Способ обезвоживания суспензий твердых отходов и устройство для его осуществления

 

21) 4202315/26

22) 30.03.87

46) 30.08.93. Бюл. № 32

71) Гановер Рисерч Корпорейшн (0$)

72) Энтони Дж. Бонанно(03)

55) Патент США N 4210531, л. В 01 D 21/01, 1981.

Патент США ¹ 3950230, л. В 01 D 3/00. 1976.

Патент CLUA N. 4270974, л. В 01 D 1/14, 1981.

54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СУСПЕНИЙ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ И УСТРОЙСТВО

ЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

57) Сущность изобретения: обработку сусензий ведут псевдоожижэющим маслом в присутствии поверхностно-активного вещества с величиной гидрофильно-люфильного баланса, равного 8 — 13,3, с последующим выпариванием воды, конденсацией пара, разделением масла и твердой фазы и рециркуляцией масла на стадию смешения с исходной суспензией. Для реализации процесса предусмотрено оборудование, состоящее из приемной емкости для ожижения, источника ожижающего масла и поверхностно-активных веществ (ПАВ), центрифуг, кристаллизатора, плавильника многоступенчатого испарителя, устройств для транспортировки и рециркуляции компонентов процесса. 2 с.п. и 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технологии безвоживания суспензий и извлечения из их твердых веществ для дальнейшего исользования, в частности оно относится к епрерывному процессу обезвоживания успензий с использованием псевдоожижа- . щего масла и поверхностно-активного ещества (ПАВ), которые в данном процесе удаляют путем испарения и рециркулирут.

Целью изобретения является повышеие эффективности обезвоживания суспений.

На фиг. 1 показана технологическая схеа устройства по одному варианту изобрения, в котором в качестве ожижающего асла используется тяжелое масло (на схее представлены узлы сепарации, кристализации и рециркуляции ПАВ); на фиг. 2— хнологическая схема устройства по другоу варианту изобретения, в котором в каче 3 (Л стве ожижающего масла применяется легкое масло, а в сырье не содержится натурального масла; на фиг. 3 — технологическая схема устройства дополнительного вариан та изобретения, в котором в качестве ожи- — а жающего 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 ма- (Л териалов и операций обработки вместе с равновесными условиями, матвриальными 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

1837925

45 го ожижающего масла, В идеальной смеси частицы смеси после ее выдержки в течение некоторого периода времени беэ перемешивания снова становятся суспендированными после того, как смесь вновь просто

50 перемешивают.

При использовании гранулированного материала, например зерен или гранул, ПАВ будет предотвращать коагулирование гранул, В случае применения поверхностноактивного вещества оно будет способствовать получению частиц одинакового размера, находящихся во влажном состоянии в масле да как другую часть направляют в Изменение количества ПАВ будет прикристаллизатор для кристаллизации l1AB, водить к уменьшению или увеличению развлажных твердых веществ. Это прежде всего применение ПАВ вместе с ожижающим 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 ожижающее масло, В случае, когда ожижающим маслом служит легкое масло, т.е. маловязкое, относительно летучее масло, а обрабатываемые твердые частицы содержат в себе или сопрово>кдаются натуральным маслом, причем это масло чаще всего является относительно тяжелым, нелетучим маслом, то твердые частицы промывают в центрифуге рециркулирующим легким маслом. Все масло, несущее по крайней мере некоторое количество ПАВ, удаляют в сепарирующее устройство, например в кристаллизатор, где

ПАВ может кристаллизовываться и отделяться центрифугированием, фильтрацией или другим приемлемым способом. Кристаллизованное ПАВ может рециркулировать 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 иэ обезмасливателя.

Если высушиваемый материал не содержит натурального масла, то твердые частицы промываают конденсатом легкого масла из испарителя и легкое масло иэ этой ступени рециркулируют вместе с содержащимся 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 отделения от них масла. Это масло делят на две части, одну из которых непосредственно рециркулируют в емкость ожижения, тогкоторое 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, ожижающее масло может быть либо легким маслом, либо

"0 тяжелым маслом. Под легким маслом подразумевают масло, имеющее температуру кипения в диапазоне приблизительно

250 — 600 F (121-315 С), которое было фракционировано. дистиллировано или компаундировано из нефтяного масла.

Тяжелыми маслами могут быть триглицеридные масла или нефтяные масла. Триглицеридными маслами могут быть масла, экстрагированные из животных жиров, на20 пример из говяжьего жира, свиного жира, куриного >кира, рыбьего жира и т.п. Этими маслами также могут быть масла, зкстраги- . рованные 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 обез30 воживания по настоящему изобретению.

