FI58622B - Foerbraenningsfoerfarande och cyklonreaktor foer oskadliggoerande av avfallsvatten - Google Patents

Description

R55FH M (11)^VJW*.UTUSjULKAISU - Q 0 JNA ·ιχ * ' UTLAGGN f NGSSKRf FT 300^ ajygKjn, c Patentti myönnetty 10 03 1901 ♦SäS <«*> Patent meddelat ^ (51) KY.ik?/ti».a.3 C 02 F 1/02, F 23 G 7/04 SUOMI—FINLAND &) η™μ****-ψλ*μμλ* 2588/7¾ (22) H«k*inl*p*ly»—Am<HcnlB*id*g 0^.09-7¾ ^ (23) Alkupihd—GHttftntatfat 0^.09-7¾ (41) Tulkit ΗΜμΜ — BIMt ofT«ntll| 05.03-76

Patentti» )« rekliterlhallltu* (44) NlhtSvikstpanon J» kuuLjulkalain pvm. — .

Patents och rcgittaratyralaan ' 7 AimMcm uttagd eeh utUkrHUn piMfcund 2Θ.11.80 (32)(33)(31) hl^***y etuelkm»—Begird prtorttet (71) Opytno-Konstruktorskoe Bjuro Energotekhnologicheskikh Protsessov Khimicheskoi Promyshlennosti, Scherbakovskaya ulitsa 3, Moskva,

Schekinsky Khimichesky Kombinat, Schekino Tulskoi oblasti, USSR(SU) (72) Mikhail Naumovich Bemadiner, Moskva, Anatoly Alexandrovich Dobrovolsky, Moskva, Boris Semenovich Esilevich, Moskva, Georgy Nesane-lovich Rubinshtein, Moskva, Viktor Georgievich Gubarev, Moskva,

Emanuil Ivanovich Shipov, Moskva, Petr Mikhailovich Sharov, Tulskaya oblast, Boris Isaevich Lurie, Tulskaya oblast, Arkady Dmitrievich Vodnev, Tulskaya oblast, Alexandr Bentsionovich Moshkovich, Schekino Tulskoi oblasti, Pavel Alexandrovich Lupanov, Vidnoe Moskovskoi oblasti, USSR(SU) (7¾) Oy Kolster Ab (5¾) Polttomenetelmä ja syklonireaktori jäteveden tekemiseksi vaarattomaksi -Förbränningsförfarande och cyklonreaktor f6r oskadliggörande av avfalls-vatten Tämä keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen, joilla poistetaan erilaisia tuotantojätteitä ympäristön suojaamiseksi ja erityisesti menetelmään ja syklonireaktoriin, jolla liekkipuhdistetaan orgaanisia ja tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia sisältäviä teollisia jätevesiä.

Mineraaliset epäpuhtaudet jaetaan tässä yhteydessä helposti ja vaikeasti sulaviin epäpuhtauksiin riippuen orgaanisten epäpuhtauksien poistamisen lämpötilasta. Mikäli mineraaliset epäpuhtaudet sulavat tämän lämpötilan alapuolella ne luetaan helposti sulaviin epäpuhtauksiin ja mikäli niiden sulamispiste sijaitsee tämän lämpötilan yläpuolella niitä nimitetään vaikeasti sulaviksi eli tulenkestäviksi .

Tämän keksinnön mukainen menetelmä ja reaktori saattavat onnistuneesti olla käytössä liekkipuhdistettaessa paikallisia teollisia jätevesiä eri teollisuusalojen kemiallisista tuotantoprosesseista.

2 58622

Useiden teollisten jätevesien kohdalla on laajalti käytettyjen puhdistamis-menetelmien (kemiallisten ja biokemiallisten menetelmien) soveltaminen usein hyödytöntä. Näin on erityisesti asianlaita mitä tulee jäteveden puhdistamiseen, joka sisältää suuren valikoiman orgaanisia ja mineraalisia epäpuhtauksia ja suuren pitoisuuden näitä. Useat teollisten jätevesien epäpuhtaudet ovat myrkyllisiä mikro-organismeille, niin että niitä ei voida puhdistaa saasteista biokemiallisen menetelmän avulla. Liekkipuhdistaminen käyttäen eri rakenteiden uuneja on nyt laajalti käytössä niiden ongelmien käytännön ratkaisua varten, joihin sisältyy tällaisia jätevesiä.

