Ценные продукты из сухой перегонки осадков. Опыты с низкотемпературной сухой перегонкой осадков. Пирогенетическая вода. Схема технологического процесса сухой перегонки осадков составлена Е. В. Раковским

  

Вся электронная библиотека >>>

 ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД >>>

 

 

ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД


Раздел: Учебники



 

§ 9. ПОЛУЧЕНИЕ ЦЕННЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ СУХОЙ ПЕРЕГОНКИ ОСАДКОВ

  

Стремление наиболее эффективно решить проблему использования осадков сточных вод для крупных очистных станций позволило нашим ученым создать метод сухой перегонки осадков.

Постановка данного вопроса в настоящее время является более реальной, в связи с развитием как у нас, так и за рубежом способов механического обезвоживания осадков и термической сушки их. Первые опытные исследования в этом направлении показали, что даже при частичном использовании

только углерод содержащих соединений перспективы полукоксования (при сухой перегонке осадков) являются вполне благоприятными.

Опыты с низкотемпературной сухой перегонкой осадков были начаты лабораторией Люберецких полей фильтрации, а затем продолжены в лаборатории пирогенных процессов Химико- технологического института им. Д. И. Менделеева в Москве.

Наличие большого количества органических веществ в осадках (от 65 до 85%) позволяет успешно осуществлять сухую перегонку. Результаты лабораторных исследований оказались близкими к заводским. Перегонка воздушно-сухих осадков влажностью 10—15% производилась при температуре 450—470°С при общей продолжительности от 5 до 6 ч; при температуре 480—500° длительность перегонки сокращалась до 1,5—2 ч. При этом газовыделение почти полностью прекращалось, что означало окончание полукоксования.

В табл. 3.6 перечислены продукты перегонки, выраженные в процентах от абсолютно сухих осадков. Для сравнения приведены результаты сухой перегонки торфа и каменного угля. Схема результатов сухой перегонки дана на  3.4.

Из таблицы видно, что после сухой перегонки остается около 50% так называемого полукокса, представляющего собой черную порошкообразную массу. Полукокс содержит большое количество горючих веществ и может быть использован как пылевидное топливо; кроме того, он содержит фосфор и около 3% азота, что делает его весьма ценным для удобрения почвы под сельскохозяйственные культуры.

В результате перегонки собирается первичный газ в количестве около 12% от абсолютно сухого вещества, а по отношению 2/0  к органическим веществам — около 20%. В общей сложности газообразные продукты содержат примерно 68% горючих веществ, которые могут быть использованы как топливо.

Пирогенетическая вода, собираемая в таком же объеме, как и первичный газ, имеет щелочную реакцию и содержит значительное количество полезного свободного аммиака и общего азота.

Наиболее ценные продукты можно получить из первичного дегтя после соответствующей его обработки. Ниже указано их наименование и количество (в г) при получении из 100 т сухих осадков;

Специалисты, исследовавшие этот вопрос, считают целесообразным переработку дегтя направить по пути выделения кар- боновых кислот, по составу близко стоящих к горному воску. Последний применяется в электротехнической, кожевенно-обув- ной и полиграфической промышленности.

Схема технологического процесса сухой перегонки осадков составлена Е. В. Раковским применительно к заводу, перерабатывающему в сутки 125 т абсолютно сухих осадков. Такая производительность отвечает, например, мощности первой очереди Курьяновской очистной станции.

Схема сухой перегонки осадкой состоит в следующем. Осадки с влажностью 10% поступают из склада в две дробилки производительностью каждая в 6 т/ч. После дробления они поднимаются транспортером и поступают в бункер, а оттуда в газовую печь с наружным диамером 3 м ж высотой 6 м. Всего установлено три печи, из которых одна запасная. Печь обогревается газом с расчетной температурой 450—500° С. Удаление полукокса производится через нижнее разгрузочное отверстие.

В процессе перегонки газ, смола и пары воды из печи поступают в газосборник, откуда смола и вода (в жидком состоянии) стекают в водоотделители, а газ подвергается предварительному охлаждению и очистке.

Очистка газа производится в целях удаления сероводорода и углекислоты, что достигается последующей промывкой газа известковым молоком, а затем железо-содовым раствором.

