ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Деструктивная регенерация активных углей после очистки сточных Корректирование минерального состава вод ионообменными смолами из "Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении" Мы начнем рассмотрение технологии регенерации адсорбентов с методов, отнесенных к первой группе. Все они могут быть объединены в группу рекуперативных методов регенерации адсорбентов. Существуют три основных способа рекуперативной регенерации адсорбентов — перевод адсорбированных соединений в ионизированное состояние, в котором молекулы органических веществ из водных растворов адсорбируются очень слабо, отгонка адсорбированных молекул с водяным наром илн испарение их в ноток инертного газа-теплоносителя и экстракция адсорбированных веществ органическими растворителями с последующим удалением этих растворителей из адсорбента одним из перечисленных выше приемов. [c.185] Тогда ан/ан.н=1000 (/Си//Сн.и), т. е. при этих условиях создаются наиболее выгодные условия для перевода всего адсорбированного вещества в ионизированную форму. [c.186] Рассмотрим, насколько эффективен метод регенерации активного угля ионизацией адсорбированного вещества и десорбцией его избытка на примере десорбции из угля салициловой, кислоты раствором щелочи. [c.186] В динамических условиях при фильтровании раствора щелочи через слой активного угля глубина экстракции при сохранении постоянного соотношения йи/ан.и возрастет, но концентрация салицилата в щелочи, разумеется, будет понижаться в соответствии с уменьшением оставшегося количества салицилата в адсорбированном состоянии. [c.187] Оптимальное значение pH раствора к концу десорбции органических кислот и фенолов щелочью не должно быть ниже ве-.личины рН = рКа + 3. Этим предотвращается гидролиз анионов слабой кислоты и образование неионизированных молекул. При десорбции органических оснований растворами кислот оптимальные условия (а = 0,999) создаются при рН = рКа — 3. [c.187] Равновесие ионизации в растворе устанавливается мгновенно, однако процесс десорбции ионизированных молекул требует значительного времени, особенно при экстракции вещества из крупных гранул микропористых активных углей. Скорость процесса определяется скоростями диффузии гидроксильных ионов в адсорбционно-активные поры угля и диффузии образовавшихся органических ионов из пор к внешней поверхности зерна. Следовательно, скорость экстракции контролируется преиму-.щественно внутридиффузионным массопереносом [1]. [c.187] Повышение температуры раствора при экстракции ускоряет десорбцию как вследствие увеличения коэффициента диффузии органических молекул, так и, в основном, вследствие понижения вязкости раствора. По этой же причине после пропитки адсорбента раствором реагента более эффективно отмывать десорбированное вещество водой (нри p i, отвечающем приведенным выше условиям), так как вязкость воды меньше вязкости концентрированных растворов реагентов. [c.188] Регенерация активного угля растворами щелочи после адсорбции из промышленных сточных вод фенолов, крезолов и их производных используется в химической промышленности как в СССР, так и за рубежом [2—8]. В СССР этот метод применялся для десорбции из активного угля трихлорфенола, нитрофенола и динитрофенола [2, 7, 8]. За рубежом метод нашел применение, прежде всего, для. десорбции крезолов из активного угля после очистки сточных вод соответствующих производств [9]. [c.188] Установка для очистки сточных вод от 2,4,5-трихлорфенола состоит и двух стальных колонн высотой 8,4 м, работающих поочередно. Снаружи колонны теплоизолированы внутри они футерованы устойчивыми к щелочи разбавленной серной кислоте плитками на арзимитово замазке В каждой колонне находится слой активного угля КАД-иодный высотой около 5 м, зажатый сверху и снизу деревянными решетками и дренируюпщми слоями кокса. При очистке сточная вода, подкисленная до рН 3, подается в колонну снизу и отводится сверху. После проскока в фильтрат 80 мг/л трихлорфенола подачу сточной воды переключают на вторую колонну и отключают отработавшую колонну на регенерацию. [c.188] За рабочую часть первого цикла свежий активный уголь КАД-иодщ.