Способ извлечения сульфата натрия из сточных вод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалиетичеаких

Республик

<»>952735 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. 10. 80 (21) 2992281/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23,0882, Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (S1) М. Кл.з

С 01 D 5/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

РЗ) УДК 661. 833. .532(088.8) (72) из исследовательского и проектного института поверхностно-активных веществ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУЛЬФАТА НАТРИЯ

ИЗ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к технике очистки сточных вод, содержащих органические .примеси и соли минеральных кислот, и может быть использовано при получении сульфата натрия в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях.

Известен способ получения.сульфата натрия из сульфатсодержащих к сточных вод производства синтетических жирных кислот, заключающийся в том, что исходной сульфатный раствор, содержащий около 10% Иа ЯОа, 1,5-2% органических соединений и следы солей марганца и железа,. нейтрализуют до рН 6,7-7,0 сульфатносодоной смесью. После нейтрализации раствор упаривают в выпарных аппаратах до содержания сульфата натрия

22-.25%, при этом содержание в нем органических соединений составляет

3,0-3,53. Упаренный раствор охлаждают до 0 С, полученную суспенэию сгущают на отстойнике Дора и отфильтровывают на центрифуге. Иирабилит обеэвоживают в аппарате КС, а фильтрат и маточный раствор объединяют и вновь упаривают. Мирабилит (Na S04 10HgO), высушенный в аппаратах КС" при 120-140 С, является 30 готовым продуктом и имеет химический состав, Ъ: Иа1804 99,45; йазСО3. 0,401 органические соединения 0,15%;.

Mn Fe — следы (1 ).

Недостатками данного способа являются его многостадийность,.образо" вание токсичных газовых выбросов, загрязненных органическими соединениями и пылью сульфата натрия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ (2) получения сульфата натрия из сульфатных сточных .вод производства сии» тетических жирных кислот, по котороМу сточную сульфатную воду, содержащую,%: сульфат натрия 14-161 окис лы металлов 0,5; органические примеси 2-3, (химическое поглощение кислорода (ХПК) 25-30 г/л), подвер» гают упариванию на вакуумвыпарных установках до концентрации сульфата натрия 24-28%. Конденсат в виде сточной воды направляют на биологические очистные сооружения после разбавления до значения ХПК

1 r О /л. Упаренный раствор направляют йа извлечение сульфата натрия в сушильные аппараты: обеэвоженный сульфат натрия выводят иэ процесса, 952735 а воду в виде пара с содержащимся в ней основным количеством органических соединений вместе с отходящими газами направляют на очистку термической обработкой.

Обезвоженный сульфат натрия имеет следующую характеристику, %:

Сульфат натрия 88-91

Хлориды 1,8-2

Потери при прокаливании 3-5, 5

Нерастворимый оса- не более док в воде 0,5

Сульфиды 0„12

Недостатком способа являются большие объемы вторичных сточных вод 15 (только при упаривании 1 м исходного стока образуется около 0,410 м

3 сточной воды с ХПК 30-40 r О./л, причем перед сбросом на ОчисткУ она разбавляется в 30-40 раэ, что, 70 увеличивает объем стоков до 18 м /м).

Кроме того, присутствующие в растворе примеси органических соединений частично остаются в готовом продукте и ограничивают область 25 применечия сульфата натрия. Д1я получения качественного целевого продукта сульфат натрия прокаливают в .печах КС, что усложняет технологию

Цель изобретения состоит в снижении содержания органических примесей в целевом продукте.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения суль- фата натрия иэ сточных вод производ- ства синтетических жирных кислот, включающему термическую обработку вод и сушку целевого продукта, термическую обработку проводят в присутствии кислородсодержащего газа 40 при 210-320 С и давлении 100-150 атм с последующим редуцированием образующейся парогазожидкостной смеси.

Давление и температура в каждом, конкретном случае зависят от харак- 45 теристики сточной воды, так как верхний предел температуры определяется растворимостью сульфата натрия, при этом важно поддерживать такое состояние сульфата натрия, 50 при котором концентрация его в рабочих условиях меньше растворимости. При этом, чем выше концентрация органических соединений, тем выше требуемое количество воздуха для их окисления. указанные в описании давление и температура являются оптимальными для сульфатсодержащих сточных вод производства синтетических жирных кислот, Термическая обработка в присутствии кислородсодержащего газа уве-, личивает теплосодержание системы, приводит к окислению органиЧеских 65 соединений и переводу металлов в окислы, при этом часть влаги стока

I переходит в парообразное состояние. Сушке подвергается. парогазожидкостная смесь, при попадании которой в свободный объем сушильной башни происходит увеличение количества испарившейся влаги. Газообразный теплоноситель, подаваемый в сушильную башню, дополнительнс обезвоживает газожидкостную смесь, и на .выходе из башни сульфат. натрия содержит влаги около 1 мас.% и имеет следующую. характеристику, Ъ:

Внешний вид Гранулы белого цвета

0,4-0,5

Пример 1. Сульфатная сточная вода в количестве 1 м1, имеющая следующую характеристику: рН 5-6;

XIIK 25 r/>I концентрация Na>SO 14%1 концентрация металлов 50 мг7л, нагревается при давлении в системе равном 150 атм в присутствии воздуха, 1взятого в количестве 110 г на 1 л сульфатного стока. После достижения

310 С парогазожидкостная смесь сбрасывается через редуцирующее устройство в сушильную башню. В результате снижения давления происходит испарение воды, часть которой уносится с воздухом. Концентрация сульфата натрия,в сточной воде по этой причине становится 24%.

