Технология парового метода обесфеноливания сточных вод.

Обесфеноливающая установка предназначена для удаления не менее 85% фенолов из надсмольной воды и сепараторной воды смолоперегонного цеха, прошедшей обработку в аммиачной колонне, с получением фенолятов установленного ТУ качества. Остаточное содержание фенолов в обработанной воде должно составлять не более 0,2 г/л.

Сущность метода: из сточной воды, нагретой до 100-102° С, фенолы выдуваются большим количеством острого водяного пара, а затем смесь пара и фенолов пропускают через нагретый до 102-103°С поглотительный раствор щелочи, который взаимодействует с фенолами с образованием фенолятов и крезолятов натрия по уравнениям:

C₆H₅OH+NaOH = C₆H₅ONa + H₂O

C₆H₄(CH₃)OH + NaOH = C₆H₄(CH₃)ONa + H₂O.

Используемые процессы : десорбция фенолов из воды в пар и хемосорбция фенолов из пара щелочно-фенолятным раствором при противоточном режиме.

Присутствующие в воде кислые примеси СО₂, Н₂S, HCN и аммиак ухудшает процесс обесфеноливания и поэтому предварительно удаляются в дистилляционной колонне. Они связывают NaOH в балластные соли или разрушают феноляты).

Основным аппаратом паровой установки является обесфеноливающий скруббер диаметром 3300-5000 мм, высотой 34790-39120 мм. Состоит из верхней испарительной части с деревянной хордовой насадкой с рабочей поверхностью 4824-11100 м², в которой из воды выдуваются фенолы, нижней поглотительной части, имеющей металлическую спиральную насадку с рабочей поверхностью 12675-29400 м², в которой из пара раствором NaOH фенолы и крезолы связываются в феноляты.

Схема обесфеноливание предусматривает трехступенчатое орошение поглотительной части скруббера.

Сточная вода, после выделения из нее летучего аммиака в аммиачной колонне, нагретая до температуры кипения, поступает в верхнюю десорбционную часть обесфеноливающего скруббера 1, заполненного деревянной хордовой насадкой. Навстречу воде из нижней поглотительной части скруббера 1 движется циркулирующий водяной пар, который подается вентилятором. Верхняя и нижняя части скруббера соединены патрубком для паров.

При соприкосновении стекающей по деревянной хордовой насадке воды с водяным паром происходит выдувание ( десорбция) фенолов из воды. При этом значительная часть фенолов переходит в пар.

Обесфеноленная вода после скруббера, пройдя гидрозатвор, поступает на дальнейшую переработку в аммиачное отделение для выделения из нее связанного аммиака.

Фенолсодержащий пар вентилятором подается в нижнюю поглотительную часть скруббера, заполненную тремя ярусами металлической спиральной насадки, где происходит адсорбция фенолов из циркулирующего пара раствором щелочи. Верхний ярус насадки периодически через каждые 15 мин при помощи насоса 5 и реле времени 4 орошается горячим раствором щелочи. Щелочь, соприкасаясь с движущимся противотоком паром, взаимодействует с парообразными фенолами с образованием фенолятов натрия, нижний ярус насадки орошается циркулирующим раствором фенолятов, содержащих 50% связанной щелочи. Средний - менее концентрированным раствором фенолятов, содержащих 20-30% связанной щелочи. Орошение осуществляется насосом 6. Обесфеноленый пар снова поступает в верхнюю часть скруббера. Для устранения уноса брызг щелочи пар проходит через небольшой слой осушающей насадки из металлических спиралей.

Для подогрева циркулирующего щелочно-фенолятного раствора в нижней части скруббера установлен паровой подогреватель. Средний и нижний ярусы насадки разделяются днищем. Полученные феноляты непрерывно самотеком стекают из нижней части скруббера в сборник, откуда периодически поступают на склад.

Многоступенчатое орошение поглотительной части скруббера при обычном расходе щелочи приводит к увеличению эффективности обесфеноливания при переработки вод, содержащих не менее 1,5г/л фенолов.

Щелочь на орошение подается в избытке равном двухкратному по отношению к стехиометрическому. Избыток расходуется на связывание сероводорода и других кислых примесей, для снижения упругости фенолов над раствором фенолятов и для подавления гидролиза фенолятов.

Расход щелочи составляет 0,85-0,9 кг/кг фенолов.

Концентрация щелочи, подаваемой на верхнюю секцию насадки 8-12% -ным раствором NаОН(Повышение концентрации щелочи приводит к уменьшению количества поглотителя, повышению вязкости раствора и затрудняется контакт между паром и раствором. Снижение концентрации щелочи приводит к разбавлению фенолятов и повышению расхода пара на их упаковку.)

Расход пара принимают 1500-2000 м³/м³ воды.

Основные показатели режима работы установки:

Температура °С:

воды, подаваемой в скруббер.......... 100-102

циркулирующего пара.......................102-103

щелочи, подаваемой в скруббер........102-103

циркулирующих фенолятов...............105-115

Содержание фенолов, г/л:

в поступающей воде...........................1,8-2,0

в сточной воде......................................0,2

Обесфеноленая вода может быть доочищена биохимическими методами.

Полученные феноляты перерабатываются для получения чистых продуктов путем ректификации.

Достоинства метода:

1. компактность установки, простота аппаратурного оформления

2. возможность автоматизации процесса

3. установка может работать с перегрузкой и недогрузкой ( т.к. существует трехступенчатая очистка)

Недостатки:

1. невозможно достигнуть полного обесфеноливания сточных вод

2. часть фенолов теряется в дистилляционной аммиачной колонне перед обесфеноливанием ( потери составляют 15-25%)

3. Наличие остатков аммиака перед обесфеноливанием снижает степень обесфеноливания воды.