Heitvee puhastamine lahustiga ekstraheerimise teel

Ekstraheerimine tähendab ühe või mitme komponendi eraldamist lahustest või tahketest ainetest, kasutades selektiivseid lahusteid (ekstrahente). Lahusti ekstraheerimise meetodi aluseks on massiülekande protsess, mis hõlmab kahte vastastikku lahustumatut või osaliselt lahustuvat vedelat faasi, mille vahel ekstraheeritav aine levib. Protsessi kiiruse suurendamiseks viiakse esialgne lahus (heitvesi) ja ekstrahent tihedasse kontakti. Interaktsiooni faasid saadud ekstrakti - lahus ekstraheeriti komponendina ekstraktsioonivedelikust ja rafinaadile - järelejäänud toitelahust (puhastati heitvesi), millest on suuremal või vähemal määral ära ekstraheeruvatest täielikkust.

Saadud vedelad faasid (ekstrakt ja rafinaat) eraldatakse üksteisest setete, tsentrifuugimise või muude mehaaniliste vahenditega. Seejärel ekstraheeritakse ekstrakt ekstrakti ekstraktist, et ekstraheerida ekstraheerimisprotsessi, eemaldades selle teise lahustiga, samuti aurustamise, destilleerimise, keemilise koostoime või sademete abil.

Vedelad ekstraheerimisel kasutatavate raskmetalliioonide heitvee puhastamisel viiakse metallid orgaanilisele faasile ja seejärel orgaanilise faasi (ekstrakt) reekstraktsiooni tulemusena vesilahusele. Seega saavutatakse reoveepuhastus ja metalli kontsentratsioon, st on loodud tingimused selle regenereerimiseks.

Ekstrahentid võimaldavad ekstraheeriva (kerge) faasi (tavaliselt orgaanilise vedeliku) faasis olevate (rasket) faasi, mis kõige sagedamini on vesilahus, ülemineku sihtkomponentidele. Kaks kokkupuutuvat vedelat faasi ja nende vahel jaotatud sihtkomponent moodustavad ekstraheerimissüsteemi. Ekstraheerimisetapiks on ainult ekstrakt (või ekstrahentide segu) või ekstrahentide füüsikaliste (viskoossus, tihedus) ja ekstraheerimisomaduste parandamiseks kasutatav lahusti, mis on lahjendatud ühe või mitme lahustiga. Sobivad lahjendid kasutatakse tavaliselt vedelad (petrooleum, benseen, kloroform jms), või nende segud, mis ammendab faasi praktiliselt lahustumatu ning komponentide suhtes inertsest ekstraheeruvates lahusega. Mõnikord lisatakse lahjendusvedelikke ekstraheeritavate komponentide lahustuvuse suurendamiseks ekstraheerimisfaasis või eraldamise hõlbustamiseks: alkoholid, ketoonid, tributüülfosfaat jne

Lahusti ekstraheerimise peamised etapid hõlmavad järgmist:

1) faaside kokkupuude ja hajumine;

2) ekstrakti (ekstraheerimisetapi) ja rafinaadi faaside eraldamine või eraldamine (ammendatud faas);

3) kogutakse sihtkomponendi ekstraktist ja ekstraktsioonivedelikust taastamine, mis koos enamkasutatavad destilleerimise eraldava (vastupidine protsess lahustiga ekstraheerimine) töötlemisel vesilahused ekstrakti aineid, tagades täielik üleviimine sihtkomponente lahuses või sademe ja nende sisaldus;

4) ekstrakti pesemine, et vähendada sisu ja eemaldada mehaaniliselt kinni püütud põhilahust.

Mis tahes ekstraheerimisprotsessi käigus, kui vajalikud ekstraheerimismäärad on saavutatud, tuleb faasid eraldada. Segamisel tekkinud emulsioonid on tavaliselt termodünaamiliselt ebastabiilsed, mis on tingitud liigse vaba energiast, mis tuleneb suurest vaheruumidevahelisest pinnast. Viimane väheneb hajutatud faasi tilgade koalestsiooni (fusion) tõttu. Kooseksents on energeetiliselt kasulik (eriti binaarsüsteemides) ja toimub kuni moodustub kaks kihti vedelikku.

Emulsioonide eraldamine toimub reeglina kahes etapis. Esiteks, need kiiresti sadestuvad (ujuvad) ja ühendavad suuri tiluseid. Oluliselt väiksemad tilgad jäävad vormi "udu", mis on lahendatud juba mõnda aega. Eraldumismäär määrab sageli kogu ekstraheerimisprotsessi aparatuuri töövõime. Praktikas kasutatakse faaside eraldamist intensiivsemalt, kasutatakse tsentrifugaaljõude ja kasutatakse mitmesuguseid seadmeid või düüsid, mis asuvad settes (vt allpool). Mõnedel juhtudel aitab elektrolüütide eraldamine kaasa elektriväljale.

Tööstuslike ekstrahentide põhinõuded:

- sihtmärgiks oleva komponendi suur väljapüügivõimsus;

- madala lahustuvusega rafinaadis; sobivus lahustitega; regenereerimise lihtsus;

- kõrge keemiline ja mõnel juhul kiirgustakistus, süttivus või piisavalt kõrge leekpunkt (üle 60 ° C);

- madal lenduvus ja madal mürgisus; kättesaadavus ja madal hind.

Kõige tavalisemad tööstuslikud ekstantaatorid jagunevad järgmistesse klassidesse:

1) neutraalne, mis eemaldatakse erinevate mehhanismide abil sõltuvalt algallika happesusest - vesi, fosfororgaanilised ühendid, nafta sulfoksiidid, küllastunud alkoholid, eetrid ja estrid, aldehüüdid, ketoonid jne;

2) happeline, mis ekstraheerib metalli katioone orgaanilises faasis vesifosfaat-fosforhapete, karboksüülhapete ja nafteenhapete, sulfoonhapete, alküülfenoolide, kelaativate ühendite hulgast.

3) aluseline, mille abil ekstraheeritakse metalli anioone vesilahustest, primaarsetest, sekundaarsetest tertsiaarsetest amiinidest ja nende sooladest, kvaternaarse ammooniumi, fosfoonium- ja arsooniumisoolade sooladest jne.

Vedelat ekstraheerimist kasutatakse fenoolide, õlide, orgaaniliste hapete, aniliini, metalliioonide ja muude suhteliselt kõrge sisaldusega tööstusliku reovee puhastamiseks, mis võimaldab teil kaevandamise kulusid kompenseerida. Enamiku toodete jaoks on ekstraheerimise kasutamine soovitav kontsentratsioonil 2 g / l või enam. Kõige laialdasemalt kasutatavaid ekstraheerimismeetodeid kasutatakse tahkete kütuste (kivisüsi ja pruunsöest, põlevkivist, turbast), mis sisaldavad märkimisväärses koguses fenoole, termilise töötlemise taimede puhastamiseks. Reovee fenoolide ekstraheerimise efektiivsus ulatub 80-97% ni.

Ekstraheerimismeetod põhineb saasteaine jaotusel kahe lahustumatute vedelike vahel vastavalt nende lahustuvusele nendes. Ekstraheeritud aine jaotub vee ja lisatava lahusti vahel vastavalt tasakaalu levimise seadusele:

kus Ce ja CB on ekstraheeritava aine kontsentratsioonid vastavalt ekstrahentis ja vees püsiseisundis.

