SU1511532A1 - Способ огневого обезвреживани жидких отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике переработки и обезвреживани  промышленных отходов и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности, выдел ющих отходы, содержащие органические и минеральные вещества. Целью изобретени   вл етс  повышение экономической эффективности и надежности процесса обезвреживани  жидких отходов с различной концентрацией горючих примесей. Способ включает тангенциальную подачу топливо-воздушной смеси, подачу диспергированных жидких отходов и подачу совместно с отходами воздуха в количестве, меньшем необходимого по услови м окислени  горючих примесей (10-25% при обезвреживании отходов с концентрацией примесей до 15%, 25-60% при концентрации примесей 15-35% и 60-95% - при обезвреживании отходов с концентрацией свыше 35%), термическую обработку отходов в закрученном потоке газов и отвод газообразных продуктов обезвреживани  и расплава минеральных веществ.

Description

Изобретение относитс  к способам обезвреживани  жидких производственных отходов и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х цромьщшенности при обезвреживании сточных вод с различной концентрацией органических примесей, а также содержащих минеральные примеси, в частности в производстве капролактама.

Цель изобретени  - обеспечение . высокой экономической эффективности и надежности процесса обезвреживани  жидких отходов с различной концентрацией горючих примесей.

Способ огневого обезвреживани  жидких отходов осуществл етс  следующим образом.

Способ огневого обезвреживани  жидких отходов, содержащих органи3f5

ческие и минеральные вещества, включает подачу топлива с воздухом дл  горени  топлива, подачу жидких отходов с их диспергированием и подачу воздуха дл  окислени  горючих органических веществ с образаванием закрученного потока продуктов сгорани  и отвод п родуктов огневого обезвреживани .

Способ осуществл етс  путем подачи в голо1зную зону .циклонной, печи ., таигендиапьно топливовоздушнои смеси а также части воздуха, необходимого дл  окислени  ЖРЩКИХ отходов. Смесь высокотемпературных продуктов сгорани  топлива с воздухом, характеризующуюс  уровнем температур 1200- 1600 GS направл ют в рабочую зону

. циклонной печи, куда впрыскивают группой форсунок лшдкие отходы сов- местпо с частью воздуха, необходимог дл  окислени  примесей. Капельки жидких отходов движутс  в газовой среде по различным траектори м, испар ютс , а летучие, высококип щие и нелетучие органические примеси подвергаютс - окислению до конечных продуктов полного горени  СО, , N2. Газообразные продукты обезвреживани 

отвод т из циклонной печи на тепло- использование. Образующиес  в рабоче объеме частицы минеральных веществ нагреваютс , расплавл ютс  и отбрасываютс  за счет цептробежного эффекта на боковую поверхность печи. Сформированна  пленка-расплава минеральных веществ течет к выходу из печи и собираетс  в газоходе-копиль- нике, откуда расплав направл етс  на гранул цию и дальнейшее использование .

При обезвреживании отходов с кон центрацией горючих органических веществ до 15% воздух в сопла подают в количестве 10-25% от необходимого, дл  окислени  указанных веществ, в случае обезвреживани  отходов с концентрацией горючих органических веществ 15 - 35% количества воздуха, вводимого совместно с отходами, составл ет 25-60% и 60-95% в случае обезвреживани  отходов с концентрацией горючих органических веществ свыше 35%. Остальной воздух подают в головную зону циклонной печи, -например , в продукты сгорани  допол- ните.льного топлива или совместно с воздухом дл  горени  топлива.

.4

Способ проверен на стендовой установке , оборудованной циклонной печью с тангенциально установленной го- релочными устройствами в головной футерованной зоне и распылител ми жидких отходов, размещенными в соплах дл  подачи воздуха, направленных тангенциально- к внутренней ок- ружности, составл ющей 0,6 диаметра печи.

Эксперименты проводились на модельных водных растворах и реальных жидких отходах с различной концент- рацией горючих веществ:

раствор муравьиной кислоты с концентрацией 47%;

раствор ацетона с концентрацией 12,20 и 35%;

раствор глицерина с концентрацией 5,13 и 55%; .

сточна  вода, содержаща  этилен- диамин, высшие полиамины, жирные кислоты , спирты, глицерин, окис.пенные полимеры масел, с концентрацией примесей 19%;

сточна  вода, содержаща  метанол, формалин, смолы, щелочь, натриевые соли, с концентрацией примесей 55%; щелочный сток производства капро- лактама из толуола, содержащий натриевые соли органических кислот, ка- пролактам, минеральные соли, с концентрацией примесей 16, 20, 25 и 30%;

раствор адипината натри  с кон- центрацией 15,35%;

щелочный сток производства капро- лактама из бензола, содержащий 18% натриевых солей органических кислот;

щелочньм сток производства капро- лактама из бензола с концентрацией примесей 25,40% ;;

Пример 1. Обезвреживанию подвергали водный раствор глицерина

с концентрацией 13% и NaCl-5%. Расход раствора в печь составл л 150 кг/ч, расход природного газа - 34,5 нм /v, общий расход воздуха - 400 нм /ч. (дл  горени  природного газа 340 нм/ч,

а дл  горени  глицерина - 60 ). Через сопла дл  подачи воздуха сов- местро с раствором подавали 15% (9 ) воздуха, а остальное количество - 85% (51 ) вводили совместно с воздухом дл  горени  топли

ва через горелки.

Температура отход щих газов 950 С. Продукты химического недожога в отход щих газах не обнаружены.

Пример 2, Обезвреживанию подвергалс  тот же раствор, что и в примере 1, но совместно с раствором вводили 10% (6 м /ч) воздуха, необходимого дл  окислени  органических веществ. Надежность обезвреживани  не нарушалась.

В то же врем  при прекращении ввода воздуха с раствором, когда расход его составил- 8% (5 м /ч) и ниже /отмечены перегрев головок центробежных форсунок и ухудшение качества распыливани  (вскипание жидкости в камере закручивани , закупорка головок форсунок).

Пример 3. Количество воздуха , вводимого совместно с раствором , увеличили до 25% (15 ). При температуре отход щих газов 950°С сохран лась высока  эффективность огневого обезвреживани .

Дальнейшее увеличение расхода воздуха через сопла до 30% (18 м /ч) и выше не отразилось на качестве рас- пьшивани , но привело к нарастанию части солей на отдельных участках боковой поверхности и нарушению процесса обезвреживани .

Пример 4. Обезвреживанию подвергали раствор адипината натри  с концентрацией 15%. Расход раствора 120 кг/ч, расход природного газа 43 , общий расход воздуха - 525 (дл  горени  природного газа 410 нм /ч, дл  горени  раствора - 115 ).

Совместно с жидкими отходами подавали 25% (29 м /ч) воздуха дл  окислени  горючих органических веществ , а остальное количество - 75% (86 нм /ч) вводили совместно с воздухом дл  горени  топлива через го релки (496 нм /ч),

I

Пример 5. Обезвреживанию подвергали щелочный сток производства капролактама с концентрацией воды 75%. Расход стока составил 220 кг/ч, расход природного газа 33,5 нм /ч, общий расход воздуха 530 нм /ч-(дл  горени  природного газа 300 Нм /ч. дл  горени  щелочного стока /ч Через сопла подавали

воздуха, а остальное

30% (70 м /ч) количество

(70%) вводили совместно с воздухом дл  горени  топлива через работающие горелки (460 нм /ч).

Температура отход щих газов 1000 С. Продукты химического и механического

10

15

20

115326

недожога в отход и1их газах не обнаружены , наблюдалс  устойчивьй выход расплава карбоната натри  из летки циклонной печи.

Пример 6.Обезвреживанию подвергалс  тот же сток, что и в примере 5. Расход воздуха -через сопла совместно с отходами уменьшили до 25%. Устойчивость и надежность процесса обезвреживани  сохран лись.

Дальнейшее снижение расхода воздуха через сопла до 17% и соответствующа  переброска воздуха в головную зону привели к отрыву .пламени в горелках и нарушешпо устойчивости процесса обезвреживани .

Пример 7. Увеличение подачи воздуха совместно с отходами больше 60% привело к захолаживанию зоны и настьшеобразованию на боковой по- -верхности печи. Резко сократилс  выход расплава. Дл  исключени  настьше- образовани  и обеспечени  равномерности выхода расплава увеличили рас- ход топлива, что привело к возрастанию запыленности дымовых газов.

Пример 8. Обезвреживанию подвергали раствор адипината натри  с концентрацией 35%. Расход раствора составил 80 кг/ч, расход природного газа 15 нм /ч, общий расход воздуха 200 нм /ч (дл  горени  природного газа 145 , дл  горени  адипината натри  55 ).

Совместно с жидкими отходами подавали 60% (33 м /ч) воздуха дл  окислени  горючих органических веществ , а остальное количество воздуха - 40% (22 нм /ч) вводили через крьш1ку циклонной печи по оси, т.е.

L

25

30

35

40

в зону сгорани  топлива подавали всего 167 воздуха. Температура отход щих газов 1100°С.-Продукты недожога не обнаружены.

