close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15211

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 02F 1/04 (2006.01)
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ
(21) Номер заявки: a 20041197
(22) 2003.06.23
(31) 102 29 103.9 (32) 2002.06.25 (33) DE
(85) 2005.01.25
(86) PCT/EP03/006589, 2003.06.23
(87) WO 04/000733, 2003.12.31
(43) 2005.09.30
(71) Заявитель: АМИ-Агролинц Меламин
Интернэшнл ГмбХ (AT)
BY 15211 C1 2011.12.30
BY (11) 15211
(13) C1
(19)
(72) Авторы: РЮХ, Вольфганг; НОЙМЮЛЛЕР, Кристоф; ШРЁДЕР, Франк (AT)
(73) Патентообладатель:
АМИ-Агролинц
Меламин Интернэшнл ГмбХ (AT)
(56) US 2838574, 1956.
EP 0628779 A2, 1994.
US 5548906 A, 1996.
RU 2142313 C1, 1999.
SU 1712320 A1, 1992.
(57)
1. Устройство для термической очистки сточной воды, включающее контейнер (R5),
через который протекает сточная вода, отличающееся тем, что содержит:
а) по меньшей мере, два направляющих поток средства (1, 2), выполненных с попеременно установленными верхним и нижним стоками, образующими камеру для направления сточной воды в контейнере (R5) по извилистому пути, и
б) по меньшей мере, одно нагревательное средство (3), установленное между двумя
направляющими поток средствами (1, 2) только в нижней части камеры контейнера (R5) в
начале поднимающегося потока и
в) служащее для поддержания потока в камере и установления заданной температуры;
г) температура в контейнере (R5) выше 190 °С.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющее поток средство (1, 2) является стенкой, преимущественно экраном, вокруг которого направляется сточная вода.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что нагревательное средство (3) имеет устройство, по которому идет пар, в частности пучок труб.
Фиг. 2a
BY 15211 C1 2011.12.30
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагревательное средство (3) имеет
электрический нагреватель.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что контейнер (R5) выполнен цилиндрическим, причем его продольная ось горизонтальна.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что контейнер (R5) имеет на верхней стороне коллекторную трубу (22) для отходящих газов.
7. Устройство для термической очистки сточной воды, выполненное в виде последовательно соединенных, по меньшей мере, двух устройств для термической очистки сточной воды по одному из пп. 1-6.
8. Способ термической очистки сточной воды, содержащей меламин, использующий
устройство для термической очистки сточной воды с контейнером (R5), через который
протекает сточная вода, отличающийся тем, что:
a) поток направляют, по меньшей мере, двумя средствами (1, 2), выполненными с попеременно установленными параллельными верхним и нижним стоками, образующими
камеру для направления сточной воды в контейнере (R5) по извилистому пути, и
б) нагревают в каждом случае одним нагревательным средством (3), установленным
между двумя направляющими поток средствами (1, 2) только в нижней части камеры контейнера (R5) в начале поднимающегося потока, и
в) поддерживают поток в камере с установлением заданной температуры и
г) температурой в контейнере (R5) выше 190 °С,
д) давление в контейнере (R5) поддерживают в пределах между 30 и 100 бар.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что температуру в контейнере (R5) преимущественно поддерживают в пределах 220-230 °С.
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что давление в контейнере (R5) преимущественно поддерживают между 30 и 60 бар.
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что сточную воду предварительно нагревают,
по меньшей мере, один раз до поступления в контейнер (R5).
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, предварительное
нагревание воды, подаваемой в контейнер (R5), осуществляют в теплообменнике (Е3), в
котором нагревание происходит в противотоке с потоком, выходящим из контейнера (R5).
13. Способ по п. 8, отличающийся тем, что сточную воду направляют через контейнер (R5) в колонну (С8), а продукт, образующийся в верхней части колонны (С8), поступает в газоочиститель (С9).
Изобретение относится к устройству и способу для термической очистки сточной воды.
В технологии обработки часто возникает необходимость очистки потоков сточных вод
от нежелательных веществ. Для этих целей известно использование термической обработки сточных вод.