Поглощение СОг осуществляется тремя скрубберами, a H2S — двумя другими скрубберами. Очищенный газ поступает

в мокрый газгольдер, откуда расходуется как топливо. Использованный железо-содовый раствор сливается в емкость и насосом перекачивается в барбатеры для регенерации.

Отделение первичного дегтя от подсмольной воды производится в водоотделителях, снабженных змеевиками для обогрева паром. Отсюда подсмольпая вода с механическими примесями спускается в техническую канализацию, а очищенная и освобожденная от воды смола направляется в два хранилища.

Выделение восков из смолы осуществляется при помощи бензина с последующей кристаллизацией (при охлаждении) в аппарате-экстракторе. В верхнюю часть экстрактора насосом подается деготь, а в нижнюю — бензин. Раствор воска в бензине из верхнего штуцера экстрактора переходит в промежуточную емкость, откуда насосом подается для охлаждения в кристаллизаторы.

Раствор воска в бензине, охлажденный до 5—8° С, после кристаллизаторов подается в центрифуги, откуда попадает в резервуар, предназначенный для плавки. Расплавленный воск гранулируется водой, после чего подается на закрытый промывочный транспортер. З.атем он окончательно промывается от примесей и вторично плавится в резервуаре. Отсюда поршневой насос подает массу на фильтры, после чего воск идет на разлив.

Из центрифуги отделенный бензин поступает в бак, откуда насосом перекачивается в резервуар, предназначенный для экстракции восков.

Использование полезных составных частей осадков, подвергнутых сухой перегонке, может представить большую ценность для народного хозяйства. В подтверждение этого С. Н. Строганов приводит следующий пример, скорректированный нами. Люблинская и- Курьяновская очистные станции смогут дать 6 год примерно 200 тыс. т сухих осадков с влажностью 10—15%.

Перечисленные продукты могут найти применение в промышленности. Кроме того, при сухой перегонке получается газ, полукокс, кислый гудрон, которые используются в самом процессе полукоксования в качестве топлива и поэтому не включены в указанный выше перечень продуктов.

По подсчетам Е. В. Раковского, полная стоимость завода сухой перегонки осадков с производительностью 45 тыс. т в год, перечисленная в ценах 1961 г., определяется в 322 тыс. руб.

В отходах сухой, перегонки остаются такие ценные продукты, как сера (8000 т), азот (5000 т) и фосфор (около 2400 т). Но то, что было трудно извлечь 20 лет тому назад, сейчас, возможно, решается проще. Эти продукты могли бы дать значительный дополнительный доход.

Проблема сухой перегонки осадков хотя и связана со сложным техническим процессом, но является весьма перспективной,

Если бы при современном развитии химии были продолжены исследования в этом направлении, весьма вероятно, что были бы найдены новые пути, облегчающие получение многих ценных продуктов для народного хозяйства.

Опыты по получению гидролизного спирта из сырых осадков

Эта работа, выполненная в 1944 г. О. Т. Болотиной, была поставлена с целыо выяснения возможности нормального развития дрожжей Saccaromyces cerevisiae на гидролизатах сырого осадка. Как известно, сырой осадок содержит большое количество г е м и ц е л л ю л о з ы (около 20%). Для первого опыта был взят осадок из первичных отстойников влажностью 88,72%, который подвергался гидролизу 5 и 15%-ной серной кислотой в течение трех часов, а затем нейтрализации при помощи мела. Нейтрализованный гидролизат несколько часов продувался воздухом при температуре 60°С.

Во время реакции в осадок выпадали окислы железа и другие вещества, загрязняющие гидролизат; позднее определялись сахара по Бертрану. В двух вытяжках (с 5 и 15%-ной серной кислотой) количество Захаров было почти равным 1,97 и 2,07 г на 100 см3 вытяжки (т. е. 1,97 и 2,07%).

После иодкисления вытяжек серной кислотой до 1°Д в иих задавались дрожжи (Saccaromyces cerevisiae XII раса), полученные из лаборатории ЦНИИСП. Процесс брожения контролировался микроскопированием. Через сутки наблюдения показали следующее: культура XII расы была чистая, почкующаяся; мертвых клеток (окрашенных метклсповой синькой) в поле зрения не обнаруживалось. Проба на спирт оказалась положительной.

