химический каталог




Активные угли и их промышленное применение

Автор X.Кинле, Э.Бадер

угля органическим растворителем. Этому процессу способствует повышение температуры. Десорбированный продукт можно выделить посредством перегонки, экстракции, декантации или осаждения. Угли освобождаются от экстрагента нагреванием или обработкой паром. Примером подобного десорбционного процесса является экстракция сероуглеродом серы, образовавшейся на угле в процессе каталитического окисления адсорбированного сероводорода. Необходимым условием для применения (сравнительно редкого) процесса экстракции является способность десорбируемых веществ (некоторые из них могут синтезироваться в порах активного угля) растворяться в экстрагенте. Сам растворитель при завершении экстракции должен полностью извлекаться из активного угля. К недостаткам процесса следует отнести большие объемы растворителя, необходимые для полной десорбции. Кроме того, экстрагент приходится очищать от растворенных веществ. В целях сокращения объемов растворителей, требующих перегонки после экстракции, предлагалось использовать для десорбции разбавленные растворы целевых компонентов в экстрагирующем агенте [21].

Регенерация диметиловым эфиром, который в обычных условиях содержит некоторое количество воды, требует при комнатной температуре давления 0,3—0,5 МПа, а при нормальном давлении процесс следует проводить при температуре ниже —25 °С. Однако с помощью диметилового эфира можно регенерировать активный уголь без предварительной осушки. Быстрой отгонке дистиллята способствует низкая температура кипения диметилового эфира, а присутствие воды облегчает Десорбцию гидрофильных веществ. Безусловно необходимо, чтобы десорбирующие вещества (десорбат) растворялись в Жидком диметиловом эфире или воде и не образовывали нерастворимых продуктов на угле. Этот процесс можно применять для десорбции фенола, бензола, ксилола, синтетических моющих средств типа алкилбензолсульфонатов, многих красителей, различных витаминов, жиров и масел. В качестве экстрагентов предлагаются полярные органические протофиль-ные растворители с дипольным моментом по меньшей мере 3D: "ирролидон, п-метил-2-пирролидон, триэтаноламин. Использование таких дорогих веществ целесообразно лишь в специальных случаях.

4J0.4.2. Химическое реактивирование

Примером промышленного применения процесса химического реактивирования является удаление фенола с поверхности активного угля в реакции обмена с гидроксидом натрия.

181

Рис. 10.9. Технологическая схема ре. куперации фенола:

/ — адсорберы; 2 — сборник фенолята Na.

На заводе фирмы Dow Chemical в Мидланде (США) по производству фенола очистка сточных вод производится в системе из 4 адсорберов с угольными слоями массой 13,6 т. Адсорберы работают с последовательным включением; производительность системы по фенолу составляет от 4 до 1150 кг/мин. За два года проведено более 100 циклов адсорбции — десорбции. Технологическая схема процесса представлена на рис. 10.9 [22]. Особым достоинством процесса является то, что раствор фенолята натрия не требует дополнительной обработки и может направляться прямо на фабрику по производству фенола, где фенол рекуперируется, а гидроксид натрия вновь используется в цикле очистки.

Казалось бы, затраты на химическое реактивирование должны быть меньше, чем на термическое реактивирование. Однако в действительности это не так, поскольку десорбат и химические реагенты, применяемые при химическом активировании, необходимо полностью перерабатывать или сбрасывать.

Другим примером применения адсорбции на угле с последующей его обработкой щелочью является извлечение уксусной кислоты, г/зег-бутилхлорфенола и 1,4-дпхлорфеноксиуксусной кислоты из сточных вод. Во всех случаях, когда продукт образует растворимые в воде соли, можно рекомендовать регенерацию основаниями и кислотами. В патентной литературе описано реактивирование угольного фильтрата для очистки сточных вод соляной кислотой.

