способ подготовки питательной воды на диффузию

Формула изобретения

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ НА ДИФФУЗИЮ, предусматривающий введение в барометрическую воду или конденсат гидроксида кальция, пропускание через слой воды диспергированного воздуха, сульфитацию, отличающийся тем, что пропускание воздуха проводят непосредственно после сульфитации и используют воздух, содержащий 12 - 18 г/м³ озона, при этом расход воздуха составляет 13 - 17 м³/ч и пропускание его осуществляют в течение 12 - 18 мин для окисления и минерализации примесей обрабатываемой воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано при экстрагировании сахара из свекловичной стружки.

Известен способ подготовки питательной воды на диффузию путем диаммонизации аммиачных конденсатов в электроди- ализаторе, набранном катионитовыми и биополярными мембранами [1] .

Недостатками этого способа являются сложность установки и большие энергетические затраты, что делает способ экономически неэффективным.

Наиболее близким способом к предлагаемому является способ подготовки питательной воды на диффузию, включающий обработку барометрической воды или конденсата гидроксидом кальция, продувание диспергированного воздуха через слой воды и сульфитацию [2] .

Недостатком способа является сравнительно невысокая степень диаммонизации (80% ) и невысокая степень очистки воды от органических примесей.

Цель изобретения заключается в повышении степени удаления аммиака, уменьшении содержания органических веществ и улучшении, таким образом, качества питательной воды.

Для достижения указанной цели в предлагаемом способе подготовки питательной воды на диффузию, включающем введение в барометрическую воду или конденсат гидроксида кальция, пропускание через слой конденсата или барометрической воды диспергированного воздуха и сульфитацию, пропускание воздуха проводят непосредственно после сульфитации и используют воздух, содержащий 12-18 г/м³ озона, при этом расход воздуха составляет 13-17 м³/ч, и пропускание его осуществляют в течение 12-18 мин для окисления и минерализации примесей обрабатываемой воды.

При проверке заявленного способа на критерий изобретательский уровень не обнаружены источники информации, содержащие отличительные признаки способа.

Способ осуществляют следующим образом.

К барометрической воде или конденсату добавляют гидроксид кальция в виде известкового молока до рН 10,0-10,5. После этого воду сульфитируют до рН 6,5-6,8. Сульфитированную барометрическую воду или конденсат затем подают в контактную камеру, разделенную вертикальными перегородками на несколько секций, в каждой из которых имеется барботер для диспергирования воздуха. Через эти барботеры из озонатора подается воздух с концентрацией 12-18 г/м³ озона. Расход воздуха составляет 13-17 м³/ч, и пропускают его в течение 12-18 мин.

Применение в предлагаемом способе для обработки конденсатов или барометрической воды (или их смесей) после введения гидроксида кальция и сульфитации воздуха, содержащего озон, позволяет значительно улучшить качество питательной воды.

Улучшение качества питательной воды в предлагаемом способе достигается вследствие более эффективного действия озона на примеси воды непосредственно после обработки SO₂, т. е. сульфитации.

Это обусловлено тем, что при сульфитации происходит блокирование SO₂ карбоксильных групп органических примесей, содержащихся в воде. При действии озона на примеси с блокированными карбонильными группами происходит вначале их расщепление на более мелкие фрагменты, а затем уже окисление последних. Так, например, гуминовые вещества, содержащиеся в барометрической воде, разрушаются в этом случае озоном до диоксида углерода и воды.

При действии же озона на органические соединения, содержащие свободные карбонильные группы, происходит вначале их окисление, а затем уже расщепление. Т. е. в этом случае происходит разрушение органических примесей по несколько иному механизму и с образованием других соединений, в частности органических кислот, которые с известью дают растворимые соли кальция.

Проведение сульфитации перед пропусканием воздуха с озоном повышает эффективность его действия вследствие также увеличения растворимости последнего в воде. Это связано с тем, что при сульфитации происходит снижение величины рН воды и образование CaSO₄. Оба эти момента способствуют повышению растворимости озона, а тем самым и эффективности его действия.

Кроме того, при пропускании через слой конденсата или барометрической воды (или их смесей) воздуха, содержащего озон, происходят удаление аммиака с пузырьками воздуха и его окисление до азотистой кислоты. В результате такого двойного действия достигается более высокая степень освобождения воды от аммиака, способствующего переходу пектиновых веществ в сок. Улучшение качества питательной воды на диффузию приводит в свою очередь к повышению качества диффузионного сока, а тем самым увеличению выхода сахара.

