Способ утилизации промышленных отходов и установка для его осуществления

Изобретение относится к области обезвреживания и утилизации агрессивных химических соединений, в частности, концентрированных солевых растворов, являющихся отходами нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической промышленности. Предлагается способ утилизации промышленных отходов в виде концентрированных солевых растворов и отработанного активного ила, заключающийся в том, что в концентрированный раствор солей добавляют поверхностно-активное вещество в концентрации от 2 до 100 мг/л, после чего смешивают с активным илом влажностью 12-90%, высушивают, а полученную высушенную суспензию утилизируют, например, путем сжигания. Установка для осуществления данного способа содержит ленту-транспортер 1 ленточной сушилки, на которую поступает влажный ил 4, смеситель 2 солевого раствора с поверхностно-активным веществом, распылитель 3 солевого раствора на ил, движущийся по ленте транспортера, а в качестве устройства температурного воздействия содержит блок подачи горячего воздуха 5. Технический результат состоит в минимизации энергозатрат на утилизацию концентрированных солевых растворов за счет использования теплотворной способности отработанного активного ила. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к области обезвреживания и утилизации агрессивных химических соединений, в частности, концентрированных солевых растворов, являющихся отходами нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической индустрии и иных отраслей промышленности.

Уничтожение агрессивных химических соединений является актуальным направлением для таких отраслей промышленности, как нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая и химическая, в ходе которых при переработке исходного сырья скапливается существенное количество токсичных отходов, в том числе солей, которые довольно опасны для экологии и здоровья человека, попадая в воду, почву, воздух, если не подвергаются своевременной утилизации. В частности, концентрированные солевые растворы обычно образуются при обессоливании воды и стоков методами обратного осмоса, электродиализа или выпаривания. Их утилизация в жидком виде затруднена как из-за высоких затрат на перевозку жидких стоков, так из-за проблем их утилизацией на полигонах в связи с высокими энергетическими затратами и ограничениями, налагаемыми законодательством большинства стран запрещающих прямую утилизацию жидких стоков.

Обычным решением проблемы является выпаривание солевого стока до сухих солей и захоронение последних (в зависимости от локального законодательства прямое или после обработки, предотвращающей растворение). Очевидным минусом такого решения является высокая стоимость оборудования для кристаллизации и значительное энергопотребление на реализацию выпаривания.

В качестве способов утилизации отходов солей используют захоронение и переработку с целью использования в качестве вторсырья с целью извлечения из них ценных углеводородных компонентов и получения полезных продуктов для использования в различных областях промышленности, в основном, в топливной, строительной и т.п.

Также известны многочисленные способы уничтожения агрессивных химических соединений, такие как затопление или захоронение на большой глубине, уничтожение взрывом, сжигание и химическая нейтрализация. Многие из них исчерпали свои возможности и не соответствуют природоохранному законодательству.

Широко известны применяемые ведущими промышленными странами способы уничтожения агрессивных химических соединений и отходов, основанные на прямом сжигании веществ в печах с последующей очисткой отходящих газов, защищенные патентами US 5711917 от 18.09.06, U 5574203 от 27.10.94, DE 3028193 от 25.07.08, DE 4428418 от 11.08.94 и другими.

Известны и российские разработки уничтожения химических отходов методами высокотемпературной обработки, в частности защищенные патентами RU 2005519 от 19.05.92, RU 2022590 от 20.05.91, RU 2064308 от 27.04.92, RU 2093229 от 19.03.96, RU 2156631 от 25.10.95.

С другой стороны, в промышленности активно используется метод сушки избыточного активного ила, образующегося на сооружениях биологической очистки.

Сушка активного ила - также энергоемкий процесс, но, в отличие от кристаллизации солей, значительно более распространенный и требующий более простого оборудования.

Значительная часть предприятий, нуждающихся в утилизации солевых стоков, имеет сооружения биологической очистки несолевых стоков, на которых образуется избыточный активный ил. Таким образом, утилизация солевых стоков при сушке ила может быть осуществлена без дополнительных инвестиций.

Требования к влажности активного ила, используемого как субстрат для пропитки солями, диктуются физико-химическими особенностями процесса.

Пропитка солевыми растворами должна осуществляться за счет проникновения растворов в капиллярную сеть иловой массы.

При слишком высокой начальной влажности капиллярная сеть полностью заполнена свободной водой, смачивание невозможно, в результате чего при сушке таких илов после пропитки произойдет кристаллизация солей за пределами иловых гранул.