Суспензии, обрабатываемые по спосо- бу настоящего изобретения, должны содержать твердые час ицьн 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 циркулирующе1837925 ера частиц и потому этот прием может спользоваться для получения заранее званного размера частиц и, следователь о. содержания масла в целевой сухой. астице. 5

Большая часть этих ПАВ соответствует о качеству пищевым продуктам и может рименяться в случае, когда конечный проукт предназначен для потребления человеом или в качестве пищи для животных. 10 ебольшое количество ПАВ, которое остатся в сухих частицах целевого продукта, удет улучшать их воспроизведение при доэвлении к воде с другими ингредиентами ри приготовлении пищевого рациона. 15

ПАВ может действовать также как эмульификатор для смеси вода-масло-твердые астицы для получения более гомогенного репарата. Кроме того, оно может улучшать войства связывания воды пищевых продук- 20 ов, например хлеба, тортов, пюре и т.д.

Конкретные характеристики, которыми олжны обладать ПАВ, используемые для испергирования смоченных водой твердых ч стиц в масле, следующие: растворимость 25 в масляной фазе; число .гидрофильно-лиофильного баланса 8 — 13,3, предпочтит льно 9 — 11; устойчивость к разложению в абочих условиях температуры и давления нного процесса; если твердые частицы, 30 и двергаемые сушке в процессе, наприер в процессе Карвера-Гринфельда, предназначены для потребления человеком

1 и и животными, они должны отвечать треб ваниям к пищевым продуктам и лекарст- 35 в м; пренебрежимо малая летучесть при р бочих условиях температуры и давления в процессе, В предпочтительном варианте ПАВ и именяют B количествах примерно от 0,05 40 д 10% от веса ожижающего масла и обычно и едпочитают ПАВ неионного типа. Они мог т быть час-ью класса соединений, наприм р моноглицеридов и диглицеридов, и вестных на рынке под торговыми названи- 45 я и ARLACEI производства ICI оф Юнайтед

С ейтс, Инк;. QUR-EM производства Дарки

И дастрил фуде оф Огайо и EMEP EST npoи водства Эмери Индастриз, Инк„Южная

К ролинэ; эфиры жирных кислот полиоксэ- 50 т ленсорбитановые, известные на рынке и д торговым названием TWEEN производс ва ICI оф Юнайтед Стейтс, Инк., ДОЯРАХ и оизводства Дарки Индастриал Фудс оф

О айо, и EMSORB производства Эмери Ин- 55 д стриз, Инк., оф Саутс Калолайн; полиокс этиленсорбитоловых эфиров под т рговым названием АП ОХ производства

1оф Юнайтед Стейтс, Инк., полигрицерол выми эфирами жирных кислот под торговым названием SANT0NE производства .

Дарки Индастриел Фудс оф Огайо; сорбитвновых эфиров жирных кислот, известных под торговым названием SPANS производ ства 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 MLB (гидрофильно-липофильный баланс) может выбираться для любого иэ перечисленных выше соединений или может быть получено путем смешения двух или большего количества этих соединений для получения требуемого числа HLB.

Эффективность предложенного спосо. ба 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 добавлечия

ПАВ скорость нагнетания возросла до

1,5 л/с. В этом примере в качестве ПАВ использовали полиглицероды олеиновой кислоты в количестве 0,45 g, от веса ожижающего 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 пенообразования. Благодаря IlAB 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, llAB и влажного сырья иэ емкости 4 через соединительную линию или

1837925

15

30

45

55 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 ожи>кающего масла, содержащего рециркулирующее поверхностно-активное вещество с тем, чтобы после испарения воды система или смесь исходного сырья и масла и/или текучих >киров 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 обеэвоженного 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 колодец 28. Суспензию из частично обезвоженного сырья в ожижающем 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 40 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 иэ куба второй ступени выпаривания

18 через соединительную линию 36 и загружают в зону выпаривания третьей ступени выпаривания 34 по способу, который применяли для передачи суспенэии между первой и второй ступенями, На третьей ступени температуру продукта порядка 121 С поддерживают с помощью пара, подаваемого с температурой около

149 С из печи-кипятильника 38 по линии

40. Практически обезвоженную суспензию выводят из куба третьей ступени выпаривания 34 по линии 42. Эта суспензия содержит приблизительно 0,075-0.457, воды от веса всей суспензии, остальное приходится на долю поверхностно-активного вещества, 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 суспенэии 12, 30 и 36, соответственно. Проиллюстрированная и описанная система регулирования уровня в выпарном аппарате относится к обычным системам данного типа, Практически оЬезвоженное 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 иэ фильтр-пресса или подобного устройства56, рециркулирующего по линии 68.

