2 Расчетная часть
2.1 Технологическая схема водоочистки.
На рисунке 1 приведена схема очистки фенольных сточных вод, образующихся в совместном производстве фенола и ацетона. Сточные воды, содержащие до 30 г/л фенола, подаются на локальную очистку, которая заключается в экстракции фенола диизопропиловым эфиром или ацетофеноном [7].
Рисунок 1 – Принципиальная схема обесфеноливания сточных вод производства фенола и ацетона [7]:
1 – сборник сточных вод; 2 – отстойник; 3 – резервуар для подкисления сточных вод; 4 – усреднитель; 5 – насосы; 6 – абсорбер; 7 – экстракционные колонны; 8 – ректификационная колонна; 9 – конденсатор; 10 – кипятильник; 11 – отпарная колонна; 12 – холодильник; 13 – емкость для эфира; 14 – емкость для фенола.
Предварительно сточные воды подкисляются серной кислотой до PH = 1, а затем направляются через усреднитель на орошение абсорбционной колонны для извлечения летучих веществ из абгазов. Экстракция фенола производится в пульсационных экстракционных колоннах с прерывистой подачей экстрагента. Соотношение эфира и сточных вод составляет 1:3, степень извлечения фенола из сточных вод при использовании диизопропилового эфира достигает 99,3 %, ацетофенона – 99,6 %.
Экстракт, насыщенный фенолом, поступает на ректификацию в насадочную колонну для регенерации экстрагента. Пары эфира их колонны направляются в конденсатор, а затем в емкость эфира, откуда вновь возвращаются на экстракцию. Регенированный фенол собирается в емкость и также направляются в производство.
Обесфеноленная вода подвергается отпарке от эфира в отпарной колонне и после охлаждения в холодильнике сбрасывается в канализацию.
При двухступенчатой схеме очистки степень извлечения фенолов составляет 99,1-99,8 % [7]. Для доочистки фенольных сточных вод, прошедших физико-химическую очистку можно использовать адсорбцию, ионный обмен, озонирование, хлорирование.
2.2 Материальный баланс
Рассчитаем материальный баланс технологической системы очистки сточных вод от фенола.
Известно, что ежедневно на установку обесфеноливания поступает до 100 м3/ч фенольной воды. Обычно сточные воды содержат до 30 г/л фенола. При двухступенчатой очистке степень извлечения фенолов достигает от 99,1 – 99,8 %. Твердых примесей содержится до 15 % от общего объема поступающего сырья. Плотность сточных фенольных вод может варьироваться в зависимости от их состава. В среднем она составляет 900–1000 кг/м³.
В таблице 1 представлен материальный баланс очистки сточных вод.
Таблица 1 – Материальный баланс обесфеноливания сточных вод
Приход |
№ |
Расход |
|||||
Поток |
т/сутки |
м3/ч |
% |
|
Поток |
т/сутки |
% |
Сточная вода на очистку в т.ч. |
|
|
|
2 |
Сбрасываемая сточная вода в т.ч. |
|
|
1.1. Вода |
1968,0 |
82,0 |
82,0 |
|
2.1. Вода |
1968,0 |
82,0 |
1.2. Фенол |
72,0 |
3,0 |
3,0 |
|
2.2. Фенол |
69,6 |
2,9 |
1.3. Твердые примеси |
360,0 |
15,0 |
15,0 |
|
2.3. Твердые примеси |
336,0 |
14,0 |
|
|
|
|
|
2.4. Потери |
26,4 |
1,1 |
Всего: |
2400,0 |
100 |
100,0 |
|
Всего: |
2400 |
100,0 |