Способ обезвреживания жидких отходов гидролизных производств

 

Изобретение относится к способам обезвреживания жидких отходов гидролизного производства жидкофазным окислением и может быть использовано на всех промышленных предприятиях, где имеются жидкие стоки, загрязненные органическими веществами. Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет повышения степени окисления, сокращение длительности процесса и снижение энергозатрат. Поставленная цель достигается смешением сточных вод гидролизного производства с гидролизным лигнином до содержания органических веществ в полученной суспензии 1-10 мас.%. Полученную суспензию окисляют кислородом воздуха в 3-5-ступенчатом реакторе противотоком при RE=500-(10<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">3</SP>), давлении 90-150 атм, соотношении воздух : суспензия 70-1000 нм<SP POS="POST">3</SP>/нм<SP POS="POST">3.</SP>ч, температуре процесса 240-300°С и продолжительности окисления 2-10 мин. Полученную газожидкостную смесь разделяют на парогазовую и жидкую фазы, которые используют либо на нагрев поступающей на переработку суспензии, либо на получение пара и вакуума. Способ позволяет исключить дополнительный подвод тепла при 100%-ном окислении органических веществ и сократить время окисления до 2-10 мин. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК оз (19l (И) (51)5 С 02 F 1 72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfYHSIM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4109366/28-26 (22) 08,08.86 (46) 07.04.90, Бюл, У 13 (71) Северо-Кавказский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института гидролиза растительных материалов (72) Ю.M Баженов, С.Г. Горлов, Е,Г. Горлов, M.M. Грожан и Г,С. Головин (53) 663.632.8(088.8) (56) Патент США - 4312761, кл. 210-747, 1982. (54) СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ

ОТХОДОВ ГИДРОЛИЗНЫХ ПРОИЗВОДСТВ (57) Изобретение относится к способам обезвреживания жидких отходов гидролизного производства жидкофазным окислением и может быть использовано на всех промьппленных предприятиях, где имеются жидкие стоки, загрязненные органическими веществами.

Целью изобретения является повьппение эффективности процесса за счет повыИзобретение относится к способам обезвреживания отходов жидкофазным окислением и может найти применение в гидролизной промьппленности для утилизации жидких отходов, Цель изобретения — повышение эффективности процесса за счет повьппения степени окисления, сокращения длительности процесса и снижение энергетических затрат.

Для осуществления способа обезвреживания жидких отходов гидролизного производства смешивают сточныЕ

2 шения степени окисления, сокращение длительности процесса и снижение энергозатрат, Поставленная цель достигается смешением сточных вод гидролизного производства с гидролиэным лигнином до содержания органических веществ в полученной суспензии 110 мас.X. Полученную суспензию окисляют кислородом воздуха в 3-5-ступенчатом реакторе противотоком при Re

=500-(10 10 ), давлении 90-150 атм, соотношении воздух:суспензия 701000 нм /нм ° ч, температуре процесса

240-300 С и р окисления 2-10 мин. Полученную газожидкостную смесь разделяют на парогазовую и жидкую фазы, которые используют либо на нагрев поступающей на переработку суспенэии, либо на получение пара и вакуума,. Способ позволя" ет исключить дополнительный подвод тепла при 100Х-ном окислении органических веществ и сократить время окисления до 2-10 мин. 3 з.п. ф-лы, 1 табл. воды гидролизного производства с гидролиэным лигнином с получением суспензии, содержащей 1-10 мас.X органических веществ, последующим окислением их кислородом воздуха в 3-5ступенчатом реакторе противотоком

7 при В.е**500-(10 10 ) в жидкой фазе при 240-300 С, давлении 90-150 атм, расходе воздуха 70-1000 нм /нм ° ч и

7 7 времени контакта 2-10 мин, последующей сепарацией полученной газожндкостной смеси с выделением парогазовой и жидкой фаэ и отделением от жидкой фазы твердого остатка.