Внутри центрифуги 44 основная часть ПАВ и тя>келого 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 иэ твердых частиц, а тяжелое масло вытекает из центрифуги 44 по линии

102 в сборник 102.

Насос 103 откачивает смесь тяжелого масла и ПАВ иэ емкости 102 и направляет этот материал в ряд кристаллизаторов, обычно. обозначаемых 104, состоящий иэ отдельных емкостей с клапанами l04A, 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, 1837925 в т и и

1 в

У

Т з в с и в ю ж о м о в в г

1 с н

1 ж те к

1 н

P м х ка вк ц ю и у н и дл с ис щ мо но на

10 по на

11 ем

При работе установки кристаллизации ходной клапан емкости 104А закрыт, а одной клапан этой емкости открыт и смесь желого масла и IlAB поступает в эту емкость емкости 102. Эта ступень является стунью заполнения или загрузки. Емкость

4В была заполнена ранее и ее входной и ходной клапаны закрыты, а охлаждающие тройства находятся в рабочем состоянии. ким образом, в то время, как емкость 104А полняется, емкость 1048 уже заполнена и ней происходит охлаждение с целью криаллизации ПАВ из жидкой фазы. Эту стунь называют ступенью выдержки. Тем еменем емкость 104С, которую загру>каперед загрузкой емкости 1048 и выдервают при соответствующей температуре лаждения в течение времени, необходиго для осуществления кристаллизации, крывают и через выпускной клапан из нее текает тяжелое масло и кристаллиэиронное ПАB, Эта ступень называется выуэкой. Затем подле>кит выгрузке емкость

48, тогда как е лкость 104А работает на пени выдержки, а емкость 104С вЂ” заполния, затем будет разгружаться емкость

4А, тогда как емкость 104С будет выдерваться. а е лкость 1048 заполняться, заразгружаться будет емкость 104С, тогда к емкость 1048 выдерживается, а емкость

4А заполняется и такая последовательсть повторяется в дальнейшем.

В результате только что описанной опеции получают постоянный поток тяжелого сла, содержащий кристаллическое поверостно-активное вещество, который вытет из кристаллизатора 104 по линии 105, ючающей насос 106, и направляется в нтрифугу 107, где кристаллы ПАВ отделяся от тяжелого масла. Тяжелое масло, актически не содержащее ПАВ, покидает трифугу 107 по линии 114 и течет в сбор108, из ксторого оно отводится насосом в линию 114 и рециркулирует в центриу 44 для использования в целях, описанранее промывки. В том случае, если еется избыток перерабатываемого масла нужд ожи>кения, что может быть связано аличием тяжелого масла. связанного с одным влажным материалом, поступаюм в систему по линии 2, то это масло ет выдавливаться в виде продукта дано процесса по линии 114, как изображена рисунке.

Кристаллическое ПАВ из центрифуги выходит по линии 112 и течет в емкость торного расплава 110, оборудованную ревательными устройствами и мешалкой для ускорения процесса плавления. Из ости 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 емко5 сти 52 ПАВ рециркулирует вместе с маслом по линии 6 в емкость ожижения 4.

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

10 них остаточных количеств ПАВ, 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 экспеллер 56, где содержание масла в потоке понижается. Полученные практически обезмасленные, а также обезвоженные твердые частицы, теперь уже отвечающие по качеству продукту, из пресса 56 по линии

20 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

25 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.

30 Пар, вырабатываемый в печи-кипятильнике, выводят из печи по линии 40 и направ ляют в третью ступень выпаривания 34 в качестве греющей среды для этой ступени.

Хотя это и не показано на рис. 1, конденсат

35 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 ступе40 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 удаляе45 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

50 подвергаться операции сепарации или удаления масла, если необходимо получить чисту. а воду.

Зола, полученная от сжигания целевых твердых частиц или любого твердого топли55 ва в зоне горения печи-кипятильника 38, удаляется оттуда по линии 66. Масло, полученное от сжатия твердых частиц в фильтрпресС или экспеллере 56, рециркулирует в центрифугу 44 по линии 68, где смешивается с безводной суспензией масло-твердых час1837925

12 тиц, подаваемой в зту центрифугу по линии

42. Твердые частицы, покидающие пресс 56 по линии 58 еще содержат некоторое количество тяжелого масла в качестве ожижающего масла, связанного с частицами, вместе с возможными следовыми количествами

ПАВ.

Это масло и ПАВ теряется иэ 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, 20

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 211, Легкое ожижающее масло и рециркулирующее RAB поступает в

25 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

30 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

40 около 32-79 С, в зависимости от давления в го масла из линии 224, который имеет температуру на 11-22 выше, чем температура частично обеэвоженого 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 влаж50

55 ных твердых частиц в легком масле, удаляют выпарном аппарате. Первая ступень обог-.45 ревается смешанным потоком пара-и-легкоиз 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 охлаждающей 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

230.

