Исследование процесса очистки технологических и сточных вод от нитратов целлюлозы в осадительной центрифуге с биконическим ротором

• Автор: Волков, Юрий Павлович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД НА ХИМИЧЕСКИХ

ПРЕДПРИЯТИЯХ.

1.1 Методы очистки сточных вод.

1.2 Характеристика оборудования, применяемого для очистки сточных вод от взвешенных твердых частиц

1.3 Обоснование направления исследования.

2 ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ В

РОТОРЕ ЦЕНТРИФУГИ

2.1 Методы описания процесса разделения суспензий в центробежном поле

2.2 Моделирование процесса разделения суспензий в центробежном поле

2.2.1 Постановка граничных условий.
2.2.2 Расчетный алгоритм.
2.2.3 Движение частицы в поле центробежных сил.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ В РОТОРАХ ЦЕНТРИФУГ
3.1 Разработка конструкции центрифуги
3.2 Описание исследовательской установки.
3.3 Методика проведения экспериментов
3.4 Проведение исследований по разделению суспензий в центрифуге с цилиндрическом ротором.
3.5 Проведение исследований по разделению суспензий в центрифуге с биконическим ротором.
3.5.1 Исследование влияния конструктивных элементов биконического ротора на качество разделения суспензии.
3.5.2 Исследование влияния технологических факторов на качество и эффективность разделения суспензии в биконическом роторе .
3.5.3 Определение зависимости, описывающей процесс центробежного осаждения твердой дисперсной фазы суспензии НЦ в биконическом роторе
3.5.4 Оценка эффективности разделения в биконическом роторе .
3.6 Сравнение результатов использования биконического и цилиндрического роторов в центрифуге
3.7 Выгрузка осадка из биконического ротора центрифуги.
3.7.1 Методика проведения экспериментов
3.7.2 Проведение исследований по выгрузке осадка из биконического ротора
3.8 Оценка адекватности математической модели.
4 РАЗРАБОТКА ВАРИАНТА ПРОМЫШЛЕННОЙ ЦЕНТРИФУГИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
, 4.1 Выбор геометрических размеров ротора промышленной
центрифуги
4.2 Расчет параметров процесса выгрузки осадка из ротора центрифуги.
4.3 Пути снижения капитальных затрат при изготовлении центрифуги.
4.4 Рекомендации по оформлению фазы очистки сточных вод
производства нитроцеллюлозы
Заключение.
Список использованных источников


Все указанные методы могут использоваться как самостоятельно, так и в различных сочетаниях между собой, например, электролитическая флотация, коагуляция + центрифугирование и т. Производство нитратов целлюлозы характеризуется большим сбросом сточных вод, загрязненных в основном минеральными кислотами и взвесями нитратов целлюлозы различной степени измельчения. Чистота вод, применяемых в производстве нитратов целлюлозы, является одним из факторов, определяющих качество конечного продукта. Особенно высокие требования предъявляются к технологической воде при изготовлении высококачественных коллоксилинов (целлулоидных, лаковых и др. Повышенные требования, предъявляемые к качеству воды, используемой в технологическом процессе, являются основной причиной сдерживающей создание замкнутых водооборотных систем. Оборудование, используемое на стадии очистки сточных вод производства нитратов целлюлозы, в основном малоэффективно, морально и физически устаревшее. Это приводит к значительному уносу со сточными водами не только ценного, но и, в определенных условиях, пожаро- и взрывоопасного продукта в природные водоемы. Создание на предприятиях эффективно действующих установок для очистки сточных вод позволяет решить три важные задачи: предупредить загрязнение окружающей среды промышленными стоками, снизить риск возникновения нештатных ситуаций (воспламенение осевших и высохших по берегам специальных прудков частиц НЦ) и, в ряде случаев, сократить потребление воды, так как возврат очищенной воды в производственный цикл позволяет организовать замкнутый оборот воды на предприятии. НЦ. Вода после использования в теплообменниках 2, 3, 4 сбрасывается в условно чистую канализацию. Вода, поступающая для вытеснения кислот на круговой аппарат 1, насыщается кислотой и выводится в мастерскую денитрации и концентрации кислот. После смыва НЦ с сегментов кругового аппарата 1 вода транспортирует ее в питающий чан трубчатого автоклава 5, где избыток воды отделяется сгустителем от взвеси и сбрасывается в горизонтальную ловушку , а оставшаяся вода плюс дополнительные воды, поступающие из зоны охлаждения трубчатого автоклава, поступают в трубчатый автоклав 6. Свежая вода из зоны охлаждения трубчатого автоклава частично используется для разбавления взвеси в питающем чане, а частично сбрасывается в бак оборотной воды 9. После трубчатого автоклава взвесь разбавляется свежей водой, после чего поступает в сгуститель нейтрализатор, где часть воды отделяется и сбрасывается в ловушку . В сгустителях фазы измельчения часть воды отделяется и сбрасывается в горизонтальную ловушку . Существующая взвесь поступает на фазу лаверов и смесителей 8, где дополнительно вводится свежая вода. Через боковые сливные устройства лаверов и смесителей часть воды отделяется от взвеси и сбрасывается в вертикальную ловушку . В бак оборотной воды 9 собирается вода из зоны охлаждения трубчатого автоклава 6, из горизонтальной ловушки , из вертикальной ловушки . В горизонтальные ловушки собирается вода из сгустителя питающего чана 5, из бака оборотной воды 9, из сгустителя нейтрализатора. Осветленные воды после отстоя в ловушке сбрасываются на станцию нейтрализации. При подобной системе очистки, потери нитроцеллюлозного волокна в пересчете на тонну получаемого продукта, довольно значительны. Принимая во внимание, что подобные схемы очистки сточных вод используются на большинстве предприятий, производящих нитраты целлюлозы, то безвозвратные потери нитроцеллюлозного волокна и степень загрязнения окружающей среды, при рассмотрении отрасли в целом, многократно возрастают. В тоже время, возможно значительное повышение эффективности очистки сточных вод за счет использования высокоэффективных способов удаления взвешенных частиц, таких как, например, центрифугирование, фильтрование, флотация и др. Оборудование, интенсифицирующее процесс осаждения частиц, может использоваться как самостоятельное, так и в комплексе с существующим оборудованием. Последнее решение является более предпочтительным, так как требует значительно меньших экономических затрат и незначительного изменения существующего на предприятии технологического процесса.