1555303

Число Re=500-10000 обусловлено необходимостью поддержания, с одной стороны, турбулентности потоков в окисляемой системе, а с другой стороны, поддержанием во взвешенном состоянии лигнина и отсутствия его осаждения или уноса, так как при числе Re менее 500 лигнин осаждается в реакторе, и при числе Ке более

10000 наблюдается унос его в дисперсном состоянии в неокисленном виде в парогазовом потоке.

При,пропускании воздуха менее

70 нм /нмз ч суспенэии и времени окисления менее 2 мин органические вещества не успевают полностью окис45

Для обезвреживания используют предварительно сконцентрированные последрожжевую или послеспиртовую бражки, содержащие органические вещества в количестве 0,8-9 мас.%.

Образующуюся парогазовую фазу можно направлять на эжектор для получения вакуума, а суспенэию перед окислением подогревать парожидкостной фазой, образующейся после сепарации обезвреженных сточных вод прямым контако том до температуры 190-220 С.

Концентрация органических веществ в суспенэии в пределах 1-10 мас.% обусловлена необходимостью поддержания процесса окисления в автотермичном режиме, т.е. беэ подвода тепла со стороны, Если органических веществ меньше 1 мас.%, то необходим дополнительный подвод тепла к реактору. В случае, если в суспензии больше

10 мас.% органических веществ, то процесс нарушается из-за интенсивного вскипания суспензии в процессе окисления, Число ступеней в реакторе должен быть равно три-пять и окисление осуществляют противотоком для эффективного проведения процесса окисления с максимальным использованием кислорода воздуха. Если число ступеней в реакторе меньше трех, кислород воздуха полностью не используется (кислород обнаружен в отходящих га"

35 зах). При использовании числа ступеней больше пяти кислород в парогаэовом потоке после пятой ступени отсутствует, что делает нецелесообразным использование шести ступени, так как 40 это Радет к дополнительной затрате энергии. литься, а при расходе воздуха более

1000 нм /нм ° ч и времени контакта

10 мин в парогазовой смеси наблюдается присутствие кислорода, что свидетельствует об окончании процесса окисления и отсутствии необходимости осуществления процесса при расходе воздуха более 1000 нм /нм ° ч и времени з контакта более 10 мин, Использование предварительно сконцентрированных последрожжевой и послеспиртовой бражки, содержащих О, 80,9 мас.% органических веществ, позволяет снизить энергетические затраты на процесс обезвреживания сточных вод. Подача парогазовой фазы на эжекцию позволяет исключиТь затраты энергии на установке фильтрования жидкой фазы при отделении твердого осадка. Применение подогрева исходной суспензии прямым контактом с парожидкостной фазой после сепарации поэволяет подогреть суспензию до 190-220 С и снизить расход тепла на подогрев суспензии.

Пример 1. Через проточный реактор, состоящий из четырех секций и снабженный мешалками, пропускают суспензию, полученную смешением в специальном устройстве 2 л последрожжевой бражки (ХПК=10000 мг О /л, кислотность 220 мг/л; сухое вещество

9 г/л, в т.ч. органических веществ

6 г/л) с 0,2 мг влажного лигнина с концентрацией органических веществ

4 мас.X при 270 С, давлении 100 атм. э

Противотоком подают в него 560 нм /нм ч воздуха. Процесс окисления проводят в турбулентном режиме при Re=3000 и заканчивают в течение 6 мин, Иэ реактора выходит суспензия, которую сепарируют, отделяют парогазовую фазу, содержащую, об.%: М 70; Н О

24; СО 4, и водную фазу, которую далее фильтруют, отделяя воду и остаток.

Анализ воды на химически поглощаемый кислород (ХПК/ показывает отсутствие поглощения кислорода, что свидетельствует о полном окислении органических веществ. Остаток состоит из минеральных солей, что также свидетельствует о полном окислении органических веществ. Процесс окисления протекает в автотермических условиях и не требует подвода тепла со стороны.

