RU2176618C1 - Method of purification of liquids and device for carrying it out - Google Patents
Method of purification of liquids and device for carrying it out Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176618C1 RU2176618C1 RU2000120832A RU2000120832A RU2176618C1 RU 2176618 C1 RU2176618 C1 RU 2176618C1 RU 2000120832 A RU2000120832 A RU 2000120832A RU 2000120832 A RU2000120832 A RU 2000120832A RU 2176618 C1 RU2176618 C1 RU 2176618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- regeneration
- liquid
- adsorption
- containing carbon
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к физической химии, а именно к способам и устройствам для очистки жидкостей от загрязняющих веществ в водной фазе. The invention relates to physical chemistry, and in particular to methods and devices for cleaning liquids from pollutants in the aqueous phase.
Изобретение может найти применение в отраслях промышленности связанных с процессами очистки сточных вод и водных технологических растворов, например в химической промышленности, производстве минеральных удобрений, пищевой промышленности, целлюлозно-бумажной, производствах красителей и др. The invention may find application in industries related to wastewater and aqueous technological solutions, for example, in the chemical industry, the production of mineral fertilizers, the food industry, pulp and paper, dye industries, etc.
В настоящее время для очистки сточных вод и технологических растворов от загрязняющих веществ находит применение метод адсорбционно-каталитической очистки. При использовании этого метода достигается высокая степень извлечения веществ при достаточно низких энергетических затратах по сравнению с высокотемпературным сжиганием. Currently, for the treatment of wastewater and technological solutions from pollutants, the adsorption-catalytic treatment method is used. Using this method, a high degree of extraction of substances is achieved at a fairly low energy cost compared with high-temperature combustion.
Известен способ, в соответствии с которым процесс очистки растворов представляет собой процесс периодической адсорбции и каталитической регенерации, причем регенерацию проводят в той же самой колонне, после дренажа, методом каталитического окисления при 240-290oC и используют импрегнированный активированный уголь в качестве катализатора (Matatov-Meytal Yu., Nekhamkina O. , Sheintuch M. Modeling and optimization of a periodic process of adsorption and catalytic regeneration. Chemical Engineering Science, 1999, N 54, p. 1505-1507).There is a method according to which the cleaning process of solutions is a process of periodic adsorption and catalytic regeneration, moreover, the regeneration is carried out in the same column, after drainage, by the method of catalytic oxidation at 240-290 o C and use impregnated activated carbon as a catalyst (Matatov -Meytal Yu., Nekhamkina O., Sheintuch M. Modeling and optimization of a periodic process of adsorption and catalytic regeneration. Chemical Engineering Science, 1999, No. 54, p. 1505-1507).
Недостатком данного известного способа является необходимость периодической регенерации адсорбента в газовой фазе при повышенных температурах (240-290oC), что приводит к эмиссии летучих веществ в атмосферу и большим энергозатратам на испарение, затратам воды и реагентов; наблюдается отложение продуктов уплотнения при окислении органических веществ, недостижимость высоких степеней очистки вод и растворов от многокомпонентных смесей вследствие конкурентной адсорбции. Другим недостатком указанного способа является частичная или полная потеря адсорбционных свойств в результате сильной адсорбции веществ и неполной их десорбции при регенерации. Отработанные регенераты являются вторичными отходами, не используемыми в дальнейшем, и загрязняют окружающую среду. Таким образом, данный способ является экологически малонадежным.The disadvantage of this known method is the need for periodic regeneration of the adsorbent in the gas phase at elevated temperatures (240-290 o C), which leads to the emission of volatile substances into the atmosphere and high energy consumption for evaporation, the cost of water and reagents; deposition of compaction products during the oxidation of organic substances, unattainability of high degrees of purification of water and solutions from multicomponent mixtures due to competitive adsorption are observed. Another disadvantage of this method is a partial or complete loss of adsorption properties as a result of strong adsorption of substances and their incomplete desorption during regeneration. Spent regenerates are secondary wastes that are not used in the future and pollute the environment. Thus, this method is environmentally unreliable.
