Способ огневого обезвреживания жидких отходов

 

Изобретение относится к технике переработки и обезвреживания промышленных отходов и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, выделяющих отходы, содержащие органические и минеральные вещества. Целью изобретения является повышение экономической эффективности и надежности процесса обезвреживания 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 условиям окисления 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 обезвреживания и расплава минеральных веществ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

511 4 F 23 С 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8TOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 . (57) Изобретение относится к технике переработки и обезвреживания промьппленных отходов и может. быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, выделяющих отходы, содержащие органические и минеральные вещества. Целью изобретения является повьппение экономической эффективности и надежности процесса обезвреживания жидких отхо.дов с различной концентрацией горючих примесей. Способ включает тангенциальную подачу топливовоздушной смеси, подачу диспергированных жидких отходов и подачу совместно с отходами воздуха в количестве, меньшем необходимого по условиям окисления горючих примесей (10-25Х при обезвреживании отходов с концентрацией примесей до 15Х, 25-60% при концентрации примесей 15-35Х и 60-95Х вЂ” при обезвреживании отходов с концентрацией свьппе 35Х), термическую обработку отходов в закрученном потоке газов . и отвод газообразных продуктов обезвреживания и расплава минеральных веществ.

Цель изобретения — обеспечение, высокой экономической эффективности и надежности процесса обезвреживания жидких отходов с различной концентрацией горючих примесей.

Способ огневого обезвреживания жидких отходов осуществляется следующим образом.

Способ огневого обезвреживания жидких отходов, содержащих органиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИ1 1М

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4074986/23-33 (22) 24.06.86 (46) 30.09.89 ° Бюл. № 36 (71) Научно-производственное объединение "Техэнергохимпром" (72) И.Н.Бернадинер, Л.О.Кацнельсон, Н.Н.Кочкина и В.И.Правкин (53) 628.54 (088.8) (56) Cammarota А., D amore M., Massimilla L, Fluidized bed incineratione of à slurry waste from capro lactam production. 18 th. Symp. (Int)

Combust, waterloo, Ang. 17-20, 1980

Pittsburgh, Pa, 1981, 257-263. Discuss. 264 (англ.).

Cammarota А, Caminati А., D amore N., Dilorenzo А., Dohsi G °, Massimilla L. Pilot plant investigation

of the incineration of. slurry waste .

from Caprolactam production. — Chem. е ind. (Ital) 1980, 62, 15 9, 656658 (англ,).

Патент ClilA ¹ 3885906, кл. 431-173, 1975. (54) СПОСОБ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ

ЖИДКИХ ОТХОДОВ, Изобретение относится к способам обезвреживания жидких производственных отходов и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьппленности при обезвреживании сточных вод с различной концентрацией органических примесей, а также содержащих мине" ральные примеси, в частности в производстве капролактама.

„„80„„1511532, А1

1511532 ческие и минеральные вещества, включает подачу топлива с воздухом для горения топлива, подачу жидких отходов с их диспергированием и подачу воздуха для окисления горючих органических веществ с образаванием за" крученного потока продуктов сгорания и отвод продуктов огневого обезвреживания.

Способ осуществляется путем подачи в головную зону. циклонной. пеЧи . тангенциально топливовоздушной смеси, а также части воздуха, необходимого для окисления жидких отходов. Смесь высокотемпературных продуктов сгорания топлива с воздухом, характеризующуюся уровнем температур 12000

1600 С, направляют в рабочую зону циклонной печи, куда впрыскивают группой форсунок жидкие отходы совместно с частью воздуха, необходимого для окисления примесей. 1(апельки жидких отходов движутся в газовой среде по различным траекториям, испаряются, а летучие, высококипящие и нелетучие органические примеси подвергаются-окислению до конечных продуктов полного горения СО, Н О, N

Газообразные продукты обезвреживания отводят из циклонной печи на теплоиспользование. Образуюипгеся в рабочем объеме частицы минеральных веществ нагреваются, расплавляются и отбрасываются за счет центробежного эффекта на боковую поверхность печи.

Сформированная пленка расплава минеральных веществ течет к выходу из печи и собирается в газоходе-копильнике, откуда расплав направляется на грануляцию и дальнейшее использование.

4

Способ проверен на стендовой установке, оборудованной циклонной печью с тангенциально установленными горелочными устройствами в головной футерованной зоне и распылителями жидких отходов, размещенными в соплах для подачи воздуха, направленных тангенциально к внутренней окружности, составляющей 0,6 диаметра печи.