Парогазовый поток подают на эжектор, в котором создается вакуум, обеспечиПоказатели

1,5

1,0 10,0 1,5

0,8 9,0 1,5

0,2 1,0

8,0

6 5

l 5

l 5

4,00 9,00 0

4 33

Нет

2000 .

190 220 200

Нет Нет Ьет

120 90 120

3 5 4

5000 10000 2000

Нет

150 . 4

500

5 15 вающий фильтрование и отделение твердого остатка.

В таблице представлены примеры для других технологических пара-. метров осуществления предлагаемого способа.

Таким образом, по сравнению с известным способом в предлагаемом способе (примеры 1-4) процесс протекает в автотермичных условиях, при этом утилизируются сточные воды гидролизного производства и гидролизный лигнин, являющиеся отходами, что позволяют повысить эффективность технологии гидролизного производства и ликвидировать вредные выбросы в окружающую среду. Содержание органических веществ в суспенэии жидких сточных вод гидролизного производства с твердой фазой — гидролиэным лигнином, должно составлять 1-10 мас.%.

Содержание органических веществ в собственно жидкой фазе в приведенных примерах составляет 0,3-9,0 мас.%

Остальное количество органических веществ вводят при смешении жидкой фазы с лигнином. В зависимости от содержания органических веществ для полного окисления используют 3,4или 5-ступенчатый реактор. Число

Re поддерживают 500-10000 для создания турбулентности и предотвращения расслоения суспензии. Условия окислеЭ Э ния — расход воздуха 70-1000 нм /нм у ч, температура 240-300 С; давление

";0-150 -".тм, время контакта 2-10 мин.

Содержание органических веществ в суспенэии, мас.% в т.ч. в жидкой фазе в лигнине

Соотношение органических веществ: жидкая фаза/лигнин

Условия окисления

Предварительныи подогрев суспензии.парожидкостной фазы, С о

Подвод тепла со стороны

Давление, атм

Число ступеней в реактора

Число Re

55303

6 формулаизобретения

1. Способ обезвреживания жидких отходов гидролиэных производств, включающий окисление кислородом воз5 духа в жидкой фазе при 240-300 С, даво ленин 90-150 атм с последующей сегарацией газожидкостной смеси, выделением парогазовой и жидкой фаэ, отделением иэ жидкой фазы твердого остатка фильтрованием, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности обезвреживания за счет повышения степени окисления, со ращения длительности процесса и снижения энергетических затрат, предварительно жидкие отходы смешивают с гидролизным лигниноч до содержания органических веществ 1-10 мас.%, 20 окисление проводят в 3-5-ступенчатом реакторе противотоком при числе Рейнольдса (Re) 500-(10 )О ), расходе воздуха 70-1000 нм /нм ч и времени окисления 2-10 мин.

25 2. Способ по и. ), о т л и ч а— ю шийся тем, что жидкие отходы предварительно концентрируют до содержания органических веществ 0,89,0 мас,%.

30 3. Способ по п, 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что образующуюся парожидкостную фазу направляют для подогрева отходов перед окислением прямым контактом до )90-220 С.

4. Способ по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что образовавшуюся в процессе окисления парогаэо.вую фазу направляют на эжекторную установку для получения вакуума при фильтровании.

Значения показателей по примеру

2 3 4 5 6

1555303

Продолжение таблицы

Значения показателей по примеру

3 4 5 6

Показатели

Расход воздуха, нм /им ч

Температура, С о

Время контакта, мин

Получено

Вода (содержание ХПК, мг О /л) 700

70 1000 200

240 275 250

2 5 10

Отсут- 2800 3450 ствует

Отсутствует

Отсутствует

Твердая фаза (содержание орган, углерода, мас.7) Отсут- 0,32 ствует

83 72

Степень окисления, 7

100

100

100

Составитель Л. Ананьева

Редактор Н. Яцола Техред А.Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 535 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,103