Известен также способ выделения ароматических соединений из водных растворов, включающий адсорбцию загрязняющих веществ на пористом углеродном материале и последующую регенерацию последнего термическим потоком воздуха при температуре 100-500oC, перегретым водяным паром, либо при пониженном давлении (Патент РФ N 2140879, МПК 6 C 02 F 1/28, 23.10.98).There is also a method for the separation of aromatic compounds from aqueous solutions, including the adsorption of pollutants on a porous carbon material and the subsequent regeneration of the latter by thermal air flow at a temperature of 100-500 o C, superheated steam, or under reduced pressure (RF Patent N 2140879, IPC 6 C 02 F 1/28, 10.23.98).
Недостатками известного способа являются необходимость дополнительных способов утилизации выделяемых на стадии регенерации веществ, загрязнение специальных устройств понижения давления и вывод их из строя десорбирующимися веществами, разнесенность по времени процессов адсорбции и регенерации, наблюдаются явления снижения емкости адсорбента в процессе адсорбции и, одновременно, вытеснение одного компонента загрязняющих веществ другими компонентами. Дополнительным существенным недостатком способа осуществления регенерации горячим воздухом является протекание неуправляемого химического процесса окисления на поверхности адсорбента десорбирующихся веществ при повышенных температурах и образование моноксида углерода, слабый теплообмена слое адсорбента, что приводит в результате эксплуатации к быстрому ухудшению адсорбционных свойств используемого материала. Кроме того, данный способ не позволяет утилизировать загрязняющие вещества, а способен лишь их концентрировать. Таким образом, экологическая надежность данного способа также недостаточна. The disadvantages of this method are the need for additional methods of disposal of substances released at the stage of regeneration, contamination of special pressure-reducing devices and their failure by desorbing substances, time span of the adsorption and regeneration processes, there are phenomena of a decrease in adsorbent capacity during adsorption and, at the same time, the displacement of one component pollutants by other components. An additional significant drawback of the method for performing hot air regeneration is the uncontrolled chemical process of oxidation on the adsorbent surface of desorbed substances at elevated temperatures and the formation of carbon monoxide, weak heat exchange of the adsorbent layer, which leads to a rapid deterioration of the adsorption properties of the material used as a result of operation. In addition, this method does not allow to utilize pollutants, and is only able to concentrate them. Thus, the environmental reliability of this method is also insufficient.
Изобретение решает задачу разработать экологически надежный способ очистки жидкостей, позволяющий проводить адсорбцию загрязняющих веществ на пористом углеродном материале, регенерацию последнего без потери адсорбционных качеств и, одновременно, утилизировать загрязняющие вещества, при этом проводить периодически регенерацию сорбента и окисление загрязняющих веществ в водной фазе, совмещать регенерацию и окисление по месту. The invention solves the problem of developing an environmentally reliable method for purifying liquids that allows the adsorption of pollutants on a porous carbon material, regeneration of the latter without loss of adsorption qualities and, at the same time, utilize pollutants, while periodically regenerating the sorbent and oxidizing pollutants in the aqueous phase, combine regeneration and in situ oxidation.
Поставленная задача решается тем, что в способе очистки жидкостей, заключающемся в проведении адсорбции загрязняющих веществ на пористом материале и регенерации последнего, адсорбцию проводят на каталитически активном материале, причем регенерацию осуществляют путем каталитического окисления непосредственно в среде очищаемой жидкости, совмещая с процессом адсорбции по месту, периодически при превышении заданного уровня хотя бы одним веществом из числа загрязнителей, путем одновременного подъема давления и температуры в слое каталитически активного материала. Регенерацию проводят в режиме псевдоожижения путем подачи окислителя снизу, в качестве каталитически активного материала используют материал, содержащий углерод, а в качестве материала, содержащего углерод, используют материал на основе углеродной матрицы с объемом пор 0,2 - 1,7 см3/г, содержащий сажу, покрытую слоем пироуглерода толщиной 
Технический эффект предлагаемого способа заключается в возможности одновременно использовать пористый углеродный материал как в качестве адсорбента, так и либо в качестве катализатора, либо в качестве носителя катализатора окисления загрязняющих веществ. При этом появляется возможность проводить адсорбцию, регенерацию и окисление, совместив эти стадии процесса по месту, а дополнительным эффектом является исключение снижения емкости адсорбента в процессе адсорбции, что решает проблему повышения экологической надежности. The technical effect of the proposed method consists in the possibility of simultaneously using a porous carbon material both as an adsorbent and either as a catalyst or as a catalyst support for the oxidation of pollutants. In this case, it becomes possible to carry out adsorption, regeneration and oxidation, combining these stages of the process in place, and an additional effect is the elimination of a decrease in the capacity of the adsorbent in the adsorption process, which solves the problem of increasing environmental reliability.