Максимальная степень окисления и минерализации примесей обрабатываемой воды достигается при концентрации озона в воздухе 12-18 г/м³, при расходе воздуха 13-17 м³/ч и пропускании его в течение 12-18 мин.

При больших значениях расхода снижается эффективность действия, так как в этом случае растут размеры пузырьков и скорость их подъема в воде. С увеличением скорости подъема растворимость озона в воде уменьшается, что снижает эффективность его действия.

При расходе менее 13 м³/ч значительно увеличивается время обработки, что приводит к снижению производительности установки.

П р и м е р 1. Обработке подвергают барометрическую воду с рН 7,9, показателем мутности 11,6 мг/л и содержанием аммиака 32 г/л.

К воде постепенно добавляют известковое молоко, доводят таким образом величину рН воды до 10,3. Затем воду сульфитируют до рН 6,8.

4 л сульфитированной воды помещают в контактную камеру из нержавеющей стали объемом 0,68 м³, разделенную вертикальными перегородками на три секции. В каждой из секций расположен барботер в виде сетки с ячейками 20. Барботеры соединены между собой, и через них подается воздух, содержащий озон. Параллельно проводят обработку пробы воды, пропуская через нее воздух.

Регулирование расхода воздуха проводится при помощи ротаметра.

По предлагаемому способу обработку проводят в течение 15 мин, пропуская через слой воды воздух, содержащий 15,1 г/м³ озона, поддерживают расход воздуха, равный 15,3 м³/ч. Обработанную воду анализируют. Мутность воды после обработки составила 1,8 мг/л, содержание аммиака 0,6 мг/л.

По известному способу через воду, находящуюся в контактной камере, вначале пропускают воздух в течение 15 мин, поддерживая его расход равным 15,3 м³/ч, а затем подвергают сульфитации до рН 6,2 и анализируют. Содержание аммиака в воде составило 12,3 мг/л, мутность 8,6 мг/л.

Таким образом, по предложенному способу мутность воды в 4,7 раз ниже, а содержание аммиака примерно в двадцать раз меньше.

П р и м е р 2. Обработку воды проводят, как и в примере 1, с той лишь разницей, что расход воздуха поддерживают равным 10 м³/ч. Обработанная по предложенному способу вода имела мутность 5,9 мг/л, содержание аммиака 2,6 мг/л.

П р и м е р 3. Обработку воды проводят, как в примере 1, с той лишь разницей, что расход воздуха поддерживают равным 20 м³/ч. Обработанная по предложенному способу вода имела мутность 2,3 мг/л, содержание аммиака 0,8 мг/л. Вода, обработанная по известному способу, имела мутность 8,1 мг/л, содержание аммиака 11,8 мг/л.

П р и м е р 4. Обработку воды проводят, как в примере 1, с той лишь разницей, что пропускают воздух, содержащий 9,8 г/м³ озона. Обработанная по предложенному способу вода имела мутность 4,9 мг/л, содержание аммиака 1,8 мг/л. Вода, обработанная по известному способу, имела мутность 8,6 мг/л, содержание аммиака 12,3 мг/л.

П р и м е р 5. Обработку проводят, как в примере 1, с той лишь разницей, что пропускают воздух, содержащий 20,1 г/м³. Обработанная по предложенному способу вода имела мутность 2,4 мг/л, содержание аммиака 0,9 мг/л. Вода, обработанная по известному способу, имела мутность 8,3 мг/л, содержание аммиака 10,6 мг/л.

П р и м е р 6. Обработке подвергают аммиачный конденсат с рР 8,3 и содержанием аммиака 186 г/л и показателем мутности 0,15 мг/л.

Обработку аммиачного конденсата проводят, как в примере 1. Обработанный по предложенному способу конденсат содержал аммиака 16 мг/л, имел мутность 0,12 мг/л. Конденсат, обработанный по известному способу, содержал аммиака 28 мг/л и имел мутность 0,15 мг/л.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в среднем в 3,6 раза уменьшить мутность воды, снизить примерно в 15 раз содержание аммиака и тем самым улучшить качество питательной воды на диффузию. (56) 1. Белостоцкий Л. Г. Интенсификация технологических процессов свеклосахарного производства. М. : ВО "Агропромиздат", 1989, с. 46.

2. Сапронов А. Р. , Бобровник Л. Д. Сахар. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 104.