Способ извлечения поверхностно-активных веществ из воды и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11880997 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

I (22) Заявлено 210180 (21) 2873381/23-26 (51)M. Кл 3 с присоединением заявки ¹

С 02 F 1/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1Ы 181. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15,1181 (53) УДК 677. 042. 2 (088. 8) (71) Заявитель

Красного Знамени теплотехнического научно-йсследовательского института им Ф.Э. Дзержинского (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ

ВЕЩЕСТВ ИЗ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике извлечения поверхностно-активных веществ (IIAB) из воды и может быть использовано при извлечении водомаслорастворимых присадок из водных растворов и дисперсий.

Известен способ извлечения IIAB из воды, включающий ее контактирование с концентрированной водомасляной эмульсией и последующую продувку воздухом (1).

Известно устройство, в котором может быть осуществлен этот способ, включающее корпус с днищем и крышкой, патрубками подачи и отвода контактирующих фаз 12).

Одако такие способы и устройство являются эффективными (по степени очистки и скорости процесса) лишь привочистке воды от катионоактивных

ПАВ. Анйоноактивные и неионогенные

IIAB извлекаются иэ воды по известному способу неэффективно: степень очистки не превышает 40% даже при интенсивной продувке воздухом (240 мп/мин) в течение длительного времени (1 ч и более) .

Целью изобретения является повышение степени извлечения анионоактивных и неионогенных ПАВ из воды.

Эта цель достигается тем, что согласно способу извлечения IIAB из воды, включающем контактирование с реагентом и последующую продувку воздухом, контактирование воды ведут с твердым легкоплавким металлическим сплавом при нагревании.

В качестве твердого легкоплавкого металлического сплава используют

1О сплавы, содержащие висмут, свинец, олово, кадмий и индий.

В устройстве для извлечения IIAB из воды, включающем корпус с днищем и крышкой, патрубками подачи и отво15 да контактирующих фаз, днище копуса снабжено воронкообразными насадками с твердым металлическим сплавом, размещенным в цилиндрической части, и расположенными в нижней части наса20 док диспергаторами.газа.

Устройство снабжено термостатированной рубашкой.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для извлечения IIAB из во25 ды; на фиг. 2 - узел воронкообразной насадки во время продувки воздухом; на фиг. 3 — узел воронкообразной насадки после продувки воздухом.

Устройство для извлечения ПАВ из

30 воды содержит корпус 1 с днищем 2 и

880997

15/41, оноактиве IIAB

Известный ,С, мг/л

С, мг/л ьТ

300

300

300

180

12,7

195

70 мин

1 ч

1 ч

Д, мл/мин

240

120

240

Предложенный

С„, мг/л

С,, мг/л

300

300

300

120

10 мин

1 ч

15 мин

Д, мл/мин

180

240

180 крышкой 3, патрубками 4 для подачи исходной воды с ПАВ, патрубками 5 для подачи воздуха, 6 — для отвода пенного продукта, 7 — для отвода сгущеиного сорбата. Днище корпуса снабжено воронкообразными насадками

8 с твердым легкоплавким металлическим сплавом 9, размещенным в цилиндрической части 10, и расположенными в нижней части насадок диспергаторами газа 11. Все устройство заключено в термостатированную рубашку 12.

Приспособление 13 для отстоя и фильтрации извлеченных из воды ПАВ гидравлически связано с патрубками 6 и 7 для отвода контактирующих фаз из устройства, при этом на линии патрубка 7 установлен запорный орган (клапан, вентиль) 14. Трубопровод 15 предназначен для отвода извлеченных из вод ПАВ в утилизационную емкость. При работе устройства образуются динамическая граница 16 раздела контактирующих фаз металлический расплав - вода, капли 17 металлического сплава, пузырьки 18 воздуха, слой 19 адсорбата.

Устройство работает следующим образом.

Вода, содержащая анионоактивные (и/или)неионогенные ПАВ, подается по патрубку 4 внутрь корпуса 1 устройства, заключенного вместе с днищем 2 и крышкой 3 в термостатированную рубашку 12. Твердый легкоплавкий металлический сплав 9, размещенный в цилиндрической части 10 воронкообразной насадки 8, при нагревании переходит в жидкое состояние (металлический расплав). Через патрубок 5 подается сжатый воздух к диспергатору 11.

При закрытом запорном органе 14 ведут продувку воздухом одновременно и металлического расплава, и объема воды в корпусе. Часть ПАВ адсорбируется на поверхности пузырька 18 и выносится с пеной на поверхность, откуда она непрерывно отводится через патрубок 6 в приспособление 13 для отстоя и фильтрации. Часть IIAB сорбируется на поверхностях капель 17 и динамически развитой границе 16 раздела контактирующих фаз расплаввода . Концентрат этих ПАВ скапливается в виде слоя 19 и, по окончании процесса продувки воздухом, периодически отводится через патрубок 7 и открытый запорный орган 14 в то же приспособление 13, куда раньше направлялась поверхностная пена. После отстоя и фильтрации извлеченные иэ воды ПАВ по линии трубопровода 15 направляются для повторного использования, например, в утилизационную емкость. !

5 II р и м е р. В колонну для флотации диаметром 50 мм и высотой 450 мм с воронкообразной насадкой, оснащенной пористым материалом (фильтр Шотта Р 4), наливают 400 мл очищаемой

2О воды, содержащей 300 мг/л деэмуль— гирующей присадки дипроксамин-157 (неионогенное ПАВ) . На дно колонны помещают 380 г металлического сплава

Л 47 (висмута 44,7%, свинца 8,3Ъ, олова 22Ъ) с температурой плавления 47 С и нагревают до 50ОC. Затем очищаемую воду со слоем металлического расплава продувают воздухом 10 мин с подачей 180 мл/мин с непрерывным отводом поверхностной пены. Слой сорбата толщиной 45 мм, сконцентрированный на границе раздела расплав-вода, удаляют. После очистки содержание неионогенного ПАВ (дипроксамина-157) составляет 5 мг/л. зз

Сравнительные данные по извлечению ПАВ предлагаемым и известным способом приведены в таблице.

Таким образом, предложенные способ и устройство являются наиболее эффективными при извлечении анионоактивных и неионогенных ПАВ. Это позволяет неоднократно использовать извлеченные ПАВ для улучшения эксплуа4 тационных свойств жидких топлив и масел.

880997

Формула изобретения

Заказ 9852/36

010 Подписное

1. Способ извлечения поверхностноактивных веществ иэ воды, включающий ее контактирование с реагентом и последующую продувку воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения анионоактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ, контактирование ведут с твердым легкоплавким металлическим сплавом при нагревании.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве твердого легкоплавкого металлического сплава используют сплавы, содержащие висмут, свинец, олово, кадмий и индий.

3. Устройство для извлечения поверхностно-активных веществ из воды, включающее корпус с днищем и крышкой, патрубками подачи и отвода контактирующих фаз, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что днище корпуса снабжено воронкообразными насадками с твердым легкоплавким металлическим сплавом, размещенным в цилиндрической части, и расположенными в нижней части насадок диспергаторами газа.

4. Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено термостатированной рубашкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 558871, кл. С 02 С 5/02, 1975

15 (прототип).

2. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения.

М., Химия, 1975, с. 120 (прототип) .

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,кл.Проектная,4