Способ утилизации фенольных вод

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к утилизации сточных вод металлургического производства. Цель изобретения - повышение степени утилизации фенольных вод, улучшение экологической обстановки и экономия энергоресурсов. Отходящие газы двухванной сталеплавильной печи с температурой 700 - 1600^oC охлаждают распыленной через форсунки фенольной водой, содержащей фенола до 500 мг/л, цианидов до 200 мл/л, роданидов до 200 мг/л, или смесью фенольной воды с оборотной водой в соотношении от 15 : 1 до 1 : 10. Примеси фенольной воды (фенолы, цианиды, роданиды) при этом разлагаются и сгорают в потоке дымовых газов до CO₂, H₂O и др. Для полноты сгорания примесей воды в форсунку или рядом с ней вводят кислород с расходом 5 - 40 м³/т фенольной воды. При этом количество вредных примесей в дымовых газах доводится до предельно допустимых концентраций, а сливы вод из мокрого скруббера пылеочистки содержат остаточное количество вредных примесей, меньшее, чем в очищенной биохимической фенольной воде, в 2 - 10 раз. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к утилизации сточных вод металлургического производства. Цель изобретения повышение степени утилизации фенольных вод, улучшение экологической обстановки и экономия энергоресурсов. Способ утилизации фенольных вод заключается в охлаждении дымовых газов металлургического производства с температурой 700 1600^oC сточными фенольными водами коксохимпроизводства в смеси с технической оборотной водой в соотношении от 15: 1 до 1:10, при этом в распыленную струю смеси вод добавляют кислород из расчета 5 40 м³/т смеси вод. В качестве охлаждающей воды для впрыскивания в поток газов применяют сточную фенольную воду с содержанием фенола до 500 мг/л, цианидов до 200 мг/л, роданидов до 200 мг/л или ее смеси с технической оборотной водой в соотношении от 15:1 до 1:10 в зависимости от содержания вредных примесей. Выбранные пределы температуры поясняются следующими соображениями: ниже 700^oC вредные примеси, содержащиеся в газах в виде паров фенольной воды, разлагаются значительно медленнее и могут попасть в стоки шламовых вод газоочистки, а при температуре газов выше 1600^oC, особенно конвертерных, при работе конвертера "без дожигания газов" пары введенных фенольных вод могут диссоциировать с образованием водорода, что может увеличить взрывоопасность системы газоочистки. Для полноты дожигания вредных примесей и ускорения их окисления впрыскивание фенольных вод производят при одновременном вдувании в струю распыленной воды кислорода с расходом, например, 5 40 м³/т воды, а отходящие газы или используют в заводском энергетическом хозяйстве как топливо, или дожигают их на атмосферной "свече". Пределы соотношений поясняются табл. 1. Пределы расхода кислорода поясняются табл. 2. Как видно из табл.2, повышение расхода кислорода, особенно после 5 м³/,т резко улучшает обезвреживание фенольной воды, однако после увеличения расхода кислорода до более 40 м³/т влияние увеличения расхода сказывается менее, а затраты на стоимость кислорода увеличиваются и могут превысить себестоимость биохимочистки 1 т фенольной воды. Условия термического разложения вредных примесей фенольных вод следующие: термическое разложение фенолов с их окислением происходит при температуре в диапазоне 1000 400^oC, а при 400 100^oC фенолы не разлагаются, а улетучиваются. Разложение и окисление цианидов и радонидов требует температуры среды 700^oC и выше. Окисление углеводородных примесей фенольной воды происходит до простейших продуктов реакции CO₂ и H₂O 2C₆H₅OH + SO₂ __→ 6H₂O + 12CO₂. Кроме этого, окислы азота газов восстанавливаются аммиаком фенольной воды по реакции NO₂ + NH₄ --L H₂O + N₂. Пример 1. В поток конвертерных газов с температурой 1600^oC в котле-охладителе 300-тонного конвертера впрыскивают распыленную фенольную воду в смеси с технической водой в соотношении 15:1. Конвертерные газы дожигают в котле-охладителе (камине) и при этом введенная в них смесь вод испаряется, а вредные вещества из них фенолы, цианиды и роданиды разлагаются и сгорают до простейших продуктов горения (CO₂, H₂O и др.). Вместе с дымовыми газами продукты сгорания примесей фенольных вод через трубу выводятся в атмосферу. Содержание остаточных примесей в газах при этом приближается к предельно допустимым концентрациям, а с учетом рассеивания газов из трубы (свечи), равного 1000 раз, разбавленные газы в атмосфере содержат вредных примесей ниже уровня норм Предельно допустимых концентраций. Пример 2. В котел-охладитель 300-тонного конвертера впрыскивают смесь фенольной воды с технической водой в соотношении 1:10 в поток конвертерных газов с температурой 700^oC (узел предварительного впрыска воды перед пылеуловителем 1-й ступени очистки газов). Расход смеси вод при этом поддерживают на уровне 100 300 м³/ч. Вода в потоке газов испаряется, а вредные примеси ее разлагаются и догорают за счет избыточного кислорода дымовых газов при работе конвертора "с полным дожиганием газов" или дижигаются на "свече" при работе конвертера "без дожигания газов". Впрыскивание смеси фенольных вод в поток газов, имеющих более низкую температуру, нецелесообразно, так как при этом снизится скорость разложения вредных примесей и они частично могут смываться водой газоочистки и входить в шламовые стоки, а вместе с ними в бассейны-отстойники, где вредные примеси могут накапливаться выше допустимых норм. На опытных плавках в конвертере с вдуванием-впрыскиванием фенольных вод и их смесей с технической водой в поток конвертерных газов при температуре 700 1300^oC в шламовых стоках не наблюдали повышения концентраций вредных примесей в сравнении с уровнем их при работе на охлаждении газов обычным способом, т.е. охлаждением технической оборотной водой. Пример 3. Смесь фенольной и технической воды в соотношении 15:1 впрыскивали в поток дымовых газов двухванной печи в месте стыка вертикального канала со сводом шлаковика, где температура газов обычно колеблется от 1600 до 1200^oC, с расходом смеси вод 10 15 м³/ч. В струю распыленных фенольных вод вдували кислород в количестве 300 600 м³/ч. При этом скорость разложения и сгорания вредных примесей увеличивается в несколько раз, достигая полного (100% -ного) дожигания их в сравнении с бескислородным впрыскиванием фенольных вод. Применение способа позволяет экономить значительное количество технической воды на металлургическом комбинате до 800 м³/ч и более, уничтожить вредные вещества, содержащиеся в фенольных водах коксохимпроизводства, и таким образом предотвратить загрязнение водоемов и атмосферы металлургических городов фенолами, цианидами и роданидами, которые являются опасными канцерогенными веществами. Также способ позволяет уменьшить содержание окислов азота в отходящих газах, что существенно улучшает экологическую обстановку окружающей среды.

Формула изобретения

1. Способ утилизации фенольных вод, включающий подачу фенольных вод в газовый поток, отличающийся тем, что, с целью повышения степени утилизации фенольных вод, улучшения экологической обстановки и экономии энергоресурсов, фенольные воды подают в поток отходящих газов от сталеплавильных агрегатов, температура которых равна 700 1600^oС, причем одновременно в потоке газов подают кислород с расходом 5 40 м³/т фенольной воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в поток газов подают смесь фенольных вод с технической оборотной водой в соотношении от 15 1 до 1 10.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.07.2005

Извещение опубликовано: 20.07.2006        БИ: 20/2006

---