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

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, разделяется на легкое масло и чистую воду. Отсепарированное легкое масло выводят из коагулятора 256 по линии 258, которая встречается с линией 248 в точке "Т" и обязательно направляется в центрифугу с решетчатой корзиной 201. Часть масла из коагулятора 256 рециркулирует в линию 214 по линии 259. Чистая целевая вода выводится из каагулятора 256 по линии 260. При необходимости часть целевой воды может 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.

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 смесь по линии 262 нагнетается в зону испарения второй ступени 266 выпаривания.

Во второй ступени выпаривания происходят операции, аналогичные таковым в первой ступени, эа исключением того, что на данной ступени более высокое давление.

Давление на каждой последующей стадии выпаривания несколько выше, чем на предыдущей стадии, и на последней ступени достигает атмосферного давления. Температура дополнительно обезвоженного и

1837925

15 в и и

К в

У о о д р

Г в

25 упени выпаривания 266 насосом 270 в лию 274 и вводится в зону выпаривания етьей ступени 276 выпаривания.. Давлее на третьей ступени выше, чем на второй упени и в предпочтительном варианте иблизительно равно атмосферному, Темратура продукта на третьей ступени выпавания 276. т.е. суспензия из ПАВ и ердых частиц в легком масле, содержащая имерно 0,075% вес. воды от веса всей спензии, больше чем на второй ступени паривания 266 и находится B диапазоне имерно 38-204 С. а в предпочтительном рианте около 65-177 С. Греющей средой я третьей ступени выпаривания 276 слут иар с температурой примерно на 16 С выше температуры продукта. т.е. по

1цеству безводной суспензии ПАВ и тверix частиц в легком масле. Этот пар выратывается в печи-кипятильнике 277 и редается нэ третью ступень 276 выпариния по линии 278. Конденсат греющего ра выводят по линии 280 и возвращают в чь-кипятильник, Как уже отмечалось. смеанный поток водяного пара и паров легкомасла. полученный в результате

55 ни н т с н т н с и и

Р т

П с в и в д ж

2 с д б и в п п ш

Г д в л в у езмасленного продукта на второй ступевыпаривания находится в диапазоне имерно 38-204 С, предпочтительно 516 С, в зависимости от давления в выпарм аппарате. Греющей средой является есь паров воды и легкого масла, которая еет температру примерно на 11 — 22 С вые температуры суспензии или целевого атериала, покидающего вторую ступень паривания. Смесь греющих паров постует по линии 268 из первой камеры третьей последующей ступени выпаривания. нденсат смешанного греющего пара выдится из второй ступени выпаривания

6 по линии 228 и поступает в сепаратор асло-вода 230. Как было упомянуто вые, смесь паров воды и легкого масла, поленная в результате дополнительного езвоживания частично обезвоженной и езмас- ляной смеси ПАВ и водных твер х частиц в легком масле, удаляют из павой камеры второй ступени выпаривания

6 по линии 224 и используется в качестве еющей среды на первой ступени выпариния 222, Частично обезвоженная и обезмасленя суспензия ПАВ и влажных твердых часц в легком масле выводится из второй льнейшего обезвоживания и обезмаслиния суспензии ПАВ и твердых частиц в гком масле, причем обезвоживание продится по существу до сухого состояния, аляется из паровой камеры третьей ступевыпаривания 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 выпарива.ния 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 тэм йромывэется легким маслом, возвращаемым по линии 248. Этэ 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 зту емкость поступает по существу все количество ПАВ и почти все количество легкого масла, т.е. ожижающего масла, проходящего через систему, Легкое ожижающее масло и ПАВ, находящиеся в емкости 250, выводятся оттуда насосом 290 s линию 214 и через зту 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 обезмасливатель кокса 300. При необходимости обезмасливаетль 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 иар и испаренное легкое масло выводятся из обезмасливателя по линии 311.