Jaotustegur Kp iseloomustab ekstraheerimise ajal dünaamilist tasakaalu ja sõltub süsteemi komponentide olemusest, lisandite olemasolust vees ja ekstraktis ning temperatuuri. Vee lisandite ekstraheerimise ekstrahentidena kasutatakse erinevaid orgaanilisi lahusteid: eetrid ja estrid, alkoholid, tetrakloorsüsinik, benseen, tolueen, klorobenseen. Ekstraheerimine lahustite seguga. Ekstrahentide kvaliteedis on majanduslikult kasulik kasutada mitmesuguseid tehnilisi tooteid ja tootmisjäätmeid.

Heitvee puhastamine ekstraheerimisega koosneb mitmest etapist: heitvee segamine orgaanilise ekstrahentiga, saadud vedelate faaside eraldamine, ekstraheeri regenereerimine ekstraktist ja rafinaadist.

Ekstraheerimisaine ja heitvee kokkupuuteviisi ekstraheerimismeetodid on jaotatud ristvoolu, samm-loenduri vooluks ja mitte-vahelduvaks vasturõhuks. Praktilisel rakendusel on saadud kaks viimast meetodit. Järkjärgulise vasturütmi ekstraheerimisega liiguvad vesi ja ekstraktor üksteise suunas, saavutades samal ajal suure puhastustõhususe.

Ekstraheerimine tähendab ka lahust või tahkeid aineid sisaldava ühe või mitme komponendi ekstraheerimise protsessi, kasutades selektiivseid lahusteid (ekstrakteerijad). Lahusti ekstraheerimise meetodi aluseks on massiülekande protsess, mis hõlmab kahte vastastikku lahustumatut või osaliselt lahustuvat vedelat faasi, mille vahel ekstraheeritav aine levib. Protsessi kiiruse suurendamiseks viiakse esialgne lahus (heitvesi) ja ekstrahent tihedasse kontakti. Interaktsiooni faasid saadud ekstrakti - lahus ekstraheeriti komponendina ekstraktsioonivedelikust ja rafinaadile - järelejäänud alglahust (puhastatud heitvesi), kust, erineva raskusastmega täielikkuse eemaldati ekstraheeruvates komponenti.

Saadud vedelad faasid (ekstrakt ja rafinaat) eraldatakse üksteisest setete, tsentrifuugimise või muude mehaaniliste meetoditega. Seejärel ekstraheeritakse ekstrakt ekstrakti ekstraheeritavast ekstraheeritavast ekstraheerimisprotsessist uuesti ekstraheerimise teel teise lahustiga, samuti aurustamise, destilleerimise, keemilise koostoime ja sademetega.

Kuna vees ei ole täielikult lahustumatut vedelikku, eraldatakse ekstraheerimisprotsessi käigus osa ekstraheerijatest reovees, mis muutub uueks veesaasteaineks; seetõttu on vaja ekstrahenti rafinaadist ekstraheerida. Ekstraktori reovee kadu on lubatud ainult juhul, kui selle lahustuvus vees ei ületa MPC-d ja ekstrahenti madalad kulud. Veeekstraktsioonimeetodil heitmetallide ioonide reovee puhastamise protsessi käigus viiakse metallid orgaanilisse faasi ja seejärel orgaanilisest faasist (ekstrakt) reekstraktsiooniks vesilahusesse. Seega on reovee puhastamine ja metallikontsentratsioon, st selle regenereerimise tingimused on loodud. Orgaaniline faas sisaldab orgaanilist vedelikku ekstraheerijast ja - ekstraheerimiskeskkonnana (petrooleum, benseen, tolueen, jne Nagu ekstrahentide on orgaanilised estrid, alkoholid, ketoonid, amiinid jne ning reextractants -., Vesilahused anorgaanilistest hapetest ja alustest.

Metallide ekstraheerimine vesilahusest orgaanilisse faasi viiakse läbi kolmel viisil: 1) katioonivahetusekstraktsiooniga, st ekstraheeriva katiooni kaevandatava metalli katiooni vahetamine; 2) anioonivahetusekstraktsioon - s.o metalli sisaldava aniooni vahetamine ekstrahenti aniooniga;

3) koordineeriva ekstraheerimisega, milles molekuli või ekstrahenti iooni koordineeriv side moodustatakse otse ekstraheeritud metalli aatomiga (ioonidega).

Katioonivahetuse ekstraktsiooni üldisel kujul kirjeldatakse võrrandiga:

kus metallvalents z, R on orgaanilise happe happejääk. Katioonivahetusekstraktorid on RCOOH-tüüpi rasvhapped (näiteks karboksüülhapped), mille süsinikuaatomite arv on 7 kuni 9 ja nafteenhapetest, mis saadakse toorõli hulgast.

Katioonvahetuse ekstraheerimine on kompleksimoodustajate (kelaativate) ekstraktsioonide ekstraheerimine. Sellisel juhul toimub ekstraheerimine ioonvahetuse ja ekstrahenti koordineerimise teel ekstraheeritud metalli aatomi (iooniga) koos intrakomplekssete ühendite moodustamisega. Anioonivahetusprotsessi käigus kasutatakse ekstrahentidena primaarseid amiine RNH.2, sekundaarne R2NH ja Tertiary R3N (R-C7-C9). Amiinides on lämmastikul võimalik moodustada koordineerivaid ühendeid: R3N + HCl => (R3NH) Cl.

Pideva vastuvoolu ekstraheerimisega (joonis fig 2) liiguvad vesi ja ekstraktor üksteise sisse samasse seadmesse, tagades ekstrahenti vee hajutamise, samal ajal kui heitvee lisandid viiakse ekstraktandisse pidevalt.

Joonis 2. Pideva vastuvoolu väljatõmbamise skeem

Tööstusliku heitvee töötlemise tehnoloogiline skeem ekstraheerimisega sõltub reovee kogusest ja koostisest, ekstrahenti omadustest, selle regenereerimismeetoditest ja muudest teguritest ning sisaldab tavaliselt järgmisi seadmeid: veetöötlus enne ekstraheerimist (septikud, ujuvrakud, mehhaanilise puhastamise filtrid, neutraliseerimisvahendid jne) ; kaevandamine ise; lahusti regenereerimine ekstrahentist ja puhastatud veest. Ekstraheerimispeeglite kujundus sõltub reovee ja ekstrahenti kokkupuute viisist.

Seal on pritsimis- ja süstimisveerandeid. Tihti kasutatakse tihendatud veerge, kus düüsideks kasutatakse keraamika, metalli, plastide, keraamiliste, metallist (Raschigi rõngad, Pall-rõngad, Berli sadulad jms) valmistatud plokke. Segamise intensiivsuse ja efektiivsuse suurendamiseks kasutatakse ka plaadikoldeid, pulseerivaid kolonni või liikuvate silmadega plaate. Veeru tüübi valimine määratakse kindlaks vajaliku arvu ekstraheerimise etappide ja lubatud energiakuludega.

Tsentrifugaalsekstraktoritel on suur väljapuurimiskiirus, mille abil tekib välja arendatud vaheruumide pind, vedelikud purustatakse tilkadesse, kui nad liiguvad läbi kontaktelementide avad. Raske vedelik süstitakse rootori keskele läbi õõnsuse, valgus - selle perifeersesse ossa. Vedelike eraldamine rootori keskosas ja perifeersetes osades kiirendatakse tsentrifugaaljõudude rõhu all. Vees lahustatud reagent regenereeritakse tavaliselt destilleerimise teel, mis viiakse läbi pakitud kolonnis. Soojustatud vesi tarnitakse kolonni ülaosast ja kuumast aurust põhjas. Kõrge aururõhuga lahusteid saab regenereerida õhu või muude gaaside puhastamisega. See võimaldab vähendada sooja tarbimist vee soojendamisel, samuti vähendada hüdrolüüsi käigus kõrgemal temperatuuril tekkinud lahusti kadu.