Предложенный способ осуществляют для очистки растворов следующим образом. The proposed method is carried out for cleaning solutions as follows.
Каталитически активный углеродный материал в количестве 10 г загружают в проточный реактор-абсорбер диаметром 10 мм, длиной 30 см, пропускают через него водный раствор, содержащий загрязняющие вещества с концентрацией 0,1 - 100 г/л, со скоростью 4 мл/мин при температуре 25oC. На выходе из устройства производят непрерывно измерения концентрации компонентов раствора в выпускаемой воде с помощью хроматографа Цвет-560, либо ионного хроматографа Цвет-3006, либо жидкостного хроматографа Миллихром-1, либо иного анализатора. При обнаружении в растворе очищенной жидкости компонента из исходного состава веществ в реакторе производят подъем температуры, до заранее заданного верхнего предела температуры, и одновременно подают воздух в количестве, соответствующем коэффициенту избытка воздуха 1,0-1,4 от необходимого по стехиометрии для полного окисления присутствующих в растворе веществ.Catalytically active carbon material in an amount of 10 g is loaded into a flow-through reactor-absorber with a diameter of 10 mm, a length of 30 cm, an aqueous solution containing contaminants with a concentration of 0.1-100 g / l is passed through it at a speed of 4 ml / min at a temperature 25 o C. At the exit from the device, the concentration of the solution components in the discharged water is continuously measured using a Tsvet-560 chromatograph, or Tsvet-3006 ion chromatograph, or Millichrom-1 liquid chromatograph, or another analyzer. If a component is detected in the purified liquid solution from the initial composition of substances in the reactor, the temperature rises to a predetermined upper temperature limit, and at the same time air is supplied in an amount corresponding to an excess air coefficient of 1.0-1.4 from the stoichiometry required for complete oxidation of those present in a solution of substances.
Далее процесс ведут при постоянной температуре до исчезновения компонентов, подлежащих контролю. После этого выключают нагрев реактора и отключают подачу воздуха. Операции повторяют при обнаружении в анализируемой пробе какого-либо из компонентов, подлежащих контролю. Next, the process is carried out at a constant temperature until the disappearance of the components to be controlled. After that, turn off the heating of the reactor and turn off the air supply. The operations are repeated if any of the components to be controlled is detected in the analyzed sample.
Предложенный способ осуществляют для очистки жидкостей от содержащихся в растворах веществ, с концентрацией 0,1 - 100 г/л, способных к присоединению молекул кислорода:
органических веществ (углеводородов, спиртов, альдегидов, эфиров, ароматических соединений и их производных),
азотсодержащих органических соединении, неорганических азотсодержащих веществ и аммиака,
сульфидов, сульфитов и тиосульфатов,
хлорсодержащих органических веществ,
иных веществ, подвергаемых окислению.The proposed method is carried out for the purification of liquids from substances contained in solutions, with a concentration of 0.1 - 100 g / l, capable of attaching oxygen molecules:
organic substances (hydrocarbons, alcohols, aldehydes, esters, aromatic compounds and their derivatives),
nitrogen-containing organic compounds, inorganic nitrogen-containing substances and ammonia,
sulfides, sulfites and thiosulfates,
chlorine-containing organic substances
other substances subject to oxidation.
Преимущества заявляемого способа заключаются в следующем: возрастает степень очистки растворов от би- и поликомпонентных смесей (таблица),
возрастает экологическая надежность процесса очистки, поскольку не происходит выброса загрязняющих веществ при переключении операций.The advantages of the proposed method are as follows: the degree of purification of solutions from bi- and multicomponent mixtures increases (table),
the environmental reliability of the cleaning process increases, since there is no emission of pollutants when switching operations.
