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萃取槽溶剂萃取技术处理含酚废水

某厂在炼焦与回收焦化产品的过程中,有大量含酚废水产生(如剩余氨水、终冷废水等),废水成分较为复杂,主要含有大量的挥发酚和不挥发酚、氰化物、氨、硫化物和焦油等。含酚废水是对环境危害较大的工业废水,这种废水不经处理排入水体,不仅使BOD值增大,还会危害水生生物的繁殖与生存,因此含酚废水不经处理不得外排。
1萃取原理
萃取过程涉及两个重要问题,即相际平衡和传递速率。(萃取槽溶剂萃取技术处理含酚废水)
1.1分配定律与分配系数
往含酚废水中加入萃取剂后,水中的酚便依其在水与萃取剂2种不同溶剂中的溶解度,按一定的分配规律成比例地进行分配。此过程中由2个传质方向同时进行,一方面酚由水中向萃取剂中进行溶解,与此同时,萃取剂中的酚也向水中溶解。2个方向溶解速度的大小与酚在萃取剂中及水中的浓度成正比例,可用下列方程式表示:
                                        V1=K1C1
                                        V2=K2C2.
式中:V1一单位时间内由水中溶解到萃取剂中的酚分子数,V2一同时间内由萃取剂中溶解到水中的酚分子数,C1, C2酚在水、萃取剂中的浓度;K1,K2—比例系数。平衡时:V1 = V2,即C2/C1=K1/K2=k0
此式表明:在2个几乎互不相溶的液相组成的体系内,当存在某种物质时,此物质将在2种溶液中进行分配,而分配的结果,是它在2种溶液中浓度比例为一常数,这就是分配定律。(萃取槽溶剂萃取技术处理含酚废水)
1.2传质过程与传质速率
萃取酚的过程,实际上是萃取物从一相向另一相传递的过程,由于在实际的脱酚操作中,被萃取物质在两相中的浓度是不平衡的,正是由于不平衡,才有传质过程发生,同时也存在传质推动。用方程式表示则为:
                            G=KFP
式中:G—物质的传递速率,F—两相接触面积,P—传质推动力,K—传质系数。
如采用脉冲萃取塔,通过筛板脉动将萃取剂扩散成很细小的颗粒,F值增大;通过脉动,增大两相扰动程度,K值增大;采用逆流操作,尸值增大。那么,根据此公式可得出物质的传递速率G值增大了。因此,我单位采用脉冲萃取塔处理含酚废水是行之有效的。
2萃取剂的选择
萃取剂是液一液萃取中的一个重要因素。它影响了萃取产物的质量、组成、分离程度以及萃取操作的效果,要使萃取过程获得满意的结果,首先要选择好萃取剂。依据为:①萃取剂对酚要有较高的溶解度;②萃取剂要易于回收;③萃取剂要有适宜的物理性质,如适当的表面张力、挥发度、着火点、薪度、凝固点等;④萃取剂要有足够的化学稳定性,腐蚀性较弱;⑤价格低廉,易于获得。(萃取槽溶剂萃取技术处理含酚废水)
根据以上的原则,我单位以前采用轻苯为萃取剂,主要是易于获得,但轻苯作为萃取剂对酚的分散系数不高,还易挥发,有毒,使用后需再生,对人体的危害较大。鉴于以上缺点,我们对萃取剂重新进行筛选和改造。采用新型酞胺型萃取剂N -503,把它同柴油按一定体积比组成均相体系,应用N -503-柴油体系,具有效率高、损耗低的优点;N -503毒性低;对酚、碱、热有较好的稳定性,可较长时间运转而不需再生。
3影响萃取效率的因素及最佳工艺条件
3.1氨水处理量
萃取塔脱酚装置设计能力为16t/h。如果处理水量过大、流速过快将有部分焦油会随氨水进人萃取塔造成乳化,乳化物难以分离且容易堵塞管道,严重时会出现液泛现象。另外,水量过大,塔内压力变化较大,稍有不慎就会出现油水分离器冒罐现象。
3.2油水比
提高油水比有利于提高氨水的脱酚效率,油水比过高会增加油的循环量,萃取后油中含酚量低,碱洗时酚钠盐不易饱和。因此,实际萃取过程中油水比宜取1 : 1
3.3搅拌强度
脉冲筛板塔是靠塔内筛板作上下高频率的往复振动进行搅拌的,其搅拌强度与振幅及频率有关,振幅过小,分散不好,脱酚效率下降;振幅过大,则影响轻相上升,使生产能力下降。经过几年的生产实践,总结出萃取塔筛板最佳振幅为3min左右,频率为300一350次/min。
3.4操作温度
温度对萃取与碱洗过程都有重要的影响。一般来说,萃取时的温度高些较好,有利于破乳,有利于萃取剂与水的分离,还能加速水和油的传质过程。但温度过高,萃取剂在水中的溶解度增大,而随水带走的损失量增加。温度过高,还易产生液泛反而影响脱酚效率。
影响萃取效率的因素还有诸如萃取塔的选择、萃取剂的选取、塔板结构等。我们结合生产实践对影响萃取脱酚运行因素进行了认真系统的分析,总结出了最佳的工艺条件,并在实践操作中加以实施,萃取脱酚效果较好。
4结束语
酚类物质在工业、农业、国防、医药卫生等方面有着广泛的应用,因此采用此法回收废水中的酚,既有效利用了化工原料,同时又净化了工业废水,达到了降低处理成本,净化环境的目的。



时间:2018-10-20
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