УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ХИМИЧЕСКОЙ ЧИСТКИ

Полезная модель относится к коммунальному машиностроению, а именно к устройствам, которые предназначены для восстановления растворителя из шлама, и может быть использована для регенерации перхлорэтилена и трихлорэтилена из отходов химических чисток.
Известно устройство для очистки перегонкой хлорорганических продуктов и способы очистки перегонкой на нем четыреххлористого углерода, хлороформа, трихлорэтилена, хлористого метилена и перхлорэтилена [1], в котором к источнику исходного растворителя подключен куб, на котором установлена и сообщена с ним насадочная ректификационная колонна периодического действия, верх которой подключен к дефлегматору, который, в свою очередь, подключен со стороны выхода из него к верху ректификационной колонны и к емкостям для сбора продукта перегонки; установка дополнительно снабжена, по крайней мере, двумя емкостями для отбора продуктов реактивных квалификаций и сепаратором отбора водной промежуточной фракции, который установлен на выходе из дефлегматора и подключен к ректификационной колонне и емкости для сбора предгона через сепаратор; ректификационная колонна составлена из трех стеклянных царг одинаковой высоты, герметично соединенных между собой, а диаметр насадочной ректификационной колонны составляет от 0,06 до 0,07 высоты ректификационной колонны при высоте последней от 2800 до 3200 мм; куб выполнен из эмалированного чугуна, а дефлегматор и емкости для сбора продукта перегонки - из стекла. Однако известное устройство сложно в эксплуатации, в частности, наличие стекла в деталях известного устройства существенно усложняет использование вакуума для ускорения процесса перегонки. Кроме того, использование насадочной ректификационной колонны, значительно замедляющей процесс отгона, сдерживает эффективность эксплуатации устройства.
Известно устройство для рекуперации растворителя из шлама дистиллятора машин химчистки текстильных изделий [2], наиболее близкое к заявленной полезной модели по достигаемому техническому результату, и выбранное в качестве прототипа. В известном устройстве для восстановления растворителя из шлама предусмотрен бак-испаритель соединенный с системой подачи глухого и острого пара. В состав устройства также входит теплообменник, непосредственно подключенный к баку-испарителю трубопроводом, водоотделитель и вакуумный водокольцевой насос. Теплообменник включает корпус, заполненный жидкостью и змеевик, через который пропускается вода из магистральной системы.
Недостатком известного устройства является невысокая чистота регенерируемого растворителя за счет уноса микрокапель шлама с парами растворителя и водяного пара и нарушение современных норм экологической безопасности за счет того, что вода непосредственно соприкасается с растворителем и загрязняется им и уходит в дренажную систему. Эти недостатки устраняются в заявляемой полезной модели за счет использования каплеуловителя, представляющего собой утепленную трубу с расположенными внутри нее тарелками для отсечения капель. Утепление позволяет снизить флегмовое число и, соответственно, увеличить производительность установки.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение чистоты регенерируемого растворителя, повышение производительности, а также снижение стоимости утилизации за счет использования кубового остатка в качестве топлива для питающего устройство котла и экономии воды, идущей на охлаждение паровоздушной смеси.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве переработки отходов химической чистки, содержащем цилиндрический испаритель с нагревательной рубашкой, оборудованный мешалкой и датчиком температуры паров, который соединен через трубопровод с конденсатором, внутри которого размещен змеевик, соединенным с водоотделителем, имеющим сливной кран и измеритель уровня жидкости, и блок для понижения давления в устройстве, в качестве которого использован водокольцевой вакуумный насос, подключенный через кран и трубопровод, в соответствии с заявленной полезной моделью в трубопроводе, который расположен между испарителем и конденсатором установлен каплеуловитель, который имеет корпус, внутри которого расположены пластины в виде усеченного диска с толщиной не менее 2-х мм, расположенными по всей длине каплеуловителя на одинаковом расстоянии друг от друга в шахматном порядке.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется Фиг.1
В качестве примера на Фиг.1 представлена схема устройства для переработки отходов химической чистки, которая содержит испаритель (1), якорную мешалку (2), рубашку испарителя (3), контактного термометра (4), сливного отверстия (5), конденсатора (7), змеевика (8), рубашки конденсатора (9), вакуумметра (10), вакуумного насоса (11), двухходового крана (12), трехходового крана (13), емкости для отбора предгона (14), емкости для приема чистого растворителя (15), устройства для контроля уровня растворителя в приемной емкости (16) и крана для слива чистого растворителя (17).