При слишком низкой начальной влажности подсушенного ила не происходит проникновения солевых растворов в иловую массу, так как капилляры закрываются.

С целью лучшего проникновения солевого раствора в массу подсушенного ила, используется обработка ила поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Наиболее близким по технической сути к заявляемому способу является технология переработки отходов нефтеперерабатывающих предприятий, включающих, в частности, отработанный активный ил и концентраты солей, в рамках которой избыточный активный ил после вторичных отстойников проходят глубокое обезвоживание, а солевой концентрат подвергают вакуумному выпариванию. Получаемые при этом отходы утилизируют доступными методами (КОШАК Н.М., Утилизация отходов, образующихся при очистке сточных вод нефтехимического предприятия, «Научно-практический электронный журнал «Аллея Науки», 2017, Вып.10 (4), стр.406-411.

Недостатками такой технологии являются большие энергозатраты на выпаривание растворов солей, а также необходимость специального оборудования для утилизации отходов.

Задачей, решаемой авторами, являлось создание энергосберегающей технологии переработки отходов.

Указанная задача решалась путем введения в концентрированный раствор солей поверхностно-активное вещества (ПАВ) в концентрации от 2 до 100 мг/л, который после чего смешивают с активным илом, влажностью 12-90%, высушивают а, затем полученную высушенную суспензию утилизируют.

В качестве ПАВ используют любые ПАВ, способные обеспечить проникновение концентрата солей в капиллярную сеть иловой массы.

В качестве ПАВ могут быть использованы твины, например Твин 80, Бетаин 40, АБСК и другие.

Требования к влажности активного ила, используемого как субстрат для пропитки солями, диктуются физико-химическими особенностями процесса. Выбор соотношения массы раствора и ила продиктован требованием полного поглощения жидкости илом. Пропитка солевыми растворами должна осуществляться за счет проникновения растворов в капиллярную сеть иловой массы. При слишком высокой начальной влажности капиллярная сеть полностью заполнена свободной водой, смачивание невозможно, в результате чего при сушке таких илов после пропитки произойдет кристаллизация солей за пределами иловых гранул. При слишком низкой начальной влажности подсушенного ила не происходит проникновения солевых растворов в иловую массу, так как капилляры закрываются.

В противном случае соль кристаллизуется за пределами иловых гранул, что приводит к образованию пыли.

Установка для совместной переработки концентрированных солевых растворов и активного ила представлена на фиг. 1, где используются следующие обозначения: 1-транспортерленточной сушилки; 2 - смеситель; 3 - распылитель; 4 - зона с необработанным илом; 5 - блок подачи горячего воздуха.

Установка работает следующим образом. На транспортер 1 в зону 4 поступает отработанный активный ил, где он подсушивается горячим воздухом из блока 5. Рассол солей и ПАВ поступают в смеситель 2, где тщательно перемешиваются, и затем с помощью распылителя 3 распыляются на поверхность подсушенного активного ила. В ходе дальнейшего движения транспортера под действием температуры происходит дальнейшее обезвоживание ила с сорбированной солью, после чего ил поступает на утилизацию путем сжигания.

Промышленная применимость изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Частично высушенный избыточный ил сооружений биологической очистки бытовых сточных вод влажностью 26% в количестве 1200 кг обработали 340 кг раствора, содержащего 240 г/дм3 хлорида натрия и 1.6 г/дм3 сульфата кальция, предварительно смешанного с раствором трин-80 до концентрации 50 мг/л. Влажность ила после обработки составила 38%. Затем ил был высушен до влажности 8% на ленточной сушилке и утилизирован сгоранием.

Пример 2. Частично высушенный избыточный ил сооружений биологической очистки бытовых сточных вод влажностью 12% в количестве 1000 кг обработали 200 кг раствора, содержащего 290 г/дм3 хлорида натрия и 0.6 г/дм3 сульфата кальция, предварительно смешанного с раствором бетаин 40 до концентрации 2 мг/л. Влажность ила после обработки составила 14%. Затем ил был высушен до влажности 6,5% на ленточной сушилке и утилизирован сгоранием.

Пример 3. Частично высушенный избыточный ил сооружений биологической очистки бытовых сточных вод влажностью 90% в количестве 100 кг обработали 25 кг раствора, содержащего 420 г/дм3 хлорида натрия и 7 г/дм3 сульфата кальция, предварительно смешанного с раствором АБСК до концентрации 100 мг/л. Влажность ила после обработки составила 78%. Затем ил был высушен до влажности 12% на ленточной сушилке и утилизирован сгоранием.

