Recuperación de sustancias de alto punto de ebullición del agua residual
- Recuperación de sustancias valiosas -
- Mínimo consumo energético -
¿ELIMINACIÓN O RECUPERACIÓN?
A menudo, las aguas residuales de la industria contienen sustancias de alto punto de ebullición –tales como el fenol o el diclorobenceno–, por lo que no pueden ser conducidas a la planta depuradora sin ser previamente tratadas y limpiadas. La eliminación del fenol por combustión es una opción inadecuada no solo desde el punto de vista ecológico, sino también desde el económico, ya que la gran proporción de agua contenida genera unos costes muy elevados. La mejor alternativa es, por tanto, su recuperación, al tiempo que el agua residual se limpia hasta hacerla apta para su depuración. Tomando el fenol como ejemplo, a continuación se describe el proceso QVF® utilizado reiteradamente por De Dietrich Process Systems. El contenido de fenol requerido por el proceso es generalmente del 2 al 12 %. Las bajas concentraciones de fenol hacen que una separación por destilación –en la que la proporción de agua debería vaporizarse– quede excluida a causa de la elevada demanda energética. La extracción aporta en este caso las mayores ventajas. El uso de metilisobutilcetona (MIBK) como agente extractor permite extraer el fenol del agua residual en la columna de extracción K1. El agente extractor contaminado es purificado en la columna de rectificación K2 y a continuación es conducido al fondo de la columna de extracción. El fenol queda retenido en el fondo de la columna de rectificación siguiente (K2) y puede ser reutilizado en la producción. Aunque el agua residual procedente de la columna de extracción K1 está limpia de fenol, aún contiene cantidades muy reducidas de agente extractor, las cuales son recuperadas en la columna de desorción K3. En la cabeza de la columna se genera el azeótropo MIBK/agua, de cuya separación en una fase ligera de MIBK y una fase pesada acuosa se encarga el separador B1. Debido a que la columna de rectificación K2 funciona sin agua, su calentamiento debe efectuarse de modo indirecto. Por el contrario, en la columna de desorción es posible introducir vapor directo.
Fig. 1: columna de extracción de lecho perforado QVF® y columna de rectificación DN450
Fig. 2: diagrama de flujo de la recuperación de fenol
VENTAJAS DE ESTE CONCEPTO
Fig. 3: recipiente de cabeza de la columna de extracción
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¿QUIÉN NECESITA UN EQUIPO DE RECUPERACIÓN DE FENOL?
El fenol es un componente del agua residual procedente de varios procesos industriales, tales como la fabricación de plásticos, resinas sintéticas o fenoles alquilizados. Los caudales de agua residual que han de ser tratados se hallan entre 0,5 m³/h y 10 m³/h. La elección del equipamiento de extracción necesario depende de la cantidad de agua residual y de las sustancias adicionales contenidas en ella. Con grandes caudales, la extracción se efectúa en régimen continuo en mezcladores-sedimentadores instalados de forma consecutiva, ya que ello permite economizar costes de equipamiento en comparación con una columna pulsada de lecho perforado.
EJEMPLO DE EQUIPAMIENTO
El equipo mostrado en las imágenes procesa un caudal de agua residual de 4 m³/h. Para la extracción, elegimos en este caso una columna pulsada de lecho perforado DN400 con 105 orificios. La columna de rectificación DN500/DN450 con relleno estructurado trabaja a una presión de 0,3 bar abs. El agua residual limpia de fenol y ligeramente sobrecalentada accede a la columna de desorción de tamaño DN450 a través de un tanque de flasheo. El volumen de suministro incluyó el equipo completo con tecnología de medición y regulación, el generador de vacío, los recipientes principales e intermedios y la realización de la marcha de prueba con el producto original. Las mayores dificultades de cualquier proceso de limpieza de aguas residuales las plantean las sustancias secundarias contenidas, cuyo efecto sobre el proceso principal puede ser decisivo. La corriente de alimentación puede contener partículas en suspensión, cresoles, acetona, formaldehído o metanol. En el equipo mostrado se acumulan partículas en suspensión en la cabeza de la columna de extracción, de donde deben ser continuamente evacuadas. Los cresoles cristalizan a bajas temperaturas, por lo que una falta de calefacción accesoria o un tendido inadecuado de las tuberías podría causar el bloqueo del equipo por sustancias sólidas. Los disolventes volátiles como la acetona y el metanol también contenidos en el agua residual han podido ser evacuados a través de una columna de desorción antepuesta. La experiencia obtenida en la construcción de estos equipos demuestra que es precisamente el examen de las sustancias adicionales en nuestro centro tecnológico lo que contribuye a una configuración óptima de los mismos.