Для достижения указанного технического результата это устройство снабжено каплеулавливателем (6).
На схеме (Фиг.1) каплеуловитель (6) установлен в трубопроводе, который расположен между испарителем (3) и конденсатором (7).
Каплеулавливатель устройства для переработки имеет корпус, внутри которого расположены пластины в виде усеченного диска с толщиной не менее 2-х мм, расположенными по всей длине каплеуловителя на одинаковом расстоянии друг от друга в шахматном порядкемежду каплеуловителя (6),
Работа каплеулавливателя для устройства переработки отходов химической чистки осуществляется в качестве примера следующим образом.
Порция шлама загружается в испаритель (1) как из бочек, так и из каких-либо других емкостей с помощью корпусносекционного насоса или под действием вакуума, созданного вакуумным насосом. Нагревается до кипения при перемешивании. Пары растворителя через каплеуловитель (6), имеющий пластины в виде усеченного диска с толщиной не менее 2-х мм, расположенными по всей длине каплеуловителя на одинаковом расстоянии друг от друга в шахматном порядке, попадают в конденсатор (7) который содержит внешнюю охлаждающую рубашку (9) и внутреннюю охлаждающую двойную спираль (8), где конденсируются и самотеком стекают в приемник для предгона (14). После отгона первой порции растворителя трехходовой кран (13) переводится в положение, при котором конденсатор соединяется с емкостью для приема чистого растворителя (15). Температура в реакторе и давление контролируются соответствующими датчиками (4, 10). После отгонки растворителя, оставшийся в реакторе шлам сливается через сливное отверстие (5) и может быть использован как топливо для питающего установку котла. Уровень отогнанного растворителя в приемной емкости контролируется с помощью указателя уровня (16). При заполнении этой емкости, чистый растворитель сливается через кран (17) и отправляется на склад готовой продукции.
Заявленная полезная модель была апробирована в лабораторных условиях Санкт-Петербургского государственного университета в режиме реального времени.
В результате экспериментов было подтверждено достижение указанного технического результата: увеличение чистоты регенерируемого растворителя без замедления отгона, а также снижение стоимости утилизации за счет использования кубового остатка в качестве топлива, для питающего устройство котла.
Ниже приведены конкретные примеры, полученные в тестовых режимах работы заявленного устройства для оптимизации переработки отходов химической чистки.
Пример 1.
3
В реактор емкостью 1 м залили 800 л. шлама химических чисток, содержащих около 50 об.% перхлорэтилена. При перемешивании включили нагревание и с помощью вакуумного насоса снизили давление в системе до 50 мм. рт.ст. После начала кипения направляли конденсат в емкость для предгона в теч. 5 мин., а затем в емкость для сбора чистого растворителя. Отгон проводился в течение 4 часов до полного извлечения перхлоэтилена из шлама (контроль с помощью газовой хроматографии). В приемной емкости собрали 396 л. перхлорэтилена с содержанием основного вещества 99,96% (чистота определялась также с помощью газовой хроматографии). Кубовый остаток был использован в качестве топлива для питающего установку котла при следующих перегонках.
Пример 2.
3
В реактор емкостью 1 м залили 800 л. шлама химических чисток, содержащих около 40 об.% трихлорэтилена. При перемешивании включили нагревание и с помощью вакуумного насоса снизили давление в системе до 50 мм. рт.ст. После начала кипения направляли конденсат в емкость для предгона в теч. 5 мин., а затем в емкость для сбора чистого растворителя. Отгон проводился в течение 3,5 часов до полного извлечения трихлорэтилена из шлама (контроль с помощью газовой хроматографии). В приемной емкости собрали 320 л. трихлорэтилена с содержанием основного вещества 99,88% (чистота определялась также с помощью газовой хроматографии). Кубовый остаток был использован в качестве топлива для питающего установку котла при следующих перегонках.
Заявленный каплеулавливатель позволяет существенно повысить эффективность работы устройства переработки отходов химической чистки, поскольку в этом устройстве позволяет возвращать в работу растворитель высокой чистоты (содержание основного вещества до 99,99%) и значительно снизить стоимость процесса регенерации, увеличить производительность за счет использования каплеуловителя предложенной конструкции.
Список использованной литературы
1. Патент РФ №2241513 (RU)
2. Патент SU №1813132 A3 - прототип