Установки для рекуперации растворителей

Установки для рекуперации растворителей

Установки для рекуперации растворителей, применяемых при нанесении покрытий и отделке, в настоящее время необходимы исходя из экономических соображений, соблюдения гигиены труда и охраны окружающей среды.

Вследствие относительно большого потребления растворителя на крупном заводе искусственных кож с годовым объемом производства, равным нескольким, сотням тонн продукции, установка для рекуперации быстро амортизируется.

2) удаление растворителя из активированного угля острым водяным паром (этот процесс называется десорбцией) ;

3> сушка активированного угля горячим воздухом;

4) охлаждение активированного угля холодным воздухом.

Все четыре технологические стадии проводятся в одной или нескольких параллельно подключенных колоннах, именуемых адсорберами.

Отработанный воздух, содержащий пары растворителя, вентилятором нагнетается сверху в адсорбер (рис. 2.54) и по центральной трубе идет ко дну адсорбера, откуда он потоком проходит вверх сквозь слой активированного угля, находящегося в адсорбере. Очищенный отработанный воздух выходит из адсорбера по имеющемуся в его верхней части отводному трубопроводу.

После работы в течение определенного времени, которое в зависимости от концентрации растворителя в отработанном воздухе может колебаться от 4 до 8 ч, адсорбер регенерируют. Для этого прекращают подачу в него отработанного воздуха и продувают адсорбер в противоположном направлении водяным паром. Благодаря этому растворитель выпаривается из активированного угля и конденсируется вместе с водяным паром в охладителе — конденсаторе. Смесь воды и растворителя благодаря их различной плотности самопроизвольно разделяется в колонне на два слоя.

Затем в адсорбер подается свежий воздух, подогретый в теплообменйике и предназначенный для сушки активированного угля. За этим следует охлаждение, которое осуществляется холодным свежим воздухом, подаваемым сверху вентилятором. Это необходимо, так как с повышением температуры поглощающая способность активированного угля сильно снижается.

После этих операций адсорбер снова готов к работе. Переключение потока воздуха с одного адсорбера на следующий и переключение адсорбера с режима ’’загружен” на режим ’’регенерация” и наоборот осуществляется чаще всего автоматически, поэтому не нужен дополнительный обслуживающий персонал.

Главным недостатком адсорбционного метода, ограничивающим его широкое применение в промышленности искусственных кож, является совместная конденсация растворителя и влаги. Взаимная растворимость растворителя и воды создает при проведении регенерации дополнительные проблемы. При этом одинаково неприемлемы как содержание (даже в малом количестве) воды в полученном путем регенерации растворителе, так и содержание растворителя в сливаемой из отстойника воде.

Применение данного метода весьма экономично в том случае, если на рекуперацию подается воздух, содержащий один растворитель, а не смесь растворителей, и если растворитель не обладает растворимостью в воде (например, бензин) либо такая растворимость технологически допустима (например, этилацетат).

Абсорбционный метод. Этот метод является самым эффективным для рекуйёрации диметилформамида, применяющегося в качестве растворителя при нанесении полиуретановых покрытий. При этом методе газовая составляющая (диметилформамид) газовоздушной смеси вымывается водой.

Рекуперацию растворителей методом абсорбции осуществляют в высокой абсорбционной колонне (рис. 2.55), в которую снизу вентилятором нагнетается либо всасывается отработанный воздух. Сверху противотоком подается промывная вода. Взаимодействие отработанного воздуха с промывной водой осуществляется на имеющихся внутри колонны тарелках, которые снабжены соответствующими устройствами, обеспечивающими хорошее перемешивание воздуха с промывной жидкостью (водой).

В зависимости от конструкции различают колпачковые и клапанные тарелки. Существуют абсорбционные колонны
с насадками вместо тарелок и колонны с одними распылителями промывной жидкости. В абсорбционной колонне противотоком очищается воздух, а промывная вода обогащается растворителем.

В верхней части абсорбционной колонны осуществляется подача свежей воды и отвод очищенного отработанного воздуха. В нижней части колонны (у отстойника) подается подлежащий очистке отработанный воздух, содержащий растворитель, и выпускается обогащенная растворителем вода. Дальнейшее обогащение промывной воды растворителем может достигаться перемешиванием находящейся в отстойнике воды и применением части уже использованной воды с низкой концентрацией растворителя в качестве промывной жидкости.