Происходит непрерывная очистка растворов от загрязняющих веществ в одном аппарате, адсорбент регенерируется в момент начала снижения адсорбционной емкости, вещества претерпевают окислительные превращения и выводятся из реактора в виде нетоксичных соединений. Дополнительными положительными эффектами является то, что после очистки растворов по данному способу не требуется их бактерицидная обработка, и, кроме того, данный способ решает проблему очистки растворов, дополнительно загрязненных тонкодисперсными взвешенными веществами в виде органического ила и поверхностно-активных веществ типа гуминовых и фолиевых кислот, что обычно требуется в ряде случаев. The solutions are continuously cleaned of contaminants in one apparatus, the adsorbent is regenerated at the moment the adsorption capacity begins to decrease, the substances undergo oxidative transformations and are removed from the reactor in the form of non-toxic compounds. Additional positive effects are the fact that after cleaning the solutions according to this method, their bactericidal treatment is not required, and, in addition, this method solves the problem of cleaning solutions that are additionally contaminated with fine suspended solids in the form of organic sludge and surfactants such as humic and folic acids , which is usually required in some cases.
Известно устройство для проведения адсорбции веществ в жидкой фазе и последующего окисления в паровой фазе, содержащее реактор с углеродным катализатором, блок подвода водного раствора органического вещества, блок отвода очищенной жидкости, блок подачи газа-окислителя, блок отвода диоксида углерода (Sheintuch М., Matatov-Meytal Yu. Comparison of catalytic processes with other regeneration methods of activated carbon. // Catalysis Today, 1999. V. 53, p. 73-80). A device for adsorption of substances in the liquid phase and subsequent oxidation in the vapor phase, containing a reactor with a carbon catalyst, an aqueous solution supply unit of an organic substance, a purified liquid removal unit, an oxidizing gas supply unit, a carbon dioxide removal unit (Sheintuch M., Matatov -Meytal Yu. Comparison of catalytic processes with other regeneration methods of activated carbon. // Catalysis Today, 1999. V. 53, p. 73-80).
Недостатками известного устройства является то, что в нем отсутствует блок управления процессом регенерации, соответственно отсутствуют система обратной связи, система циркуляции жидкости в реакторе, система подачи реагентов, система циркуляции жидкости, теплообменник, в результате чего применение устройства приводит к ухудшению качества адсорбента-катализатора при окислительной регенерации в парогазовой среде за счет образования продуктов уплотнения, локальных перегревов катализатора и деструкции катализатора-адсорбента; наблюдаются явления снижения емкости адсорбента в процессе адсорбции и, как следствие, вытеснение одного компонента загрязняющих веществ другим, что приводит к ухудшению качества очистки растворов. The disadvantages of the known device is that it lacks a control unit for the regeneration process, respectively, there is no feedback system, a fluid circulation system in the reactor, a reagent supply system, a fluid circulation system, a heat exchanger, as a result of which the use of the device leads to a deterioration in the quality of the adsorbent-catalyst when oxidative regeneration in a gas-vapor medium due to the formation of compaction products, local overheating of the catalyst and destruction of the adsorbent catalyst; there are phenomena of a decrease in the capacity of the adsorbent during the adsorption process and, as a result, the displacement of one component of pollutants by another, which leads to a deterioration in the quality of cleaning solutions.
Известно устройство (Patent US 4675115, C 02 F 001/28, June 23, 1987) для удаления сероводорода из скважинных вод с одновременной регенерацией углеродного адсорбента. Устройство состоит из резервуара со входом воды и выходом для воды и пара, адсорбционного материала, который расположен в резервуаре так, чтобы вода проходила через материал на пути к выходу, и нагревающий элемент для вскипания воды; вход и оба выхода имеют клапаны, так что вода может входить в резервуар и проходить через адсорбирующий сероводород материал и выходить из водного выхода во время стадии очистки воды, исключая проход воды через паровой выход. На стадии регенерации водные выходы и входы закрыты, а выход пара открыт так, чтобы вода вскипала от нагревающего элемента и превращалась в пар, которым производится десорбция сероводорода из адсорбирующего материала, и пар, смешанный с сероводородом, удаляют из резервуара через паровой выход. A device is known (Patent US 4675115, C 02 F 001/28, June 23, 1987) for removing hydrogen sulfide from well water while regenerating a carbon adsorbent. The device consists of a tank with an inlet of water and an outlet for water and steam, an adsorption material, which is located in the tank so that water passes through the material on the way to the outlet, and a heating element for boiling water; the inlet and both outlets have valves, so that water can enter the reservoir and pass through the adsorbing hydrogen sulfide material and exit the water outlet during the water treatment stage, excluding the passage of water through the steam outlet. At the regeneration stage, the water outlets and inlets are closed, and the steam outlet is open so that the water boils from the heating element and turns into steam, which desorbs hydrogen sulfide from the absorbent material, and the steam mixed with hydrogen sulfide is removed from the tank through the steam outlet.
