ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термическое обезвреживание солесодержащих стоков из "Очистка сточных вод" Одной из основных задач, требующих решения при создании НПЗ без сброса сточных вод в водоем, является обессоливание солесодержащих вод с последующей утилизацией полученных солей. [c.218] Упаривание солесодержащих сточных вод под вакуумом. Этот метод предложен институтом ВНИИПКНефтехим и внедрен на одном из НПЗ для обезвреживания стоков второй системы канализации. Принцициальная схема установки представлена на рис. 7.3 [120, 121]. Установка включает блок содоизвесткового умягчения, многокорпусную вакуум-выпарную секцию и узел получения сухих солей из рапы. [c.220] При обработке стоков известью ликвидируется бикарбонат-ная жесткость, ионы магния осаждаются в виде гидроксида, а ионы кальция в виде карбоната кальция. Для удаления ионов кальция, связанных с анионами сильных кислот, сточные воды обрабатывают содой. Кроме того, снижению образования накипи способствует зернистая присадка, вводимая в испарительный контур. В качестве такой присадки рекомендуется бытовой мел (ТУ 573-005—70) с частицами размером до 70 мкм в количестве 8—15 кг на 1 м3 упариваемого стока. [c.221] Частицы присадки являются центрами кристаллизации, на которых образуется основная масса накипи, что способствует предотвращению отложений на теплопередающих поверхностях. По-видимому, присадка оказывает и эрозионное действие на накипь, отложившуюся на теплопередающих поверхностях. Поскольку в процессе циркуляции присадка истирается (конечный размер частиц 3—5 мкм), необходимо периодически восполнять ее потери. [c.221] Для разрушения бикарбонатов и карбонатов в сточных водах, поступающих на упаривание, можно их подкислять. Для этого целесообразно использовать соляную кислоту, применение серной кислоты нежелательно, так как возрастает содержание сульфат-ионов, способствующих образованию сульфатной накипи. Метод подкисления достаточно отработан и эффективен, но требует четкого контроля дозировки кислоты и высокой квалификации обслуживающего персонала, поэтому он не находит широкого применения в промышленности. [c.221] Упаренный сток после блока испарителей направляется в узел концентрирования и получения сухих солей. Этот узел состоит из концентратора и сушильного аппарата. В качестве концентратора применяют аппараты погружного горения, в которых происходит дальнейшее упаривание стоков до начала кристаллизации хлорида натрия. В результате циркуляции кристаллы соли не выпадают в осадок, а вместе с концентрированным рассолом поступают в отстойник. Выгружаемые из отстойника кристаллы хлорида натрия имеют влажность 25—30%, дальнейшее снижение влажности происходит в центрифугах или сушильных аппаратах. [c.222] После выделения хлорида натрия в концентрированном сбросе наряду с хлоридом натрия содержатся сульфат, карбонат и бикарбонат натрия. Технология выделения солей из этого сброса еще не разработана, поэтому целесообразно сброс направлять на сушку, а смесь солеи на захоронение в изолирован- ые от грунтовых вод хранилища. В концентрате содержится около 90% хлорида цатрия, поэтому возможно, что как сухая соль, так и концентрат найдут приме-цение при регенерации атрий-катионитовых фильтров ТЭЦ. [c.222] В схему установки наряду с аппаратами погружного горения включены и сушильные аппараты. ВНИИПКНефтехимом разработаны и внедрены в промышленность сушильные аппараты с кипящим слоем для сушки концентрированного стока. Основным достоинством таких аппаратов является простота конструкции и возможность получения солей в гранулированном виде [121]. Процесс гранулирования протекает при 150—250 °С, размер гранул 8—9 мм. Следует отметить, что коэффициент полезного использования тепла как в аппаратах погружного горения, так и в аппаратах с кипящим слоем весьма невелик, что в значительной мере отражается на себестоимости обезвреживания солесодержащих сточных вод. [c.222] Принципиальной особенностью данного метода является то, что рециркулирующий по аппаратам концентрированный соляной раствор смешивается с исходными сточными водами и играет роль теплоносителя. Концентрация солей смешивающихся потоков различна, но после смешения устанавливается усредненная концентрация, более близкая к концентрации рециркулирующего потока, объем которого в 8—12 раз больше объема исходного потока. Смешанный поток нагревается в регенеративных теплообменниках, а затем догревается до расчетной температуры в печи или контуре теплоносителя. Нагретый поток направляется в испарители, где адиабатически испаряется по мере снижения давления от ступени к ступени. Получаемые пары отдают тепло циркулирующему потоку, а образовавшийся конденсат с каждой ступени самостоятельным потоком отводится в емкость для конденсата. Упаренный сток направляется в сушилки