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

1837925

10

20

30

40

55 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 ожижающего легкого масла. а также находящиеся по существу в сухом состоянии, по ликии 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 UcBcblBBloщей 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 обесмаливателя 300, по линии 310 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 3 lO 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 испаренного 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 исключением 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 пар и находящееся в нем испаренное легкое масло может исполь зоваться для предварительного нагрева ПАВ и смеси влажные частицы-ожижающее масло путем впрыскэ в емкость о>ки>кения 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 о>кижающее масло вводится в емкость ожи>кения 410 по линии 414. М(идкая 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 B зону выпаривания испарителя первой ступени 422 общей установки испэрителя сушки. В испэрителе 422 вода и часть легкого масла выкипает под давлением ниже атмосферного, которое обычно может составлять 50250 мм т,ст. Температура частично обезво>кенного 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 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 1122 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 лагкого масла, образованный

s результате частичного обезво>кивания и

1837925 о х к и к и в с к ч н л в д то и ч то л ко д вт си на ре дл та на ле ло вы

46 зо ри ос ко то

Внутри сепаратора масло-вода 430 сь воды и легкого масла разделяется на кое масло и частично осветленную воду, ержащую некоторое количество легкого ла, Отсепарированное легкое масло выят из сепаратора масло-вода 430 по лии 448 и направляют в центрифугу с шетчатой корьиной 530 для промывки от- 2 ованных твердых частиц, не содержащих елого масла и ПАВ, Частично отсветленную воду выводят из аратора масловода 430 по линии 454 в гулятор 456, Внутри коэгулятора 456 3 тично осветленная вода, содержащая оторое количество легкого масла, раздеТсА на легкое масло и чистую целевую у. Отсепарированное легкое масло вывося из коагулятора 456 по линии 458, ко- 3 ая пересекается с линией 448 в точке "Т" язательно вводят в центрифугу с решетой корзиной 530. Часть масла из коагуляа 456 рециркулирует в линию 414 по ии 459. Чистую целевую воду выводят из 4 гулятора 457 по линии 460. При необхоости часть полученной воды может порно использоваться в любой точке темы, С другой стороны, вся извлеченвода может направляться на хранение в 4 ервуар для дальнейшего использования нужд, где необходима по существу чисвода.

Частично обезвоженная и обезмаслянсмесь ПАВ и влажных твердых частиц в 5 ком масле и некоторое количество тяжео масла из испарителя 422 непрерывно одится по линии 462 с помощью насоса . Эта смесь нагнетается по линии 462 в у выпаривания второй ступени 466 выпа- 5 ания. Во второй ступени выпаривания ществляются операции, аналогичные таым на первой ступени за исключением о, что давление на второй ступени выше. ление на каждой последующей ступени езмасливания поступающей смеси исдного материала, удаляют из паровой меры испарителя 422 по линии 434 в верхйостный конденсатор 426. внутри торого поддерживает частичный вакуум с мощью насоса 438. соединенного с порхностным конденсатором 436 вакуумной ией 440, Смесь паров воды и легкого масла, попающая в поверхностный конденсатор по линии 434, конденсируется охла>кдаей водой, поступающей в конденсатор линии 442 и покидающей конденсатор по ии 444. Смешанный конденсат теплой

ы и легкого масла выводят из конденсаа по линии 446 в сепаратор масло — вода выпаривания несколько выше. чем на предыдущей стадии, достигая атмосферного давления на последней ступени. Температура дополнительного обезвоженного и обез5 маслянного 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

15 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

20 по линии 428 и направляют в сепаратор масло-вода 430. Как было отмечено выше, смешанный 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 s качестве греющей среды в первой сту0 пени выпаривания 422.

Дополнительно обезвоженная и обезмаслянная 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 выпаривания 476, т.е. температура суспензии ПАВ и твердых частиц в легком и тяжелом масле, содержащая около

0,0757; вес. воды от веса всей суспензии, выше чем температура на второй ступени

5 выпаривания 466 и находится в диапазоне

38 †2 С, а в предпочтительном варианте .около 65-176 С. Греющей средой для третьей ступени выпаривания 476 служит пар при температуре примерно на 16-28ОС

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-кипятильнике 477 и подают нэ 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

1837925

5

20

35

4Ц

50 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 иэ третьей ступени выпаривания 476 и насосом 482 нагнетается па линии 484 в центрифугу с решетчатой корзиной 530, где под действием центробежных сил основная масса ПАВ, легкого масла и натурального или тяжелого масла отбрасывается от твердых частиц. Отбро-. шенный 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 остаточные 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. Обезмасливатель 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, вырабатываемый в печи-кипятильнике 477, по линии 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, несущими 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 линии 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 ожижающего 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; иэ измельчителя частицы по линии 520 поступают в поворотный переключатель 521, с помощью которого они могут направляться в линию

522 или в линию 523, Линия 522 ведет к собира1ощему 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 служат 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, оборудованныи датчиком давления, располагается на линии 510 и служит для поддержания в обезмасливателе 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 иэ 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 кристал1837925

22 лизатора 534, практически непрерывного выхода смеси тяжелого масла, легкого масла и 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 центрифугу 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 о>кижения 410 и таким образом по ней возвращается природное или тяжелое масло и легкое ожижающее масло прямо в эту емкость. Эта линия, линия 414, используется, когда из системы не выводят тя>келое масло в виде отдельного продукта, а все тяжелое масло, поступающее в систему о исходном материале в связанном виде с влажными частицами, желательно вывести иэ системы вместе с твердым сухим продуктом, Линия 541 ведет в испаритель 542 и