Для того чтобы обработка была успешной, т.е. достигалось требуемое качество массы
воды, требуется выдержка в течение определенного времени при предварительно заданной температуре.
Задачей данного изобретения является создание устройства, которое особенно пригодно для очистки сточных вод.
В соответствии с данным изобретением эта задача решается с помощью устройства
для термической очистки сточной воды, включающего контейнер, через который протекает сточная вода, содержащего, по меньшей мере, два направляющих поток средства, выполненных с попеременно установленными верхним и нижним стоками, образующими
камеру для направления сточной воды в контейнере по извилистому пути. Таким способом предотвращается любое обратное перемешивание. Установка предварительно заданной
температуры возможна с помощью, по меньшей мере, одного нагревательного средства,
2
BY 15211 C1 2011.12.30
установленного между двумя направляющими поток средствами только в нижней части
камеры контейнера в начале поднимающегося потока и служащего для поддержания потока в камере и установления заданной температуры. Температура в контейнере (гидролизере) выше 190 °C.
Направляющее поток средство является стенкой, преимущественно экраном, вокруг
которого направляется сточная вода.
Нагревательное средство имеет устройство, по которому идет пар, в частности пучок
труб.
Преимущественно также, если нагревательное средство имеет электрический нагреватель.
Особым преимуществом обладает вариант в том случае, если контейнер выполняется
цилиндрическим, причем его продольная ось горизонтальна.
В другом преимущественном варианте контейнер имеет на верхней стороне коллекторную трубу для отходящих газов.
Также преимущественно, если устройство для термической очистки сточной воды выполнено в виде последовательно соединенных, по меньшей мере, двух устройств для термической очистки сточной воды по одному из пп. 1-6.
В изобретении решается также проблема сточных вод, содержащих меламин, с помощью способа, имеющего признаки пункта 8.
В способе термической очистки сточной воды, содержащей меламин, использующем
устройство для термической очистки сточной воды с контейнером, через который протекает сточная вода, поток направляют, по меньшей мере, двумя средствами, выполненными
с попеременно установленными верхним и нижним стоками, образующими камеру для
направления сточной воды в контейнере по извилистому пути, и нагревают в каждом случае одним нагревательным средством, установленным между двумя направляющими поток
средствами только в нижней части камеры контейнера в начале поднимающегося потока,
и поддерживают поток в камере с установлением заданной температуры и температурой в
контейнере выше 190 °C, давление в контейнере поддерживают в пределах между 30 и
100 бар.
Преимущественно температуру в контейнере поддерживают в пределах 220-230 °C.
Давление в контейнере преимущественно поддерживают между 30 и 60 бар.
Сточную воду предварительно нагревают, по меньшей мере, один раз до поступления
в контейнер.
По меньшей мере, предварительное нагревание воды, подаваемой в контейнер, осуществляют в теплообменнике, в котором нагревание происходит в противотоке с потоком,
выходящим из контейнера.
Сточную воду направляют через контейнер в колонну, а продукт, образующийся в
верхней части колонны, поступает в газоочиститель.
Далее изобретение поясняется в деталях со ссылками на рисунки, иллюстрирующие
несколько воплощений. На рисунках показано:
фиг. 1 - схема движения потока при очистке сточных вод установки по производству
меламина;
фиг. 2a - вид в разрезе вдоль продольной оси устройства в соответствии с данным
изобретением;
фиг. 2b - вид в разрезе поперек продольной оси в плоскости B-B на фиг. 2a;
фиг. 2c - вид в разрезе поперек продольной оси в плоскости C-C на фиг. 2a.
Один из примеров способа в соответствии с данным изобретением и устройства в соответствии с данным изобретением поясняется далее со ссылками на обработку сточных
вод из установки по производству меламина. В целом, это устройство может также использоваться для обработки других сточных вод.
3
BY 15211 C1 2011.12.30
Прежде чем обратиться к конструкции устройства, рассмотрим сначала процесс
очистки сточных вод.