Selleks, et kergesti hüdrolüüsida lahusteid, millel on kõrge hind ja kõrge keemispunkt, soojusvõimsus ja aurustumise kuumus, võib olla soovitav kasutada uuesti ekstraheerimise meetodit. Meetodi olemus on see, et lahusti ekstraheeritakse veest mõne teise odavama lahustiga, mida saab siis veest destilleerimise abil lihtsalt eemaldada. Ekstraktori lahusti regenereerimine viiakse tavaliselt läbi destilleerimisega.

Faaside kokkupuuteviisi kohaselt on tööstuslikud ekstraktorid jagatud diferentsiaal-kontaktideks (kolonnaparatuur), astmelised ja vahekonstruktsioonid. Esimese rühma aparatuuri iseloomustab faaside pidev kokkupuude ja ekstraheeritud komponendi kontsentratsiooni sujuv muutus piki seadme pikkust (kõrgus). Sellise kontsentratsiooniprofiili puhul ei ole väljatõmbaja mis tahes punkti faasid tasakaalustatud. Need seadmed on kompaktsemad ja vajavad piiratud tootmispindu, kuid pikisuunalise segamise tõttu (konvektiivsete aksiaalsete voolude, stagneerivate tsoonide, turbulentsete pulsatsioonide jms tõttu) saab keskmist tõukejõudu märkimisväärselt vähendada.

Teise rühma seadmed koosnevad diskreetsetest etappidest, millest kõik faasid on kontaktis, mille järel need eraldatakse ja liiguvad vastandina järgnevatel etappidel. Pikisuunaline segamine on vähem väljendunud, kuid vajadus faasidevahelise eraldamise järele külgnevate sammude vahel võib viia (koos halvasti asetatavate süsteemidega) ekstraktori suuruse suurenemiseni.

Kolonni väljatõmburid on jaotatud raskusjõu ja välise energiavarustusega.

Raskusvõimega ekstraktorid. Neis on vastastikku toimivate vedelike liikumine faaside tiheduse erinevuse tõttu; nende kontakti pind moodustab voogude enda energia. Nende seadete hulka kuuluvad pihustus-, düüsi- ja ekraaniekstraktorid.

Pihustusjaoturid (joonis 3) on õõnsad kolonnid, mis on varustatud düüside, injektorite ja muude pihustitega, et hajutada vastastikku toimivaid faase. Selliseid seadmeid eristatakse lihtsuse ja suure jõudlusega, kuid suhteliselt madala efektiivsusega. Veidi tõhusamad, kuid vähem tootlikud pihustid, ei erine teistest sarnastest massiülekandeseadmetest. Sõelaekstraktorid on perforeeritud plaatide kolonnid, mis on varustatud ülevoolamisseadmetega. Üks vahelduv vedelik, mis läbib plaatide avasid, on hajutatud; see tekitab sujuva kontaktpinna, kus ületäituvate seadmete kaudu voolav voolav vool on pideva faasi kujul. Sõelaekstraktorid on jõudlusest madalamad, vaid töötavad usaldusväärselt (disaini lihtsuse ja liikuvate osade puudumise tõttu), kuid neil on madal efektiivsus.

Võrreldes teiste veeruprofiilidega on kõik gravitatsiooniga ekstraktorid ebaefektiivsed faaside spetsiifilise kontaktpinna suhteliselt väikese pindala tõttu, kuna suurte tilkade suurus (kuni mitu mm). Energiavarustus võimaldab sul purustada tiluseid (kuni kümnendikku mm), nii et vajalikku kolonni kõrgust saab vähendada suurusjärku.

Joon. 3. pihustiga: 1,2 - pihustid.

Välise energiavarustusega väljatõmburid jagunevad pulsatsiooniks, vibratsiooniks, mehaanilise segamisega. Viimati nimetatud tüüpi aparaadid hõlmavad pöörleva ketta väljatõmbeid ja vahelduvaid segistikke ja paigaldusotsikuid (Scheibeli veergud). Pöördketasõlmedes (joonis 4) pöörlevad plaadid segavad ja hajuvad kokkupuutuvad vedelikud, pärast mida need kihistuvad. Scheibeli kolonnis (joonis 5) paigutatakse mõla- või turbiini mikserid ühisele vertikaalsele võllile vaheldumisi fikseeritud düüsi kihtidena. Segatud vedelik läbib düüside kihti, kihistatud.

Joon. 4. Pöörlev kettakstraktor: 1 - rootor (võll koos ketastega); 2 - staatori rõngakujulised vaheseinad.

Joon. 5. Segamis- ja seiskamisosakeste vahelduvvoolu eemaldaja (Scheibeli kolonn): 1-võll; 2 - segisti; 3 - düüs.

Step-ekstraktorid. Nendeks on mitmesugused segistipumbatid. Sellise seadme sektsioon läheneb ühe teoreetilise taseme efektiivsusele. Nõutav arv etappi on saavutatud, ühendades sektsioonid kaskaadiga. Sageli ühendatakse mitmed sektsioonid eraldatult vaheseintega ühel juhul (kastipulgad, joonis 6). Igal sektsioonil (etapil) on segamis- ja seiskamiskamber. Faaside segamine võib olla pulsatsiooniline või mehaaniline (kõige sagedamini kasutatavad turbiinisegistid, mis vedavad samaaegselt vedelikke staadiumist etappi).

heitvee eraldamine

Joon. 6. Box extractor: 1.3 - segamis- ja paigalduskambrid; 2 - partitsioon; 4-faasiline piir; 5 - ringluspump; 6 - imemise kollektor; 7 - turbiini segistid.

Seadmete hulgas, mis asuvad vahepealses asendis diferentsiaalkontakti ja astmelise vahel, on tsentrifugaalsekstraktorid kõige sagedasemad, kus tsentrifugaaljõudude toimimise valdkonnas esineb faaside eraldamine ja mõnikord segamine. Nende seadmete tööorgan (rootor) koosneb perforeeritud silindrite komplektist, spiraalribadest jne. Esialgne lahus ja ekstraktand liiguvad teineteise suunas, raskemas faasis - keskelt perifeeriasse ja kergemasse - vastassuunas. Vedelike kokkupuutel on nende liikumise viis ja dispersioon - silindrite perforeeritud osade läbimisel.

Tsentrifugaalsekstraktorid on jaotatud kambriks (diskreetne samm) ja diferentsiaalkontaktiga. Esimese rühma aparatuur koosneb eraldi astmetest (kambrid), millest igaühe vastupidavad liikuvad faasid segatakse ja eraldatakse järjest (näiteks "Luvest" ja "Robert" ekstraktorid). Teise rühma seadmetes jätkub protsess liikuvate vasturõhu faasivoolude lähedale pidevale kontaktile; liikumine toimub rootorite siseruumide poolt moodustatud kanalite kaudu (näiteks Podbilnyaki ekstraktorid).

Tsentrifugaalsekstraktorid on märkimisväärsed kõrge tootlikkusega (voolavad kuni sadu m 3 / h) ja efektiivsust (3-10 teoreetilised etapid), faaside lühikese kestusega (mitu sekundit või vähem) ja intensiivse massivahetusega. Sellised seadmed on paljutõotavad ebastabiilsete ühendite (näiteks antibiootikumide) tootmisel, kõrgradioaktiivsete lahuste ja stabiilsete emulsioonide töötlemisel, süsteemidega, millel on sarnane faasikihe.