Г бычно используется в случае, если по крайней мере часть природного или тяжелого асла, поступающего в систему вместе с сходными влажными частицами. желатель о выводить в качестве отдельного продука. Рассматриваемая смесь легкого и яжелого масла, текущая по линии 541, в анной ситуации представляет собой исходный материал для зоны нагрева испарителя

42. Пар из печи-кипятильника 477 может нжектирооаться в линию 541 для предоаительного нагрева этого исходного матеиала. Греющая жидкость для отдувочного спарителя может представлять собой пар з печи кипятильника с возвратом кондената этого пара в ту же печь, что также покаано на упомянутом чертеже, Легкое масло о сырье, подаваемом в тдувочный испаритель, оыпаривается в том аппарате, Пары легкого масла о смеси паром, подаваемым в линию 541, выводят з паровой камеры испарителя 542 по пароЬму коллектору или линии 548, которая содиняется 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 выпаивания 466 для подвода тепла испарения а эту ступень. Смесь паров легкого масла и оды в линии 548, входящей в линию 468, бъединяется таким образом с находящиися в ней парами из третьей ступени выпаривания, и используется как источник твпла для второй ступени выпаривания.

Тяжелое масло в сырье, подаваемом 8 отдувочный испаритель 542 и не испаряе=

5 мпе в нем; выводится из этого испарителя по линии 550 насосом 552 и вытружается в хранилище 554. Линия.560 проходит из емкости 554 к бункеру с активным днищем 516 и оборудована насосом 562, имеющим уст10 ройства в виде клапана для пропорционального деления потока, благодаря чему выходящий из насоса поток может быть разделен между линией 560 и линией 564, 8 каждую линию может поступать весь поток

15 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 выво20 дить о 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

25 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 ак30 тивным днищем 516 под действием расположенного в днище бункера винтового транспортера.

Если требуется, чтобы осе тяжелое масло, поступающее в систему, выходило из нее

35 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

40 другой линии. Однако использование линии

541, отдувочного испарителя 542 и насос@

562 с пропорционизатором расхода на выходе обеспечивает дополнительную гибкость в работе системы.

45 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. Изем50 кости 544 по существу не содержащее масло ПАВ выводится насосом 551 и разгружается через рециркуляционную или возвратную линию 555, которая объединяется с линией 411 для возврата ПАВ в ем55 кость ожижения 410, В соответствии с изобретением подвергаются обезвоживанию определенные суспензии твердых отходов с использованием того или иного из описанных устройств и способов, о зависимости от типа применяе23

1837925

10

20

30

Затем в соответствии с изобретением абезвоживали суспензии в таких условиях, 45 когда поддержание постоянных жидких симаго ожижающего масла. Результаты показывают увеличение скорости испарения при использовании ПАВ и этот иллюстрируется следующими и римерами.

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 добавления ПАВ скорость испарения составила 15 4 кг/ч или стала íà 170% выше, В этом примере в качестве ПАВ использовали полиглицерол олеиновой кислоты в количестве 0,45% от веса сушильного или а>кижающего масла.

Пример 3. При сушке без ПАВ потока химических отходов получили скорость испарения 3,26 кг/ч, После добавления 0,3% от веса ожижающего масла Tween-61 скорость возросла до 12,24 кг/ч, т .е. увеличение составило 275%. Ожижающим маслом служила легкое масло Isopar 4, продукт Хамбл

Ойл энд Рифайнинг Ко.

Пример 4. Скорость выпаривания потока отходов производства шоколада при сушке без ПАВ составляла 7,25 кг/ч. После добавления ПАВ эта скорость возросла да

9,5 кг/ч, увеличение на 31,2%, B этом примере в качестве сушильного масла использовали жидкое котельное топливо N.. 6, тяжелое масло, а ПАВ служил полиглицерол алеиновой кислоты в количестве 0,5% ат веса ожижающего масла.

Пример 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 полиглицерал олеиновой кислоты в количестве 0,25% ат веса ожижающего масла. стем с. твердыми частицами, по существу равномерно распределенными в о>кижаащей или сушильной среде, затруднительно без использования ПАВ, Это иллюстрируется 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 иэ-за прекращения циркуляции масла. Добавление

ПАВ удерживает форму развитых мягких частиц в течение всего периода сушки. В этом

55 примере ожижающим маслом служило соевое масло,.а в качестве ПАВ испольэовали полиглицерол олеиновой кислотой в количестве 0,5% от веса ожижающего 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 показана, 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 10,511,1 С и на третьей ступени 16,7-17,7 С.