Преимуществом изобретения является минимизация энергозатрат на утилизацию концентрированных солевых растворов за счет использования теплотворной способности отработанного активного ила.

1. Способ утилизации промышленных отходов в виде концентрированных солевых растворов и отработанного активного ила с использованием термообработки, заключающийся в том, что в концентрированный раствор солей добавляют поверхностно-активное вещество в концентрации от 2 до 100 мг/л, после чего смешивают с активным илом влажностью 12-90%, высушивают, а полученную высушенную суспензию утилизируют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что утилизацию высушенной суспензии проводят путем сжигания.

3. Установка для утилизации промышленных отходов в виде концентрированных солевых растворов и отработанного активного ила с помощью температурного воздействия, отличающаяся тем, что она содержит ленту-транспортер ленточной сушилки, на которую поступает влажный ил, смеситель солевого раствора с поверхностно-активным веществом, распылитель солевого раствора на ил, движущийся по ленте транспортера, а в качестве устройства температурного воздействия содержит блок подачи горячего воздуха.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к взрывоподавляющим и/или взрывобезопасным композициям аммиачно-нитратных удобрений. Композиция удобрения содержит материал нитрата аммония и материал стабилизатора - гидромагнезита для получения в результате удельного импульса не больше чем 13,5 кПа⋅мс/кг при измерении в соответствии с исследованием распространения ударной волны.

Изобретение относится к области дегазации и дезинфекции поверхностей вооружения и военной техники (ВВТ), зараженных токсичными химикатами (ТХ) и биологическими средствами (БС), а именно к созданию бифункциональных рецептур, обладающих дегазирующими и дезинфицирующими свойствами.

Изобретение относится к области термической переработки бытовых и промышленных отходов методом пиролиза без выброса вредных газов в окружающую среду. Способ термической переработки бытовых и промышленных отходов, включающий запуск двигателя внутреннего сгорания в виде дизеля и привода электрогенератора, подачу нагретых до 3000-4000°С выхлопных газов дизеля в индукционную печь и их разогрев до температуры по меньшей мере 10000°С токами высокой частоты, подачу разогретых выхлопных газов под термоизолированный герметичный кожух вдоль рабочей камеры газогенератора, разогретой до температуры начала процесса пиролиза, пиролиз материалов термической переработки в рабочей камере газогенератора с получением смеси горючих и дымовых газов и продуктов термической переработки исходных материалов, газоотвод посредством кавитационного насоса через верхние отводные отверстия в рабочей камере смеси горючих и дымовых газов с водяными парами и их подачу в теплообменник, подачу полученного конденсата в виде низкооктанового топлива в горючей смеси с физико-химически связанной водой под воздействием вакуума в разреженную камеру сгорания дизеля.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к взрывоподавляющим и/или взрывобезопасным композициям аммиачно-нитратных удобрений. Композиция удобрения содержит материал нитрата аммония и материал стабилизатора для получения в результате удельного импульса не больше чем 13,5 кПа⋅мсек/кг при измерении в соответствии с исследованием распространения ударной волны.
Изобретение относится к пенному хлорактивному средству, которое может быть использовано для получения дегазирующих, дезинфицирующих, отбеливающих средств, применяющемуся в чрезвычайных ситуациях и при ликвидации аварий, также для дегазации лабораторной посуды, инструментов, аппаратуры, вытяжных шкафов, поверхностей, в том числе и с отрицательным углом наклона, рабочих площадок временного хранения производственных отходов, средств индивидуальной защиты, растворов, реакционных масс и т.д.

Изобретение относится к средствам комплексной дегазации высокотоксичных веществ и дезинфекции возбудителей опасных инфекционных болезней и может быть использовано при обработке защитной одежды и открытых участков кожи людей, оказавшихся в зоне заражения контаминантами химической и биологической природы, например, при выполнении мероприятий по ликвидации последствий техногенных аварий и чрезвычайных ситуаций.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к ферментным биокатализаторам для детоксификации фосфорорганических соединений (ФОС) и нейтрализации активных форм кислорода.