Konkreetsete tööstusprotsesside optimaalsete projekteerimisseadmete valik peaks põhinema seadmete tehnilisel ja majanduslikul võrdlusel, võttes arvesse nende töö tõhusust, tootlikkust, eraldusvõimet, energia-, kapitali- ja tegevuskulusid.

Laboratooriumides kasutatakse praktiliselt samu tööstuses kasutatavaid meetodeid erinevate disainilahenduste klaasist, metallist või polümeeriekstraktorist vedelaks ekstraheerimiseks, millest lihtsaimad on kanalite eraldamine, Lewis-instrumendi (keeduklaas ja segistid) jne.

Destilleerimine (destilleerimine) ja heitvee puhastamine.


Destilleerimine ja parandamine on üks kõige levinumaid meetodeid lahustunud orgaaniliste vedelike eraldamiseks reovett. Reovee destilleerimise ja rektifitseerimise seadmed on reeglina osa peamiste tootmisrajatiste tehnoloogilistest skeemidest. Reoveest eraldatud lisandeid kasutatakse tavaliselt ühes ja samas tootmisüksuses.

Destilleerimine (latti destillatioptilise driptimisega) destilleerimine, vedelate segude eraldamine kompositsioonis erinevatesse fraktsioonidesse. Protsess põhineb segu komponentide keemispunktide erinevusel. Eraldatud vedelate segude komponentide füüsikalistest omadustest sõltuvalt kasutatakse erinevaid destilleerimismeetodeid.

Perioodilise või pideva toimingu paigaldamine (joonis 1) toimub destilleerimise lihtsa destillatsiooni teel järk-järgult aurustamisega. Saadud aur kondenseeritakse kondensaator-jahutiga ja destillaat siseneb kogusse. Lisage see reoveele lisanditest, mille keemistemperatuur on oluliselt madalam kui vee keemistemperatuur (atsetoon, metüülalkohol jne). Segude täielikuks eraldamiseks ja kontsentreeritud destillaadi saamiseks viiakse destilleerimine tagasijooksutemperatuuril (erinevate aurude ja gaaside segude osaline kondenseerimine, et rikastada neid madala keemistemperatuuriga komponentidega). Destilleerimiskubruti kohal asetatakse torukujuline või serpentiinist tagasijooksu kondensaator, mille puhul kõrgema keeva veega aurud on osaliselt kondenseeritud ja kuumutatakse tagasijooksuga (niiskus) ja madala keemistemperatuuriga rikastatud komponendid aurudeks saadetakse külmiku-kondensaatorisse.

1 - destilleerimis kuubik

3-kollektsioon
Joonis 1. Lihtdestilleerimine

Liigendatud destilleerimine, mida nimetatakse ka fraktsioonivaks destilleerimiseks (joonis 2), on üks lihtsa destilleerimise liike. Kasutatakse vedelike segu lahutamiseks fraktsioonideks, mis keeb kitsastes temperatuurivahemikes. Samal ajal võetakse erinevate kompositsioonide destillaadid (järjest aja jooksul) mitmesse kogusse. Kogumik 1 saab esimese osa destillaadist, rikkamad koos madala keemistemperatuuriga komponentidega, kollektsioon 2, vähem rikas, kollektsioon 3, veelgi vähem rikas jne. Kõigis nendest destillaatidest (fraktsioonidest) valitseb üks või mitu tiheda keemispunktiga algsegu koostisosa. Lihtne destilleerimine segude eraldamise parandamiseks kombineeritakse tihtipeale tagasivoolu tagasivooluga destilleerimisega (erinevate aurude ja gaaside segude osaline kondensatsioon, et rikastada neid madala keemistemperatuuriga komponentidega) (joonis 3). Sellisel juhul moodustatakse üks paar kuubi osaliselt kondenseeritud dephlegmator 2, kondensaat (keemistemperatuuril) pidevalt tagasi kuubi ja jääk pärast tagasijooksu auru siseneb kondensaatori 3, kus destillaadi suubub kollektor 4. Sel viisil saavutatakse suurem rikastamine madalamaltkeev destillaadi osi, st. et Aurude osalise kondenseerumisega (tagasijooksutemperatuuril) on kõrge keemistemperatuuriga komponendid valdavalt kondenseeritud.

Tasakaalu destilleerimist (üksik aurustumine) iseloomustab aurude vedeliku ja pikaajalise kokkupuute aurustumine aurustamata vedelikuga kuni jõudmiseni faasipoolse tasakaalu saavutamiseni (joonis 4). Eraldatud segu läbib torusid 1, mis kuumutatakse väljastpoolt suitsugaasidega. Saadud aurude ja vedelike segu, mis on tasakaalus olekus, läheb separaatorisse 2 vedeliku mehaaniliseks eraldamiseks aurust. Eraldajate aurud (P) sisenevad kondensaatorisse, kust destillaat voolab vastuvõtjasse, ja separatorisse jääv vedelik kogutakse kokku. Selles protsessis määratakse auru ja vedeliku suhe materjalibilansi ja faasi tasakaalu tingimustes. Kahekomponendiliste segude puhul kasutatakse võrdlusdestilleerimist harva; head tulemused on saadud peamiselt mitmekomponendiliste segude puhul, millest on võimalik saada fraktsioone, mis koostises oluliselt erinevad.

Molekulaarne destilleerimine põhineb vedelate segude eraldamisel nende vabal aurustamisel kõrge vaakumiga 133-13,3 mN / m 2 (10 -3 -10-4 mm Hg) keemistemperatuurist madalamal temperatuuril. Protsess viiakse läbi aurustumise ja kondenseerumise pindade vastastikusel konstrueerimisel vahemaaga, mis on lühem kui destilleeritud aine molekulide keskmine vaba tee. Vaakumi tõttu liiguvad auramolekulid aurustumispinnalt kondenseerumiseni minimaalse kokkupõrkega arvuga. Molekulaarse destilleerimise käigus määratakse aurukoostise muutus võrreldes vedeliku koostisega komponentide aurustumiskiiruse erinevuse põhjal. Seetõttu saab seda meetodit kasutada segude eraldamiseks, mille komponentidega on sama aururõhk. Sellel temperatuuril vedeliku ja vastava aururõhu korral suureneb molekulaarse destilleerimise kiirus seadme rõhu vähenemisega.

Lenduva komponendi molekulide difusiooniaja vähendamiseks vedela kihi sügavusest aurustamispinnale viiakse tänapäeva molekulaarsete kuubikute protsess läbi väga õhukeses vedeliku filtris, mis võimaldab lisaks aurumispinnale kulunud aja ja selle termilise lagunemise ohu vähendamise. Molekulaarseks destilleerimiseks kasutatakse horisontaalsete ja vertikaalsete aurutamispindadega seadmeid, samuti tsentrifugaalseid seadmeid, mis on saanud suurima tööstusliku rakenduse. Viimasel juhul iseloomustab protsessi vedela kile väikseim paksus (keskmiselt 0,05 mm) ja selle viibeaeg küpsetuspinnal (0,03-1,2 s). Tsentrifugaalseadmetes (joonis fig 5) on aurusti 1, mis on kiiresti pöörlev koonus (mõnikord ketas), varustatud eraldatava seguga. Tsentrifugaaljõu liigub vedelikku keskelt perifeeriasse (üles). Destilleeritud aine aurud kogutakse fikseeritud kondensaatoriga 2, mis paikneb aurusti pinna suhtes paralleelselt, kus destillaati pidevalt eemaldatakse. Jäägid pärast destilleerimist juhitakse rõngakujulisse süvendisse 3 ja eemaldatakse kuubist. Eraldusvõime suurendamiseks seeriaviisiliselt paigaldatakse mitu seadet.