Указанное устройство имеет существенный недостаток, так как не позволяет осуществлять утилизацию очищаемого компонента в безопасные вещества, а решает лишь задачи извлечения вещества из очищаемой воды и регенерации адсорбента, при этом не обеспечивается возможность одновременно проведения адсорбции загрязняющих веществ, регенерации адсорбента и окисления загрязняющих веществ в жидкой фазе на твердом катализаторе-адсорбенте, при совмещении упомянутых процессов по месту и времени. The specified device has a significant drawback, since it does not allow the disposal of the component to be purified into safe substances, but only solves the problem of extracting the substance from the water being purified and regenerating the adsorbent, while it is not possible to simultaneously carry out the adsorption of pollutants, regenerate the adsorbent and oxidize the pollutants in phase on a solid adsorbent catalyst, when combining the above processes in place and time.
Наиболее близкими и выбранными в качестве прототипа являются устройства для окисления веществ в жидкой фазе, содержащие реактор, блок подвода загрязненного водного раствора с буферной емкостью, блок отвода очищенной жидкости, блок подачи воздуха, подогреватель и сепаратор, блок отвода выбросов (Environmental Engineers' Handbook. David H.F. Liu (Editor), Bela G. Liptak (Editor) // CRC Press - Lewis Publishers; 1997, 2nd edition, 1456 pages. ISBN: 0849399718: Chapter 11 - Hazardous Waste by Paul A. Bouis, Mary A. Evans, Lloyd H. Ketchum, Jr., David H.F. Liu, William C. Zegel: 11.14 Waste Destruction Technology). The closest and selected as a prototype are devices for the oxidation of substances in the liquid phase, containing a reactor, a contaminated aqueous solution supply unit with a buffer tank, a purified liquid removal unit, an air supply unit, a heater and a separator, and an environmental emission unit (Environmental Engineers' Handbook). David HF Liu (Editor), Bela G. Liptak (Editor) // CRC Press - Lewis Publishers; 1997, 2nd edition, 1456 pages. ISBN: 0849399718: Chapter 11 - Hazardous Waste by Paul A. Bouis, Mary A. Evans, Lloyd H. Ketchum, Jr., David HF Liu, William C. Zegel: 11.14 Waste Destruction Technology).
Недостатком известного устройства является то, что не обеспечивается возможность проведения адсорбции загрязняющих веществ, регенерации адсорбента и окисления загрязняющих веществ в жидкой фазе на твердом катализаторе-адсорбенте одновременно, при совмещении упомянутых процессов по месту. A disadvantage of the known device is that it is not possible to adsorb pollutants, regenerate the adsorbent and oxidize the pollutants in the liquid phase on the solid adsorbent catalyst at the same time, when combining the above processes in place.
Изобретение решает задачу разработать устройство для проведения эффективной очистки растворов путем адсорбции и окисления загрязняющих веществ в жидкой фазе в процессе регенерации адсорбента, совмещая эти процессы по месту на одном каталитически активном материале, служащем одновременно адсорбентом и катализатором окисления загрязняющих веществ. The invention solves the problem of developing a device for efficiently cleaning solutions by adsorption and oxidation of pollutants in the liquid phase during the regeneration of the adsorbent, combining these processes in place on one catalytically active material, which simultaneously serves as an adsorbent and a catalyst for the oxidation of pollutants.