Alalla tunnetaan jo menetelmä sellaisten teollisten jätevesien liekkipuh-distamiseksi, jotka sisältävät orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, joka menetelmä muodostuu jäteveden syöttämisestä ruiskutettuna suuren lämpötilan polttoainesuihkuun uunissa, jossa poltetaan nestemäistä tai kaasumaista polttoainetta. Tämän kaasun lämpötila uunissa pidetään tasolla, joka on riittävä vaikeasti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien hiukkasten sulattamiseksi mitkä muodostuvat tämän jäteveden pisaroiden haihtumisen ja orgaanisten epäpuhtauksien palamisen jälkeen.

Vaikeasti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet poistetaan uunista pääasiallisesti sulatteen muodossa ja osittain savukaasujen mukana hienojen tomuhiukkasten muodossa.

Pääasiallisin haittapuoli ylläkuvatusta menetelmästä muodostuu lisääntyneestä polttoaineen kulutuksesta tämän saasteenpoiston prosessin toteuttamiseksi koska tarvitaan sulattaa vaikeasti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet. Täten lämpötilan taso tässä uunissa on oleellisesti kaasun sen lämpötilan yläpuolella, mikä tarvitaan orgaanisten epäpuhtauksien täydellistä polttamista varten.

Tunnetaan myös menetelmä puhdistaa saasteista vettä, joka sisältää orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, mikä menetelmä muodostuu jäteveden syöttämisestä ruiskutettuna sisään uuniin, jossa lämpötilaa pidetään tasolla, mikä on riittävä orgaanisten epäpuhtauksien polttamiseksi, mutta huomattavasti pienempi kuin mitä on sulamislämpötila vaikeasti sulaville mineraalisille epäpuhtauksille. Tässä tapauksessa kiinteät vaikeasti sulavan aineksen epäpuhtaus-hiukkaset, jotka muodostuvat jäteveden pisaroiden haihtumisen jälkeen viedään tästä uunista savukaasujen mukaan, niin että ne saadaan jäämään märkä- tai kuiva-pesulaitteisiin, jotka on asennettu uunin jälkeen.

Tämä menetelmä on edullinen siinä suhteessa, että sillä on alhainen polttoaineen ominaiskulutusmäärä tämän saasteenpuhdistuksen prosessin toteuttamiseksi, minkä määrää se savukaasujen minimilämpötila mikä on tarpeen orgaanisten epäpuhtauksien täydellistä polttamista varten.

3 58622 Tämä tavanomainen menetelmä on kuitenkin puutteellinen siinä suhteessa, että se vaatii hankalan ja monimutkaisen laitteiston kaasujen puhdistamiseksi hienojakoisista tomuhiukkasista, koska vaikeasti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet ovat oleellisesti kokonaisuudessaan mukana tämän uunin savukaasuissa.

Tunnetut menetelmät voidaan toteuttaa erilaisissa uuneissa, kuten esim. kuilu-uuneissa ja syklonireaktoreissa.

FI-patenttihakemuksesta 1650/7^ tunnetaan jo kuilu-uuni jäteveden liekki-puhdistusta varten, kun tämä sisältää orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia uunin muodostuessa pystysuorasta kuilusta jossa on poltinlait-teistot sijoitettuna sen pohjaosalle ja joista sitten yhdessä syötetään polttoainetta ja ilmaa tämän polttoaineen orgaanisen jakeen ja jätevedessä olevien orgaanisten epäpuhtauksien polttamiseksi. Poltinlaitteistojen yläpuolella sijaitsee poikittaisessa tasossa tässä kuilussa injektiosuuttimet jäteveden syöttämiseksi sisään. Tämän kuilun pohjaosassa on aikaansaatuna poistoaukko mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen poistamiseksi ja aukko savukaasujen poistamiseksi sijaitsee pohjaosassa. Laitteisto savukaasujen puhdistamiseksi mineraalisten epäpuhtauksien hiukkasista asennetaan näiden savukaasujen poistamisen aukon jälkeen.

Tällaisen uunin käyttäminen millä tahansa yllä kuvatuista menetelmistä on tunnettavissa alhaisesta ominaiskapasiteetista mitä tulee puhdistettavana olevan jäteveden painoon kutakin uunin tilavuuden kuutiometriä kohden tunnissa, pienestä suhteesta mineraalisten epäpuhtauksien kiinniottamisessa ja suurista lämpöhäviöistä polttokammiossa. Tämä johtaa suuriin pääomakustannuksiin ja korkeisiin käyttökustannuksiin.