Molekulaardestilleerimist kasutatakse kõrge molekulaarsete ja termiliselt ebastabiilsete orgaaniliste ainete eraldamiseks ja puhastamiseks, näiteks sebatsi-, steariin-, oleiin- ja muude hapete puhastamiseks, kalaõli ja mitmesuguste taimeõlide vitamiinide eraldamiseks meditsiiniliste preparaatide, vaakumõli jne tootmiseks.

Parandamine (alates hilisest ladina keelekasutusest - sirgestamine, parandamine) on vedelisegude eraldamise meetod, mis põhineb segu komponentide erineval jaotusel vedelate ja aurufaaside vahel.

Parandamisel aurude ja vedelike vool, mis liiguvad vastassuundades (vastasvool), pöörduvad korduvalt üksteisega eriseadmetesse (destillatsioonikolonnid) ja osa aurust (või vedelikust), mis väljub seadmest, tagasi pärast kondensatsiooni (aurule) või aurustamist ( vedelik).

Parandustarvikud. Destilleerivate kolonnide redutseerimiseks kasutatavad seadmed koosnevad tegelikust veerust, kus toimub auru ja vedeliku vastandvoolu kokkupuude ning seadmed, milles toimub aurude vedeliku aurustamine ja kondensatsioon, kuubik ja deflegmator. Kolonn on vertikaalselt asetsev õõnsa silinder, mille sees on nn. plaadid (erineva kujundusega kontaktid) või paigutatud vormitud kalline materjal - düüs. Kuub ja defeemmatoorium on tavaliselt kest-toru soojusvahetid (kasutatakse ka toruküve aurustit ja rotaatoraurustit).

Plaatide ja düüside otstarve on vaheruumidevahelise pinna arendamine ja vedeliku ja auru vahelise kontakti paranemine. Plaadid tarnitakse tavaliselt seadmega vedeliku ülevoolamiseks. Kolme tüüpi ülevooluplaatide disainid on kujutatud joonisel. 1 (a, b, c). Destilatsiooni kolonnide otsikuna kasutatakse tavaliselt rõngaid, mille välisläbimõõt on nende kõrgusega võrdne. Kõige tavalisemad on Raschigi rõngad (joonis 2, 1) ja nende erinevad modifikatsioonid (joonised 2, 2-4).

Mõlemas pakitud ja plaadikolonnis kasutatakse auru kineetilist energiat, et ületada kontaktsete seadmete hüdraulilist takistust ja luua dünaamiline hajutatud aurusüsteem - vedelik, millel on suur vaheruumidevaheline pind. Samuti on mehaanilise energiavarustusega destillatsioonikolonnid, milles luuakse rootorile mööda veergu telgjoont hajutatud süsteem. Rotary seadmel on madalam rõhu langus kõrgusel, mis on eriti oluline vaakumkolonnide jaoks.

Juhtimismeetodi järgi eristatakse pidevat ja perioodilist parandamist. Esimesel juhul viiakse eraldatud segu pidevalt destillatsioonikolonni ja eemaldatakse kolonnist pidevalt kaks või enam fraktsiooni, mis on mõnedes komponentides rikastatud ja teistes sisalduvad. Tüüpilise pideva rektifitseerimisaparaadi vooskeem - täisveerus - on näidatud joonisel. 3, a. Täielik veerg koosneb kahest jaotisest: tugevdamine (1) ja ammendav (2). Esialgne segu (tavaliselt keemistemperatuuril) suunatakse kolonni, kus see segatakse nn. ekstraheeritakse vedelik ja voolab läbi täieliku vasturõhu sektsiooni kontaktelementide (plaadid või düüsid) tõusva auru vooluga. Kui kolonni põhi jõudnud, voolab kolonni (3) kuubisse voolav voog, mis on rikastatud väga lenduvate komponentidega. Siinkohal vedelik aurustatakse osaliselt aurustumise tulemusena sobiva jahutusvedelikuga ja aur taas siseneb lõplikku sektsiooni. Sellest sektsioonist väljub aur (nn kauge) siseneb tugevdussektsioonile. Mängib oma rikastatud kergesti lenduvad komponendid auru siseneb dephlegmator (4), kus tavaliselt parim täielikult kondenseeritud külmutusagensi. Saadud vedelik jaguneb kaheks vooluks: destillaat ja tagasijooksutemperatuur. Destillaati on produktivoog püstjahti tarnitud parandusmääruses sektsioonis refluksi mis voolab maha kontakti seadmetes. Osa vedeliku saadud kolonni põhja nagu t. N. Käibemaksu jääk (ka tootevoog).

Püstjahuti koguse ja destillaadi koguse suhe tähistatakse R-ga ja seda nimetatakse tagasijooksutemperatuuriks. See number on parandamiseks oluline tunnus: mida suurem on R, seda suurem on protsessi tegevuskulud. Minimaalselt vajaliku soojus- ja külmahulga kulusid, mis on seotud konkreetse eraldamisülesande täitmisega, võib leida minimaalse tagasijooksu numbri põhimõttest, mis arvutatakse oletades, et kontaktandmete arv või düüsi kogukõrgus kipub lõpmatusse.

Kui esialgset segu tuleb pidevalt jagada kaheks suuremate fraktsioonide arvuga, kasutatakse kolonnide seeriat või paralleelset seeriat.

Korrapärase parandusega (joonis 3, b) viiakse algne vedel segu kolonni kuubikule, mille maht vastab soovitud tulemusele. Kuubi aurud sisenevad kolonni ja tõusevad deflegmaatorisse, kus nad kondenseeruvad. Esimesel perioodil tagastatakse kogu kondensaat kolonni, mis vastab nn. täielik niisutamise režiim. Seejärel jagatakse kondensaat tagasijooksuks ja destillaadiks. Kui destillaati võetakse (kas konstantse tagasijooksu numbriga või selle muutusega), eemaldatakse esiteks lenduvad komponendid kolonnist, seejärel lenduvad komponendid jne. Soovitud fraktsioon (või fraktsioonid) viiakse sobivasse kogusse. See operatsioon kestab kuni esialgselt laaditud segu täieliku töötlemiseni.

Lisamise kuupäev: 2015-07-15; vaatamisi: 331 | Autoriõiguste rikkumine

Hea soolsusega reoveepuhastus tehnoloogia

Soolalise heitvee puhastamise meetod (vee demineraliseerimine)

1. Vee magestamise meetodid ja nende liigitamine.

Vee soolsuse vähendamine GOST 2874-82 "Joogivesi" või destilleeritud vees soolasisaldusega lähedase kontsentratsiooni piires nimetatakse vastavalt magestamiseks ja magestamiseks.

Praetud magestamise ja vee magestamise meetodid jagunevad kahte põhirühma: veekogu seisundis ja ilma muutusteta. Esimene meetodite rühm hõlmab destilleerimist, vee soojendamist üle kriitilise temperatuuri (350 ° C), külmutamist, gaasi hüdraadi meetodit; teisele ioonivahetusele, elektrodialüüsile, pöördosmoosile (hüperfiltratsioon), ultrafiltreerimisele, ekstraheerimisele jne.