При использовании ПАВ в количестве 0,25% от веса ожижающего масла этот рост был снижен на первой ступени до 5 — 5,55 С, на второй ступени да 7,77-8.33 С и на третьей ступени до 8,88-9,44 С. В этом примере в качестве ожижающего масла применяли легкое масло! зораг Н производства Намбл

Ойл энд Рифайнинг Ко„а ПАВ служил полиглицерол олеиновой кислоты.

Пример 8. Процесс обезвоживания потока химических отходов осуществляли в одну ступень с использованием 1зораг

Н в качестве ожижающего масла. Применение в качестве ПАВ серы 5000 в количестве 0,125% от веса ожижающего 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 ожижающега 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 саГай смесь, содержащую 40,77 кг тяжелого масла, 6,8 кг сухих твердых частиц и 0,2 кг ПАВ.

1837925

Первый отходящий жидкий поток из ентрифуги с решетчатой корзиной 44 потупает в емкость 52 и включает 38,5 кr яжелого масла с 0,19 кг flAB. 1,54 кг тяжеого масла из пресса 56 также поступают в 5 мкость 52.

Второй отходящий поток жидкости иэ ентрифуги с решетчатой корзиной 44 потупает в емкость 102 и состоит из 27.6 кг меси тяжелое масло-промывочное масло и 10 ,01 "кг ПАВ и все это направляется в криталлизатор 104.

Твердые частицы, выгру>каемые из ценрифуги с решетчатой корзиной 44 в пресс

6, содержат 6,8 кг твердого вещества вме- 15 те с 2.26 кг тяжелого масла.

Выгружаемые из пресса 56 продукты ключают (1) 7,4 кг целевых твердых частиц, одержащих 10 t, тяжелого масла, т,е. 0,7 кг яжелого масла, в иэмельчитель 60 и (2) 1,54 20 г отжатого масла в центрифугу 44 и затем емкость 52.

Выгрузка иэ катализатора 104 в центрифугу 107 состоит из 27.2 кг тяжелого масла месте с 0,01 кг ПАВ. 25

Продукты, выгружаемые из центрифуги

07, состоят из 27,2 кг тяжелого масла в мкость 108 для последующего использоваия в качестве промывочного масла и 0,01

r ПАВ в емкость 110, а затем в ейкость 52 30 ля рециркуляции в емкость 4 вместе с тяелым маслом и другими ПАВ.

Свежее тяжелое масло в емкости ожиения 4 состоит из 0,72 кг тяжелого масла, ччто соответствует потере тяжелого масла на 35 жатых частицах из пресса 56.

Фиг. 5 представляет собой схему, на отарой представлен материальный баанс по масло-твердым частицам — ПАВ для ругого конкретного примера. иллюстри- 40 ующего изобретение. В этом примере с спользованием легкого о>кижающего маса с сырьем, не содер>кащим натурального асла, загружали в первую ступень выпариания 222, из емкости о>кижения 210, 250 45

13,4 кг сырья, содержащего 45,3 кг влажых твердых частиц, включающая 6,8 кг не одержащих масла частиц и 38,5 кг воды

7,8 кг легкого масла и 0,2 кг ПАВ.

Сухую суспенэию из испарителя 276, 50 осле выпаривания 38,5 кг воды, загруают в центрифугу с решетчатой корзиной

01.

Первый отходящий поток жидкости из ентрифуги с решетчатой корзиной 201 по- 55 тупает в емкость 250 и представляет собой месь 38,5 кг легкого масла и ПАВ.

Второй отходящий поток жидкости из ентрифуги с решетчатой корзиной 201 наравляется в емкость 250 и состоит из 0,01 кг ПАВ и 27,2 кг легкого масла, испольэовенного для промывки и полученного из сеператора масло-вода 230. что представляет собой большую часть из 29,4 кг легкого масла, пот>тупающего е сепаратор. Остальные

2,26 кг иэ 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 обезмасливателя 300, 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 частицамПАВ для дополнительного конкретного примера, иллюстрирующего изобретение. В этом примере с использованием легкого ожи>кающего 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 по линии 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 «г твердых частиц вместе с 226 кг легкого масла.

Выгрузки иэ обеэмасливателя 500 содержат (1) 7 кг твердых частиц, направляемых в продукцию,-и (2) 2,26 кг легкого масле е качестве пара для второй ступени выперивания 466 для утилизации тепла.

1837925

10

20

25 шивают с твердыми частицами путем пере- 40

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 материала.

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) аагружают 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 насосом в отдувочный испаритель 542, где испаряется 657 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 иэ 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 смемешивания или распыления.