Kaikkein tehokkain ja joustavin laitteisto tällaisten prosessien toteuttamiseksi on syklonireaktori.

SU-patenttijulkaisusta 219 735 tunnetaan syklonireaktori jäteveden liekki-puhdistusta varten, joka muodostuu pystysuorasta sylinterimäisestä kammiosta, jonka mitat riippuvat tämän reaktorin kapasiteetista ja puhdistettavana olevan jäteveden fysikaalisesta ja kemiallisesta koostumuksesta. Tämän kammion yläosa valmistetaan tulenkestävistä ja eristävistä tiilistä niin, että taataan luotettava polttoaineen palamisen stabiilisuus ja se varustetaan kavennetulla sileällä tai kuvun muotoisella kannella. Poltinlaitteistot sijaitsevat tämän kammion yläosassa ja ne on järjestetty tangentinsuuntaisesti sen seiniin nähden ja sijaitsevat tasavälisesti pitkin sen emäviivaa niin, että yhdessä syötetään polttoainetta ja ilmaa tähän kammioon tämän polttoaineen orgaanisen jakeen ja jäteveden orgaanisten epäpuhtauksien polttamiseksi. Tämän kammion sitä osuutta, joka sijaitsee sen ylimmän osuuden , 58622 k alapuolella jäähdytetään vedellä ja se on varustettu jäähdytetyllä vuorauksella. Injektiosuuttimet jäteveden syöttämiseksi ja ruiskuttamiseksi tähän kammioon on järjestetty kammion kehäviivalle poltinlaitteiston alapuolelle ja tangentinsuun-taisesti tämän kammion seiniin nähden. Tämän kammion pohjaosaan on järjestetty alusta aukkoineen, joka on yhteydessä tähän kammioon ja kaasusolalla palamistuot-teiden ja mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen poistamiseksi sieltä.

Poispäästöaukko mineraalisten epäpuhtauksien sulatteiden poistamiseksi sijaitsee kaasusolan pohjaosalla.

Ylläkuvattujen jäteveden liekkipuhdistamisen prosessien aikana tällaisessa syklonireaktorissa saadaan toteutettua korkea saastuneen nesteen orainaiskuormitus tämän reaktorin tilavuutta kohden.

Tämä tunnettu syklonireaktori on kuitenkin puutteellinen siinä suhteessa, että koska injektiosuuttimet on järjestetty säteettäiseen järjestelyyn tämän kammion kehäviivalle tulisi vaikeasti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet sulattaa, koska muutoin ne jäävät mukaan savukaasuihin. Samalla kertaa tulisi vaikeasti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien sulattamiseksi savukaasujen lämpötila ylläpitää näiden mineraalisten epäpuhtauksien sulamislämpötilan yläpuolella. Täten lämpötilan taso tässä reaktorissa tulee huomattavasti ylittämään sen savukaasujen lämpötilan, mikä on tarpeen orgaanisten epäpuhtauksien täydellistä polttamista varten ja helposti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien sulattamista varten, minkä johdosta polttoaineen kulutus kasvaa.

Jäteveden liekkipuhdistamisen prosessin toteuttaminen savukaasujen lämpötilassa näiden tullessa ulos reaktorista riittävän lämpiminä orgaanisten epäpuhtauksien täydellistä polttamista varten johtaa suureen määrään vaikeasti sulavista mineraalisista epäpuhtauksista peräisin olevaa tomua, joka poistuu syklonireak-torista savukaasujen mukana. Tarvitaan monimutkaisia ja kalliita laitteita vaikeasti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien kiinniottamiseksi puhdistamalla savukaasuja, jotka sisältävät hienojakoisia epäpuhtauksia.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada prosessi, jolla liekkipuhdis-tetaan orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältäviä teollisia jätevesiä sekä syklonireaktori tämän prosessin toteuttamiseksi , mikä sallii korkean tehokkuuden saavuttamisen ja parantuneen hyötysuhteen vaikeasti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien kiinniottamisessa käyttämättä monimutkaista ja kallista apuna olevaa laitteistoa savukaasujen puhdistamiseksi hienojakoisista tomu-hiukkaista.

5 58622

Keksinnön kohteena on siten polttomenetelmä orgaanisia ja helposti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sekä orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävien jätevesien tekemiseksi vaarattomiksi reaktorissa, johon jätevesi hienojakoisessa muodossa viedään sillä tavalla, että helposti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet muodostavat reaktorin seiniä pitkin alas valuvan sula-tekalvon ja vastaavasti että vaikeasti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet poistetaan reaktorista kiinteinä ainehiukkasina sulattamattomassa tilassa samoin kuin palamistuotteet.