Destilleerimine, ioonvahetus, elektrodialüüs ja pöördosmoos on praktikas kõige levinumad.

2. Vee desalinatsioon ja vee magestamine destilleerimise teel.

Destilleerimismeetod põhineb vee aurustumisvõimalusel ja laguneb kuumutamisel värskele aurudele ja soolvees. Destilleerimise põhimõte põhineb asjaolul, et kui soolane vesi kuumutatakse temperatuurini, mis on kõrgem kui keemistemperatuur (antud soolsus ja rõhk), hakkab vesi keema. Saadud aur rõhu all, mis on väiksem kui 50 kgf / cm2, praktiliselt ei suuda lahjendada magestatud vees sisalduvaid soolasid, mistõttu kondenseerub värske vesi. 1 kg vee aurustamiseks on vajalik kuumutada seda keemistemperatuurini ja seejärel lisada täiendavat soojust vee faasiülekandeks auruna, nn latentsest aurustumistemperatuurist, mis on võrdne temperatuuril 100 ° C kuni 539,55 kcal / kg. Saadud auru teisendamiseks vette tuleb aurust eemaldada faasiülekande kuumus (559,55 kcal / kg). Suur osa sellest soojusest saab tagastada seadmele, st taastunud. Mida rohkem soojust saadakse faasiülekandest, seda suurem on destilleerimise magestamisjaama termiline efektiivsus.

Ühe etapilise destilleerimise magestamisjaama käituspõhimõte on järgmine: lähtevett suunatakse kondensaatorküttele aurusti abil, kus seda kuumutatakse ja aurustatakse auru või kuuma vee kuumuse tõttu. Saadud aur (sekundaarne) siseneb kondensaatorisse, kus see jahutatakse lähteveega ja muundatakse destillaadiks. Aurusti ahjuküve eelkuumutamiseks kasutatakse soojuse kondenseerumist.

Kõige laialdasemalt kasutatavad on mitmeastmelised aurustusseadmed, mis on mitu järjestikust üheastmelist ühikut, eelmises etapis kasutatud sekundaarset auru kasutatakse järgmisel etapil vee aurustamiseks kuumutamiseks auruga. Järk-järgulise arvu suurenemisega muutuvad mitmeastmelised magestamistaimed säästlikumaks. Kuid aurustumisteetappide arvu suurenemisega väheneb nende temperatuuri erinevus igaüks neist, suureneb seadmete kogu küttepind ja magestamistehase kapitalikulud järsult suurenevad.

Mitmeastmelise destilleerimise magestamise taimede peamine eelis on see, et primaarse auru koguse kohta saab oluliselt suurema koguse demineraliseeritud vett. Seega üheastmelise aurustamise korral saadakse umbes 1 tonni primaarse auru kohta ligikaudu 0,9 tonni magestatud vett, seejärel 50 kuni 60 faasi rajatistes - 15-20 tonni magestatud vett. Eriti energiatarbimine destilleerimisüksustes on 3,5-4,5 kWh / m 3 destillaati.

Destilatsioonivabade magestamistehaste töötamisel on aurustite ja kondensaatorite kütteseadiste skaleerimine negatiivne roll, mis vähendab vee soojendamise temperatuuri, halvendab soojusülekannet ja kõigi seadme osade tööd. Reaktiivi (spetsiaalsed inhibiitorid, lisandid, eelhapetamine jne) ja mittereagendid (magnetilised, ultraheliravi jne) kasutatakse skaala moodustumise vältimiseks. Mõõtemääramine on peaaegu täielikult kõrvaldatud, tekitades aurustites piisavalt vaakumit, mis võimaldab vähendada aurustatud vee temperatuuri 50 ° C ja madalamale. Energiakulud on ligikaudu 10 kWh / m 3 magestatud veest.

3. Jääkide vahetamise meetod magestamiseks ja vee magestamiseks

Soolestamisel ja soolatustamisel kasutatava ioonivahetusmeetodil põhineb vee järjestikune filtreerimine H-katiooni abil ja seejärel NSO3-, OH või CO3 2- anioonivahetusfilter. H-katiooni filtris asendatakse vees, peamiselt Ca (II), Mg (II), Na (I) sisalduvad katioonid hüdrogeenide katioonide jaoks

Pärast OH-anioonvahetite kaudu H-katioonfiltrite voolamist suunatakse moodustunud hapete anioonid OH-ioonide jaoks:

Vastavalt nõutavale vee magestamise sügavusele on kavandatud ühe-, kahe- ja kolmeastmelised rajatised, kuid kõigil juhtudel kasutatakse metalliioonide eemaldamiseks veest tugevasti happelisi H-katioonvahetajaid, millel on suur vahetusvõimsus.

Üheastmelise ionisatsiooniga soola sisaldus jääb kuni 20 mg / l. Vee saamiseks, mille soolasisaldus on kuni 0,5 mg / l, kasutatakse kaheastmelise H- ja OH-ionisatsioonikava jaoks käitiseid.

Peamine puudus ioonivahetuse kustutamisel on:

  1. ioonivahetusvaikude regenereerimiseks kasutatavate reaktiivide märkimisväärne tarbimine:
    • H-katiooniifiltrite regenereerimine viiakse läbi happega (väävelhape, vesinikkloriid) voolukiirusega 70-75 g / g-ekv. II etapi H-katiooni filtrite puhul on 100% väävelhappe spetsiifiline tarbimine 100 g 1 gekv kohta. imendunud katioonid. Katioonivaheti pesemise veetarbimine on 5-8 m 3 / m 2 katioonvahetaja.
    • OH-anioonvahetajate filtrite regenereerimine toimub leelise lahusega, 100% -lise NaOH erikulu on 120-140 kg / m 3 anioonvahetusvaigu. Veetarbimine pesemiseks on kuni 10 m 3 / m 3 anioonivahetust.
    Reeglina, kui värsket vett soolatatakse, regenereeritakse esimese etapi filtrid iga 8-10 tunni järel, teine ​​etapp iga 8-10 päeva järel.
  2. Filtri regenereerimise aeg on 3-3,5 tundi, nii et see nõuab kahe filtri paigaldamist (üks töötab, teine ​​on regenereerimisega), mis suurendab kapitalikulusid.
  3. Suurte kasutatavate reaktiivide tõttu on transpordi ja ladustamise jaoks märkimisväärseid kulusid.
  4. Vajadus korraldada reagentide majandamine hapete ja leeliste vastuvõtmiseks, nende lahtipakkimiseks, mördi valmistamiseks ja kulutatavate lahenduste leidmiseks.
  5. Soolase reovee märkimisväärne heide reovee ja keskkonnareostuse vastu.

4. magestamine elektrodialüüsiga.

Vee magestamine elektrodialüüsi abil põhineb asjaolul, et elektriväljas vees lahustunud soolade katioonid liiguvad magestatud veega sukeldatud katoodi suunas ja anioonid anoodi suunas. Sellisel juhul kantakse lahuses olev elektrivool üle ioonide abil, mis tühjendatakse anoodil ja katoodil.

Kui ruum jagatakse katioonide ja anioonidega läbitavate vaheseinteks kolmeks osaks (katood, anood ja töötamine), suunatakse elektrilise voolu all enamik soolade vees lahustatud katioonidest üle katoodile ja anioonidele anoodide ruumi. Elektroodialüüsi tööruumi vesi sulatatakse.