Учитывая существенность величины гидрофильно-липофильного баланса применяемых в способе ПАВ, ниже приведены дополнительные примеры, иллюстрирующие эффективность обработки различных суспензий твердых отходов ПАВ с величиной ГЛБ 8" 13,3.

Дополнительные примеры предложенного решения следующие:

А, Кислый гудрон, содержащий 96,47 вес,% воды и 3,53 вес.% от общего количества твердых частиц смешивали с ожижающим маслом (растворитель ЭМСКО Солвент

140, поставляемый фирмой Юнион Оил, США) в соотношении примерно 13:17 (aee 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.

В. 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 ожижающим маслом (Эмско Солвент 140). При этом твердые частицы не суспендировали в масляной фазе. Добавка смеси поверхностноактивных веществ 2 вес.% Span 20, ГЛБ 8,6 и Tween 21, ГЛВ 13,3(эффективная величина

ГЛБ равна примерно 10,2) приводила к суспендированию твердых частиц.

С. 582 г зерна из куба (остаток от ферментации зерна) содержащего 70,3% вес,воды и

29,7% общего количества твердых веществ смешали с 1362 г ожижающего масла (Isopar

Н). При этом зерно из куба не суспендировалось в масляной фазе. Добавление 0,5% вес, Tween 65, ГЛБ 10,5 вызвало суспендирование зерна.

Таким образом, в изобретении предлагается способ и устройство для непрерыв- . ного 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 суспенэией, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обезвоживания, обработку псевдоожижающим маслом ведут в присутствии маслорастворимого 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 и, 1, отл и ч а ю щи йс я тем. что псевдоожижающее масло выбирают из группы. нефтяное масло, триглицериды, говяжий. свиной, куриный или рыбий жир, соевое малсо, масло из семян хлопчатника, арахисовое масло или кокосовое масло.

3. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что маслорастворимое поверхностноактивное вещество выбирают из группы: моноглицериды, диглицериды, сложные эфиры полиоксиэтиленсорбита, полиглицериновые сложные эфиры жирных кислот, по29

1837925

Фиг. ( лиоксиэтиленовые спирты, полиоксиэти-! лентриглицериды, сложные эфиры сорбита новых жирных кислот, сульфированные

,масла и лецитин.

4. Устройство для обезвоживания сус, пензий твердых отходов. содержащее при-! емную емкость для ожижения твердых !, частиц с механизмом перемешивания, источник ожижающего масла, средства для подвода ожижающего масла и от источника, в емкость ожижения, многоступенчатый

: испаритель для нагрева и обезвоживания ! смеси частиц и ожижающего. масла с трубопроводами подвода этой смеси в испари-! ! тель и выпуска иэ 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 средст-!

: во для отвода безводных частиц без масла, иэ центрифуги, отл и ч а ю щ ее с я тем,, :что, с целью повышения эффективности процесса обезвоживания, оно снабжено источником поверхностно-активных веществ . (ПАВ) и оборудованием для обработки и рециркуляции ожижающего масла и ПАВ в емкость из центрифуги, состоящим из

5 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 кри10 сталлизованного ПАВ из кристаллизатора в, центрифугу для выделения кристаллизованного ПАВ из масла, средства рециркуляции ожижающего масла из центрифуги для разделения кристаллизованного ПАВ и масла в

15 приемную емкость ожижения для перемешивания с новыми порциями влажных твердых частиц, плавильника для расплава кристаллизованного ПАВ со средством его подвода из центрифуги для разделения кри20 сталлиэованного ПАВ и масла, а также средства для рециркуляции расплавленного

ПАВ в приемную емкость для перемешивания с новыми порциями влажных твердых частиц суспензий, 1837925

1837925

1

63

° W ) о

ОЭ

С:»

ФЪ

el5 С»» !

МЪ !

g o у АЙШИ йй l6-ЯЪЖИИ61йй ф

Ф

«»- р

CD »»Э « (o мха m Ф -1ю-юпж ъ аыаааыа

Ф

Ю:»

f»

3_#_tlXMCI ЧО.BLYN cv Я .;,-:!, :. ." .. : !

3ип1х! и Ю-1(0-9А6 ЯЮЮ

3йИЮйй) 16-И!В

И33КЗОИОЭ

ИВ3 OY с» а»»

° »

° <

Зв

"r ьЯ»

==.»» —.» -». »

W»

»» см

Ю

С» «С

СС»

° Ю»

«Р

»

С:»

СЪ

» СЪ ЗГ «

»вЂ” .С С.Э

Фл ОС

Ы» х

C lС»

ИЪ <

" Kg

Q ch

1837925

1837925

Составитель Е, Софенина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Куль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2881 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5