Способ термического обезвреживания отбросных газов

 

Изобретение касается охраны окружающей среды и может быть использовано в нефтедобывающей, угольной, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение взрывобезопасности и экономичности процесса. Газовые выбросы с содержанием горючих вредных веществ, которые в смеси с воздухом могут образовывать взрывоопасные концентрации, обезвреживают в регенеративном аппарате, предварительно разбавив выбросы до значений 15-45% от нижнего предела взрываемости. Процесс обезвреживания происходит без потребления дополнительного топлива с высокой эффективностью очистки и надежностью работы. 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) <д1) 4 Г 23 6 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4226285/29-33 (22) 08,04.87 (46) 07,05,89. Бюл. У 17 (72) В.А.Шейко, И.Г.Исаков, P.Â.Корень и М.M.Çâåðòàéëî (53) 628.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 834372, кл. F 23 G 7/00, 1981.

Термические методы обезвреживания отходов. /Под ред..Г.П.Беспамятнова и К.К.Богушевской. — Л.: Химия, 1975, с.100. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТБРОСНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение касается охраны окружающей среды и может быть испольИзобретение относится к очистке отбросных газов от токсичных компонентов и может быть использовано в нефтедобывающей, химической, угольной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение взрывобезопасности и экономичности процесса.

Способ термического обезвреживания отбросных газов осуществляются следующим образом.

Отбросные газы с концентрацией горючих вредных веществ, близкой к пределам взрываемости, разбавляют воздухом до содержания их в газовоздушной смеси ниже нижнего предела взрываемости. Обычно газовые выбросы с относительно высоким содержанием горючих компонентов не имеют в своем составе необходимого для их окислезовано в нефтедобывающей, угольной, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение взрывобезопасности и экономичности процесса. Газовые выбросы с содержанием горючих вредных веществ, которые в смеси с воздухом могут образовывать взрывоопасные концентрации, обезвреживают в регенеративном аппарате, предварительно разбавив выбросы до значений 15 — 45X от нижнего предела взрываемости. Процесс обезвреживания происходит без потреб-. ления дополнительного топлива с высокой эффективностью очистки и надежностью работы. 1 табл., 1 ил. ния кислорода и требуют добавления значительного количества воздуха.

Газовоздушная смесь подается на вход в регенеративный аппарат, где происходит ее подогрев в теплообменной насадке до температур, обеспечивающих воспламенение смеси и обезвреживание токсичных компонентов. Температура процесса поддерживается на требуемом уровне за счет высокой степени регенерации тепла в насадках и теплотворной способиости самой газовоздушной смеси. Обезвреженный газ отдает свое тепло второй теплообменной насадке и выбрасывается в атмо сферу. Через определенный промежуток времени направление движения газов в аппарате изменяется на противополож-ное, что позволяет удержать тепловой фронт горения газовоздушной смеси в

1477986 пределах средней части генератора

При этом регенеративный аппарат работает в явтотермическом режиме без потребления дополнительного топлива ня процесс обезвреживания.

При содержании горючих компонентов в газовоздушной смеси менее 15Х от нижнего предела взрываемости (НПВ) не обеспечивается устойчивый автотер- 10 мический режим обезвреживания отбросных газон в регенеративном аппарате.

Степень превращения горючих веществ уменьшается, снижается температура в реакционной зоне и эффективность 15 очистки..Поэтому разбавление отбросных газов воздухом следует производить до концентраций горючих веществ не менее 15 от НПВ.

При содержании горючих компонен- 20 тов в газовоздушной смеси после разбавления отбросных газов воздухом

15 — 45 от HIIB обеспечивается устойчивая работа регенеративного аппарата в автотермическом режиме без 25 потребления дополнительного топлива.

Температура в реакционной зоне находится в пределах 800 — 1100 С. Средняя за период нагрева насадки температура уходящих газов в зависимости 30 от концентрации горючих веществ со-.: ставляет 200 — 550 С. При времени пребывания газовых выбросов в реакционной зоне 0,6-2,0 с степень превращения вредных горючих компонентов составляет 96 — 99 ..

При содержании горючих компонентов в газовоздушной смеси более 45 от

НПВ„ что приближается к максимально допустимому значению их концентраций 10 в смеси с воздухом (50 . от НПВ), в случаях применения термических методов очистки газовых выбросов повьппается температура уходящих газов на выходе из регенеративного аппарата, что может привести к самовоспламенению газовоздушной смеси на начальном участке регенеративной насадки и в принасадочном пространстве. Поэтому разбавление отбросных газов воздухом перед подачей их в регенеративный аппарат следует производить до концентраций, не превышающих 45Х от НПВ.

Исследование процесса термического обезвреживания газовоздушной смеси с различным содержанием горючих компонентов проводят в экспериментальном регенеративном аппарате производительностью до 500 м /ч, представляющем собой вертикальный теплоизолированный канал, заполненный дроблении шамотным кирпичем со средним диаметром фракций 40 мм. Площадь поперечного сечения насадки О,!6 м высота насадки 3,6 м.

