Регенерация активированного угля является результатом осуществления ряда процессов между адсорбированными веществами и нагретым до температуры 700° С водяным паром. Часть летучих соединений отгоняется из угля паром и, если при температуре 600—700° С они не разлагаются, то уносятся с отходящими газами и должны быть дополнительно разрушены в паровой фазе (окислены избытком воздуха над катализатором). Часть отогнанных продуктов окисляется при температуре 700— 750° С паром более или менее глубоко (до СО, С02, ЫНз и т. п.). Наконец, адсорбированные ароматические соединения с конденсированными кольцами при термической регенерации углей разлагаются с образованием на поверхности угля тонкой углеродистой пленки. При температуре 700° С пар активирует эту пленку и воссоздает активную структуру поверхности адсорбента.[ ...]
Регенерация адсорбента. Важнейшей стадией процесса адсорбционной очистки является регенерация активного угля. Адсорбированные вещества из угля извлекают десорб- 2 цией насыщенным или перегретым водяным паром или нагретым инертным газом. Температура перегретого пара при этом (при из- быточном давлении 0,3—0,6 МН/м2) равна 200—300°С, а инертных газов 120—140 °С.[ ...]
Регенерация отработанных масел проводится следующим образом. В сырьевую емкость для отработанного масла вводится коагулятор (до 3%), масло перемешивается при температуре около 70°С. Затем отработанное коагулятором масло поступает в емкость для нейтрализации кислых продуктов основной средой, например кальцинированной содой, с последующей промывкой водой. Промытое масло в виде эмульсии подается в печь для отгона горючего, после чего оно контактирует с адсорбентом, а затем подается на фильтрацию, которая благодаря применению коагуляторов, протекает весьма эффективно.[ ...]
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 из 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.[ ...]
В качестве сорбентов используют активные угли, синтетические сорбенты и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки и др.). Минеральные сорбенты — глины, силикагели, алюмогели и гидраты окислов для адсорбции различных веществ из сточных вод используются мало, так как энергия взаимодействия их с молекулами воды велика, иногда превышает энергию адсорбции. Наиболее универсальными из адсорбентов являются активные угли, которые должны обладать определенными свойствами. Оли должны слабо взаимодействовать с .молекулами воды и хорошо — с органическими веществами, быть относительно крупнопористыми (с эффективным радиусом адсорбционных пор в пределах 0,8—5,0 нм, или 8—50А), чтобы их поверхность была доступна для больших и сложных органических молекул. При малом времени контакта с водой они должны иметь высокую адсорбционную емкость, высокую селективность и малую удерживающую способность при регенерации. При соблюдении -последнего условия затраты на реагенты для регенерации угля будут небольшими. Угли должны быть прочными и не подвергаться истиранию, быстро смачиваться водой, иметь определенный гранулометрический состав. В процессе очистки используют мелкозернистые адсорбенты с частицами размером 0,25—0,5 мм и высокодисперсные угли с частицами размером менее 40 мкм.[ ...]
Регенерация адсорбента является одним из основных вопросов при адсорбционной очистке, от решения которого зависит возможность применения метода и его стоимость. Для удаления органических веществ с поверхности углей применяют вытеснительную десорбцию. В качестве десорбирующего агента используют воздух, инертные газы, насыщенный и перегретый пар. При использовании воздуха температура не превышает 120—140°С, для перегретого пара 200—300 °С, для инертных газов 300—500°С. Соединения удаляют с поверхности активных углей также водными растворами кислот, щелочей и солей. При очистке газов от- соединений фтора адсорбент подвергался регенерации 2—3 % раствором ЫаОН на 99,5%, 3% раствором N82003 —на 60—65 %, 3% раствором ЫН4ОН —на 15%, водой —на 18,7%. Потери адсорбента при регенерации—2—4 г/м3 газа. Расход воды и регенерационного раствора на 1 м3 адсорбента составил 10 м3.[ ...]