Сточная вода меламиновой установки или контейнера ее коллекторной системы содержит смесь следующих веществ или их солей аммония и натрия (обычные значения):
аммиак
1-10 г/кг
диоксид углерода
1-18 г/кг
мочевина с процессами начала и окончания
циануровая кислота
0,1-0,2 г/кг
аммелид
2-6 г/кг
аммелин
4-12 г/кг
меламин
2-6 г/кг
цианмеламин
уреидомеламин
NaOH
7-17 г/кг,
рН около 12.
Целью является разложение вредных веществ, содержащихся в сточной воде, с получением СО2, NH3 или НСО3, CO2- и NH4+. В результате получается нейтральная, охлажденная, по меньшей мере, до 30 °C, свободная от аммиака сточная вода (в зависимости
от исходных условий). NH3 и частично CO2 в дальнейшем используются.
Соединением, которое более всего осаждается из сточной воды, является цианурат
меламина, соль циануровой кислоты. В связи с этим циануровая кислота должна быть
должным образом диссоциирована.
При охлаждении осаждающегося цианурата меламина охладитель действует немедленно. Если твердый осадок выкристаллизовывается в кристаллизационном устройстве, то
этот процесс дорог и использование твердого осадка затруднено. Концентрация меламина,
главным образом все еще несколько повышенная, однако, если аммиак хорошо отделен,
не является критической для входных условий с точки зрения разрешенных предельных
значений. Весь меламин и оксаминотриазин (OAT) диссоциируют в воде этап за этапом до
аммиака и диоксида углерода. Равновесное давление, которое устанавливается в растворе
и должно поддерживаться для предотвращения испарения, зависит от температуры и содержания в растворе аммиака и диоксида углерода.
Для получения приемлемой скорости диссоциации нежелательных веществ в сточной
воде должна выбираться температура выше 190 °C. Чем выше устанавливается температура, тем быстрее проходит диссоциация, что способствует сокращению размеров и стоимости устройства. Однако с увеличением температуры равновесное давление возрастает,
что приводит к увеличению стоимости устройства из-за возрастания толщины стенок. Небольшая часть может также испаряться. В связи с тем, что пар имеет значительно более
высокую концентрацию аммиака и диоксида углерода, чем жидкость, концентрация этих
веществ в жидкой фазе снижается, что ведет к падению равновесного давления, что в
свою очередь приводит к снижению стоимости устройства. Однако в связи с тем, что
главную часть получающихся газов составляет вода, нарушается тепловой баланс при
тепловом обмене входного и выходного противотоков, и испарение приводит к существенной потере энергии, что увеличивает стоимость обработки.
Оптимальное решение с учетом этих тенденций находится в диапазоне реакционных
температур от 220 до 260 °C и давления от 30 до 100 бар, в особенности от 30 до 60 бар.
Испарение осуществляется за счет входящей сточной воды.
Основная схема движения потока показана на фиг. 1. Устройство для теплового разложения в соответствии с данным изобретением представляет собой контейнер (гидролизер) R5, через который проходит поток сточных вод. Соединение этого устройства с
установкой для производства меламина описывается далее.
4
BY 15211 C1 2011.12.30
Загружаемая сточная вода предварительно нагревается в теплообменнике E1 за счет
остаточного тепла сточной воды, забираемой из колонны C8. Она подается насосом P2
под давлением гидролиза, т.е. под тем давлением, при котором должно осуществляться
термическое разложение. В теплообменнике E3 с противотоком поток нагревается практически до реакционной температуры за счет тепла воды, текущей из контейнера R5. Теплообменник E4 служит для того, чтобы подготовить поток для начала обработки и для
компенсации потерь тепла на излучение и теплообмен. В нагретом контейнере (гидролизере) R5 при реакционном давлении и реакционной температуре идут химические реакции
с получением аммиака и диоксида углерода. При этом значение pH падает. Потери тепла и
пара восполняются с помощью регулятора нагрева в гидролизере R5. Давление в гидролизере R5 регулируется предохранительным клапаном V7. Пар поступает в колонну C8.
