Установка безреагентной очистки сернисто-щелочных стоков (варианты)

Авторы патента:

C02F1/72 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B01D3/38 - паровая дистилляция

B01D3/00 - Перегонка или родственные обменные процессы, в которых жидкости контактируют с газовой средой, например отгонка легких фракций (газовая хроматография B01D 15/08; деструктивная перегонка C10B; производство алкогольных напитков перегонкой C12G 3/12)

Владельцы патента RU 2749595:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам очистки сернисто-щелочных стоков. Предложено два варианта установки, включающей в обоих вариантах две колонны карбонизации, окислительный реактор с узлом охлаждения, аппарат с погружной горелкой, рекуперативный теплообменник, три холодильника и сепарационное устройство. При работе установки в первом варианте сернисто-щелочные стоки подают в первую колонну карбонизации, где отдувают легкие сернистые соединения частью газа, подаваемой из сепаратора. Полученный сернистый газ совместно с отработанным воздухом и топливом подают в горелку, оснащенную линией вывода дымового газа. Из первой колонны карбонизации выводят карбонизированные стоки, нагревают их в рекуперативном теплообменнике и направляют совместно с воздухом в низ реактора, в котором в присутствии гетерогенного катализатора осуществляют окисление сернистых соединений. Окисленные стоки выводят с верха реактора, охлаждают в первом холодильнике и разделяют в сепарационном устройстве на отработанный воздух и окисленные стоки, подаваемые в линию вывода дымового газа, соединенную с сепаратором, из которого выводят остаток сепарации, охлаждают его в рекуперативном теплообменнике, втором холодильнике и подают в верхнюю часть второй колонны карбонизации, в нижнюю часть которой после охлаждения в третьем холодильнике подают оставшуюся часть газа сепарации. С верха второй колонны карбонизации выводят отходящий газ, а с низа - очищенные стоки. Работа второго варианта отличается подачей в горелку сернистого газа взамен отработанного воздуха, а также воздуха. Техническим результатом является безреагентная и безотходная очистка сернисто-щелочных стоков за счет оснащения установки реактором с гетерогенным катализатором окисления, а также горелкой и сепаратором в качестве источника углекислого газа. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к установкам очистки сернисто-щелочных стоков, образующихся при щелочной очистке продуктов нефтедобычи, нефтепереработки и в других отраслях промышленности.

Известна установка, используемая в способе обезвреживания сульфидно-щелочных стоков [RU 2587437, опубл. 20.06.2016 г., МПК C02F 1/72, C10G 53/14, C10G 27/12], содержащая механический фильтр, объемный расходомер, насос-дозатор, узел смешения с технической водой, трубчатый реактор каталитического окисления водным раствором пероксида водорода в присутствии гомогенного катализатора и емкостный реактор.

Недостатками известной установки является загрязнение стоков катализатором и использование в качестве окислителя дорогостоящего взрывоопасного реагента - пероксида водорода.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки сульфидно-щелочных стоков [RU 2460692, опубл. 10.09.2012 г., МПК C02F 1/24, C02F 9/14, B01D 3/38, C02F 103/18], осуществляемый на установке, включающей теплообменник нагрева стоков, смесители стоков с углекислым газом и серной кислотой и отпарную (десорбционную) колонну, оснащенную линией вывода сернистого газа с холодильником и сепаратором.

Недостатками данной установки являются использование водяного пара и реагентов (углекислого газа и серной кислоты), а также получение отхода -сернистого газа, требующего дальнейшей утилизации.

Задачей настоящего изобретения является безреагентная и безотходная очистка сернисто-щелочных стоков.

Техническим результатом является безреагентная и безотходная очистка сернисто-щелочных стоков за счет оснащения установки реактором с гетерогенным катализатором окисления, а также горелкой и сепаратором в качестве источника углекислого газа.

