Термическое обезвреживание стоков

Отходы производства капролактама представляют собой многокомпонентные смеси, содержащие органические продукты. Разделение их на индивидуальные соединения чрезвычайно сложно. капролактама , поэтому их подвергают обезвреживанию. Отходы производства капролактама подвергаются переработке на установке термического обезвреживания в циклонных реакторах. Метод обезвреживания жидких отходов основан на высокотемпературном термическом разложении натриевых солей моно- и дикарбоновых кислот и окислении органических примесей (циклогексанона, циклогексанола, смол и др.) с получением плава соды.

Химизм процессов термического обезвреживания щелочного стока может быть выражен следующими уравнениями:

2 H–COONa + O₂ Þ 2 CO₂ + Na₂O + H₂O

2 CH₃–COONa + 4 O₂ Þ 4 CO₂ + Na₂O + 3 H₂O

2 CH₃–CH₂–COONa + 7 O₂ Þ 6 CO₂ + Na₂O + 5 H₂O

2 CH₃–(CH₂)₂–COONa + 10 O₂ Þ 8 CO₂ + Na₂O + 7 H₂O

2 CH₃–(CH₂)₃–COONa + 13 O₂ Þ 10 CO₂ + Na₂O + 9 H₂O

2 CH₃–(CH₂)₄–COONa + 16 O₂ Þ 12 CO₂ + Na₂O + 11 H₂O

2 OH– (CH₂)₅–COONa + 15 O₂ Þ 12 CO₂ + Na₂O + 11 H₂O

2 NaOOC-COONa + O₂ Þ 4 CO₂ + 2Na₂O

NaOOC–СH₂–COONa + 2 O₂ Þ 3 CO₂ + Na₂O + H₂O

2 NaOOC–(CH₂)₂–COONa + 7 O₂ Þ 8 CO₂ + 2 Na₂O + 4 H₂O

2 NaOOC–(CH₂)₃–COONa + 10 O₂ Þ 10 CO₂ + 2 Na₂O + 6 H₂O

2 NaOOC–(CH₂)₄–COONa + 13 O₂ Þ 12 CO₂ + 2 Na₂O + 8 H₂O

Na₂O + CO₂ Û Na₂CO₃

Na₂O + H₂O Û 2NaOH

2NaOH+ CO₂Û Na₂CO₃+H₂O

Органические примеси окисляются кислородом воздуха с образованием углекислого газа и водяных паров:

C₆H₁₀O + 8 O₂ Þ 6 CO₂ + 5 H₂O

2C₆H₁₁OН + 17 O₂ Þ 12 CO₂ + 12 H₂O

Принципиальная схема установки термического обезвреживания промышленных стоков представлена на рис.­­­__ Основным аппаратом этой схемы является циклонная печь 2(Реактор). При сжигании Х-масел и природного газа в печи поддерживается температура 900 – 1100 ^оС. По высоте циклонного реактора расположены форсунки специальной конструкции, по которым в зону огневого факела вводятся жидкие отходы.

В верхнюю часть рабочей камеры циклонного реактора 2поступает упаренный щелочной сток и через механические форсунки распыливается в нисходящий вихревой поток дымовых газов. Вода, содержащаяся в щелочном стоке полностью испаряется, а органические примеси сгорают, выделяя тепло. Натриевые соли при термоокислительном процессе подвергаются деструкции: они взаимодействуя с кислородом воздуха превращаются в окись натрия, диоксид углерода. Далее окись натрия соединяясь с углекислотой образует раскаленный жидкий плав кальцинированной соды. Плав кальцинированной соды под действием центробежных сил закрученного потока дымовых газов отжимается в периферию, образуя равномерный слой на внутренней стенке рабочей камеры и стекает вниз на пережим реактора, а затем в копильник реактора. По наклонному поду копильника плав соды самотеком через летку выводится либо в емкость растворения 11 для получения 4-10 % водного раствора кальцинированной соды, либо на стол-кристаллизатор 12. Вращающийся стол-кристаллизатор охлаждается водой. Плав соды кристаллизуется на холодной поверхности в виде тонкой пленки, которая срезается неподвижным ножом на тележку 13 для траспортирования на склад.

Дымовые газы из печи 2 поступают в котел – утилизатор 3, где их тепло используется для получения водяного пара . Далее дымовые газы направляются на очистку от пыли в скруббер 4, трубу Вентури 5 и циклон 8. Орошение скруббера и трубы Вентури осуществляют 4-10 % содовым раствором. Очищенные дымовые газы с температурой около 120 ^оС дымососом 7 выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 6. Раствор соды после циклона 8 и емкости 11поступает в сборник 10 и оттуда насосом 9 откачивается частично на орошение скруббера 4, а другая часть направляется потребителю.

Плав соды представляет собой пластинчатые куски неправильной формы различных размеров от светло-серого до светло-коричневого цвета, возможен зеленоватый оттенок.

Химический состав образцов проб плава соды двух заводов представлен в таблице 5

Таблица 5