Поставленная задача решается тем, что устройство для очистки жидкостей, содержащее блок подачи очищаемой жидкости, буферную емкость, блок отвода очищенной жидкости, блок подачи воздуха, блок отвода газовых выбросов, хотя бы один реактор, дополнительно содержит блок управления процессом регенерации, содержащий систему обратной связи, включающую измерительные элементы, выполненные в виде датчиков физических, химических, оптических, акустических, магнитных, электрических, электрофизических, электрохимических, электронных свойств газовых, жидких и твердых сред, и элементы управления в виде контроллеров температуры, давления, газовых, жидкостных и паровых потоков. Блок управления процессом регенерации выполнен содержащим систему циркуляции жидкости в реакторе. Также блок управления процессом регенерации выполнен содержащим систему подачи реагентов, а система циркуляции жидкости в реакторе выполнена включающей теплообменник
Технический эффект предлагаемого устройства заключается в возможности использовать пористый углеродный материал в качестве адсорбента и дополнительно либо в качестве катализатора, либо в качестве носителя катализатора окисления загрязняющих веществ, исключая при этом явление снижения емкости адсорбента в процессе адсорбции, а также в возможности проводить регенерацию и окисление, совмещая процессы по месту. Положительным эффектом является возможность управления степенью очистки растворов путем многократного увеличения времени пребывания очищаемого раствора в слое катализатора-адсорбента без изменения габаритов реакторного блока устройства. Полезным эффектом, получаемым при использовании данного устройства, является также предотвращение коррозии и отложения различных веществ в коммуникациях после устройства, а также исключение локальных перегревов и предохранение от разрушения катализатора-адсорбента.The problem is solved in that the device for cleaning liquids containing a unit for supplying a cleaned liquid, a buffer tank, a unit for removing the purified liquid, an air supply unit, a unit for removing gas emissions, at least one reactor, further comprises a regeneration process control unit comprising a feedback system including measuring elements made in the form of sensors of physical, chemical, optical, acoustic, magnetic, electrical, electrophysical, electrochemical, electronic properties of gas , Liquid and solid media, and controls a temperature controller, pressure, gas, liquid and vapor flows. The regeneration process control unit is made comprising a system for circulating liquid in the reactor. Also, the regeneration process control unit is made comprising a reagent supply system, and the liquid circulation system in the reactor is made up of a heat exchanger
The technical effect of the proposed device is the ability to use a porous carbon material as an adsorbent and additionally either as a catalyst or as a catalyst support for the oxidation of pollutants, eliminating the phenomenon of a decrease in adsorbent capacity during adsorption, as well as the possibility of regeneration and oxidation, combining processes locally. A positive effect is the ability to control the degree of solution purification by repeatedly increasing the residence time of the solution to be purified in the adsorbent catalyst layer without changing the dimensions of the reactor unit of the device. A useful effect obtained by using this device is also the prevention of corrosion and deposition of various substances in the communications after the device, as well as the elimination of local overheating and protection from the destruction of the adsorbent catalyst.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показана блок-схема устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a device.
Блок-схема устройства включает блок подачи очищаемой жидкости с буферной емкостью (1), блок подачи воздуха/кислорода (2), блок отвода очищенной жидкости (3), блок отвода газовых выбросов (4), реактор (5), блок управления (6), включающий блок циркуляции жидкости (7) в реакторе, блок подачи реагентов (8), блок обратной связи (9) и блок отвода пара и газов из циркуляционного контура (10). The block diagram of the device includes a cleaned liquid supply unit with a buffer tank (1), an air / oxygen supply unit (2), a purified liquid removal unit (3), a gas emission removal unit (4), a reactor (5), a control unit (6 ), which includes a fluid circulation unit (7) in the reactor, a reagent supply unit (8), a feedback unit (9), and a steam and gas removal unit from the circulation circuit (10).
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Блок подачи жидкости (1) (например, источник жидкости, фильтры, буферная емкость, жидкостной насос высокого давления) направляет раствор на очистку в реактор с катализатором-адсорбентом, при этом блок обратной связи (9) на этом этапе работы устройства контролирует степень очистки жидкости. Блок обратной связи (9) включает, в качестве примера, датчик контроля чистоты химического состава жидкости, элемент управления расходом воздуха/кислорода, элемент управления циркуляцией раствора в реакторе. The fluid supply unit (1) (for example, a fluid source, filters, buffer tank, high pressure liquid pump) sends the solution for cleaning to a reactor with an adsorbent catalyst, and the feedback unit (9) at this stage of the device operation controls the degree of liquid purification . The feedback unit (9) includes, as an example, a sensor for monitoring the purity of the chemical composition of the liquid, an air / oxygen flow control element, and a solution circulation control element in the reactor.