Уровень наполнения гидролизера R5 регулируется предохранительным клапаном V8 после того, как исходящий поток отдает свое тепло входящему потоку в теплообменнике
E32 с противотоком. Таким образом, кроме потерь тепла, уносимого паром, в остальном
потери тепла минимальны, и одинаковое давление (реакционное давление) сохраняется на
обеих сторонах теплообменника, а на предохранительном клапане V6 не происходит результирующего частичного испарения.
В разделенной колонне C8, C9 аммиак выпускается в колонне C8. Колонна C8 нагревается в сборнике через теплообменник E14. Сточная вода забирается из сборника колонны
через указанный теплообменник E1 с помощью насоса P15, регулируемого в зависимости
от уровня наполнения. Сточная вода нейтрализуется диоксидом углерода и подается в канализацию. Пар из колонны C8 поступает в газопромыватель C9 у его дна. Жидкость откачивается из сборника колонны C9 через P10. Этот поток разделяется на регулируемый
V17 поток, возвращаемый в C8, и поток, возвращаемый в C9 и резко охлаждаемый в E11.
Благодаря резкому охлаждению возвращаемого в C9 потока весь поток газа может конденсироваться в C9. Часть потока, поступающего от P10, далее циркулирует через регулятор
наполнения и насос P12. Этот поток представляет собой концентрированный водный раствор аммиака и диоксида углерода, который обрабатывается в установке по производству
мочевины. Давление в колонне поддерживается с помощью клапана V13. Отходящий газ
может поступать в промыватель.
На фиг. 2a, 2b и 2c показан пример гидролизера. На фиг. 2a показан вид в разрезе. На
фиг. 2b и 2с приведены виды в разрезе вдоль линий B-B и C-C соответственно.
В принципе гидролизер R5 может выполняться в виде нескольких устройств, соединенных последовательно, причем главная часть газов выделяется в первом устройстве.
Гидролизер R5 выполняется цилиндрическим, закрытым на концах эллиптическими
основаниями. Внутренняя часть состоит из нескольких соединенных камер, которые формируют направляющее поток средство благодаря попеременно расположенным верхним и
нижним стокам 1, 2. Стоки обеспечивают попеременное движение потока среды вверх и
вниз и тем самым допускают лишь очень небольшое смешение возвратного потока. Сточная вода попадает в гидролизер R5 через вход 10, движется через устройство по стрелкам,
указывающим направление, и выходит из устройства через выход 20.
В нижних частях камер с восходящим потоком устанавливается нагревательный прибор 3, являющийся нагревательным средством. Образующиеся с началом подогрева пузырьки помогают общему движению потока.
Нагревательный прибор 3 может представлять собой, например, выполненную в виде
спирали трубу или пучок труб, которые могут нагреваться паром. Возможно другое устройство внутри гидролизера, например установка экранов вместо стенок. Уровень 11 жидкости
устанавливается между верхним краем устройства и верхним краем верхнего водостока 1,
и таким образом, с одной стороны, обеспечивается перетекание, а с другой стороны, обеспечивается заполненная газом камера между отсеками с верхним и нижним потоками.
Каждая газовая камера соединена с коллекторной трубой 21, расположенной выше
5
BY 15211 C1 2011.12.30
устройства, которая позволяет подавать газ на выход 22 и откачивать его из устройства,
обеспечивая равномерное наполнение всех камер.
Два вида в разрезе вдоль плоскостей B-B и C-C показаны на фиг. 2b и 2c. На фиг. 2b
показан вид сбоку на направляющее поток средство 2 с нижним стоком. На фиг. 2c показан вид сбоку на направляющее поток средство 1 с верхним стоком.
Изобретение конструктивно не ограничивается изложенными выше преимущественными воплощениями. Возможны различные конструктивные варианты, в которых может
использоваться устройство в соответствии с данным изобретением и способ в соответствии с данным изобретением.
Фиг. 1
Фиг. 2b
Фиг. 2c
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
325 Кб
Теги
by15211, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа