Opublikowano: 10.III.19S6 50905 KI. 85c, 3/01 MKP C 02 c 3/00 UEMB L i O T i- i-l ¦• Urzedu Patentowego Wspóltwórcy wynalazku: inz. Bogdan Borkowski, inz. Jerzy Naczynski Wlasciciel patentu: Centralne Laboratorium Gazownictwa, Warszawa (Polska) Sposób termicznego oczyszczania scieków przemyslowych i Przedmiotem wynalazku jest sposób termiczne¬ go oczyszczania scieków przemyslowych przez wy¬ parowywanie z nich wody i zupelne utlenianie zanieczyszczen w fazie pary za pomoca powietrza na katalizatorze z równoczesnym wykorzystaniem ciepla do Wytwarzania pary wodnej.Dotychczasowe sposoby usuwania scieków na dro¬ dze termicznej wykazuja szereg wad, jak trudnosci prowadzenia procesu lub niecalkowite niszczenie zanieczyszczen scieków. Odparowywanie zimnych lub goracych scieków w strumieniu powietrza wdmuchiwanego pod ruszt generatora prowadzi do tak znacznego zageszczenia zanieczyszczen w scie¬ kach, ze w pewnym momencie dalszy ruch nawil¬ zacza dla generatora staje sie zupelnie niemozliwy.Lepsze efekty daja tak zwane wyparki scieków, gdzie w strumieniu goracych spalin z nadmiarem powietrza, zanieczyszczenia scieków winny ulec -calkowitemu spaleniu.W praktyce nie osiaga sie tego, na przyklad w przypadku scieków fenolowych, a ponadto spo¬ sób ten zuzywa wiele ciepla, bo 1500—2000 kcal na 1 litr scieków. Ulepszony piec Stebla i Engel- brachta do spalania zanieczyszczen scieków feno¬ lowych wykazuje zapotrzebowanie ciepla w ilosci 1000—1500 kcal na 1 litr scieków, ale i tu nie na¬ stepuje zupelne t spalenie zanieczyszczen i piec stosuje sie jako element w kombinacji z innym sposobem oczyszczania scieków. 10 15 20 25 30 Sposób wedlug wynalazku pozwala na zmniej¬ szenie zapotrzebowania ciepla do 400—750 kcal na 1 litr scieków dzieki zastosowaniu ceramicznego reaktora ze stalym nosnikiem ciepla oraz wymien¬ nika ciepla do wytwarzania pary technologicznej.Równoczesnie sposób ten zapewnia calkowite spa¬ lenie zanieczyszczen powietrzem, dzieki uzyciu odpowiedniego katalizatora. Ponadto sposób we¬ dlug wynalazku pozwala na odzysk nielotnych skladników mineralnych ze scieków, a takze wyko¬ rzystanie goracych, zupelnie czystych wykroplin pary wodnej ze scieków do nawilzania powietrza wdmuchiwanego pod ruszt generatora, co daje jeszcze pelniejsze wykorzystanie ciepla oraz osz¬ czednosc wody. Sposób powyzszy nadaje sie prze¬ de wszystkim do scieków o duzym stezeniu za¬ nieczyszczen szkodliwych i uciazliwych do oczysz¬ czania w inny znany sposób jak na przyklad: scieków fenolowych z chemicznej przeróbki wegla, z urzadzen do przeróbki produktów z ropy nafto¬ wej, niektórych scieków z przemyslu spozywczego i rolnego, z przemyslu papierniczego itp.Urzadzenie wedlug wynalazku, oparte na zna¬ nej zasadzie reaktora ze stalym nosnikiem ciepla, przedstawione jest schematycznie na rysunku.Sklada sie ono z reaktora 1 ze stalym nosnikiem ciepla, komory ogrzewania 2, komory oddzielania 3, przenosnika 4, komory katalitycznej 5 i wy¬ miennika ciepla 6. 50905 %3 Reaktor 1 ma ksztalt ceramicznej rury piono¬ wej z zewnatrz izolowanej i otoczonej plaszczem stalowym. W reaktorze przesuwa sie z góry na dól slup stalego nosnika ciepla, nagrzanego w ko¬ morze ogrzewania 2. Jako nosnik ciepla sluza kul- 5 ki ceramiczne. Reaktor 1 ma w dolnej czesci, w strefie pomiedzy 1/8 a 2/5 swojej wysokosci przewód do doprowadzenia scieku surowego i po¬ wietrza, a w górnej czesci ma wylot pary wy¬ tworzonej ze scieków-. W miejscu polaczenia reak- w tora z komora oddzielania 2 istnieje stozkowe przewezenie 7, majace na celu zmniejszenie prze¬ plywu gazów z reaktora do komory oddzielania.Komora 2 ma postac cylindra ceramicznego z zewnatrz izolowanego i otoczonego plaszczem 15 stalowym. W