Печь для регенерации зерен угля в кипящем слое представляет собой цилиндрическую шахту высотой около 2 м, отделенную от топки жаропрочной решеткой, в отверстия которой вставлены конические фурмы. Живое сечение газораспределительной решетки с фурмами — около 2%. В тонке размещена горелка для сжигания природного газа при избытке кислорода не более 0,3%. В туннель горелки подводится пар, за счет которого температура реакционной смеси продуктов горения снижается до 700—750 °С. В шахту печи сверху шнеком непрерывно подается отработанный уголь с влажностью не более 25% (выгруженный из адсорбционной колонны уголь отделяется от избытка воды на ленточном вакуум-фильтре или вибросите). Попадая в массу раскаленного кипящего слоя, уголь практически мгновенно высушивается и нагревается до общей температуры слоя. Избыток слоя через специальный перелив попадает в трубу, по которой удаляется из шахты в теплообменник, а затем в бункер-приемник отрегенерированного адсорбента. Регенерация угля в кипящем слое при 700—750°С продолжается около 20 мин. В соответствии с этим загрузку отработанного и выгрузку отрегенерированного активного угля ведут с такой интенсивностью, чтобы среднее время пребывания частиц адсорбента в слое было не менее 20—30 мин. Потери активного угля от истирания и обгара составляют 5—10% (для угля КАД— 10—15%).[ ...]
Применение адсорбентов для обезвоживания нефтепродуктов не нашло широкого распространения, главным образом, из-за больших затрат на регенерацию адсорбентов.[ ...]
Расход пара на регенерацию адсорбента обычно составляет 7 кг/кг уловленного соединения. Расход воздуха или инертных газов на охлаждение и сушку угля 70 м3/м3 угля.[ ...]
Глава VII. Методы регенерации адсорбентов после очистки сточных.[ ...]
После насыщения адсорбента до проскока загрязнения в фильтрат подачу сточных вод в колонну прекращают, колонны освобождают от находящейся в них воды, и адсорбент подвергают регенерации.[ ...]
Выбор в качестве адсорбента природной глины «горелая порода» Кумертауского месторождения Республики Башкортостан обосновывается следующим. Все искусственно приготовленные адсорбенты дефицитны и дорогостоящи, поэтому их применение экономически выгодно только при условии многократного использования. Необходимость восстановления адсорбента осложняет процесс регенерации масел, так как значительны капитальные и эксплуатационные затраты. Поэтому применение природных (дешевых и доступных) адсорбентов, обладающих достаточно высокой адсорбционной способностью, отбеливающими свойствами в процессах контактной очистки и фильтрации имеет несомненные преимущества.[ ...]
Для того чтобы при регенерации активированного угля извлеченные вещества были получены в возможно большей концентрации, весь слой адсорбента в аппарате должен быть насыщен поглощенными из сточных вод веществами до равновесия с концентрацией этих веществ в воде, поступающей в адсорбционную колонну. Поскольку в момент проскока загрязнения в фильтрат этому требованию отвечает не весь слой адсорбента а только участок его длиной ¿о, называемый «мертвым» слоем, необходимо слой угля в колонне делать настолько высоким, чтобы Ь > (/. — ¿о), либо размещать адсорбент в двух колоннах так, чтобы высота слоя в каждой из них была не менее длины работающего слоя (I—£0) или по крайней мене равна ей.[ ...]
При гидротранспорте адсорбента перемешивание дисперсной и сплошной фаз обеспечивается турбулентными пульсациями потока. Для интенсификации процесса перемешивания и ускорения поглощения растворенных веществ активными углями нередко в трубопроводах устанавливают специальные вставки или устройства 5, вызывающие дополнительное развитие турбулентности в потоке при изменении скорости жидкости по величине и направлению. Их выполняют в виде конусов, решеток, чередующихся вертикальных перегородок различной конфигурации, винтообразно закрученных элементов [44]. Сточная вода, прошедшая очистку, подвергается частичному осветлению от угольной взвеси в отстойниках или открытых многоярусных гидроциклонах 6. Отработанный уголь, задержанный в отстойниках, по пульпопроводу 7 направляется на регенерацию. Окончательное освобождение очищенной воды от угольной пыли производится на скорых грубозернистых фильтрах 8.[ ...]
Деструктивный метод регенерации адсорбентов целесообразно применять в тех случаях, когда повторное использование ПАВ, выделенных из сточных вод, затруднено. Термическую регенерацию осуществляют смесью продуктов горения газа с водяным паром при 700—800 °С в отсутствие кислорода в течение 10—40 мин. Особенно быстро (за 10—20 мин) регенерация протекает в псевдоожиженном слое регенерируемого адсорбента. Для регенерации порошкообразных углей применяют метод каталитического окисления адсорбированных ПАВ при барботаже кислорода через суспензию активного угля в водном растворе сульфата меди.[ ...]