Отбросный гаэ имитируют подачей природного газа в атмосферный воздух, поступающий на вход в регенеративный аппарат. Процесс дожигания метановоздушной смеси исследуют при различном содержании метана от 0,67 до 2,14 об °, что составляет 14,7—

47,0Х от НПВ смеси НПВ ;природного газа в смеси с воздухом 5Х. содержание метана в природном газе 91 об.Х

Результаты испытаний способа тер-..: мического обезвреживания приведены в таблице.

Расход газовоздушной смеси составляет 230.м /ч, продолжительность

9 периодов между изменением направления движения газов в аппарате 15 мин.

На чертеже приведен графИк распре-.. деления температур в насадке регенеративного аппарата при различном содержании метана в смеси с воздухом (сплошная линия показывает распределение температур в начальный момент времени, пунктирная — в конечный момент времени периода между перекидка-. ми).

При содержании метана в газовоздушной смеси 0,67 об.Х (кривые 1) asтотермический процесс обезвреживания в насадке характеризуется неустойчивым режимом работы регенеративного аппарата. Это объясняется недостаточной продолжительностью реакционной о зоны в насадке с температурой 900 С, где происходит окисление и выгорание вредных веществ, Увеличение концентрации метана в смеси до 2,14 об.Х (кривые 2) приводит к расширению зоны максимальных температур в насадке и соответственно к увеличению времени пребывания газов в реакционной зоне и степенч превращению горючих компонентов, Однако, с увеличением теплотворной способности обезвреживаемых газов возрастает температура уходящих газон, торцовые участки регенеративной насадки прогреваются в конце периода до высоких температур, что может привести к восппаменению и взрыву газоСостав

Параметры

0,67

1,38 1,81 2,14

0,90

14,7

20,0

30,0 40,0 47,0

554 731 . 865

30 32 28

1000 1060 1075

291 375 467

364

270

35!

020

920

127

178

0,130

0,03

Нет

19,3

1,0

79,7

80,6

О, 003

О, 002

Следы

18,3

1,5

80,2

99,5

0,001

Сл.

Нет

18,2

1,6

80,2

99,9

О, 001

Нет

Нет

18,7

2,2

79,1

99,9

0,003

Нет

Следы

17,7

2,7

79,6

99,8 воздушной смеси в попнасадочном пространстве.

При содержании метана в газовоэдушной смеси в диапазоне от 15 до

45% от НПВ (составы 2 — 4) обеспечивается устойчивый автотермический процесс обезвреживания с высокой эффективностью очистки и надежностьюработы регенеративного аппарата.

При термическом способе добычи нефти образуются газы внутрипластового горения, которые- содержат в своем составе 2 — 90% метана, окиси углерода, сероводорода и различные углеводороды. Содержание метана в газовых выбросах в зависимости от продолжительности добычи нефти на..месторождении снижается ° Если в начальный период добычи при высоком содержании метана газ внутрипластового горения можно использовать в качестве топлива на собственные нужды нефтедобывающего комплекса, то при снижении концентрации метана в газах менее 15 об.%, что наблюдается на протяжении большей части времени эксплуатации скважин, обезвреживать выбросы подобного рода традиционными методами становится затруднительно.

Содержание СН4. в смеси, об.%

Процентное содержание природного газа от нижнего предела взрываемости, %

Теплотворная способность, кДж/м

Потери тепла в окружающую средух %

Максимальная температура в рео акционной зоне, С

Средняя за период температура о уходящих газов, С

Состав обезвреженных газов, об.%:

СН, С0

Мох

02.

СО

Степень очистки по СН„, %

77986

Очистка отбросных газов, содержащих горючие вредные компоненты, концентрация которых в смеси и с воздухом может достигать взрывоопасных

5 пределов в регенеративных аппаратах с предварительным разбавлением газов воздухом, позволяет повысить надежность и экономичность способа очистки, так как автотермический процесс обезвреживания обеспечивается без потребления дополнительного топлива при содержании горючих компонентов в газовоздушной смеси в пределах 15

15 45% от НПВ.

Формула из об ре тения

Способ термического обезвреживания о тбро сных газ ов путем окисления их кислородом воздуха при высоких температурах, отличающийся тем, что, с целью повышения взрывобеэопасности и экономичности процесса, горючие компоненты разбавляют воздухом до значений, составляющих 15—

45% от нижнего предела вэрываемости, а затем газовоэдушную смесь подают в регенеративный аппарат.

1477986

0Р

Редактор И.Дербак

Заказ 2347/37 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

sz

38

ГЮ

24 ?,2 а Я,О

У

18

16

12

Р8

Рб

200 00 юо еао оооо то

Те лера лура, С

Составитель Т,Лепахина

Техред Л. Олийнык Корректор С.Черни