Реактор на данном этапе служит для извлечения (адсорбции) компонентов раствора на катализаторе-адсорбенте. Блок 3 выводит из устройства очищенный раствор. При ухудшении показателя очистки ниже установленных пределов блок 2 осуществляет подачу воздуха/кислорода в реактор, при этом раствор циркулирует по контуру блок 5 - блок 9 - блок 7 - блок 5, а блок 9 поддерживает в контуре заданные заранее температуру, давление и расходы газа и жидкости. Блок 1 при этом уменьшает поступление загрязненной жидкости в реактор, вплоть до полного прекращения. В реакторе одновременно происходит процесс регенерации каталитически активного материала, десорбция веществ в раствор, окисление веществ на катализаторе. The reactor at this stage serves to extract (adsorb) the components of the solution on the adsorbent catalyst. Block 3 removes the purified solution from the device. If the cleaning rate deteriorates below the set limits, block 2 delivers air / oxygen to the reactor, while the solution circulates along the circuit block 5 - block 9 - block 7 - block 5, and block 9 maintains the temperature, pressure and gas flow rates set in advance liquids. Block 1 at the same time reduces the flow of contaminated liquid into the reactor, up to a complete cessation. In the reactor, the process of regeneration of the catalytically active material, the desorption of substances into solution, and the oxidation of substances on the catalyst occur simultaneously.
При этом блок циркуляции обеспечивает проход жидкости через слой катализатора-адсорбента и смешение жидкости с воздухом/кислородом до входа в слой, блок отвода пара и газов обеспечивает сброс пара и газов после слоя катализатора-адсорбента, блок обратной связи обеспечивает поддержание заданных соотношений (степень очистки): (параметры циркуляции, температуры, давления в слое): (расход и давление воздуха /кислорода) и расход жидкости, блок подачи реагентов обеспечивает введение в реактор дополнительных реагентов, если это необходимо, например, для ввода дополнительного количества окислителя, восстановителя, либо инерта. В этом режиме устройство может функционировать периодически с изменяемым периодом, а также и непрерывно, в зависимости от состава очищаемого раствора и соотношения расход жидкости /объем адсорбента. При достижении заданных степеней регенерации отключают блок циркуляции и блок подачи кислорода/воздуха. Блок 1 увеличивает поступление раствора в реактор. Устройство функционирует в режиме адсорбции веществ из раствора. In this case, the circulation unit ensures the passage of liquid through the adsorbent catalyst bed and mixing the liquid with air / oxygen before entering the bed, the vapor and gas removal unit provides steam and gas discharge after the adsorbent catalyst layer, and the feedback unit maintains the specified ratios (degree of purification ): (parameters of circulation, temperature, pressure in the bed): (flow rate and air / oxygen pressure) and fluid flow rate, the reagent supply unit provides the introduction of additional reagents into the reactor, if necessary, e.g. imer, to enter an additional amount of oxidizing agent, reducing agent, or inert. In this mode, the device can function periodically with a variable period, as well as continuously, depending on the composition of the solution being cleaned and the ratio of liquid flow / adsorbent volume. Upon reaching the given degrees of regeneration, the circulation unit and the oxygen / air supply unit are turned off. Block 1 increases the flow of solution into the reactor. The device operates in the mode of adsorption of substances from solution.
Преимущество заявляемого решения заключается в следующем. The advantage of the proposed solution is as follows.
1. В повышении эффективности очистки растворов, экономии воздуха/кислорода и энергии в процессе очистки, возможности управления степенью очистки растворов за счет многократного увеличения времени пребывания очищаемого раствора в слое катализатора-адсорбента без изменения габаритов реакторного блока устройства, повышение экологической надежности системы очистки за счет постоянного контроля и регулирования качества очистки. 1. In improving the efficiency of cleaning solutions, saving air / oxygen and energy during the cleaning process, the ability to control the degree of cleaning solutions by repeatedly increasing the residence time of the purified solution in the catalyst adsorbent layer without changing the dimensions of the reactor unit of the device, improving the environmental reliability of the cleaning system due to continuous monitoring and regulation of the quality of cleaning.
2. Полезным эффектом, получаемым при использовании данного устройства, является также предотвращение обычно наблюдаемой коррозии коммуникаций и агрегатов избыточным кислородом и продуктами неполного окисления веществ, а также предотвращение отложения различных веществ в коммуникациях после устройства. 2. A useful effect obtained by using this device is also to prevent the commonly observed corrosion of communications and assemblies by excess oxygen and products of incomplete oxidation of substances, as well as to prevent the deposition of various substances in communications after the device.
