- •1 Литературный обзор
- •1.1 Общая характеристика сточных вод химической промышленности
- •1.2 Методы очистки сточных вод
- •1.2.1 Рекуперационные методы очистки сточных вод
- •1.2.1.1 Метод адсорбции
- •1.2.1.2 Метод ионообменной очистки
- •1.2.1.3 Метод экстракции
- •1.2.2 Деструктивные методы очистки сточных вод
- •1.2.2.1 Термические методы
- •1.2.2.1.1 Концентрирование сточных вод
- •1.2.2.1.2 Метод жидкофазного окисления
- •1.2.2.2 Каталитический метод очистки сточных вод
- •1.2.2.3 Биохимическая очистка сточных вод
- •1.3 Вакуум и вакуумные установки
- •1.4 Применение вакуума в науке и технике
- •1.5 Вакуумные технологии в химии и нефтехимии
- •1.6 Характеристика вакуум-насосов
- •2 Технологическая часть
- •2.1 Описание технологии производства
- •2.1.1 Описание работы пароэжекторной установки (пэу)
- •2.1.2 Описание работы проектируемой вакуумной установки
- •2.2 Влияние производства на загрязнение атмосферы
- •2.3 Влияние производства на загрязнение водных объектов
- •2.4 Отходы производства
- •2.5 Обоснование замены вакуумной установки на установке производства имтгфа
- •3 Расчетная часть
- •3.1 Расчет материальных потоков производства имтгфа
- •– Изопрен – 8 %.
- •3.2 Расчет конденсатора позиции 106а
- •3.3 Расчет вакуумного насоса
- •Приняли взамен прежнего пароструйного насоса безмасляный винтовой вакуумный насосы cobra nc 400 b
- •3.3 Выбор вспомогательного оборудования
- •4 Эколого-экономическая часть
- •4.1 Расчет величины предотвращенного экологического ущерба
- •4.2 Расчет экономической эффективности реконструкции
- •5 Безопасность жизнедеятельности
- •5.1 Характеристика проектируемого объекта
- •5.2 Производственная санитария
- •Тогда кратность воздухообмена будет равна
- •5.3 Мероприятия для обеспечения безопасности технологического процесса и оборудования
- •5.4 Электробезопасность
- •5.5 Пожарная безопасность
- •5.6 Мероприятия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций
1.2.1.3 Метод экстракции
Жидкостную экстракцию применяют для очистки сточных вод, содержащих фенолы, масла, толуол, органические кислоты, ионы металлов и др. Целесообразность использования экстракции для очистки сточных вод определяется концентрацией органических примесей в них. Экстракция может быть экономически выгодным процессом, если стоимость извлекаемых веществ компенсирует все затраты на его проведение. Для каждого вещества существует концентрационный предел рентабельности извлечения его из сточных вод. В общем случае для большинства веществ можно считать, что при концентрации выше 3-4 грамм на литр их рациональнее извлекать экстракцией, чем адсорбцией. При концентрациях меньше 1 грамм на л экстракцию следует применять в особых случаях [11].
Очистка сточных вод экстракцией состоит из трех стадий. Первая стадия - интенсивное смешение сточной воды с экстрагентом (органическим растворителем). В условиях развитой поверхности контакта между жидкостями образуются две жидкие фазы. Одна фаза – экстракт содержит извлекаемое вещества и эстрагент, другая - рафинат – сточную воду и эстрагент. Вторая стадия – разделение экстракта и рафината; третья стадия – регенерация экстрагента из экстракта и рафината.
Чтобы снизить содержание растворимых примесей до концентраций, ниже предельно допустимых, необходимо правильно выбрать экстрагент и скорость его подачи в сточную воду. При выборе растворителя следует учитывать его селективность, физико-химические свойства, стоимость и возможные способы регенерации.
Экстрагент должен отвечать следующим требованиям:
растворять извлекаемое вещество значительно лучше, чем вода, т.е обладать высоким коэффициентом распределения;
обладать большой селективностью растворения. Чем меньше он будет растворять компоненты, которые должны остаться в сточной воде, тем более полно будут извлекаться вещества, которые необходимо удалить;
иметь по возможности наибольшую растворяющую способность по отношению к извлекаемому компоненту. Чем она выше, тем меньше потребуется экстрагента, т.е тем ниже будут затраты на очистку;
иметь низкую растворимость в сточной воде и не образовывать устойчивых эмульсий, так как в противном случае снижается производительность установки, затрудняется разделение экстракта и рафината, увеличивается продолжительность этого процесса, а также возрастают потери растворителя;
значительно отличаться плотности от сточной воды (обычно она меньше), поскольку только достаточная разность плотностей обеспечивает быстрое и полное разделение фаз;
обладать большим коэффициентом диффузии. Чем он больше, тем выше скорость массообмена, т.е. скорость процесса экстракции;
регенерироваться простым и дешевым способом;
иметь температуру кипения, значительно отличающуюся от температуры экстрагируемого вещества, иметь небольшую удельную теплоту испарения и небольшую теплоемкость; не взаимодействовать с извлекаемым веществом, так как это может затруднить регенерацию экстрагента и увеличить его потери;
по возможности не быть вредным, взрыво- и огнеопасным и не вызывать коррозию материала аппаратов, иметь небольшую стоимость [12].
Экстрагент должен равномерно распределиться в объеме сточной воды. Скорость подачи экстрагента в сточную воду должна быть минимальной. Она зависит от степени очистки и коэффициента распределения, который выражается отношением растворенного вещества в экстрагенте и воде. Это выражение является законом равновесного распределения и характеризует динамическое равновесие между концентрациями экстрагируемого вещества в экстрагенте и воде при данной температуре [13].
Необходимость извлечения экстрагента из экстракта связана с тем, что его надо вернуть в процесс экстракции. Регенерация может быть проведена с применением вторичной экстракции с другим растворителем, а также выпариванием, дистилляцией, химическим взаимодействием или осаждением
Наиболее распространенным способом извлечения растворителя из рафината является адсорбция или отгонка паром (газом). Для этой цели целесообразно использовать отработанный пар или отходящие дымовые газы [14].