200970. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés toxikus, a környezetre káros szervesanyagtartalmú cianidos szennyvizek kezelésére
HU 200970A zeti anyagként elegendő ötvözött acél alkalmazása. Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezésben egy kezelő reaktor bemenetére egy levegő kompresszor, valamint egy hőcserélő szekunder járatán keresztül egy szennyvíz tápszivattyú van csatlakoztatva, és a berendezésnek a kezelő reaktor kiementére a hőcserélő primer járatán keresztül csatlakoztatott szeparátora és nyomáscsökkentő szelepe van. Bizonyos esetekben szükséges és előnyös lehet a hőcserélő szekunder járata és a kezelő reaktor bemenete közé egy nyomásfokozó szivattyú és/vagy egy előmelegítő beiktatása. Katalizátorral segített kezelő eljárásokhoz a berendezésben egy katalizátorral töltött reaktortérre és egy katalizátormentes reaktortérre osztott kettősterü kezelő reaktort alkalmazunk. A találmány lényegét az alábbiakban a csatolt rajzra hivatkozással, ahol rajz (1. ábra) az eljárás foganatosítására szolgáló példaképpeni berendezést sematikusan, egyben folyamatvázlatként mutatja be, valamint kvantitatív példák segítségével ismertetjük. Az 1. ábrán feltüntetett berendezésben egy 6 kezelő reaktor (alsó) bemenetére egy 5 levegő kompresszor és egy 2 hőcserélő szekunder járatán keresztül 1 szennyvíz tápszivattyú van csatlakoztatva. A 6 kezelő reaktor (felső) kimenetére a 2 hőcserélő primer járatán keresztül gázfázis lefúvására alkalmas kialakítású 7 szeparátor és ezt követő 8 nyomáscsökkentő szelep van csatlakoztatva. A példaképpeni berendezés esetében a 2 hőcserélő szekunder járata és a 6 kezelő reaktor bemenete közé egy 3 nyomásfokozó szivattyú és egy 4 előmelegítő is be van iktatva, és a 6 kezelő reaktor egy katalizátorral töltött 62 reaktortérre és egy katalizátormentes 61 reaktortérre osztott kettősterű reaktorként van kialakítva. A toxikus, nagy szervesanyagtartalmú cianidos szennyvizet az 1 szennyvíz tápszivattyúval és a 2 hőcserélő szekunder járatán ill. járatrendszerén keresztül (amelyben az felmelegszik), majd a csak szükséges esetekben, nagynyomású reakciókhoz alkalmazott 3 nyomásfokozó szivattyún és az általában csupán a reakció indításához szükséges ül. működtetett 4 előmelegítőn át vezetjük be alsó betáplálással a 6 kezelő reaktorba. A 6 kezelő reaktorba az 5 levegő kompresszorral nyomjuk be az oxigéntartalmával oxidáló reagensként szolgáló levegőt. A 6 kezelő reaktorból a kezelt tisztított víz felül távozik, és azt a 2 hőcserélő primér járatán át (hőtartalmának hasznosításával lehűlve) a 7 szeparátoron és a 8 nyomáscsökkentő szelepen keresztül vezetjük el. Az eljárást az alábbiakban konkrét példákon is bemutatjuk. 1. példa Folyamatos félüzemi berendezésben végeztünk kísérleteket a cianidok nyomás alatti hidrolízisére. A berendezés egy 12,5 dm3 össztérfogatú függőleges reaktorból állt, amelybe a cianidos szennyvizet egy membránszivattyú folyamatosan adagolta egy ellenáramú cső a csőben kiképzésű hőcserélőn keresztül. A hőcserélőben a reaktorból távozó forró reakcióeleggyel melegítettük elő a reaktorba betáplált szennyvizet. A reaktort elektromosan fűtött hő-3 közlő olajjal melegítettük a reaktorköpenyen keresztül. A mérések során a reaktor hőmérséklete 200 °C, nyomása 60 bar, a szennyvíz térfogatárama pedig 541/h volt (a térfogatáram alapján számított 5 átlagos tartózkodási idő a reaktorban 14 perc). A betáplált szennyvíz (valós ipari technológiából származó anyalúóg, nem pedig ún. „modellszennyvíz”) cianidtartalma 63900 mg/1 volt. A fenti berendezésben és a fenti körülmények 10 mellett elvégeztük a szennyvíz kezelését levegő adagolás nélkül, majd 1 NmTh és 1,5 m1 * 3/h levegő beadagolásával. A levegőt közvetlenül a reaktor alján tápláltuk a berendezésbe. A levegőbeadagolás nélkül végzett mérésnél a kezelt szennyvíz cianidtar- 15 talma 177 mg/1 volt, ez az érték az 1 Nm3/h levegöadagolás hatására 21 mg/1 volt, ez az érték az lNmTh levegőadagolás hatására 21 mg/l-re csökkent, a levegő mennyiségét 1,5 Nnr/h-ra növelve a távozó víz cianidkoncentrációja a használt analitikai módszer 20 kimutathatósági határa (0,01 mg/1) alá csökkent. 2. példa Szakaszos üzemű félüzemi reaktorban (2 liter térfogatú mágneskeverővei ellátott autokláv) a 3,4- 25 dimetoxi-acetonitrü (homonitril) gyártásakor keletkező szennyvíz (cianid 57 000 mg/1, KOT 95 000 mg/1) literenként 20 percig 280 °C hőmérsékleten és 120 bar nyomáson tartottuk, miközben palackból tűszelep csőkapillárisán levegőt vezet- 30 tünk a reaktor aljára (120 1/20 perc). A reakcióidő eltelte után a készülék fűtését kikapcsoltuk, a keverőt leállítottuk, majd mértük a kezelt víz cianid- és szervesanyagtartalmát (cianid 0,05 mg/1, KOI 31000 mg/1). 35 3. példa Az 1. példában leírt reaktorban a 3,4-dimetoxiacetonitril gyártásakor keletkező és formalinnal közömbösítés után kapott szennyvíz (cianid 3500 40 mg/1, KOI 163 000 mg/1) egy literét az 1. példában leírtak alapján kezeltük. A tisztított víz cianidtartalma 0,05 mg/1, KOI-ben kifejezett szervesanyagtartalma 54 000 mg/1. 45 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás toxikus, a környezetre káros szervesanyagtartalmú cianidos szennyvizek kezelésére, 50 különösen az ilyen szennyvizek cianidtartalmának eltávolítására és szervesanyagtartalmának egyidejű csökkentésére, amelynek során a szennvízben tartalmazott cianidokat 100 °C feletti hőmérsékleten nyomás alatt elhidrolizáljuk, azzal jellemezve, 55 hogy a cianidok nyomás alatti hidrolízisét oxidáló hatású reagens(ek) jelenlétében végezzük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oxidáló hatású reagensként a levegő oxigénjét használjuk. 60 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kezelő reakciót katalizátor jelenlétében végezzük. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kezelést 140... 310 °C 65 hőmérsékleten és 5... 160 bar nyomáson 3... 60 per-4 3
