20.1. Эвапорационные (пароотгонные) установки

При выпаривании растворов, содержащих летучие вещества, последние переходят в пар и удаляются из раствора вместе с паром. На этом основаны все процессы перегонки, нашедшие применение при очистке сточных вод от летучих органических веществ, в частности фенолов.

Температура кипения смеси вода — отгоняемое вещество ниже температуры кипения каждого из компонентов. Смесь воды отдельно со скипидаром, анилином, фенолом, крезолом, нитробензолом кипит в интервале температур 93—99° С.

Перегонка осуществляется в периодически действующих аппаратах или непрерывно действующих дистилляционных колоннах. Расчет установок перегонки довольно сложен. Наиболее простым является расчет пароотгонной колонны.

Величина коэффициента распределения k зависит не только от вида растворенного вещества, но и от концентрации раствора; в разбавленных растворах, к которым следует отнести сточные воды, коэффициент k можно считать для каждого вещества практически постоянным. Значения коэффициента k для веществ в растворах 0,01—0,1 н. концентрации приведены в табл. 20.1.

Рис. 20.1. Установка для эвапорации из воды нитропродуктов
1 — реактор с паровой рубашкой; 2 — пар; 3 — загрязненные сточные воды; 4 — пароотгонная смесь; 5 — охлаждающая вода; 6 — холодильник-конденсатор; 7 — сепаратор; 8 — выделенные нитропродукты; 9 — очищенные сточные воды

Все подробности сопровождение строительства зданий и сооружений у нас.

Основные размеры колонн и параметры процесса эвапорации, как показывает опыт эксплуатации установок, следующие: диаметр колонны 0,8—3 м; высота насадки 6—12 м; плотность орошения 1—2м3/(м2*ч); расход пара 0,5—1,5кг/кг; производительность колонны 20—200 м5/сут. Отношение высоты колонны к ее диаметру должно быть, не более 5—10.

Опыт применения эвапорационных установок при обработке сточных вод невелик, ограничимся следующими примерами. Эвапорационная установка для удаления из сточной воды нитропродуктов (рис. 20.1). Сточные воды, содержащие нитропродукты, например нитробензол, нитроанилин и т. д., подают в реактор с рубашкой, где нагревают глухим паром до температуры кипения. Затем в аппарат подают острый пар давлением не ниже 0,3 МПа. Смесь водяного пара и паров нитропродуктов через холодильник-конденсатор поступает в сепаратор, где разделяется. Всплывшие нитропродукты отводятся на утилизацию. Степень очистки сточных вод, выходящих из реактора, составляет 95%.

Рис. 20.2. Установка для удаления из воды летучих фенолов
1 — фенолсодержащие сточные воды; 2 — сборник сточных вод; 3 — теплообменник; 4 — пар; 5 — конденсат; 6 — колонна дефеноляции; 7 — пароотгонная смесь; 8 — поглотительный раствор щёлочи; 9 — вентилятор; 10 — сборник фенолятного раствора; 11 — очищенные сточные воды

Эвапорационные установки для удаления из сточной воды летучих фенолов приведены на рис. 20.2. Эвапорационная очистка фенолсодержащих сточных вод производится в пароциркуляционных колоннах дефеноляции. Колонна разделена на две части: верхнюю — отпарную и нижнюю — поглотительную. Обе верхнюю часть колонны и стекает вниз по насадке навстречу пару. При этом происходит отгонка фенолов. Очищенная вода удаляется, а смесь водяных паров и фенола забирается вентилятором и вдувается в нижнюю часть колонны, орошаемую сверху горячим раствором щелочи. Щелочь поглощает из пара фенолы. Отработанный раствор, содержащий феноляты, отводится на переработку, а неконденсируемые пары поступают через стояк в верхнюю часть колонны. Степень очистки сточных вод при начальной концентрации фенолов 10—50 г/л составляет 85—93%.