Эксперименты проводились на модельных водных растворах и реальных жидких отходах с различной концентрацией горючих веществ: раствор муравьиной кислоты с концентрацией 47Х; раствор ацетона с концентрацией

12,20 и 35% раствор глицерина с концентрацией

5,13 и 55Х; сточная вода, содержащая этилендиамин, высшие полиамины, жирные кислоты, спирты, глицерин, окисленные полимеры масел, с концентрацией примесей 19Х; сточная вода, содержащая метанол, формалин, смолы, щелочь, натриевые соли, с концентрацией примесей 55X щелочный сток производства капролактама из толуола, содержащий натриевые соли органических кислот, капролактам, минеральные соли, с концентрацией примесей 16, 20, 25 и 30Х раствор адипината натрия с концентрацией 15,35%; щелочный сток производства капролактама из бензола, содержащий 187 натриевых солей органических кислот; щелочный сток производства капролактама из бензола с концентрацией примесей 25,407

При обезвреживании отходов с концентрацией горючих органических веществ до 157. воздух в сопла подают в количестве 10-257. от необходимого. для окисления указанных веществ, в случае обезвреживания отходов с концентрацией горючих органических веществ 15 — 357 количества воздуха. вводимого совместно с отходами, составляет 25-607 и 60-95% в случае обезвреживания отходов с концентрацией горючих органических веществ свыше 35%. Остальной воздух подают в головную зону циклонной печи, например, в продукты сгорания дополнительного топлива или совместно с воздухом для горения тонлива.

Пример 1. Обезвреживанию подвергали водный раствор глицерина с концентрацией 13Х и NaC1-57.. Расход раствора в печь составлял 150 кг/ч, з расход природного газа — 34,5 нм /ч, общий расход воздуха — 400 нм /ч. з (для горения природного газа 340 нм /ч, а для горения глицерина — 60 нм /ч).

Через сопла для подачи воздуха совместно с раствором подавали 157 (9 м /ч) воздуха, а остальное количество — 85X (51 нм /ч) вводили совз местно с воздухом для горения топлива через горелки. о

Температура огходящих газон 950 С.

Продукты химического недожога в отходящих газах не обнаружены.

l51t532 6

Пример 2. Обезвреживанию подвергался тот же раствор, что и в примере 1, но совместно с раствором вводили 10Х (6 мэ/ч) воздуха, необходимого для окисления органических веществ. Надежность обезвреживания не нарушалась.

В то же время при прекращении ввода воздуха с раствором, когда расход его составил ЯХ (5 мэ/ч1.и ниже, отмечены перегрев головок центробежных форсунок и ухудшение качества распыливания (вскипание жидкости в камере закручивания, закупорка головок форсунок).

Пример 3. Количество воздуха, вводимого совместно с раствором, увеличили до 25Х (15 м /ч). При температуре отходящих газов 950 С сохранялась высокая эффективность огневого обезвреживания.

Дальнейшее увеличение расхода воздуха через сопла до ЗОХ (18 м /ч) и выше не отразилось на качестве распыливания, но привело к нарастанию части солей на отдельных участках боковой поверхности и нарушению процесса обезвреживания.

Пример 4. Обезвреживанию подвергали раствор адипината натрия с концентрацией 15Х. Расход раствора

120 кг/ч, расход природного газа

43 нмэ/ч, общий расход воздуха—

525 нм /ч (для горения природного газа 410 нм /ч, для горения раствора — 115 нм /ч).

Совместно с жидкими отходами подавали 25Х (29 м /ч) воздуха для окисления горючих органических веществ, а остальное количество — 75Х .(86 нм /ч) вводили совместно с воз э духом для горения топлива через горелки (496 нм /ч).

Пример 5. Обезвреживанию подвергали щелочный сток производства капролактама с концентрацией воды

75Х. Расход стока составил 220 кг/ч, э расход природного газа 33,5 нм /ч, общий расход воздуха 530 нм /ч.(для э э горения природного газа 300 нм /ч для горения щелочного стока 230 нм /ч). .Через сопла подавали ЗОХ (70 м /ч)

3 воздуха, а остальное количество (70Х) вводили совместно с воздухом для горения топлива через работающие горелки (460 нм /ч). э о

Температура отходящих газов 1000 С.

Продукты химического и механического недожога в отходящих газах не обнаружены, наблюдался устойчивьп1 выход расплава карбоната натрия из летки циклонной печи.

Пример 6.Обезвреживанию подвергался тот же сток, что и в примере 5. Расход воздуха через сопла совместно с отходами уменьшили до

25Х. Устойчивость и надежность процесса обезвреживания сохранялись.

Дальнейшее снижение расхода воздуха через сопла до 17Х и соответствующая переброска воздуха в головную зону привели к отрыву пламени в горелках и нарушению устойчивости процесса обезвреживания.

Пример 7. Увеличение подачи воздуха совместно с отходами больше

60Х привело к захолаживанию зоны и настылеобразованию на боковой по.верхности печи. Резко сократился выход расплава. Для исключения настылеобразования и обеспечения равномерности выхода расплава увеличили расход топлива, что привело к возрастанию запыленности дымовых газов.