Как показали расчеты, при регенерации цеолитов №Х в процессе деароматизации жидких парафинов при среднем термокаталитическом градиенте, равном 50°С, экономическая; эффективность от введения катализатора АП-56 в шихту в количестве 10% масс благодаря снижению энергозатрат на процесс десорбции составляет 6,47 руб. на 1 руб. затрат на катализатор. Замена катализатора АП-56 на более дешевые оксидные, например СТК-1-7, позволит в еще большей мере повысить эффективность регенерации цеолитов.[ ...]
После восстановления и регенерации адсорбента адсорбер желательно заполнить сухим кондиционным продуктом с целью предотвращения поглощения влаги и понижения активности адсорбента в период между циклами восстановления. Для удаления эмульгированной мелкодисперсной воды наиболее эффективно применение цеолитов. С их помощью нефтепродукты осушают практически полностью (рис 3.5). С уменьшением скорости прохождения нефтепродуктов через адсорбент глубина очистки возрастает. Оптимальными условиями для очистки топлив следует считать: температура — 15-30°С, объемная скорость — до ,30 ч ; для тяжелых нефтепродуктов, в том числе и мас л: температура — 60-80°С, объемная скорость - до 20 ч 1.[ ...]
В некоторых случаях перед регенерацией адсорбированное вещество путем химического превращения переводят в другое вещество, которое легче извлекается из адсорбента. В том случае, когда адсорбированные вещества не представляют ценности, проводят деструктивную регенерацию химическими реагентами (окислением хлором, озоном или термическим путем). Термическую регенерацию проводят в печах различной конструкции при температуре 700—800°С в бескислородной среде. Регенерацию ведут смесью продуктов горения газа или топлива и водяного пара. Она связана с потерей части адсорбента (15—20%). Разрабатываются биологические методы регенерации углей, при которых адсорбированные вещества биохимически окисляются. Этот способ регенерации значительно удлиняет срок использования сорбента.[ ...]
Аппараты с движущимся слоем адсорбента. Существенно уменьшить объем требуемого количества активного угля позволяют аппараты непрерывного действия с плотным движущимся слоем адсорбента. Принцип действия аппаратов этого типа заключается в том, что очищаемая жидкость движется снизу вверх, а плотный слой адсорбента перемещается навстречу ей со скоростью, обеспечивающей неизменное по высоте колонны распределение адсорбированного вещества. При этом количество поступающего в аппарат свежего и отрегенерированного активного угля должно быть сбалансировано с массой отводимого на регенерацию адсорбента.[ ...]
В СССР разработана технология регенерации активных углей после очистки сточных вод от дихлор бутадиен а и других хлорпроизводных непредельных углеводородов экстракцией этих соединений ацетоном. В ряде случаев замечено, что смешанные растворители более эффективны при экстракционной регенерации адсорбентов, чем индивидуальные жидкости. В японском патенте для регенерации активного угля после очистки сточных вод производства хлоро-пренового каучука предложено применять смесь метанола или ацетона с бензолом, циклогексаном или дихлорэтаном [15].[ ...]
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 паром или испарение их в поток инертного газа-теплоносителя и экстракция адсорбированных веществ органическими растворителями с последующим удалением этих растворителей из адсорбента одним из перечисленных выше приемов.[ ...]
В большинстве случаев термическую регенерацию активированного угля рационально совместить на одной установке с активацией угля-сырца для пополнения потерь адсорбента в производственном цикле. Такие потери не превышают, как правило, 10% от количества адсорбента, находящегося в аппаратах адсорбционной станции.[ ...]
При противоточном движении жидкости и адсорбента свежий активный уголь подают в аппарат первой ступеии, в который поступает очищенная на предыдущих ступенях сточная вода (рис. У-З). Отработанный на первой ступени адсорбент отделяется от жидкости и подается на вторую ступень каскада аппаратов, где отрабатывается до более высокой степени. Затем уголь снова отделяется от жидкости и направляется на следующую ступень, и так до аппарата п, стоящего первым по ходу движения жидкости, в который поступает вода с начальным содержанием органических загрязнений Сн и расходом жидкой фазы (?. Таким образом можно повысить степень отработки выводимого из системы на регенерацию адсорбента и снизить его удельный расход.[ ...]