3. Иным преимуществом является управляемое проведение процесса окисления веществ, исключение локальных перегревов ("горячих точек") и тем самым предохранение катализатора от разрушения, в результате чего увеличивается срок службы материала, используемого в качестве катализатора-адсорбента. 3. Another advantage is the controlled process of oxidizing substances, eliminating local overheating ("hot spots") and thereby protecting the catalyst from destruction, which increases the service life of the material used as an adsorbent catalyst.
Claims (12)
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего углерод, используют материал с содержанием углерода в количестве 3-12 мас. % на основе матрицы оксида алюминия, состоящей не менее чем на 50% из χ-подобной фазы, и имеющий удельную поверхность 80-180 м2/г, объем пор
5. The method according to claim 3, characterized in that as the material containing carbon, use a material with a carbon content of 3-12 wt. % based on an alumina matrix consisting of at least 50% of a χ-like phase and having a specific surface area of 80-180 m 2 / g, pore volume
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120832A RU2176618C1 (en) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | Method of purification of liquids and device for carrying it out |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120832A RU2176618C1 (en) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | Method of purification of liquids and device for carrying it out |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2176618C1 true RU2176618C1 (en) | 2001-12-10 |
Family
ID=20238854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000120832A RU2176618C1 (en) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | Method of purification of liquids and device for carrying it out |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2176618C1 (en) |
-
2000
- 2000-08-02 RU RU2000120832A patent/RU2176618C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SHEINTUCH M., Catalysis today, 1999, v. 53, р.73-80. Д.Н.Смирнов. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. - М., 1980, с.166-171. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2385296C2 (en) | Method and device for removing organic substance from oil field associated water | |
| US8460434B2 (en) | Methane recovery from a landfill gas | |
| JP3383302B2 (en) | Removal of cyanide from water | |
| JP2001515786A (en) | Photocatalytic treatment system and method for contaminated media | |
| KR100418085B1 (en) | Hydrogen sulfide and VOCs remove system using liguid catalyst and AC/ACF | |
| JPH0283081A (en) | Method for treating waste water containing volatile and chemically oxidiling contaminated material and non-volatile material | |
| KR100941399B1 (en) | Apparatus and method for processing exhaust gas | |
| RU2176618C1 (en) | Method of purification of liquids and device for carrying it out | |
| US4321240A (en) | Treatment of gaseous effluent | |
| KR20020057852A (en) | A Method for Recovery and Removal of Volatile Organic Compounds, and An Apparatus Using the Method | |
| KR100347720B1 (en) | A Method for Recovery of Organic Solvents Using a Multiple Adsorption-desorption Reactor, An Appliance thereof, and Zeolite Adsorbent packed at the above appliance | |
| Solisio et al. | Treatment of effluent containing micropollutants by means of activated carbon | |
| KR200287399Y1 (en) | An Apparatus for Recovery and Removal of Volatile Organic Compounds | |
| JP2007136341A (en) | Concentration method of carbon dioxide and apparatus | |
| Wang et al. | Adsorption/desorption of phenols onto granular activated carbon in a liquid–solid fluidized bed | |
| KR200234635Y1 (en) | Hydrogen sulfide and VOCs remove system using liguid catalyst and AC/ACF | |
| KR20210122943A (en) | Concentrated Oxidation Rotor For VOCs Treatment Executing Combination Process of Adsorption Process and Catalytic Oxidation Process | |
| KR20020061087A (en) | Adsorption and desorption system for organic solvent recovery | |
| EP0567473A1 (en) | Process for treatment of a fluid. | |
| JPH03183A (en) | Method for removing cod by use of coal ash | |
| JPH0347884B2 (en) | ||
| JPH08506044A (en) | Method for treating industrial wastewater containing low concentrations of toxic organic pollutants | |
| JPH0257977B2 (en) | ||
| JP2003251338A (en) | Water treatment apparatus and water purifying apparatus with function for regenerating activated carbon, and water treatment method used for the same | |
| CN115869755A (en) | Method and device for treating waste gas of sewage pool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110803 |