В зависимости от высоты и, следовательно, количества тарелок достигаемая концентрация растворителя в находящейся в отстойнике воде определяется его концентрацией в подводимом отработанном воздухе, допускаемым остаточным содержанием растворителя в очищенном воздухе и температурой, при которой проводится рекуперация. При этом нужно ориентироваться на более низкую температуру, которая способствует абсорбции, и таким образом гарантируется достижение более высокой степени рекуперации. Выпускаемая из отстойника насыщенная растворителем вода в последующей дистилляционной установке освобождается от растворителя, который затем может применяться повторно.

Хотя капитальные расходы на абсорбционную установку относительно велики, так как в ней применяется нержавеющая сталь (в особенности в случае рекуперации диметилформами-да), эксплуатационные расходы в большинстве случаев оправдывают применение абсорбционного метода рекуперации.

Абсорбционная установка состоит из следующих основных частей: абсорбционная колонна, вентилятор для подачи отработанного воздуха и резервуар для хранения смеси растворителя и воды.

Краткая техническая характеристика абсорбционной колонны для диметилформамида

Дистилляционный метод. Этот метод уже давно применяется в промышленности искусственных кож главным образом для рекуперации зтилацетата. Получаемый путем дистилляции
этилацетат чаще всего используется для изготовления промывочных растворов.

При дистилляционном методе перегонный куб, снабженный обогреваемым кожухом, заполняется растворителем, загрязненным краской или отделочными растворами, и подогревается паром. Испаряющийся растворитель конденсируется в охладителе, и его опять можно использовать для промывки. Остающийся в перегонном кубе обогащенный твердыми частицами густой растворитель отводится и сжигается.

Ректификация диметилформамида осуществляется непрерывным методом в колонне, которая аналогично абсорбционной колонне имеет множество тарелок. Обогрев колонны осуществляется с помощью теплообменника, расположенного в ее нижней части. Принцип непрерывной дистилляции заключается в том, что две жидкости, различающиеся температурой кипения, непрерывно разделяются, т.е. компонент, характеризующийся более низкой температурой кипения (например, вода), испаряется и собирается в верхней части колонны, в то время как компонент, имеющий более высокую температуру кипения (например, диметилформамид), собирается в нижней части колонны (в отстойнике).

Для повышения чистоты дистиллята в верхней части колонны, т.е. для уменьшения содержания диметилформамида в сточных водах, часть этого дистиллята непрерывно подается на повторную дистилляцию. Многократное испарение и конденсирование жидкостей на тарелках колонны обеспечивает хороший результат перегонки.

Например, смесь диметилформамида и воды с помощью насоса подается из резервуара в теплообменник, нагревается и далее в жидком состоянии либо в виде пара через отстойник для осаждения твердых компонентов подается на входную тарелку колонны. С помощью теплообменника, связанного с отстойником колонны, осуществляется обогрев колонны паром. Накапливающийся в отстойнике колонны диметилформамид непрерывно выводится из него, пропускается через охладитель и подается в резервуары. При этом хорошо зарекомендовало себя извлечение дйметилформамида из отстойника в парообразном состоянии, так как в этом случае исключается попадание •в диметилформамид твердых веществ.

Остаточное содержание диметилформамида в водяном паре в верхней части колонны составляет менее 0,1%. Пар с таким содержанием растворителя конденсируется, получающаяся вода выводится из колонны и после отстаивания в течение определенного времени сливается в сток. Поскольку точки кипения воды и диметилформамида относительно близки, лучшее разделение этих двух веществ достигается в вакууме, который создают так называемые пароструйные насосы. После пуска колонна работает автоматически. Температура и уровень заполнения колонны регулируются датчиками.

Для повышения чистоты диметилформамида, применяемого в качестве растворителя при синтезе полиуретана, проводится дополнительно тончайшая его очистка путем второй и

третьей дистилляции или ректификации, обеспечивающих удаление загрязнений, таких, как остаточная вода, диметиламин и муравьиная кислота.

При дистилляции необходимо экономить энергию, которой для испарения смеси растворителя с водой требуется очень много.

Несмотря на большой расход энергии, достигается значительная экономия других расходов совместным применением методов абсорбционного и дидтилляционного методов рекуперации диметилформамида. Стоимость регенерированного растворителя (диэтилформамида) составляет лишь треть его покупной стоимости.

содержание .. 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 ..