Пример 8. Обезвреживанию подвергали раствор адипината натрия с концентрацией 35Х. Расход раствора составил 80 кг/ч, расход природного газа 15 нм /ч, общий расход воздуха

200 нм /ч (для горения природного 3 газа 145 нм /ч, для горения адипината натрия 55 нм /ч).

Э

Совместно с жидкими отходами подавали 60Х (33 м /ч) воздуха для окисления горючих органических веществ, а остальное количество воз- " духа — 40Х (22 нм /ч) вводили через э крышку циклонной печи по оси, т.е. в зону сгорания топлива подавали всего 167 нм /ч воздуха. Температура о отходящих газов 1100 С. Продукты недожога не обнаружены.

45 Пример 9. Обезвреживанию подвергали щелочный сток производства капролактама с концентрацией воды

60Х. Расход жидкого отхода 60 кг/ч, расход природного газа 8 нм /ч, общин

50 . расход воздуха 185 нм /ч (для горения природного газа 75 нм /ч,,цля горения ,щелочного стока 110 нмэ/ч). Через сопла совместно с отходами подавали

90Х (100 нм /ч) воздуха, а остальное

55 количество вводили через крышку циклонной печи по оси, т.е. в зону сгоэ рания топлива подавали всего 85 нм /ч воздуха.

1511532

Температура отходящих 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 957 (105 нм /ч).

Сохранилась высокая устойчивость процесса обезвреживания. Подача всего количества воздуха, необходимого для окисления примесей отхода, через сопла совместно с отходами, т.е. более 95Х, неизменно приводила к необходимости увеличения расхода дополнительного топлива до 13-15 нм /ч, 6 подъему температуры отходящих газов о до 1130 С и увеличению выноса с ними минеральных солей.

Пример 11. При обезвреживании этого же стока подача совместно с ним менее 607 воздуха, необходимого для окисления горючих примесей, неизменно приводила к отрыву пламени горелок и нарушению устойчивого воспламенения топлива. Увеличение расхода топлива для повышения температурного уровня в зоне горения топлива обеспечило санитарную эффективность, .но при этом, помимо перерасхода топ лива, увеличился пылеунос.

Подача с отходами лишь части воздуха, необходимого для окисления го рючих примесей, позволяет повысить температурный уровень в зоне впрыска жидких отходов и добиться устойчивого ! воспламенения высококипящих и нелетучих органических компонентов.

Другая часть воздуха, необходимого для окисления горючих примесей отходов, подается в головную зону циклонной печи — зону сжигания дополнительного топлива, и интенсивное перемешивание этой части воздуха с высокотемпературными продуктами сгорания топлива приводит к равномерному полю температур по высоте печи и стабилизирует процесс выжига нелетучих и высококипящих органических веществ.

Организация процесса огневого обезвреживания с дифференцированной по концентрации примесей подачей воздуха, необходимого для окисления горючих примесей, приводит к поддержанию минимального расхода топлива из условий оптимальной температуры полного окисления токсичных орга5

30 нических примесей и надежного вытекания расплава минеральных веществ.

Для низкоконцентрированных жидких отходов количество воздуха, вводимого совместно с отходами, составляет

10-25Х, что соответствует условиям надежного охлаждения распылителей жидких отходбв и практически не отражается на тепловом балансе зоны обезвреживания. Подача воздуха совместно с отходами при огневом обезвреживании концентрированных жидких отходов 25-60Х а при огневом обезвреживании высококонцентрированных жидких отходов — 60-957, что удовлетворяет услОвиям ведения процесса огневого обезвреживания при минимальном удельном расходе дополнительного топлива.

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

Формула изобретения

1. Способ огневого обезвреживания жидких отходов, содержащих органические и минеральные вещества, включающий подачу топлива с воздухомдЛя горения топлива, подачу жидких отхо дов с их диспергированием и подачу воздуха для окисления горючих органических веществ с образованием закрученного потока продуктов сгорания и отвод продуктов огневого обез вреживания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой экономической эффективности и надеж1 ности процесса обезвреживания жидких отходов с различной концентрацией горючих органических веществ, 10-957 воздуха для окисления горючих органических веществ подают совместно с жидкими отходами, а остальное количество этого воздуха подают в зону сгорания топлива.

2. Способ поп.1, о тличаюшийся тем, что для жидких отхоСоставитель Л.Мацук

Редактор Л.Веселовская Техред H,Верес Корректор Т.Малец

Заказ 5885/41 Тираж 488 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

9 151 дов с концентрацией горючих органических веществ до 15Х подают 10-25Х воздуха для окисления горючих органических веществ.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что для жидких отходов с концентрацией горючих орга-. нических веществ 15 — 35X подают

1532 10 25-60Х воздуха для окисления горючих органических веществ, 4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что для жидких отходов с концентрацией горючих органических веществ свыше 35Х подают 60957 воздуха для окисления горючих органических веществ.