Пример 9. Обезвреживанию подвергали щелочный сток производства капролактама с концентрацией воды 60%. Расход жидкого отхода 60 кг/ч, расход природного газа 8 нм /ч, общий расход воздуха 185 (дл  горени  природного газа 75 , дл  горени 

.щелочного стока 110 ). Через сопла совместно с отходами подавали 90% (100 ) воздуха, а остальное количество вводили через крышку циклонной печи по оси, т.е. в зону сгорани  топлива подавали всего 85 нм /ч воздуха.

Температура отход щих газов 1080°С. Продукты химического и механического недожога в дымовых газах не обнаружены.

Пример 10. При обезвреживании того же стока увеличили расход воздуха через сопла до 95% (105нм ч) Сохранилась высока  устойчивость процесса обезвреживани . Подача все- го количества воздуха, необходимого дл  окислени  примесей отхода, через сопла совместно с отходами, т.е. более 95%, неизменно приводила к необходимости увеличени  расхода дО - полпительного топлива до 13-15 нм /ч подъему температуры отход щих газов до 1130°С и увеличению вьшоса с ними минеральных солей.

Пример 11. При обезврежива- НИИ этого же стока подача совместно с ним менее 60% воздуха, необходимого дл  окислени  горючих примесей, неизменно приводила к отрыву пламени горелок и нарушению устойчивого вое- пламенени  топлива. Увеличение расхода топлива дл  повышени  температурного уровн  в зоне горени  топлива обеспечило санитарную эффективность, до при этом, помимо перерасхода топ- лива, увеличилс  пыдеунос..

Подача.с отходами лишь части воздуха , необходимого дл  окислени  го- (рючих примесей, позвол ет повысить TeMnepaTypHjbm уровень в зоне впрыска жидких отходов и добитьс  устойчивог

воспламенени  высококип щих и не- ;летучих органических компонентов. Друга  часть воздуха, необходимого дл  окислени  горючих примесей отходов , подаетс  в головную зону циклонной печи - зону сжигани  до-- полнительного топлива, и интенсивное перемешивание этой части воздуха с высокотемпературными продуктами сгорани  топлива приводит к равномерному полю температур по высоте печи и стабилизирует процесс выжига нелетучих и высококип щих органических веществ.

Организаци  процесса огневого 1 обезвреживани  с дифференцированной по концентрации примесей подачей воздуха, необходимого дл  оки глени  горючих примесей, приводит к поддержанию минимального расхода топлива из условий оптимальной температуры полного окислени  токсичных орга

Q j

П 5 „

5

0

5

нических примесей и надежного вытекани  расплава минеральных веществ.

Дл  низкоконцентрированных жидких отходов количество воздуха, вводимого совместно с отходами, составл ет 10-25%, что соответствует услови м надежного охлаждени  распьшителей жидких отходов и практически не отражаетс  на тепловом балансе зоны обезвреживани . Подача воздуха совместно с отходами при огневом обезвреживании концентрированных жидких отходов 25-60%, а при огневом обезвреживании высококонцентрированных жидких отходов - 60-95%, что удовлетвор ет услови м ведени  процесса огневого обезвреживани  при минимальном удельном расходе дополнительного топлива.

Таким образом, поддержание расхода воздуха, подаваемого совместно с отходами, ниже необходимого количества из условий полного окислени  горючих примесей, дифференцированно (по содержанию горючих органических веществ) позвол ет осуществить процесс огневого обезвреживани  отходов с различной концентрацией горючих примесей с минимальным удельным расходом топлива и высокими надежностью и стабильностью.

Claims (2)

1.Способ огневого обезвреживани  жидких отходов, содержащих органические и минеральные вещества, включающий подачу топлива с воздухом дл  горени  топлива, подачу жидких отходов с их диспергированием и подачу воздуха дл  окислени  горючих органических веществ с образованием закрученного потока продуктов сгорани  и отвод продуктов огневого врэживани , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  высокой экономической эффективности и надежности процесса обезвреживани  жидких отходов с различной концентрацией горючих органических веществ,

10-95% воздуха дл  окислени  горючих органических веществ подают совместно с жидкими отходами, а остальное количество этого воздуха подают в зону сгорани  топлива.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что дл  жидких отхо91511532 . 10

дов с концентра1щей горючих органи- ,25-60% воздуха дл  окислени  горючих

ческих веществ до 15% подают 10-25%органических веществ, воздуха дл  окислени  горючих органи- 4. Способ поп.1, отличаюческих веществ.щ и и с   тем, что дл  жидких отхо3 . Способ по П.1, о т л и ч а .ю-дов с концентрацией горючих органищ и и с   тем, что дл  жидких от-ческих веществ свьппе 35% подают 60ходов с концентрацией горючих орга-95% воздуха дл  окислени  горючих

:нических веществ 15 - 35% подаюторганических веществ.