Процессы с использованием угля в качестве адсорбента — катализатора окисления сероводорода имеют ряд недостатков, ограничивающих их широкое применение. Это, прежде всего, невозможность очистки газов с содержанием сероводорода более 5 г/м3 из-за значительных выделений тепла, образующаяся в процессе сера, забивая поры угля, снижает его активность. Периодичность, связанная с частой регенерацией адсорбента, и большая площадь установки затрудняют применение этого метода, кроме того — образование диоксида при температуре > 200°с приводит к снижению селективности процесса.[ ...]
Одним из методов понижения температуры деструктивной регенерации активного угля является осаждение в порах зерен адсорбента катализаторов деструктивного окисления органических веществ, обладающих достаточно широким спектром действия и устойчивых к водяному пару и к отравлению сернистыми соединениями и хлористым водородом. В качестве таких катализаторов могут быть использованы высокодисперспые металлы, например палладий [37], или оксиды некоторых металлов переменной валентности—диоксид марганца, оксид меди и др., либо смеси этих оксидов.[ ...]
Более экономичной в отношении необходимого количества адсорбента для очистки сточной воды до требуемой по технологическим условиям степени извлечения органических загрязнений является схема с перекрестным движением адсорбента и очищаемой жидкости (рис. В таких технологических схемах вода последовательно проходит через каскад аппаратов с перемешиванием, а сорбент (в одинаковых или различных количествах) непрерывно дозируется в каждый из адсорберов. При этом на каждой ступени очистки адсорбент отрабатывается в различной степени (в соответствии с остаточной концентрацией загрязнения на выходе из аппарата) и после отделения от воды в отстойниках (гидроциклонах или сгустителях) направляется на регенерацию. Естественно, что наиболее полно адсорбционная емкость активного угля используется в результате контакта его с очищаемой жидкостью в первом по ходу движения сточной воды аппарате и в наименьшей степени отработан выводимый на регенерацию уголь после последней ступени реакторов, остаточная концентрация загрязнения в которой достигает ПДК (предельно допустимой концентрации).[ ...]
Для адсорбционной очистки сточных вод кроме активированного угля можно использовать и другие адсорбенты. Адсорбционная ёмкость пенополиуретана по фенолам может превышать вес адсорбента. Регенерацию его осуществляют промывкой растворителями (ацетон, метанол, углеводороды).[ ...]
Метод основан на поглощении одного или нескольких компонентов твердым веществом — адсорбентом — за счет притяжения молекул под действием сил Ван-дер-Ваальса. Адсорбционный метод нашел широкое применение в промышленности при регенерации органических растворителей, очистке газов, паров и жидкостей. Достоинство его — возможность адсорбции соединений из многокомпонентных смесей, а также высокая эффективность при очистке низкоконцентрированных сточных вод. В качестве адсорбентов могут служить практически любые твердые материалы, обладающие развитой поверхностью. Наиболее эффективными адсорбентами являются активные угли (АУ). Адсорбент в процессе очистки используется многократно, после чего его подвергают регенерации. При регенерации образуются водные растворы или газы, которые необходимо дополнительно обработать с целью утилизации уловленных соединений [5.32, 5.33, 5.52].[ ...]
В данном случае улучшить условия работы катализатора можно, если перенести часть его непосредственно в слой адсорбента. При таком устройстве реактора на стадии адсорбции катализатор будет являться балластным компонентом загруженной в адсорбер шихты, зато на стадии регенерации адсорбента на участках шихты, где по мере ее разогрева достигнуты достаточно высокие температуры, начнется процесс термокаталитического окисления десорбированных органических примесей, и за счет выделения теплоты ее сгорания температура десорбирующего газа повысится, что ускорит процесс десорбции как на данном участке шихты, так и на вышележащих участках по ходу потока газа. Естественно, что добавка катализатора к адсорбенту потребует, с одной стороны, некоторого увеличения размеров адсорберов, с другой - уменьшения размеров термокаталитического реактора.[ ...]