Menetelmälle on tunnusomaista, että ne jätevedet, jotka sisältävät vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, ja ne jätevedet, jotka sisältävät helposti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, johdetaan samanaikaisesti ja toisistaan erillään reaktoriin, jolloin ne jätevedet, jotka sisältävät vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, johdetaan reaktoriin helposti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävien jätevesien alapuolelle tangentiaalisella suuntakomponentilla korkeusalueelle, johon helposti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien muodostama sulatekalvo on jo muodostunut.

Tämän menetelmän toteuttamiseksi tarkoitettuun syklonireaktoriin sisältyy pystysuora sylinterimäinen kammio, jossa sen ylimpään osaan on sijoitettuna pol-tinlaitteisto, josta syötetään polttoainetta ja ilmaa sisään kammioon, tämän pol-tinlaitteiston ollessa sijoitettu tangentinsuuntaisesti niin, että muodostuu pala-mistuotteiden pyörivä virtaus, injektiosuuttimien ollessa järjestetty poltinlait-teiston alapuolelle jäteveden syöttämiseksi tästä sisään, minkä lisäksi pohjaosassa on aukko, joka yhdistää kammion kaasusolaan palamistuotteiden poistamiseksi ja kaasusolan pohjaosassa on poistoaukko mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen poistamiseksi. Reaktorille on tunnusomaista, että injektiosuuttimet jäteveden syöttämiseksi sisään on järjestetty vähintään kahteen pystysuorassa suunnassa päällekkäin asetettuun poikittaiseen tasoon kammiossa, jolloin injektiosuuttimet, jotka on järjestetty kammion ylempään tasoon ja jotka on suunnattu säteittäisesti, on tarkoitettu syöttämään orgaanisia ja sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävää jätevettä kun taas ne injektiosuuttimet, jotka on järjestetty kammion alempaan tasoon, on tarkoitettu sen jäteveden syöttämiseen, joka sisältää orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, jolloin nämä injektiosuuttimet on suunnattu tietyssä kulmassa kammion sisemmän kehäviivan tangenttiin nähden niin, että jätevesi tulee syötetyksi mukaan palamistuotteiden pyörivään virtaukseen.

Tämän keksinnön mukainen syklonireaktorin menetelmä mahdollistaa orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävän jäteveden liekkipuhdis-tamisen käyttäen pienintä mahdollista polttoaineen ominaiskulutuksen määrää ja lisääntyneellä suhteella vaikeasti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien kiinniottamiseksi tämän syklonireaktorin puitteissa niiden poistuessa yhdessä helposti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen kanssa.

58622 6

Kokeet ovat osoittaneet, että sellaiset vaikeasti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet kuten natrium o-fosfaatti (Na^PO^), alumiinioksidi (Al^O^), piidioksidi (SiOg) ja vastaavat voidaan saada kiinni tämän syklonireaktorin kammion sisällä samanaikaisesti eri tyyppejä orgaanisia epäpuhtauksia sisältävän jäteveden teollisen puhdistamisen kanssa, joita orgaanisia epäpuhtauksia ovat alkoholit, hapot, ketonit, aldehydit, fenolit, amiinit ja vastaavat.

Kokeet suoritettiin koelaitoksessa, jolla puhdistettiin saasteista orgaanisten happojen natriumsuoloja sisältävää alkalista jätevettä, joka oli peräisin kaprolaktumin tuotannosta sekä jätevettä biokemiallisesta laitoksesta, mikä sisälsi orgaanisia epäpuhtauksia ja vaikeasti sulavaa alumiinioksidia, minkä jälkeen havaittiin Na^CO^ ja Al^O^ läsnäolo reaktorista poistetussa sulatteessa.

Keksintöä tullaan nyt kuvaamaan yksityiskohtaisemmin viitaten erityiseen edullisena pidettyyn suoritusmuotoon tietystä prosessista ja syklonireaktorista, jolla liekkipuhdistetaan jätevettä ja joka on havainnollistettu oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää pitkittäissuuntaista leikkausta syklonireaktorista, jolla liekkipuhdistetaan jätevettä tämän keksinnön mukaan, kuvio 2 on leikkauskuvanto otettuna pitkin viivaa II-II kuviossa 1, kuvio 3 on leikkauskuvanto otettuna pitkin viivaa III-III kuviossa 1 ja kuvio 1* on leikkauskuvanto otettuna pitkin viivaa IV-IV kuviossa 1.