komorze tej, podobnie jak w reak¬ torze 1, znajduja sie kulki stalego nosnika ciepla osuwajace sie w dól pod wlasnym ciezarem.W dolnej czesci komory 2 .znajduja sie palniki" doprowadzanego gazu grzewczego lub wlot góra- 2o cych spalin, pochodzacych z innego zródla. Gorace doprowadzone spaliny lub tez spaliny powstale ze spalenia gazu grzewczego, nagrzewaja kulki sta¬ lego nosnika ciepla, po czym odplywaja do komi¬ na wylotem 8. Komora ogrzewania konczy sie 25 u dolu przewezeniem stozkowym 7, majacym za zadanie utrudnianie przeplywu spalin do reak¬ tora 1. W górnej czesci komory 2, obok wylotu 8 spalin do komina, znajduje sie wlot 9 stalego nosnikaciepla. 30 Komora oddzielania 3 jest to komora metalowa, zaopatrzona w urzadzenie wybierajace kulki sta¬ lego nosnika ciepla (na przyklad urzadzenie sli¬ makowe lub bebnowe) i kierujace je na przenos¬ nik 4 po uprzednim odsianiu na ruszcie wstrza- 35 sowym ewentualnych zanieczyszczen nielotnych z para wodna, osadzonych na kulkach.Przenosnik mechaniczny 4, na przyklad prze¬ nosnik kubelkowy, sluzy do przenoszenia kulek stalego nosnika ciepla z komory oddzielania 3 40 do komory ogrzewania 2.Komora katalityczna 5 sklada sie z peku pozio¬ mych rurek ceramicznych, wypelnionych granul¬ kami katalizatora. Jest ona z zewnatrz izolowana cieplnie i otoczona plaszczem stalowym. 45 Wymiennik ciepla 6 ma postac wymiennika pa¬ rowego, w którym wytwarza sie pare technologicz¬ na.Sposób oczyszczania scieków wedlug wynalazku polega na tym, ze sciek surowy wtryskuje sie 50 wraz z pewna iloscia powietrza potrzebnego do utlenienia zanieczyszczen. W dolnej czesci komory 1 na zlozu stalego nosnika ciepla ogrzanego w ko¬ morze ogrzewania 2 do temperatury 700—1200°C, nastepuje odparowanie ze scieku wody oraz za- 55 nieczyszczen lotnych w tych warunkach. Para wodna, lotne zanieczyszczenia oraz powietrze zo¬ staja ogrzane do temperatury 400—800°C i prze¬ plywaja do komory katalitycznej 5. Na kulkach stajego nosnika ciepla osadzaja sie zanieczyszcze- 60 nia nielotne i przechodza wraz z nim do komory oddzielania 3. Nosnik ciepla przesuwa sie grawi¬ tacyjnie do komory 3 juz ochlodzony do tempe¬ ratury 100—200°C. Tutaj na ruszcie wstrzasowym zostaje oczyszczony od osadzonych zanieczyszczen 65 4 i za pomoca przenosnika 4 przeniesiony do komory- ogrzewania 2, w celu ponownego jego ogrzania.Przegrzana para wodna wraz z lotnymi zanie¬ czyszczeniami oraz powietrzem przechodzi przez komore katalityczna 5, gdzie nastepuje zupelne utle¬ nienie wszystkich zawartych w niej zanieczysz¬ czen. Goraca para po wyjsciu z komory katalitycz¬ nej 5, zawiera juz tylko produkty spalenia i nad¬ miar nieprzereagowanego powietrza. Przeprowadza sie ja przez wymiennik ciepla 6, gdzie jej cieplo zostaje wykorzystane do wytwarzania pary te¬ chnologicznej, ze zmiekczonej wody czystej. Skro¬ plmy pary, pochodzacej ze scieku, zostaja odpro¬ wadzone do kanalizacji lub uzyte do innych ce¬ lów jak na przyklad: do nawilzania powietrza wdmuchiwanego pod ruszt, generatora gazowego,, do zasilania wymiennika ciepla itp.W przypadku, gdy znalezc moze zastosowanie goraca para bezcisnieniowa oraz gdy nie stanowi przeszkody zawartosc w niej produktów spalenia i nadmiaru nieprzereagowanego powietrza, staje sie zbednym wymiennik ciepla, a para wychodzaca z komory katalitycznej lub nawet z reaktora zo¬ staje zuzytkowana.Sposób wedlug wynalazku mozna stosowac rów¬ niez w innej odmianie polegajacej na tym, ze kulki stalego nosnika ciepla sa uformowane od razu z domieszka odpowiedniej ilosci katalizatora reakcji utleniania. W takim przypadku nie potrze¬ ba juz stosowac komory katalitycznej 5, a para wychodzaca z reaktora 1 nie zawiera zanieczysz¬ czen ze scieków. PL