для получения сухих солей. [c.223] При упаривании солесодержащих сточных вод под давлением расчетную температуру нагрева можно принять в пределах 155—190 °С (в зависимости от состава сточных вод ее можно корректировать). Как известно, находящиеся в сточных водах хлориды кальция и магния при повышении температуры воды более 125 °С гидролизуются с выделением свободной соляной кислоты. Так, при 175 °С гидролизуется 8% хлорида кальция и до 30% хлорида магния. В результате гидролиза pH рециркулируемого потока снижается до 5—6. Как показали опыты на полупромышленной установке, карбонатных отложений на теплопередающих поверхностях не образуется. При снижении pH до 5—6 не предотвращается образование сульфатной накипи, но увеличивается ее растворимость. Концентрирование солей в циркулирующем потоке также способствует растворению сульфатов. Растворимость сульфата кальция при 25 °С в дистиллированной воде составляет 0,2%, а в 10—16%-ном растворе хлорида натрия достигает максимума 0,65—0,7%. С повышением температуры растворимость сульфата кальция снижается. [c.223] Пусть в исходной воде концентрация сульфата кальция составляет 125 мг/л, (0,0125%). содержание хлоридов в пересчете на хлорид натрия 5 г/л. Необходимо упарить воду до конечной концентрации хлоридов 100 г/л (10%), т. е. в 20 раз. В процессе упаривания концентрация сульфата кальция также увеличивается в 20 раз (до 0,25%). Как следует из номограммы, при концентрации сульфатов в рассоле 0,25% и конечной концентрации хлорида натрия 10% безнакипный режим на установке обеспечивается при нагреве регулирующего потока до температуры не более 170°С. [c.224] Таким образом, при определенном солевом составе правильный выбор максимальной температуры нагрева позволяет обеспечить безнакипный режим работы установки упаривания без дополнительной подготовки исходной сточной воды. [c.224] Технологическая схема упаривания сточных вод под давлением показана на рис. 7.5. Эта схема отличается от действующей наличием узлов умягчения и сушки рапы. Проектная нро-изводителБность по сырью 170 м /ч. На установку направляются сточные воды второй системы канализации, прошедшие предварительно комплекс сооружений для механической и физикохимической очистки. [c.224] В регенеративных теплообменниках поток нагревается от 103 до 149°С и догревается до 153°С в специальных теплообменниках 2. В качестве теплоносителя используется теплотехническая вода. Этот способ нагрева принят только для опытнопромышленной установки, чтобы предотвратить возможный перегрев и вскипание воды в трубах печи. [c.225] Разработана конструкция вертикальной печи, в которой обеспечивается необходимый прямой нагрев стоков. Нагретый до 153 °С поток поступает в испарители 12. Предусмотрено девять ступеней упаривания. Тепло восьми ступеней регенерируется. При адиабатическом испарении давление в каждой из восьми регенеративных ступеней изменяется в пределах 0,03— 0,05 МПа, а температура в каждой последующей ступени на 5°С больше, чем в предыдущей и только в последней ступени давление изменяется на 0,05 МПа, а температура снижается на 10 °С, так как регенерация тепла последней ступени не экономична. В конечном итоге пар со всех ступеней упаривания поступает в конденсаторы воздушного охлаждения 5, конденсат собирается в емкость 6 и направляется затем в систему оборотного водоснабжения. [c.225] Выпарные установки работают в агрессивных соленых средах при повышенных температурах и давлении, поэтому выбор конструкционных материалов имеет весьма важное значение. Исследования коррозионной стойкости материалов в растворах, содержащих до 20% хлорида натрия (pH 5), проведенные в наиболее жестких условиях (при 200 °С и давлении 2 МПа) показали, что наиболее устойчива сталь 08Х21Н6М2Т. Эту сталь рекомендуется использовать для изготовления основного технологического оборудования теплообменников, змеевиков печи, испарителей, насосов, арматуры. [c.226] В последние годы большое внимание уделяется получению обессоленной воды из солесодержащих сточных вод методом обратного осмоса. Этот метод позволяет исключить энергетические затраты на фазовое превращение воды. Кроме того, процесс протекает при обычных температурах и не требуются специальные стали для изготовления оборудования. [c.226] Установки обессоливания с использованием процесса обратного осмоса состоят из двух блоков — ультрафильтрации и обратного осмоса. Задача ультрафильтрации — обеспечить полное удаление из стоков органических веществ. Процесс протекает при давлении 0,5 МПа на мембранах марки УАМ-50. Подготовленный сток подается на блок обратноосмотических мембран, где при давлении 6 МПа на мембранах МГА-95 происходит его обессоливание. Как уже говорилось, эти установки не нашли применения на НПЗ, так как малопроизводительны. [c.226] Вернуться к основной статье