Teollisen jäteveden liekkipuhdistaminen veden sisältäessä orgaanisia ja vaikeasti sulavia eli tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia toteutetaan tämän keksinnön mukaan seuraavalla tavalla.

Polttoainetta ja ilmaa, joka tarvitaan sekä polttoaineen että jäteveden palavien epäpuhtauksien polttamiseksi syötetään reaktoriin tangentin suunnassa. Ruiskutettua jätevettä, joka sisältää orgaanisia ja sulavia eli helposti sulavia mineraalin epäpuhtauksia, kuten esim. jätevettä rikkaruohomyrkkyjen valmistamisesta sisältäen grammoina litraa kohden: natriumkloridia - 230, metyylialkoholia - 10, formaldehydiä - 1, aniliinia - 13, polyamiineja - 7 syötetään palamistuotteiden virtaukseen mukaan lämpötilan ollessa 11*00-1550°C.

Korkean lämpötilan palamistuotteet aikaansaavat vesipisaroiden haihtumisen, hapettavat palavat epäpuhtaudet ja sulattavat sulavien mineraalisten epäpuhtauksien hiukkaset (sulamisen lämpötila sulaville mineraalisille epäpuhtauksille on noin 810°C) ja tämä jätevesi syötetään reaktoriin siten, että orgaanisten epäpuhtauksien palamisen aikana muodostuu sulavien mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen kalvo reaktorin seinämille, tämän virratessa alaspäin niitä pitkin. Tämän sulatteen kalvon muodostuminen sulavista mineraalisista epäpuhtauksista voidaan toteuttaa erilaisilla menetelmillä, jotka tunnetaan jo sinänsä, esim. tuomalla τ 58622 jätevettä tangentinsuuntaisesti reaktorin seiniin nähden, jolloin sulavat mineraaliset epäpuhtaudet suuntautuvat reaktorin seinille muodostamaan sulatteen kalvon tai tuomalla jätevettä juuri pyörteeksi saatettuun polttoaineen ja ilman palamistuotteiden virtaukseen. Tämä kalvo saadaan myös muodostettua ruiskuttamalla tasaisesti reaktorin seiniä jätevedellä käyttäen keinuvia injektiosuutti-mia.

Sulavien mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen kalvo liikkuu painovoiman vaikutuksen alaisena alaspäin ja palavien tuotteiden virtauksen kineettisen energian voimalla. Jätevettä saatuna etsausprosessista, tämän veden sisältäessä grammoja litraa kohden seuraavaa: emulsoijaa - 10, öljyä - 3 ja Na^PO^ - 30 (Na^PO^ sulamispiste on 13*»0°C) syötetään ruiskutettuna mukaan reaktoriin siten, että orgaanisten epäpuhtauksien palamisen aikana tulenkestävät mineraaliset epäpuhtaudet läpäisevät sulavien mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen kalvon. Tätä tarkoitusta varten jätevedet, jotka sisältävät tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia voidaan syöttää tangentinsuuntaisesti tämän kammion sisemmälle kehä-viivalle niin, että ne syötetään mukaan palamistuotteiden pyörteeksisaatettuun virtaukseen ja tulenkestävät mineraaliset epäpuhtaudet työnnetään reaktorin seinille jäämään mukaan sulien mineraalisten epäpuhtauksien virtaukseen tai vaihtoehtoisesti voidaan tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia sisältävää jätevettä injektoida reaktoriin paineen alaisena, mikä takaa tulenkestävien mineraalisten epäpuhtauksien läpäisyn sulatteen kalvoon sulavista mineraalisista epäpuhtauksista.

Savukaasujen lämpötilan ollessa 1100-1200°C jäteveden pisarat haihtuvat ja palavat epäpuhtaudet hapettuvat hapen liikemäärän kanssa vaarattomiksi kaasumaisiksi tuotteiksi (CO^ sekä HgO), jotka poistetaan reaktorista yhdessä savukaasujen kanssa.

Kuivat kiinteät hiukkaset tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia poistetaan reaktorista yhdessä sulatteen kalvon kanssa aikaansaatuna sulavista mineraalisista epäpuhtauksista.

