Способ очистки сточных вод коксохимического производства

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающий перевод сточных вод в парообразное состояние с последующей обработкой парогазовой смеси при 400500°С в присутствии воздуха и катализаторов - окиси меди и окиси алюминия , отличающийся тем, что, с целью повьшения экономичности процесса при аналогичной степени очистки, пары воды перед термической обработкой пропускают через раскаленный кокс. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пары воды проi пускают через раскаленный кокс в мас (Л совом соотношении соответственно

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 1434 (51)4 C 02 F 1/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3305055/23-26 (22) 17.04.81 (46) 07.08.85. Бюл. Ф 29 (72) В.Е.Привалов, М.Г.Скляр, В.M.Çàé÷åíêî, Г.И.Папков, Н.С.Винарский, А.С.Малыш, А.Н.Минасов, А.Н.Суслов и С.А.Каменев (71) Украинский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский углехимический институт и Государственный инстйтут по проектированию предприятий коксохимической промьппленности (53) 628.349(088.8) (56) 1.Евзельман И.Б. и др. Очистка сточных вод коксохимического производства адсорбцией на буроугольном полукоксе.

-"Кокс и химия", 1978, В 11, с. 49-51.

2. Авторское свидетельство СССР

У 538996, кл. С 02 F 1/72, 1975. (54) (57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающий перевод сточных вод в парообразное состояние с последующей обработкой парогазовой смеси при 400500 С в присутствии воздуха и катализаторов — окиси меди и окиси алюминия, отличающийся тем, что, с целью повьппения экономичности процесса при аналогичной степени очистки, пары воды перед термической обработкой пропускают через раскаленный кокс.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что пары воды пропускают через раскаленный кокс в массовом соотношении соответственно (0,3-0,4):1.

С::

1171434

Изобретение относится к технике каталитической очистки сточной воды коксохимического производства и может найти применение в коксохимической промышленности. 5

Известен адсорбционный метод обезвреживания сточных вод коксохимического производства, при котором в качестве адсорбента используют буроугольный полукокс (1 ).

Недостатком адсорбционного метода очистки является сложность регенерации адсорбента.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является термический способ очистки сточных вод коксохимического производства, содержащих фенолы, роданиды, цианиды, аммиак и сероводород, в присутствии катализаторов. По указанному методу сточную воду подают вместе с нагретым до

180-250 С воздухом к контактный аппарат, где ее смешивают с газом от сухого тушения кокса в отношении со- 5 ответственно 1:8 и подвергают термической обработке при 400-450 С в присутствии окиси меди в .кипящем слое.

Парогазовоздушную смесь, полученную

30 в зоне кипящего слоя, передают для. завершения полной очистки в зону с неподвижным слоем катализатора — окиси алюминия, где ее также термически обрабатывают при 450-500 С с последующим охлаждением. Полученныи кон35 денсат используют в оборотном цикле водоснабжения, а обезвреженную газовоздушную смесь выбрасывают в атмосферу.

При этом достигается высокая степень очистки сточных вод и снижение количества вредных выбросов в ат- > мосферу, поступающих с избыточным газом от сухого тушения кокса (2 ).

Однако при очистке воды известным способом требуются реакторы большого объема в связи с увеличением общего объема очищаемой парогазовоздушной смеси эа счет разбавления паровоздушной смеси газом от сухого тушения кокса. Это приводит к усложнению аппаратурного оформления процесса и связано с большими капитальными и энергетическими затратами.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса при аналогичной степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки сточных вод коксохимического производства, включающему перевод сточных вод в парообразное состояние с последующей обработкой парогазовой смеси при 400-500 С в присутствии воздуха и катализаторов — окиси меди и окиси алюминия, пары воды перед термической обработкой пропускают через раскаленный кокс в массовом соотношении соответственно (0,3-0,4): 1, Способ осуществляют следующим образом.

Сточную воду, содержащую фенолы, роданиды, цианиды, аммиак и сероводород, подают в контактный аппарат, .где ее переводят в парообразное состояние.

Пары воды, подвергаемые очистке, далее пропускают через раскаленный кокс в массовом соотношении соответственно 0,3-0,4:1, после чего парогазовую смесь с температурой .500600 С смешивают с воздухом примерно. в соотношении 1:0,2 по объему и подвергают каталитической обработке вначале в присутствии катализатора

6 окиси меди в кипящем слое при 450 С, а затем в присутствии стационарного о слоя окиси алюминия при 250 С.

Расход катализатора на очистку определяется, исходя из объемной скорости, равной 28000-30000 нм /ч на один кубометр катализатора.

Полученный конденсат используют в охладительных системах оборотного водоснабжения, а обезвреженную газовоздушную смесь выбрасывают в атмосферу.