Температура, при которой начинается распад адсорбированных веществ, зависит от их строения. Так, для термической регенерации активного угля после адсорбционной очистки бытовых сточных вод достаточно нагреть адсорбент до 400—450°С [22]. Многоядерные ароматические соединения при прокаливании до 700—800 °С образуют наряду с газообразными продуктами тонкую углеродную пленку. При регенерации активного угля в присутствии водяного пара эта пленка окисляется по реакции С + 2Н20—>-С02+2Н2, освобождая поверхность пор адсорбента. Более детальное исследование процессов,-происходящих при высокотемпературной регенерации активного угля, показало, что адсорбированные соединения можно подразделить на три группы. К первой группе относятся вещества с низкой температурой кипения. При термической регенерации угля они испаряются из пор зерен адсорбента уже в начальной стадии нагрева обычно вместе с водой, оставшейся в порах отработанного активного угля после отделения его от основной массы жидкости. Молекулы веществ, объединенных во вторую группу, относительно легко разлагаются. К третьей группе отнесены многоядерные ароматические соединения (например, нафтол), лигнин и другие высокомолекулярные природные и синтетические продукты. При нагревании до 800 °С эти вещества наряду с газообразными продуктами образуют в порах угля значительный углеродистый остаток [23]. Кинетика регенерации угля, насыщенного веществами I группы, определяется кинетикой десорбции. Скорость регенерации угля, насыщенного веществами II и III групп, определяется кинетикой химических реакций распада адсорбированных веществ.[ ...]
Недостатком рассматриваемого метода очистки является существенная нестационарность процесса, так как на начальной стадии регенерации при относительно низкой температуре постепенно охлаждающегося по высоте слоя адсорбента десорбирующего агента - воздуха, из адсорбента выделяется довольно большое количество десорбируемой органической примеси и термокаталитический реактор будет функционировать в достаточно жестких условиях: низкая температура и высокая концентрация окисляемой примеси потребуют использования избыточной толщины слоя катализатора.[ ...]
При относительно невысоком содержании органических веществ в сточной воде и их ограниченной растворимости применение для этой цели адсорбентов, прежде всего активных углей, во многих случаях дает наиболее высокий эффект. В таких локальных адсорбционных установках, размещаемых непосредственно на тех участках производства, где образуются стоки, сочетается возвращение извлеченных из сточных вод продуктов с регенерацией поглотительной способности адсорбента. Регенерация адсорбента создает возможность его многократного использования, иногда в течение ряда лет, что существенно повышает экономичность процесса очистки.[ ...]
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 экстракционной регенерации адсорбентов весьма существенную роль.[ ...]
Адсорбционные методы очистки промышленных сточных вод могут быть экономически целесообразными лишь при условии многократного использования адсорбентов. Поэтому необходимым элементом любой технологической схемы адсорбционной очистки сточных вод является регенерация адсорбента после насыщения его веществами, извлеченными из сточных вод.[ ...]
Для очистки сточных вод производства тринитротолуола в США рекомендуется адсорбция растворенных органических веществ битуминозными активными углями или макропористой полимерной смолой ХАД-2 с регенерацией этих адсорбентов теплым толуолом [12, 13].[ ...]
Такие методы имеют определенные преимущества перед абсорбционными: компактность и простота конструкции аппаратуры, отсутствие жидких стоков. К недостаткам адсорбционных методов следует отнести цикличность (адсорбция — десорбция), необходимость проведения регенерации при высоких температурах с последующей утилизацией оксидов азота, а также поглощение адсорбентом не только оксидов азота, но и других примесей.[ ...]
На газоперерабатывающих заводах очистку аминовых растворов осуществляют с применением механических фильтров и адсорберов с активированным углем. Такой вид очистки снижает вспениваемость водных аминовых растворов. Однако он имеет ряд существенных недостатков: использование ручного труда при загрузке и выгрузке адсорбента; практическое отсутствие регенерации угля, приводящее к образованию угольных отвалов и загрязнению окружающей среды; относительно высокая стоимость активированного угля. В связи с эп-м проводились исследования по применению экстракционных процессов для очистки аминовых растворов.[ ...]
Активный уголь из отстойников 3 третьей ступени в виде концентрированной пульпы подается в реакторы 1 второй ступени, где сорбент отрабатывается до более высокого уровня в соответствии с концентрацией загрязнений в сточной воде, выходящей из аппарата 1. Отделение отработанного на второй ступени очистки угля от воды производится в отстойниках 3, откуда осветленная вода поступает в реакторы 1, а задержанный уголь по пульпопроводу подается в аппараты первой ступени очистки. Таким образом, очищаемая сточная вода последовательно проходит три ступени очистки, а адсорбент движется в обратном направлении, достигая при выводе его на регенерацию высокой степени отработки, равновесной с концентрацией загрязнений на первой ступени очистки сточных вод.[ ...]