Kun ilman kulutuksen kokonaiskoefisientti tässä uunissa on noin 1,1 ja savukaasujen lämpötila on suuruusluokaltaan 1000°C ei esiinny mitään kemiallisesti reagoimattomia tuotteita savukaasuissa nyt kyseessä olevassa tarkastellussa esimerkissä. Kuivatut savukaasut omaavat tässä tapauksessa seuraavan koostumuksen: CO^ - 10,7 %·, C>2 - 2,0 %y CO - 0,0 %y ~ 87,3 % ja reaktorista poistettu sulate sisälsi NaCl ja mukana epäpuhtauksia Na^PO^ muodossa.

Tämän keksinnön mukainen prosessi toteutetaan kaikkein tehokkaimmin kun se suoritetaan syklonireaktorissa.

β 58622

Syklonireaktori jäteveden liekkipuhdistusta varten tämän keksinnön mukaan sisältää pystysuoran sylinterimäisen kammion 1 (kuvio l). Ylin osa kammiosta 1 sisältää poltinlaitteiston 2 (kuviot 1 ja 2) jonka rakenne on tunnettu ja jonka kautta syötetään polttoainetta ja ilmaa sisään kammioon. Polttimon laitteisto 2 on suunnattu tangentinsuuntaisesti tähän kammioon niin että syntyy palamistuotteiden pyörivä virtaus. Injektiosuuttimet 3 on sijoitettu poltinlaitteiston 2 alapuolelle ja ne on suunnattu säteettäisesti tämän kammion 1'poikittaiseen tasoon nähden (kuviot 1 ja 3) niin että orgaanisia ja sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävää jätevettä sinne syötetään.

Injektiosuuttimet 4 (kuviot 1 ja 4) sijaitsevat injektiosuuttimien 3 alapuolella poikittaisessa tasossa reaktorin kammiota 1 ja on ne suunnattu kulmassa a (kuvio 4) sen sisemmän kehäviivan tangenttiin nähden, niin että syötetään tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia sisältävää jätevettä yhdistelmänä orgaanisien epäpuhtauksien kanssa. Tämä kulma a valitaan siten, että taataan jäteveden läpäisy palamistuotteiden pyörivään virtaukseen.

Kammion 1 pohjaosassa on alusta 3 (kuvio l), mikä on varustettu aukolla 6, joka on yhteydessä kammion 1 kanssa kaasusolan 7 avulla palamie-tuotteiden poistamiseksi sieltä.

Kaasusolan 7 pohjaosa on varustettu ulosotolla 8 josta sulavan mineraalisten epäpuhtauksien sulate poistetaan yhdessä tulenkestävien epäpuhtauksien kanssa.

Poltinlaitteistojen 2, injektiosuuttimien 3 ja injektiosuuttimien 4 lukumäärä valitaan riippuen tämän reaktorin kokonaisuudessaan etukäteen asetellusta kapasiteetista ja tietysti ottaen huomioon tämän jäteveden epäpuhtauksien kokoomus.

Tämän kammion 1 syklonireaktorissa ylimmän osan seinät on varustettu vuorauksella. Poltinlaitteiston 2 tason alapuolella on syklonireaktori varustettu jäähdytetyllä vuorauksella, jossa on kiertävän tai haihtuvan vesi-jäädytyksen systeemi.

Jotta voitaisiin lisätä poltinlaitteiston 2 luotettavuutta jäähdytetään myös niiden suuttimia esim. vedellä.

Injektiosuuttimet 3 ja 4 on järjestetty kahteen poikittaiseen tasoon kammiossa 1, tulisi kuitenkin todeta, että nämä injektiosuuttimet jäteveden syöttämiseksi saattavat olla järjestetty melkoiseen joukkoon pystysuorassa suunnassa päällekkäin sijoitettuja poikittaisia tasoja kammiossa 1 asteettai-eesti järjestettynä ja että tässä tapauksessa ne injektiosuuttimet, jotka on järjestetty ylimpiin vaiheisiin soveltuvat syöttämään jätevettä, joka si- 9 58622 sältää orgaanisia ja sulavia mineraalisia epäpuhtauksia ja ovat ne suunnattu samalla tavoin kuin injektiosuuttimet 3 kun taas injektiosuuttimet alemmissa vaiheissa soveltuvat syöttämään jätevettä, joka sisältää orgaanisia ja tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtaukais ja on ne suunnattu samalla tavoin kuin injektiosuuttimet 4· Näiden injektioeuuttimien vaiheiden pystysuora välitila riippuu jäteveden kokoomuksesta ja ominaisesta kapasiteetista tässä syklonireaktorissa tämän välitilan toteuttaessa jäteveden puhdistumisen täydellisyysasteen.