П р и и е р. Фенольную сточную воду, состав которой указан,в табл. 2, испаряют с помощью перегретого водяного пара. 12,5 м образовавшихся водяных паров пропускают через 28,6 кг раскаленного кокса, что соответствует массовому соотношению паров воды и кокса соответственно 0,35:1.

Объем парогазовой смеси с температурой 550 С составляет при этом

13,9 нм . Затем к этой смеси добавляют 2,8 нм воздуха и эту парогазовоздушную смесь с температурой 450 С подвергают каталитической обработке.

Условия процесса каталитической обработки следующие: кипящий слой окиси меди 25 ч; стационарный слой окиси алюминия 25 ч; размер частип

Таблица 1

Массовое соотношение паров воды к коксу

0,1Ü:1 0,25:1 0,30:1 0,34:1 0,38:1 0,41:1

Примеси

Отсут- — 9 5 ствует

Отсут- . ствует

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Фенолы

Отсут" ствует

Роданиды

0,3

Цианиды

Аммиак

250

180

180

180

180

180

3 1171

4-5 мм; соотношение очищаемой воды на 1 г катализатора 24 мл/ч; кипящий слой катализатора 450 С; стационарный слой катализатора 250 С.

Содержание примесей в полученном конденсате после очистки фенольной воды следующее, мг/л: фенолы отсутствуют; роданиды отсутствуют; цианиды отсутствуют, аммиак 180; сероводород отсутствует; ХПК (хими- 10 ческая потребность в кислороде) 37, Поскольку объем неконденсирующихся газов.не зависит от соотношения водяного пара к коксу, то очевидно, что при малом количестве водяного пара 15 увеличение его объема будет более существенным, чем при большом. С другой стороны, при существенном увеличении расхода паров сточной воды концентрация неконденсирующихся 20 газов уже не позволяет обеспечить требуемую степень очистки. Поэтому имеется интервал оптимальных соотношений пара .к коксу, в котором обеспечивается и достаточная степень 25 очистки и минимальный удельный объем катализатора для очистки одного кубометра сточной воды.

В табл, 1 приведены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность выбранного отношения паров воды к массе раскаленного кокса.

Как видно из табл. 1 увеличение количества паров воды свыше 0,38 т/т кокса приводит к ухудшению степени

35 ее очистки, а уменьшение удельного количества паров воды ниже 0,30 т/т кокса приводит к более существенному увеличению удельного объема катализатора: так, в интервале 0 30Э 40

0,38 т/т кокса изменение удельного

434 4 объема составляет 0,014 мз на каждую тонну паров, а в интервале 0,250,30 т/т кокса — 0,030 м на каждую тонну паров;

В табл. 2 приведены сравнительные данные процесса очистки сточной воды, осуществленной известным и предложенным способами.

Приведенные в табл. 2 данные свидетельствуют о том, что предложенный способ позволяет в 8 раз уменьшить объем перерабатываемой парогазовоздушной смеси, что приводит к снижению энергозатрат, а также количества необходимых реакторов, т.е. к получению существенного экономического эффекта.

Указанные отличия позволяют значительно сократить объем парогазовоздушной смеси по сравнению с известным способом, потому что в процессе контакта водяного пара с раскаленнйм коксом происходит лишь незначительное увеличение его объема за счет неконденсирующихся газов. Экспериментально установлено, что объем этих газов составляет всего около 50 нм на тонну кокса, и это при различном расходе водяных паров увеличивает объем последних всего в 1,08-1,20 раз, а не в 9 раз, как это предусмотрено известным способом, В то же время, поступления этих неконденсирующихся газов с высокой реакционной способностью в пары сточной воды повышает степень очистки последних на катализаторе до уровня, соответствующего известному способу.

В результате предлагаемый способ позволяет значительно сократить энергетические и капитальные затраты на очистку.

1171434

Продолжение табл. !

Примеси

Сероводород Отсут- Отсут- Отсут- Отсут- Отсут- 0,1 ствует ствует ствует,ствует ствует

37

203

37

Удельный объем катализатора, M3 для

owHCTKH 1 м /B сточной воды 0,0625

0,0563 0,0558 0,0552 0,0480

0,0578

Таблица 2

Исходная сточная

Очищенный конденсат

Примеси

Предложенный способ

Известный способ вода

Состав, мг/л: фенолы

1200

Отсутствует

Отсутствует

895 роданиды

31 циа виды

180

180

4505 аммиак

Отсутствует

290

Отсутствует сероводород

6070

ХПК, мг О /л

Объем перерабатываемой парогазовой воздушной смеси из 1 M /÷ сточной воды, HM3 /tt

1672

13500

Удельный объем катализатора, м, для очистки 1 м /ч сточной воды

0,056

0,450

ХПК (химическая потребность в кислороде) Массовые соотношение паров воды к коксу

О,!6:! 0,25:1 0,30:1 0,34:! 0,38:! 0,41:!