Vahetena kasutatakse ioonvahetust (katioonsed ja anioonsed aktiivsed) membraane ning elektroodialüüsi masina efektiivsus sõltub omadustest ja kvaliteedist. Membraanidel peab olema kõrge elektrijuhtivus, selektiivsus ja kõrge difusioonitakistus, olema piisavalt tugev ja vastupidav vees ja soolvees.

Mitmekambrilise ühesuunalise elektrodialüüsi disain hõlmab mitmesuguseid vahetuskambreid, mis on eraldatud ioonvahetusega membraanidega. Alandatud vesi siseneb aparaadi patarekidesse, soolvee ringlusb läbi paaritu kambri. Otsese elektrivoolu läbimisega liiguvad patarei lahustunud soolade katioonid katioonvahetusmembraanide suunas, läbivad seda ja anioonid - anoodini - kergesti läbivad paaritu arvuga kambri kaudu anioonvahetuse membraani. Erinevatest kambritest ei tungi anioonid ega katioonid naaberkambritesse, kuna neil tekib takistuseks liikumistee katioon-läbilaskvate anioonmembraanide kujul ja anioonide katioonmembraanide läbilaskvad. Soolad viiakse ühtlastest kambritest paaritesse kambritesse. Magestatakse vett isegi kambrites, soolad kogunevad veetmata soolalakkudes.

Selleks, et vältida lahustumatu kaltsiumisoolade, baariumsulfaadi, raua jms membraani pinnal oleva sademe tekkimist, samuti orgaanilisi ühendeid, mida elektroodialüüsi käigus ei eemaldata, kasutatakse pöörduvat elektroodüüsi, st korrapäraselt teostage voolu polaarsuse muutus, mis toob kaasa voolu suuna muutumise ja sademete eemaldamise.

Puhastatud vee saagis on 90-95% sisenevast vett kontsentreeritud voolu kontrollitud ringlusest ja muud lisameetmed. Kontsentreeritud voolu korrapärane ringlussevõtmine annab puhastatud vee saagise 70 kuni 85% ulatuses.

Protsess ei nõua täiendavaid keemilisi reaktiive, see ei tekita keskkonda mürgiseid aineid, kuid elektrodialüüsi seadme usaldusväärseks tööks vajalikuks tingimuseks on hoolikas vee eemaldamine suspendeeritud ainest ja orgaaniliste ainete, raua ja mangaaniühendite segamine.

5. Alandamine pöördosmoosiga.

Hiljuti on magestatud vee valmistamisel laialdaselt kasutatud membraanimeetodeid, eriti pöördosmoosi. Pöördosmoosi meetod on üks kõige lootustandvamaid meetodeid vee puhastamiseks ja sügavast magestamisest erinevate mineraliseerumistega. Selle aluseks on lahuste eraldamine filtreerimisega läbi poolläbilaskvate membraanide, mille poorid läbivad veemolekule, kuid ei lase destilleeritud ühendite hüdrateeritud soolasid või molekule. Kui anumasse paigutatakse poolläbilaskev sein värske ja soolase vee vahel, mis on võimeline vee voolama ja vees lahustuvate soolade hüdraatunud ioonide säilimist, võib jälgida, kuidas soolaveekambrisse voolab värske vesi. Puhta vee vool tekib vedeliku kontsentratsiooni erinevuse tõttu vaheseina mõlemal küljel. Mõne aja pärast muutub magevee tase märkimisväärselt alla soolvee tasemest. Erinevus tasemetel pärast püsikiirust iseloomustab soluudi osmootilist rõhku. Kui füsioloogilises lahuses tekib rõhk, mis ületab osmootse rõhu, siis voolavad värske vee molekulid selle loodusliku liikumisega vastassuunas, st lahusest pärinev vesi hakkab läbima vaheseina vette. Seda protsessi nimetatakse pöördosmoosiks. Soolase vee magestamine pöördosmoosi meetodil baseerub täpselt puhta vee molekulide voolust lahusest, et tekitada rõhk, mis on kõrgem kui osmootne, suunas lahusest mageveeni läbi poolläbilaskva seina. Poolpindu läbitav vaheseade valitakse nii, et vee molekulid võivad läbida selle poorid, kuid ei suuda soolalahuses lahustunud soolade ioone läbida. Kuna soolade ioonid on umbes 1,5 korda rohkem kui vee molekulid, on see võimalik (tehnilises mõttes) võimalik.

pöördosmoosi meetodit võrreldes traditsiooniliste meetoditega on olulised eelised: energia kulu on suhteliselt väike, lihtsa konstruktsiooniga paigaldus ja kompaktne, nende jõudlus sõltub natuke kõikumisi allikas vee kvaliteet, ei nõua kõrgelt kvalifitseeritud personali tööks, millega tööd saab kergesti automatiseeritud. Põhiomaduseks pöördosmoosi on peaaegu täielikku puudumist voolu kemikaale vee puhastamiseks (happe, leelise jne), välja arvatud väikesed kulu pH reguleerimiseks, pärsivad tagi ja perioodilised läbipesu membraane. Kanalisat- sisseseade (kontsentraat) sisaldada praktiliselt ainult neid sooli, mis on allika veega, samal ajal ionirovanii kogusummas soolade heitveed, vähemalt teist korda ja mõnikord kolm korda nende sisaldus puhastatud vesi. Kuid heitvee kogused on küll vähem soolasisaldus on umbes sama nagu ioonvahetus soolatustava.

Pöördosmoosimeetod erineb selle poolest, et membraani eraldamine toimub ilma ainete faaside muundamiseta ja see nõuab energiakulusid ainult lahuse pumpamiseks membraaniga ja solvendi (vee) sunnimise läbi membraani. Sellisel juhul ei toimi poolläbilaskmine membraan filtritena, milles aeglustavad ained kogunevad. See jagab originaalvoo ainult kaheks. Esimene voog - membraani (permeaat) läbinud vesi - sisaldab vähem soola kui esialgne vesi. Teine voog - allikavesi - membraaniga liikudes muutub üha enam kontsentreeritumaks, võttes sellega kaasa membraani poolt säilitatavad soolad. Eralduselemendist lahkuvat voogu nimetatakse kontsentraadiks.

Seadme töörõhk sõltub lähtevee soolsusest ja lahuse osmootsest rõhust. Kraanivee magestamiseks on reeglina 0,7-1,2 MPa piisav, merevee magestamiseks - 5-7 MPa.

Sõltuvalt töörõhust võivad membraanid ja rull-elemendid olla madala, keskmise ja kõrge rõhu all. Praegu pakutakse mitmesuguseid madala, keskmise ja kõrge surve all olevaid rulli elemente erineva koostisega veekogude magestamiseks, mis on nii Venemaa kui ka välismaise toodangu kõrge selektiivsusega (üle 99%).

Uute väga selektiivne välismaal ja kõrge pöördosmoosi membraane töötama rõhul 0,7-1,0 MPa ja veereelemendid nende alusel (nn ressursi elemendid) oleks võimalik rakendada neid tõhusalt magestamise mineraliseerunud vees. Sellisel juhul on energiatarbimine 0,5-1,5 kW / m 3 puhastatud veest.

6. magestamise meetodi valik.

Magusutusmeetodi valik sõltub originaali kvaliteedist ning nõuded töödeldud vee kvaliteedile, tehase töövõimele ning tehnilistele ja majanduslikele kaalutlustele. Majandusnäitajate hindamisel esineb teatavaid raskusi, kuna need sõltuvad paljudest füüsilistest, tehnilistest ja majanduslikest teguritest. Siiski on olemas üldised juhised ühe või teise magestamise meetodi kasutamiseks.