Täten mikäli injektiosuuttimet 3 sijaitsevat erossa injektiosuuttimis-ta 3 etäisyyden verran, joka on pienempi kuin mitä on alin raja-arvo toteutetaan näiden orgaanisten epäpuhtauksien palamisen prosessi edelleen riittävän täydelleen ja suhde sulavien mineraalisten epäpuhtauksien kiinnisaamiseen reaktorin sisällä ylläpidetään riittävän korkealla tasolla, mutta tulenkestävien epäpuhtauksien vangiksi jääminen savukaasujen mukaan lisääntyy mikä johtuu huomattavan määrän tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksien hiukkasia osumisesta paljaaseen seinämään, missä ei sijaitse mitään sulatteen kalvoa sulavista mineraalisista epäpuhtauksista.

Kun injektiosuuttimet 4 on asennettu tietylle etäisyydelle injektio-suuttimista 3· mikä on suurempi kuin ylin raja-arvo on suhde hiukkasten kiinnisaamiseen sulavassa mineraalisessa epäpuhtaudessa ja tulenkestävien mineraalisten epäpuhtauksien kesken syklonin reaktorin puitteissa edelleen korkea, mutta kemiallisesti reagoimattomia tuotteita (CO ja Hg) tulee nyt näkyviin savukaasuissa, mikä johtuu lyhestä palamistuotteiden alttiinaolon ajasta kammiossa 1.

Injektiosuuttimien 4 viistouman kulma a jäteveden, mikä sisältää orgaanisia ja tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia syöttämiseksi sisään tämän kammion 1 sisemmän kehän tangenttiin nähden on myös hyvin tärkeä tämän prosessin käyttäytymisen kannalta.

Kun tämä kulman arvo on tietyn alemman maja-arvon alapuolella tulenkestävien epäpuhtauksien vangiksi jääminen lisääntyy huomattavasti erottumisilmiön pienentymisen johdosta, kun taas mikäli kulma a on suurempi kuin eräs tietty ylempi raja-arvo esiintyy kemiallista alipalamista savukaasuissa, mikä johtuu jäteveden pisaroiden, näiden sisältäessä orgaanisia ja tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia ja joilla ei ole riittävästi aikaa haihtua työntymisestä sisään tämän kammion 1 seinämiin.

On havaittu yhdistetyn liekkipuhdistamisen aikana syklonireaktoreissa puhdistettaessa alkaalista jätevettä kaprolaktumin tuotannosta joka pääasiallisesti sisältää natriumsuoloja alemmista dikarboksyylihapoista ja jotka 10 58622 tuottavat puhdistettaessa natriumtuhkaa (Ka2C0j) joka virtaa alas pitkin tämän reaktorin kehän pintaa sulatteen kalvon muodossa (sulava mineraalinen epäpuhtaus) sekä puhdistettaessa jätevettä biokemiallisen puhdistuslaitoksen lasehtimieastioista mikä sisältää orgaanisia ja tulenkestäviä epäpuhtauksia (A120j ja SiOg), että optimaalinen välystila injektiosuuttimien vaiheiden välillä kun syötetään näitä jätevesiä oli 0,3-0,5 tämän sykloni-reaktion kammion ulkopuolisesta halkaisijasta ja optimikulma a viistoumeesa injektioeuuttimille 4 oli 65-75°· Tämä syklonireaktori toimii seuraavaan tapaan:

Polttoainetta ja ilmaa, mikä tarvitaan polttoaineen Ja orgaanisten epäpuhtauksien polttamista varten syötetään peltinlaitteistoon 2. Polttoaineen palaminen toteutetaan, lähestyttäessä kammion 1 sitä lohkoa, jossa in-jektiosuuttimet 5 on sijoitettuna näiden syöttäessä jätevettä, joka sisältää orgaanisia ja sulavia mineraalisia epäpuhtauksia. Orgaanisia ja sulavia mineraalisia epäpuhtaidesia sisältävää jätevettä ruiskutettaessa sitä syötetään injektiosuuttimien 3 kautta mukaan suuren lämpötilan palamistuotteiden virtaukseen. Tämän ruiskutetun jäteveden virtauksen sekoittumisen aikana korkean lämpötilan palamistuotteisiin haihtuvat jäteveden pisarat, palavat epäpuhtaudet hapettuvat savukaasujen hapen vaikutuksesta ja sulavan mineraalisen epäpuhtauden hiukkaset sulavat. Täten sula sulava mineraalinen epäpuhtaus erottuu tämän kammion 1 seinille ja virtaa alaspäin niitä pitkin kalvon muodossa suuntaan, joka on vastakkainen palamistuotteiden virtaussuunnalle.