Предложено два варианта установки. Технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей теплообменник и отпарную колонну с линиями подачи стоков и вывода сернистого газа, особенностью является то, что в качестве отпарной колонны установлена первая колонна карбонизации, а установка оборудована горелкой, оснащенной линиями подачи топлива, вывода дымового газа и линией подачи отработанного воздуха, соединенной с линией вывода сернистого газа из первой колонны карбонизации, которая оснащена линией ввода сернисто-щелочных стоков и соединена линией подачи карбонизированных стоков, на которой расположен теплообменник, с низом реактора с гетерогенным катализатором окисления, а также соединена с линией вывода газа сепарации, при этом нижняя часть реактора оснащена линией подачи воздуха, а верхняя - линией вывода продуктов окисления, на которой расположен первый холодильник и сепарационное устройство, оснащенное линией подачи отработанного воздуха и соединенное линией подачи окисленных стоков с линией вывода дымового газа, на которой расположен сепаратор с линиями вывода газа и остатка сепарации, на последней расположены теплообменник, второй холодильник и вторая колонна карбонизации, соединенная с линией вывода газа сепарации линией подачи его части, оснащенной третьим холодильником, и оборудованная линиями вывода отходящего газа и очищенных стоков. Второй вариант отличается соединением горелки с линией вывода сернистого газа и с линией подачи воздуха.

Установка может быть оснащена устройством для предварительной очистки стоков от мехпримесей и нефтепродуктов, печью дожига отходящего газа, узлом доочистки (фильтром) очищенных стоков, системой циркуляции промотора окисления, который смешивают с карбонизированными стоками перед реактором и выделяют в сепарационном устройстве, линией подачи воздуха при нехватке кислорода для обеспечения устойчивого горения топлива в горелке (в первом варианте), а также узлом охлаждения для поддержания оптимальной температуры в реакторе.

В реакторе размещен гетерогенный катализатор окисления сернистых соединений. Колонны карбонизации могут быть оснащены насадочными или тарельчатыми контактными устройствами, а горелка может быть выполнена в виде устройства для каталитического окисления или огневого сжигания топлива. Сепарационное устройство может быть изготовлено, например, в виде двух- или трехфазного сепаратора. Холодильники могут быть выполнены в виде аппаратов воздушного или водяного охлаждения. В качестве хладоагента в узле охлаждения используют или хладоагент со стороны, или часть окисленных стоков, или часть очищенных стоков. Остальные элементы установки могут представлять собой любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Оснащение установки реактором с гетерогенным катализатором окисления позволяет окислить кислородом воздуха гидросульфид-, сульфидионы и меркаптиды щелочных металлов до нетоксичных соединений, за счет чего обеспечить безреагентную и безотходную очистку сернисто-щелочных стоков, а оборудование установки горелкой и сепаратором позволяет получить углекислый газ для первичной карбонизации стоков, осуществляемой в первой колонне карбонизации с получением сернистого газа, далее направляемого на сжигание, и для вторичной карбонизации стоков, осуществляемой во второй колонне карбонизации с целью нейтрализации щелочных стоков со снижением рН до 6,5-8,5.

Предлагаемая установка в обоих вариантах (фиг. 1 и 2) включает колонны карбонизации 1 и 2, реактор 3, горелка 4, сепаратор 5, теплообменник 6, холодильники 7-9 и сепарационное устройство 10. Пунктиром показано возможное оснащение установки устройством для предварительной очистки стоков 11, печью дожига 12, узлом доочистки 13, узлом охлаждения 14, линиями подачи циркулирующего промотора окисления 15 и линией подачи воздуха 16 (в первом варианте).

При работе установки в первом варианте (фиг. 1) сернисто-щелочные стоки по линии 17 подают в колонну 1, где осуществляют первичную карбонизацию стоков, отдувая легкие сернистые соединения частью газа, подаваемой по линии 18 из сепаратора 5. Отдутый сернистый газ по линии 19 подают в линию подачи отработанного воздуха 20 или непосредственно в горелку 4 (не показано), в которую по линии 21 подают также топливо. Карбонизированные стоки выводят с низа колонны 1 по линии 22, нагревают до температуры каталитического окисления в теплообменнике 6 и направляют в низ реактора 3 совместно с воздухом, подаваемым по линии 23. В реакторе 3 в присутствии гетерогенного катализатора осуществляют окисление сернистых соединений, не отдутых ранее в колонне 1, с получением нетоксичных соединений. Окисленные стоки с верха реактора 3 выводят по линии 24, охлаждают в холодильнике 7 и разделяют в устройстве 10 на отработанный воздух, который выводят по линии 20 и окисленные стоки, подаваемые по линии 25 в линию вывода дымового газа 26, соединенную с сепаратором 5. Из сепаратора 5 остаток сепарации выводят по линии 27, охлаждают в теплообменнике 6, холодильнике 8 и подают на повторную карбонизацию в верхнюю часть колонны 2, в нижнюю часть которой, после охлаждения в холодильнике 9, по линии 28 подают оставшуюся часть газа сепарации. С верха колонны 2 по линии 29 выводят отходящий газ, а с низа по линии 30 - очищенные стоки. Работа установки по второму варианту (фиг. 2) отличается подачей в горелку 4 воздуха по линии 16 взамен смеси сернистого газа и отработанного воздуха. Пунктиром показана возможная предварительная очистка сернисто-щелочных стоков в устройстве 11 от мехпримесей и нефтепродуктов, выводимых по линиям 31, дожиг отходящего газа в печи 12, доочистка стоков в узле 13, охлаждение реактора 3 с помощью узла 14, подача циркулирующего промотора окисления по линии 15 в линию 22, подпитка воздухом по линии 16 (в первом варианте).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет осуществлять безреагентную и безотходную очистку сернисто-щелочных стоков и может быть использована в промышленности.