-1, загруженный в колонну, поглощал около 190 кг трихлорфенола. Однако принятый режим регенерации угля позволял извлекать из отработавшей колонны лишь 175 кг трихлорфенола. Это количество и является миогоцикловой рабочей емкостью адсорбционной колонны, так как в каждом последующем цикле из сточных вод поглощается только такое количество растворенного вещества, какое в предыдущем цикле удается из угля десорбировать. [c.188] Воспользоваишись этими данными, оценим рациональность принятого на предприятии режима регенерации адсорбционных колонн установки. Для осуществления рециркуляции раствора щелочи через адсорбционную колонну и теплообменник общий объем раствора должен быть не меньше суммы объемов свободного пространства п колонне, загруженной адсорбентом, теплооб мевиика и связывающих их коммуникаций. [c.189] Объем свободного пространства колонны под слоем н иад слоем загрузки Ус 6 равен. [c.189] Так как концентрация трихлорфенолята в отработанном растворе щелочи была равна 30 кг/м , отсюда следует, что на промышленной установке рециркулировал объем щелочн 131,2/30=4,4 м нли в 2,3 раза больше действительно необходимого. Этот избыточный объем раствора заполнял коммуникации и теплообменник установки. [c.189] Общее количество КаОН, затрачиваемое иа приготовление 4%-ного регенерационного раствора, составляло 40 кг-4,4= 176 кг, тогда как для превращения 190 кг трихлорфенола, содержащегося в активном угле стехиомет-рически необходимое количество ЫаОН равно всего 38,7- 40 кг. Следовательно, расход щелочи в промышленной установке составлял 440% от сте-хиометрического и нерациональные затраты гидроксида натрия достигал 1 77%. [c.189] Рационально смонтированная и эксплуатируемая установка позволила бы сократить расход щелочи на 108 кг за цикл или на 61% и повысить концентрацию трихлорфенолята в утилизируемом растворе до 94,3 кг/м или более, чем в 3 раза Соответственно возросла бы до 30 кг/м и концентрация трихлорфенолята в первой порции промывной воды. [c.190] Рассмотренный пример показывает, что расчет оптимального режима регенерации активного угля позволяет избежать значительного неоправданного расхода реагентов и выбрать наиболее рациональное соотношение обш,его объема колонны и объема слоя адсорбента, объемов теплообменника, емкостей и других аппаратов и коммуникаций, входящих комплект адсорбционной установки. [c.190] Полнота десорбции слабых электролитов растворами щелочи (или кислоты в случае насыщения угля органическими основаниями) в большой мере зависит от времени контакта регенерационного раствора с активным углем. Эта особенность де-сорбционной регенерации отражена, например, в патенте [4], в котором указано, что активный уголь выдерживают с раствором реагента (NaOH или НС1) в течение 6—24 ч, перемешивая уголь с раствором сжатым воздухом каждые 30 мин в течение нескольких секунд. В соответствии с этим патентом процесс осуществляют в две ступени и при затрате раствора около 10% от объема очищенной воды достигают степени регенерации угля 97—98% при потерях угля от истирания менее 1%. [c.190] Регенерация адсорбентов экстракцией органическими растворителями. Применение органических растворителей для экстракции адсорбированных веществ позволяет добиться высокой степени регенерации адсорбентов — активных углей и макропористых полимерных смол (полисорбов) однако, стоимость такой регенерации относительно высока, поскольку после экстракции необходимо затратить тепло (а часто и пар) для удаления органического растворителя нз зерен адсорбента после завершения экстракции, а также компенсировать потери растворителя в цикле, величина которых не может быть сведена к нулю. Все эти затраты должны компенсироваться стоимостью рекуперированных продуктов, что и определяет целесообразность применения экстракционной регенерации адсорбентов в каждом конкретном случае очистки промышленных сточных вод химических или химико-фармацевтических производств. [c.190] Экстракция адсорбированных веществ зависит не только от растворимости извлекаемого вещества в органическом растворителе— экстрагенте. Адсорбент после очистки сточных вод влажный, и, следовательно, условия контакта воды и органической жидкости в порах адсорбента играют при экстракцион-Бой регенерации адсорбентов весьма существенную роль. [c.190] Вернуться к основной статье