Изобретение относится к способам обработки материалов промышленных отходов, а именно к способам обработки летучей золы. Способ включает выщелачивание летучей золы с использованием HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, ионы железа и твердое вещество, и отделение указанного твердого вещества от продукта выщелачивания.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способам утилизации хлорбензолов и полихлорбифенилов с помощью контактных низковольтных электрических разрядов.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано в химической, металлургической и оборонной отраслях промышленности при очистке от компонентов ракетного топлива емкостей и трубопроводов с целью приведения их в безопасное и нетоксичное состояние.

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных покрытий. Битумная эмульсия для формирования дорожных покрытий, содержащая битум, воду и минеральную добавку, в качестве минеральной добавки содержит битумированную реакционную массу от уничтожения фосфорорганической группы отравляющих веществ.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к ферментным биокатализаторам для детоксификации фосфорорганических соединений (ФОС) и нейтрализации активных форм кислорода.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано в химической, металлургической и оборонной отраслях промышленности при очистке от компонентов ракетного топлива емкостей и трубопроводов с целью приведения их в безопасное и нетоксичное состояние.

Изобретение относится к области уничтожения и обезвреживания отравляющих веществ, в том числе боевых отравляющих веществ. Способ включает ввод токсичных органических соединений в реактор и энергетическое воздействие на эти органические соединения.

Изобретение относится к области ремедиации почв и может быть использовано при очистке земель различного назначения, загрязненных мышьяксодержащими соединениями. Состав для ремедиации почв, загрязненных мышьяксодержащими соединениями, содержит опоку, обработанную хлоридом железа(III), и окислитель пероксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: опока - 99,5, хлорид железа(III) - 0,2, пероксид кальция - 0,3.

Изобретение относится к способу деструкции O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилметилтиолфосфоната (вещества типа Vx). Способ включает фотохимическое окисление -изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилметилтиолфосфоната радикалами, генерируемыми из хлороформа в присутствии перхлората 2,4,6-три-(п-метоксифенил)-селенопирилия.

Изобретение относится к средствам дегазации токсичных химикатов. Порошковая рецептура для дегазации текстильных материалов, зараженных каплями токсичных химикатов (ТХ), включает оксид кремния (SiO2) 88 мас.% и оксид алюминия (Al2O3) 12 мас.% в виде полидисперсной композиции с микрочастицами 85 мас.% и наночастицами 15 мас.%.

Изобретение может быть использовано при переработке мышьяксодержащей продукции и отходов, образованных при уничтожении люизита методом щелочного гидролиза. Для выведения соединений мышьяка (V) из растворов с содержанием As (V) от 10 г/л при переработке мышьяксодержащего сырья осуществляют взаимодействие с элементным мелкодисперсным мышьяком по реакции конпропорционирования при pH среды 9-10 и нагревании раствора до 60°C.
Изобретение относится к способам обезвреживания отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов), а именно к способам утилизации композиции мышьякорганических соединений, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин (адамсит).

Изобретение относится к способу уничтожения сернистых ипритов и может быть использовано для уничтожения веществ кожно-нарывного действия. Предложенный способ уничтожает сернистые иприты длительного хранения с высоким содержанием смол и ипритно-люизитные смеси длительного хранения с высоким содержанием смол путем их взаимодействия в водной среде в условиях гетерофазного катализа в присутствии гидроксида щелочного металла и катализатора межфазного переноса (N,N,N-триалкил-N-бензиламмоний хлорида) с дихлорамином, при загрузке дихлорамина от 10% до 15%, при этом процесс уничтожения сопровождается образованием сокатализатора в результате взаимодействия гидроксида щелочного металла и дихлорамина.

Изобретение относится к области обезвреживания и утилизации агрессивных химических соединений, в частности, концентрированных солевых растворов, являющихся отходами нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической промышленности. Предлагается способ утилизации промышленных отходов в виде концентрированных солевых растворов и отработанного активного ила, заключающийся в том, что в концентрированный раствор солей добавляют поверхностно-активное вещество в концентрации от 2 до 100 мгл, после чего смешивают с активным илом влажностью 12-90, высушивают, а полученную высушенную суспензию утилизируют, например, путем сжигания. Установка для осуществления данного способа содержит ленту-транспортер 1 ленточной сушилки, на которую поступает влажный ил 4, смеситель 2 солевого раствора с поверхностно-активным веществом, распылитель 3 солевого раствора на ил, движущийся по ленте транспортера, а в качестве устройства температурного воздействия содержит блок подачи горячего воздуха 5. Технический результат состоит в минимизации энергозатрат на утилизацию концентрированных солевых растворов за счет использования теплотворной способности отработанного активного ила. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Наверх