор типа колонны определяется необходи- мым числом ступеней экстракции и допустимыми затратами энергии. Схемы некоторых типов экстракционных колонн приведены на рис.14.15.

Высокая скорость экстрагирования достигается в центробежных экстракторах, в которых для создания развитой межфазной поверхно- сти жидкости дробятся на капли при движении через отверстия кон- тактных элементов. Тяжелую жидкость вводят в центр ротора через полость, легкую - в периферическую часть его. Разделение жидкостей в центральной и периферической частях ротора ускоряется под влия- нием центробежных сил.

3. Установки регенерации растворителя из очищенной воды. Рас- творенный в воде экстрагент обычно регенерируют путем отгонки, ко- торая осуществляется в насадочной колонне. Сверху колонны подают подогретую воду, а снизу - острый пар. Растворители, имеющие высо- кое давление паров, могут быть регенерированы путем отдувки возду- хом или другими газами. Это позволяет снизить расход тепла на по- догрев воды, а также уменьшить потери растворителя, вызванные гид- ролизом при повышенной температуре.

Рис.14.15. Схемы экстракционных колонн: а - насадочная; б - с перфорированными сетчатыми тарелками; в - с подвижными сетчатыми тарелками

Для легкогидролизующихся растворителей может быть целесооб- разным применение метода реэкстракции, когда растворитель из воды экстрагируется другим более дешевым растворителем, который затем может быть легко удален из воды методом перегонки.

4. Установки регенерации растворителя из экстракта. Они вклю- чают теплообменник-подогреватель, одно- или двухступенчатую реге- нерационную (ректификационную) колонну, охлаждающие устройства, сепараторы, сборники регенерированного экстрагента и экстрагиро- ванных веществ.

На рис.14.16 приведена схема установки экстракционного обес- феноливания сточных вод.

Предварительно очищенная от смол, масел и взвешенных веществ вода поступает через холодильник 1 в оросительную колонну 2, где по- глощается экстрагент, отогнанный вместе с газами и парами в дистил- ляционной колонну 7. Из колонны 2 нагретая отходящими газами до 30-35 оС вода подается в верхнюю часть противоточного экстрактора 3, в который снизу поступает из сборника 10 феносольван (смесь уксус- нокислых и сложных эфиров). Из нижней части экстрактора обесфено-

ленная вода подается через теплообменник 6 в верхнюю часть отгон- ной колонны 7, где нагревается выходящей из нее очищенной водой. В нижнюю часть этой колонны подается острый пар для отгонки фено- сольвана. Пары феносольвана и воды, выходящие из колонны 7, кон- денсируются в конденсаторе 5 и затем разделяются в сепараторе 4. Верхний феносольванный слой сепаратора направляется в сборник 10, нижний, представляющий собой насыщенный раствор феносольвана в воде, присоединяется к обесфеноленной воде, подаваемой в колонну 7. Пары феносольвана и воды, выходящие из сепаратора 4, поглощаются в оросительной колонне 2.

Рис.14.16. Схема экстракционного обесфеноливания сточных вод коксохимических производств феносольваном

1 - холодильник; 2 - оросительная колонна; 3 - экстрактор; 4 - сепаратор; 5 - конденсатор; 6 - теплообменник; 7 - отгонная колонна; 8 – дистилляционная колонна; 9 - конденсатор; 10 - сборник феносольвана

Выходящий из экстрактора 3 обогащенный фенолами феносоль- ван регенерируется с применением вакуума в дистилляционной колон- не 8. Пары феносольвана, выходящие из этой колонны, конденсируют- ся в конденсаторе 9 и направляются в сборник феносольвана 10, куда добавляется свежий феносольван. Фенолы остаются в кубовом остатке и периодически удаляются.

МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