1. Установка безреагентной очистки сернисто-щелочных стоков, включающая теплообменник и отпарную колонну с линиями подачи стоков и вывода сернистого газа, отличающаяся тем, что в качестве отпарной колонны установлена первая колонна карбонизации, а установка оборудована горелкой, оснащенной линиями подачи топлива, вывода дымового газа и линией подачи отработанного воздуха, соединенной с линией вывода сернистого газа из первой колонны карбонизации, которая оснащена линией ввода сернисто-щелочных стоков и соединена линией подачи карбонизированных стоков, на которой расположен теплообменник, с низом реактора с гетерогенным катализатором окисления, а также соединена с линией вывода газа сепарации, при этом нижняя часть реактора оснащена линией подачи воздуха, а верхняя - линией вывода продуктов окисления, на которой расположен первый холодильник и сепарационное устройство, оснащенное линией подачи отработанного воздуха и соединенное линией подачи окисленных стоков с линией вывода дымового газа, на которой расположен сепаратор с линиями вывода газа и остатка сепарации, на последней расположены теплообменник, второй холодильник и вторая колонна карбонизации, соединенная с линией вывода газа сепарации линией подачи его части, оснащенной третьим холодильником, и оборудованная линиями вывода отходящего газа и очищенных стоков.

2. Установка безреагентной очистки сернисто-щелочных стоков, включающая теплообменник и отпарную колонну с линиями подачи стоков и вывода сернистого газа, отличающаяся тем, что в качестве отпарной колонны установлена первая колонна карбонизации, а установка оборудована горелкой, оснащенной линиями подачи топлива, воздуха, вывода дымового газа, соединенной с линией вывода сернистого газа из первой колонны карбонизации, которая оснащена линией ввода сернисто-щелочных стоков и соединена линией подачи карбонизированных стоков, на которой расположен теплообменник, с низом реактора с гетерогенным катализатором окисления, а также соединена с линией вывода газа сепарации, при этом нижняя часть реактора оснащена линией подачи воздуха, а верхняя - линией вывода продуктов окисления, на которой расположен первый холодильник и сепарационное устройство, оснащенное линией вывода отработанного воздуха и соединенное линией подачи окисленных стоков с линией вывода дымового газа, на которой расположен сепаратор с линиями вывода газа и остатка сепарации, на последней расположены теплообменник, второй холодильник и вторая колонна карбонизации, соединенная с линией вывода газа сепарации линией подачи его части, оснащенной третьим холодильником, и оборудованная линиями вывода отходящего газа и очищенных стоков.

Изобретение относится к установкам очистки сернисто-щелочных стоков, образующихся при щелочной очистке продуктов нефтедобычи, нефтепереработки и других отраслей промышленности.

Способ выделения жиромассы из сточных вод и её подготовки для производства биодизеля // 2749371

Изобретение относится к области утилизации жидких отходов производств, содержащих высокие концентрации растительных или животных жиров с их последующей подготовкой для получения биодизеля, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и для промышленных предприятий, в производственных сточных водах которых имеется высокое содержание растительных или животных жиров, недопустимое для последующей биологической очистки сточных вод или их выпуска в городскую сеть канализации или в водоемы.

