Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов



Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов
Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов
Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов

 


Владельцы патента RU 2471726:

Кочетов Олег Савельевич (RU)
Стареева Мария Олеговна (RU)

Изобретение относится к системам утилизации углеродсодержащих отходов и может быть использовано на тепловых электрических станциях, на углеобогатительных фабриках, нефтеперерабатывающих заводах при утилизации гидрошламов и нефтешламов, а также на энерготехнологических комплексах при утилизации осадков сточных вод. Система содержит топку, теплообменник и золоуловитель. Топка выполнена кипящего слоя и содержит сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником. На колосниковой решетке расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка. Внутри котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем. В боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка. Отходы подаются через распылительное устройство. Золоуловитель содержит входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, в качестве которых используются центробежные форсунки. Каждая из форсунок содержит корпус, штуцер и вставку-завихритель. В штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в фигурное отверстие в форме сопла Лаваля. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки дымовых газов. 3 ил.

 

Изобретение относится к системам утилизации и может быть использовано на тепловых электрических станциях, на углеобогатительных фабриках, нефтеперерабатывающих заводах при утилизации гидрошламов и нефтешламов, а также на энерготехнологических комплексах при утилизации осадков сточных вод.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является утилизатор-золоуловитель по патенту РФ №2316380, C02B 1/10, содержащий утилизатор входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла (прототип).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки дымовых газов.

Технический результат - повышение эффективности энерго-ресурсосбережения и очистки дымовых газов.

Это достигается тем, что в системе утилизации мокрых углеродсодержащих отходов, содержащей топку, теплообменник и золоуловитель, топка выполнена кипящего слоя и содержит сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником, расположенным на расстоянии 1/3 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет порядка 30÷50% от площади колосниковой решетки, а в нижней части корпуса топки установлен шнековый разгрузчик, причем на колосниковой решетке расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, а внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем, при этом в сопла подается теплоноситель от дутьевого вентилятора, соединенного теплопроводом с выходом высокотемпературного воздухонагревателя теплообменного аппарата, а в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего из биореактора, при этом отходы подаются от пневмозагрузочного устройства через распылительное устройство, выполненное с тангенциальным подводом теплоносителя, а дымоход расположен в одной из боковых стенок котла и соединен теплопроводом с теплообменным аппаратом, выход которого соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, в качестве которых используются центробежные форсунки для распыливания жидкости, каждая из которых содержит корпус, штуцер и, соосно расположенную с ними, вставку-завихритель, а в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в, соосное с ним, фигурное отверстие, выполненное в форме сопла Лаваля, а в цилиндрическом отверстии корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер.

На фиг.1 изображена схема системы утилизации мокрых углеродсодержащих отходов, на фиг.2 - вид сверху золоуловителя, на фиг.3 - функциональный разрез форсунки для распыливания жидкости.

Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов (фиг.1, 2) содержит топку кипящего слоя 1, содержащую сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником 2, расположенным на расстоянии 1/3 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка 3, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет порядка 30÷50% от площади колосниковой решетки 2. В нижней части корпуса топки 1 установлен шнековый разгрузчик 4. На колосниковой решетке 2 расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка или шариков из жаропрочного материала, размеры которых лежат в диапазоне 1÷3 мм, а высота насыпного слоя инертного носителя составляет порядка 0,4÷0,6 м. Внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем (на чертеже не показано). В сопла 3 подается теплоноситель (горячий воздух с температурой порядка 400÷600°С) от дутьевого вентилятора 5 (вентилятор высокого давления с расходом воздуха порядка 1000÷5000 м3/ч), соединенного теплопроводом 6 с выходом высокотемпературного воздухонагревателя 16 теплообменного аппарата 15. Для розжига и поддержания оптимального режима горения в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка 9, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего с биореактора 8.

Головной дутьевой вентилятор 17, соединенный со входом высокотемпературного воздухонагревателя 16, установлен последовательно с дутьевыми вентиляторами 5 и 12, которые создают требуемое давление в соплах. Дутьевой вентилятор 12 подает горячий воздух с температурой порядка 400-600°С в распылительное устройство 10, вход которого соединен с выходом пневмозагрузочного устройства 11 для подачи мокрых углеродсодержащих отходов. Распылительное устройство 10 выполнено с тангенциальным подводом теплоносителя, что позволяет повысить его эффективность за счет вихревых процессов перемешивания жидких отходов с горячим воздухом, поступающим от высокотемпературного воздухонагревателя 16. Дымоход 13 может быть расположен в верхней сводчатой части корпуса или, по крайней мере, в одной из боковых его стенок; он соединен теплопроводом 14 с теплообменным аппаратом 15, выход которого воздуховодом 18 соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок 19 (фиг.1-2), корпус 20, выходной патрубок 21, бункер 22, оросительные 23 и распылительные 24 сопла, в качестве которых используются центробежные форсунки для распыливания жидкости (фиг.3).