Ruiskutettua jätevettä joka sisältää tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia yhdistelmänä orgaanisten epäpuhtauksien kanssa syötetään suuren lämpötilan palamistuotteiden virtaukseen mukaan injektiosuuttimien 3 kautta. Täten tämän jäteveden pisarat haihtuvat ja tulenkestävät mineraaliset epäpuhtaudet erottuvat sulavien mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen kalvoon virraten alaspäin sen mukana.

Kuljettaessa aukon 6 kautta sekoittuvat savukaasut intensiivisesti mikä lisää täydellisempää palavien epäpuhtauksien palamista ja sitten nämä syötetään jatkokäsiteltäväksi tai poistetaan ilmakehään kaasuhormin 7 kautta.

Sulavan mineraalisen epäpuhtauksen sulia hiukkasia sisältäen tulenkestäviä mineraalisia epäpuhtauksia poistetaan aukon 6 kautta sisään kaasu-solaan Ja sitten kammiosta 1 syklonireaktorissa ulos poiston 8 kautta.

Claims (2)

11 58622

1. Polttomenetelmä orgaanisia ja helposti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sekä orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävien jätevesien tekemiseksi vaarattomiksi reaktorissa, johon jätevesi hienojakoisessa muodossa viedään sillä tavalla, että helposti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet muodostavat reaktorin seiniä pitkin alas valuvan sulatekalvon, ja vaikeasti sulavat mineraaliset epäpuhtaudet poistetaan reaktorista kiinteinä aine-hiukkasina sulattamattomassa tilassa samoin kuin palamistuotteet, tunnettu siitä, että ne jätevedet, jotka sisältävät vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, ja ne jätevedet, jotka sisältävät helposti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, johdetaan samanaikaisesti ja toisistaan erillään reaktoriin, jolloin ne jätevedet, jotka sisältävät vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, johdetaan reaktoriin helposti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävien jätevesien alapuolelle tangentiaalisella suuntakomponentilla korkeusalueelle, johon helposti sulavien mineraalisten epäpuhtauksien muodostama sulatekalvo jo on muodostunut.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tarkoitettu syklonireaktori, johon sisältyy pystysuora sylinterimäinen kammio (1), jossa sen ylimpään osaan on sijoitettuna poltinlaitteisto (2), josta syötetään polttoainetta ja ilmaa sisään kammioon (l), tämän poltinlaitteiston ollessa sijoitettu tangentin-suuntaisesti niin, että muodostuu palamistuotteiden pyörivä virtaus, injektiosuutti-mien (3) ollessa järjestetty poltinlaitteiston alapuolelle jäteveden syöttämiseksi tästä sisään, minkä lisäksi kammion pohjaosassa (5) on aukko (6), joka yhdistää kammion kaasusolaan (7) palamistuotteiden poistamiseksi ja kaasusolan (7) pohjaosassa on poistoaukko (8) mineraalisten epäpuhtauksien sulatteen poistamiseksi, tunnettu siitä, että injektiosuuttimet (3 ja k) jäteveden syöttämiseksi sisään on järjestetty vähintään kahteen pystysuorassa suunnassa päällekkäin asetettuun poikittaiseen tasoon kammiossa (1), jolloin injektiosuuttimet (3), jotka on järjestetty kammion (1) ylempään tasoon ja jotka on suunnattu säteittäisesti, on tarkoitettu syöttämään orgaanisia ja sulavia mineraalisia epäpuhtauksia sisältävää jätevettä kun taas ne injektiosuuttimet (ij), jotka on järjestetty kammion (1) alempaan tasoon, on tarkoitettu sen jäteveden syöttämiseen, joka sisältää orgaanisia ja vaikeasti sulavia mineraalisia epäpuhtauksia, jolloin nämä injektiosuuttimet (U) on suunnattu tietyssä kulmassa (oi-) kammion (1) sisemmän kehäviivan tangenttiin nähden niin, että jätevesi tulee syötetyksi mukaan palamistuotteiden pyörivään virtaukseen.