Многоступенчатая станция очистки серых сточных вод // 2749370

Изобретение относится к станциям, включающим совокупность химической и физико-химической очистки хозяйственно бытовых сточных вод от умывальников, ванных и стиральных машин, содержащих ПАВ и малое количество БПК, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве коттеджных и вахтовых поселков и многоквартирных домах для частичного повторного (оборотного) использования.

Система управления узлами универсальной модульной автоматической установки очистки воды и способ управления узлами универсальной модульной автоматической установки очистки воды на ее основе // 2749271

Изобретение относится к системам многоступенчатой обработки воды и может быть использовано для управления системами очистки воды в хозяйственно-питьевых и промышленных целях [C02F 1/00, C02F 9/00].

Способ комплексной очистки промышленных сточных вод (варианты) // 2749105

Группа изобретений относится к способу комплексной очистки промышленных сточных вод, содержащих поверхностно-активные, аминные, аммонийные, спиртовые, углеводородные и ионные загрязнители, и может быть использовано в химической, металлургической и машиностроительной промышленности.

Способ улучшения прозрачности слива при производстве угля // 2748734

Предложены обрабатываемые угольные отходы и способ отделения воды от угольных отходов. Обрабатываемые угольные отходы содержат от 20% масс.

Способ очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов // 2748672

Предложен способ очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов, включающий внесение сорбционного материала на основе оксидов железа в сточные воды с механическим перемешиванием и отделение твердого вещества от очищаемого раствора с помощью магнитных средств, где в качестве сорбционного материала используют ферритную суспензию, получаемую осаждением солей железа (II) и солей железа (III) из водных растворов в присутствии щелочи, суммарно содержащую 50-70 г/л железа, которую вносят в сточные воды из расчета 1 весовая часть суспензии на 1,5-2,5 весовые части содержащихся в сточных водах тяжелых металлов-загрязнителей, при этом в качестве твердого вещества с помощью магнитной сепарации отделяют от раствора ферритную суспензию с адсорбированными тяжелыми металлами и вместе с ними отправляют на переработку известными методами.

Способ получения алюмосиликатного сорбента для очистки природных и сточных вод от ионов тяжелых металлов // 2748595

Изобретение относится к способу получения алюмосиликатного сорбента для очистки природных и сточных вод от ионов Pb(II), Cd(II), Mn(II), Zn(II), Cu(II), Co(II), Ni(II), Fe(III) и Cr(III), причем в качестве исходного алюмосиликатного материала применяется бой керамического кирпича, а термообработка заключается в нагреве сорбента до температуры 250°С в течение 45 мин и выдержке при этой температуре в течение 45 мин, при следующей технологии получения сорбента: кирпичный бой измельчается с отбором фракции с размером частиц 1-2 мм, которая затем высушивается до постоянной массы при температуре не менее 100°С; для указанной фракции кирпичного боя проводится термообработка, затем фракция кирпичного боя обрабатывается раствором соляной кислоты концентрацией 0,5 моль/л при соотношении 1 г сорбента на 30 мл раствора в течение 1,5 ч при температуре 30°С, вновь проводится ее термообработка, после этого фракция кирпичного боя обрабатывается раствором гидроксида натрия концентрацией 0,5 моль/л при соотношении 1 г сорбента на 40 мл раствора при температуре 30°С, а по завершении проводится ее термообработка.

Способ генерирования ультрамелких пузырьков, устройство генерирования ультрамелких пузырьков и содержащая ультрамелкие пузырьки жидкость // 2748485

Изобретение относится к способу генерирования ультрамелких пузырьков и устройству генерирования ультрамелких пузырьков для генерирования ультрамелких пузырьков диаметром менее 1,0 мкм и содержащей ультрамелкие пузырьки жидкости.

Способ обработки сточных вод // 2748331

Изобретение относится к области разделения гетерогенных сред, а именно суспензий, с выделением осадка в качестве целевого продукта и может быть использовано в угледобывающей, углехимической, горнорудной, пищевой, химической промышленности, при очистке сточных вод.

Аквадистиллятор с системой автоматической защиты // 2714812

Изобретение относится к конструкции аппарата получения дистиллированной воды, используемой в медицинской, фармацевтической, биотехнической, электронной, химической и других отраслях промышленности.