Для второго опыта брались две порции сырого осадка: первая— с влажностью 88,37%, а вторая (после уплотнения) — 78,30%. Обе порции гидролизовались 5%-ной серной кислотой на песчаной бане в течение трех часов. После очистки содержание Сахаров оказалось: в первой порции 1,91%, во второй — 2,56%. После засева двух порций дрожжами XII расы и суточного сбраживания при температуре 37° С оказалось, что количество спирта, по Мартену, в двух порциях было одинаковым, а именно по 1,62%.

Таким образом, из 1 л осадка получали 334 г чистого гидро- лизата, пригодного для постановки брожения.

В условиях опытов концентрация сахара колебалась в пределах 2—2,5%. Выход спирта был равен 1,6% ( т. е. в 100 г бражки— 1,6 е абсолютного спирта). Следовательно, из 1 л сырого осадка можно получить абсолютного спирта 5,4 г, или 6,7 см3. Для этого необходимо затратить 50 г серной кислоты (олеум) и около 60 г мела.

Среди существующих видов топлива метан занимает одно из первых мест. Преимущества этого идеального продукта горения заключаются в полноте горения; отсутствии шлаков, копоти и сажи; легкости доставки топлива; удобстве хранения; простоте обслуживания; регулиро- Р вании горения. На очистных станциях широко применяется сжигание метаиистого газа в топках котельной главным образом для обогрева метантенков и отопления помещений, находящихся на территории станции.

Теплотворная способность такого газа обычно колеблется в пределах 5000— 6500 ккал/м3. Температура горения чистого метана 1300—1400° С. Один куб. метр газа метантенков дает примерно 6,5 кг пара; 1000 м3 газа заменяет 0,8 т условного топлива.

Для обогрева метантенков и установления количества расходуемого для этой цели газа требуется определить максимальные теплопотери (зимой) и минимальные (летом).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД. УДАЛЕНИЕ, ОБРАБОТКА, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

 

Смотрите также:

    

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД. Для обеззараживания...

Способ обеззараживания осадков сточных вод негашеной известью применяют на нек-рых очистных сооружениях в Финляндии, Германии, Швеции, США и др. странах.

 

Характеристика осадков, методы обработки, применяемые...

Осадки сточных вод содержат ценные удобрительные вещества (азот, фосфор, калий, микроэлементы) и могут быть использованы в качестве удобрения.

 

УПЛОТНЕНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД. Флотационное уплотнение...

Уплотнение осадков сточных вод является первой наиболее экономичной стадией их обработки, позволяющей в значит...

 

ОСАДКИ ГОРОДСКИХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ сточных вод...

Осадки городских сточных вод (сырые и сброженные) при влажности более 90% представляют собой жидкую текучую мае» су, при влажности 86—90% имеют консистенцию сметаны...

 

Способ Портеуса. ПОДГОТОВКА ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД - метод...

Затраты на подготовку осадков сточных вод составляют осн. часть затрат на механич. обезвоживание.

 

ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД. Для обезвоживания...

Исходные осадки сточных вод имеют высокую влажность (95—99,7%), их объемы достигают 1,2% объема очищенных сточных вод.

 

...Биогаз, образующийся при сбраживании осадков городских сточных вод...

Одним из первых процессов обработки осадков сточных вод, примененным в начале XX в. за рубежом и в нашей стране, является анаэробное сбраживание, Разложение органич...

 

ОСАДКИ ПРИРОДНЫХ ВОД. Состав концентрация и количество осадков...

ЗАМОРАЖИВАНИЕ—ОТТАИВАНИЕ ОСАДКОВ ПРИРОДНЫХ ВОД способ улучшения ...
Образующийся при очистке сточных вод осадок подвергается обработке с целью утилизации в...

 

Очистка сточных вод содержащих вредные примеси...

При очистке стоков от радиоактивных изотопов способом осаждения в очищаемую воду
Для обезвоживания осадков производственных сточных вод применяются центрифуги ( 5.63).

 

Использование сточных вод и образующегося при их очистке осадка...

Кроме того, осадки сточных вод содержат в своем составе значительную массу кальция; их применение в качестве удобрений оказывает положительное действие на улучшение...

 

Последние добавления:

 

 Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции  

Справочник агронома  ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА Производство комбикормов  Соболь   Меховые шапки  Арматура и бетон 

Облицовочные работы — плиточные и мозаичные   Огнеупоры  Древесные отходы   Производство древесноволокнистых плит

  Материаловедение для столяров, плотников и паркетчиков   Плотничьи работы Паркет   Деревянная мебель