Alljärgnev diagramm näitab soovita piiri kantakse mitmesuguseid soolatustava meetoditega olenevalt algsest soolsus ja päevane tulemuste veemagestamistehase (jällegi juhtida tähelepanu milline on nõuandevfunktsioon diagrammid).

Selle diagrammi andmed põhinevad järgmiselt:

  1. Vee magestamise maksumus ioonivahetuse teel suureneb, suurendades soola sisaldust vees; samal ajal väheneb vee magestamise sügavus. Seetõttu demineralization ioonvahetus (ioonvahetuse segatüüpi voodis, või tavaline pidev regenereerimine) eelistatavalt suure päevas veevajaduse madala mineralisatsiooni väiksem (kuni 100 mg / l).
  2. Võttes arvesse uusi arenguid valdkonnas pöördosmoosi, nimelt arendada vähese surve, suure jõudlusega ja väga selektiivne membraane (energia säästmine), oluliselt avardanud kasutamine membraani tehnoloogia (pöördosmoosi). Laias soolsuse (0,15-50 g / l), membraan veemagestamistehase majanduslikel tulemuste vastab elektrodialüüsimembraanide ja soodsalt võrreldav ioonvahetus.
  3. Ülimalt kontsentreeritud soolvee magestamine on destilleerimise abil majanduslikult kasulik.

Termiline destilleerimine (destilleerimine) Reovesi

Destilleerimine on vedelate segude eraldamise protsess, mis põhineb vedeliku ja auru koostise erinevustel. Mida lihtsam on eraldamine, seda rohkem on vedeliku ja auru koostis.

Eraldatud kasutatud segude fraktsiooniline destilleerimine. Murdva destilleerimise meetod seisneb järgmiste etappide seas:

1) esialgse vedeliku segu kuumutamine keemiseni teatud kompositsiooni aurustamiseks;

2) saadud auru kondenseerumine;

3) lenduva komponendiga rikastatud uue koostise aurustamisel kondensaadi aurustamine.

Rauli seaduse kohaselt lahusti aurust (vesi) osarõhk px Lenduva lahusega (lisandiga) lahus on proportsionaalne lahusti x molaarfraktsioonigax lahuses:

kus r °< - puhta lahusti aururõhk antud temperatuuril.

Kui mõlemad lahuse komponendid on lenduvad, siis on Rauli seadus iga komponendi jaoks täidetud:

kus p2 - lahustunud aururõhk; x2 - molaarne lahustunud osa.

Daltoni seaduse järgi on aururõhk lahuse P korral võrdne osalise rõhu summa p-gax ja p2:

Alates väljendid (8.8) ja (8.9), et konstantsel temperatuuril partsiaalrõhkude komponente aurufaasi ja kogurõhk viimane on lineaarne sõltuvus molaarne kontsentratsioon madala keemistemperatuuriga komponendi vedelas tasakaaluline faasis. See sõltuvus on esitatud joonisel. 8,8, kus kaardus liinidele OA ja CB esindavad mustrid muutuse pa ja ps, ja sirgjoon AB on aururõhu kogu aururõhu muutuse korrektsus keemistemperatuuril vedelas segus t = const.

Joon. 8.8. Rauli seaduse graafik kahe lenduva vedeliku segu jaoks

Ideaalsete lahenduste korral on Raoult'i seadus täidetud mõlema komponendi osas kogu koosseisu ulatuses.

ADB kõver joonisel. 8.8 kujutatud hüperboolse sõltuvuse kontsentratsioon madala keemistemperatuuriga komponendi aurufaasi juures kogurõhk P, mis tähendab, et auru on alati rikkam kergkeevaid (heitlikumad) komponendi kui tasakaalutase vedelfaasi (y Y x).

Praktikas toimub segude eraldamine pideva fraktsiooniva destilleerimisega, mida nimetatakse parandamiseks. Parandust kasutatakse lenduvate orgaaniliste ainete, eriti fenoolide heitvee puhastamiseks.

Parandamisprotsessi sisuks on puhta olekuga ühe või mitme vedeliku erinevate keemistemperatuuride vedelike segu eraldamine. See saavutatakse korduva kuumuse ja massiülekande kaudu vedeliku ja aurufaase vahel; Selle tulemusena viiakse osa lenduvast komponendist (lisand) üle vedelas faasis aurufaasis ja osa vähem lenduvast komponendist (vesi) aurufaasis vedelfaasist.

Destilleerimisrajatised on perioodilised ja pidevad toimingud. Partii taime kasutatakse väikese koguse heitvee eraldamiseks. Pideva rektifitseerimise protsess viiakse läbi joonisel näidatud paigaldusmeetodil. 8.9.

Joon. 8.9. Pideva destillatsiooniseadme skeem

Paigaldamise koosneb kahest destilleerimissambad, püstjahuti 3, külmkapis 4, algsest prügist veemahuti 7, koguti destillaat (orgaaniline lisand) on üle 5 ja Destillatsioonijäägile (puhastatud vesi) 6. püstjahuti külmkapis ja küttekeha on tavapärased soojusvahetid.

Rekontrumendi veergude arvutamisel määratakse materjali vool ja soojusmaksumus vastavalt materjali ja soojusvahetuse võrranditele; kasutades kineetilist võrrandit, arvutatakse kolonni peamised mõõtmed (läbimõõt, kõrgus), sisemise struktuuri elementide mõõtmed (plaadid, mütsid, pihustid jms).

Materjalivoogude skeem paranduste kolonnis on näidatud joonisel fig. 8.10.

Joon. 8.10. Materjalivoogude skeem rektifunktsioonis:

1 - destillatsioonikolonn; 2 - destilleerimise kuubik; 3 - deflegmator

Kolonni G auru tõuseb ülespoole ja allapoole voolavaks tarnitakse lähtesegusse F (heitvesi) keskosas ja ülemine osa Seade tagasijooksu F (rikastatud orgaanilise aine). Lõpptoodetelt kondenseeritud auru keeva lenduvate P (NK) orgaanilisi lisandeid, jättes kolonni ülemise ja kõrgkeevat komponendi W (VC) - puhastatud vesi voolab kolonni põhja.

Voolu destillatsioonikolonni materjalibilanss:

Kuna G = P + F,

kus F on esialgse segu (heitvesi) voolukiirus, kmol (kg); P - destillaadi (ekstraheeritud lisandite) tarbimine, kmol (kg); W on käibemaksu jäägi (puhastatud vesi), kmooli (kg) tarbimine. Madala keemistemperatuuriga (NC) lisandite materjalibilanss:

Siin xF, xp= xf ja xw - saasteaine sisaldus esialgses reovees, destillaadis (tagasijooksul) ja puhastatud vees, mool. jagada (massiosa).

Veerus tõuseb aurude arv

Siin R = F / P on tagasijooksu number, mis on suhteline kogus tagasijooksu kogust destillaadi kogusele.

Kolonni soojusbilanss (joonis 8.11) koosneb järgmistest osadest:

- soojuse saabumine katla Q jahutusvedelikustKm, esialgse heitveega Qf, koos flegmiga?f;

- soojusenergia tarbimine auruga püstjahutiga QG, puhastatud veega Qw ja kahjud keskkonnale Qn.

Joon. 8.11. Destilatsioonikolonni soojusvahetuse kompileerimiseks:

1 - destillatsioonikolonn; 2 - boiler; 3 - deflegmator

Nii soojus tasakaalu võrrand

Soojus tasakaalu võrrandi (8.10) lahendamisel leiate boileri soojuse maksumus J / s (W)