Так как щелочи способны десорбировать лишь определенные вещества, имеет смысл комбинировать процесс химического реактивирования с экстракцией растворителем. Например, уголь можно прямо нагревать в неподвижном слое водяным паром до 100—110°С, а затем обрабатывать 10 %-ньгм раствором соды. Наконец, через него медленно пропускается изопро-пиловый спирт и затем растворитель отгоняется перегретым паром. При необходимости минеральные примеси можно удалять соляной кислотой перед обработкой содой. При этом устанавливается кислотность, благоприятная для адсорбции органических веществ, которые, как правило, адсорбируются из воды при низких рН. Результаты исследования на пилотных установках позволяют надеяться, что в определенных случаях химическое реактивирование может оказаться значительно эффективней термического. —

182

Очищенные стоки

Раствор сренолята'Иа.

При очистке канализационных стоков биологическое разложение можно ускорить добавлением порошкового угля в тенки с активным илом. Для этого пригодны уже работающие осветляющие установки, дополненные соответствующими устройствами для хранения и дозирования активного угля. Из соображений экономии регенерацию активного угля рекомендуется проводить на месте. Для этой цели наряду с системами, описанными выше для порошкового активного угля, можно использовать влажное окисление угля. В процессе такого типа шлам вместе с содержащимся в нем активным углем загущается, затем смесь сжимается воздухом примерно до 5 МПа и нагревается до температуры около 200°С. Количество воздуха должно быть несколько выше расчетного, исходя из потребления кислорода на окисление, чтобы смесь ила с углем сохраняла постоянную плотность. При окислении органических веществ в реакторе выделяется теплота, которая используется для предварительного подогрева смеси в теплообменнике. Свойства активного угля изменяются незначительно: распределение объема пор по их размерам смещается в сторону несколько больших радиусов, активная поверхность уменьшается всего на несколько процентов. К особым достоинствам такого реактивирования следует отнести одновременное удаление шлама. Точные данные по экономике процесса не опубликованы.

Влажное окисление можно комбинировать с процессом выделения и удаления золы из порошкового активного угля. При этом на дне реактора, имеющего отношение высота : диаметр более 5 : 1, производится взмучивание, и регенерированный углеродсодержащий материал выводится из верхней части реактора, а тяжелые инертные инородные материалы (зола) накапливаются на дне реактора и оттуда удаляются.

Некоторые органические соединения легко разлагаются на активном угле с помощью микроорганизмов. Например, сообщалось о биологической регенерации гранулированного активного угля, насыщенного продуктами из сточных вод текстильного производства.

Ю.5. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Чтобы сделать общие выводы, рассмотрим случай когда система реактивирования сочетается с крупной адсорбционной Установкой, например станцией водоподготовки. Предположим, что параметры адсорбционной системы рассчитаны правильно и она работает нормально. В этом случае расходы на реактивирование обычно делятся на постоянные и переменные. К постоянным расходам относятся: амортизационные расходы; ^питальные расходы; страховка и налоги; затраты на техническое обслуживание (ремонт); заработная плата и вознаграждения, а также общие затраты (например, расходы на управленческий аппарат и лабораторные исследования). Большин-

183

ство этих факторов в основном зависят от типа установки и могут быть изменены только при планировании. Переменные расходы: энергия, т. е. топливо, электроэнергия, пар и вода; возмещение потерь активного угля на реактивирование.

Потребление энергии при непрерывной эксплуатации установки является функцией скорости отработки угля или, дру. гими словами, зависит от количества реактивируемого угля. При равных количествах и одинаковых составах продуктов, требующих очистки (например, сточных вод), различия в объемах угля, поступающего на реактивирование, относительно небольшие. То же можно сказать и о количестве угля, которое приходит

страница 48
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

Скачать книгу "Активные угли и их промышленное применение" (2.76Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
микрофон в аренду
Фирма Ренессанс: купить чердачная лестница - надежно и доступно!
стул изо т
Магазин КНС Нева предлагает мини-АТС Панасоник - офис в Санкт-Петербурге, ул. Рузовская, д.11, КНС Нева.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)