В сушильную башню одновременно подается газообразный теплоносиСодержание сернокислого натрия 91-97

Массовая доля нерастворимого осадка

Содержание углекислого натрия 1,8-2,2

Содержание хлоридов 1,6-2

Потери при прокаливании 0,5

Сущность способа заключается в том, что исходный сульфатный раствор нагревают в присутствии воздуха до давления 100-150 атм при 210-250 С, при этом часть влаги переходит в парообразное состояние, органические примеси окисляются с выделением тепла и температура среды повышается до

300-320 С, увеличивается и доля влаги в парообразном состоянии ° Полученную парогазожидкостную смесь направляют в расширительную камеру сушильного аппарата,.в результате падения давления происходит испарение воды и концентрирование сульфата натрия ° На выходе из сушильного аппарата получается гранулиро- ванный сульфат натрия, а образующиеся при этом газы сбрасываются в атмосферу.

952735 тель, который дополнительно обезвоживает сточную воду. На выходе из сушильной башни получается сульфат натрия с концентрацией влаги

0,99, мас.%, имеющий характеристикур %:

Внешний вид

Гранулы белого цвета

0,4

Гранулы белого цвета

Содержание сульфата натрия 97

Массовая. доля нерастворимого осадка 0,4

Содержание углекислого натрия 2,2

Потери при прокаливанни 0,5

Дымовые газы совместно с испарившейся при сушке влагой направляются 60 в газоочистные устройства, после чего сбрасываются в атмосферу. Суль- . фат натрия с указанными показателями может быть использован для про изводства сернистого натрия, сулв- 65

Содержание сульфата натрия 97

Массовая доля не- 10, растворимого осадка

Содержание углекислого натрия 2 15

Потери при прокаливании 0,4

Такой сульфат натрия по показателям соответствует ГОСТ 6318-68 (2-го сорта) и может применяться во.мйогих отраслях промышленности.

Испарившаяся влага совместно с дымовыми газами выводятся в атмосферу через газоочистные устройства.

Пример 2. Сульфатная сточная вода в количестве 1 м, имеющая характеристику, как в примере 1, нагревается при давлении в системе

150 атм .в присутствии. воздуха, взятого в количестве 110 г на 1 л сульфатного стока до 250 С. Органические примеси окисляются с выделением тепла-; -После достижения 300 С парогаэожидкостная смесь сбрасывается через редуцирующее устройство в сушильную башню.

В результате снижения давления происходит испарение воды, при этом концентрация сульфата натрия в сточной воде становится 21%. 40

В сушильную башню одновременно подается газообразный теплоноситель, который дополнительно обезвоживает сточную воду. На выходе иэ башни 45 получается оульфат натрия с концентрацией влаги 1,0 мас,%; имеющий характеристику, %:

Внешний вид фата калия, в химической и стекольной промышленностях.

Пример 3. Сульфатная вода в количестве 1 м с начальной конЪ центрацией Иа ЯО4 17% при давлении 140 атм в присутствии кислорода, взятого в количестве 28 г/л стока о

I нагревается до 300 С и сбрасывается через редуцирующее устройство в сушильную башню. При этом концентрация сульфата натрия повышается и становится равной 25,5%.

В сушильную башню одновременно подается газообразный теплоноситель

1 который дополнительно обеэвоживает сточную воду на выходе из сушильной башни. На выходе получается сульфат натрия с концентрацией влаги 0,99-1 мас.%, имеющий характе ристику, %:

Внешний вид Гранулы белогО

1 цвета

Содержание сульфата натрия 97,5

Массовая доля нерастворимого осадка 0,4

Содержание углекислого натрия 1,5

Потери при прокаливании 0,4

Пример 4. Сульфатная сточная вода в количестве 1 м3 с началь ной концентрацией Na

На выходе из сушильной башни по лучается сульфат натрия с концентра цией влаги до 0,99 вес.% и имеющий характеристику, %:

Внешний вид

Гранулы серого цвета. Содержание сульфата натрия 90

Массовая доля нерастворимого осадка 0,6-0 8

Содержание карбо. ната натрия 8,2

Потери при прокаливании 1

Предлагаемый способ получения сульфата натрия из сточных вод производства синтетических жирных кислот позволяет повысить чистоту выделяемого сульфата натрия (содержание органических веществ 0 5 против

952735

Формула изобретения с

Составитель Б.Ннрша

Редактор А,.Шишкина Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар

Заказ 6190/31 . Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3-5, 5%; содержание Ма СО 1, 8-2, 2 против 3,0-8,0%; NagSO4 97 против

88-913 ) упрощенной технологией, причем сточная вода при упаривании исключается, а образукиаийся прк сушке пар поступает на газоочистку вместе с дымовыми газами.

Сокращение вторичных сточных вод н исключение дополнительной очистки сульфата натрия от органических пркмесей прокаливанкем значительно упрощает технологию.

Способ-извлечения сульфата натрия иэ сточных вод производства синтетических жирных кислот, включающий термическую обработку вод к сушку целевого продукта, о т л к ч а юр и и с я тем, что, с целью снижения содержания органических примесей в целевом продукте, термическую обработку проводят в присутствии кислородсодержащего газа при 2103204С и давлении 100-150 атм с itoследующим редуцированием образующейся парогазожидкостной смеск.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сафрыгин Ю.С., Соколов И.Д,, Борейко В.М. Комплексная переработка сборных сульфатных растворов, содержащих .органические приме15 си. Йеп. В 871/76, Л., ВНИИГ, 1976.

2. Солодовников В.В., Чередников

А.B. Обезвоживание сульфатных сточных вод производства СЖК. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1970 (прототип).