Форсунка для распыления жидкости состоит из корпуса 25 и, соосно расположенного с ним в верхней части, штуцера 26, в котором выполнен расширяющийся канал 27 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 28, выполненное осесимметрично корпусу 25. Цилиндрическое отверстие 28 плавно переходит в, соосное с ним, фигурное отверстие 29, выполненное в форме сопла Лаваля. В отверстии 28 корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель 30, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 31. По оси вставки-завихрителя 30 выполнено центральное осевое отверстие 32 с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов 31. Внешние винтообразные нарезные каналы 31 и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия 32 могут быть выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель 30 устанавливается в корпусе 25 через упругие прокладки 33 и 34 и поджимается штуцером 26 посредством резьбового соединения корпус-штуцер.

Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов работает следующим образом.

Для розжига и поддержания оптимального режима горения в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка 9, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего с биореактора 8. Подаваемые сверху топки через распылительное устройство 10 на колосниковую решетку 2, на которой расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, мокрые углеродсодержащие отходы попадают на кипящий слой раскаленного кварцевого песка, при этом вода мгновенно испаряется, а твердые частички топлива интенсивно сгорают, отдавая теплоту водонагревательным трубам котла. Температура горения достигает порядка 80÷950°C, причем стабильность ее поддерживается за счет присутствия в зоне горения воды и пара и теплового аккумулятора в виде раскаленного инертного носителя, который обеспечивает необходимую инерционность процесса горения. В сопла 3 подается горячий воздух с температурой порядка 400÷600°C от дутьевого вентилятора 5 высокого давления с расходом воздуха порядка 1000÷5000 м3/ч, соединенного теплопроводом 6 с выходом высокотемпературного воздухонагревателя 16 теплообменного аппарата 15. Дымоход 13 может быть расположен в верхней сводчатой части корпуса или, по крайней мере, в одной из боковых его стенок; он соединен теплопроводом 14 с теплообменным аппаратом 15, выход которого воздуховодом 18 соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок 19.

В мокром золоуловителе (фиг.1, 2) отсепарированная за счет центробежных сил пыль оседает на пленке воды, стекающей по стенке аппарата, что уменьшает вторичный захват зольных частиц потока. Более высокая степень улавливания достигается при применении центробежных форсунок в качестве оросительных 23 и распылительных 24 сопел, а также мокрых скрубберов с устройством для предварительного увлажнения газа (например, предварительно включенным аппаратом Вентури с распылительными соплами 24).

Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.

Жидкость в корпус 25 поступает через канал 27 подвода жидкости в штуцере 26, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 28. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 30 и одновременно во внутренних каналах центрального осевого отверстия 32 с обратным направлением. Такой поток жидкости на выходе из фигурного отверстия 29 в форме сопла Лаваля хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла 29. При среднем диаметре дроссельного отверстия 28, находящемся в диапазоне 2,5…3,5 мм, и давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 32 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.

Предлагаемая система может быть использована на тепловых электрических станциях, на углеобогатительных фабриках, нефтеперерабатывающих заводах при утилизации гидрошламов и нефтешламов, а также на энерготехнологических комплексах при утилизации осадков сточных вод.

Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов, содержащая топку, теплообменник и золоуловитель, отличающаяся тем, что топка выполнена кипящего слоя и содержит сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником, расположенным на расстоянии 1/3 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет порядка 30÷50% от площади колосниковой решетки, а в нижней части корпуса топки установлен шнековый разгрузчик, причем на колосниковой решетке расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, а внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем, при этом в сопла подается теплоноситель от дутьевого вентилятора, соединенного теплопроводом с выходом высокотемпературного воздухонагревателя теплообменного аппарата, а в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего из биореактора, при этом отходы подаются от пневмозагрузочного устройства через распылительное устройство, выполненное с тангенциальным подводом теплоносителя, а дымоход расположен в одной из боковых стенок котла и соединен теплопроводом с теплообменным аппаратом, выход которого соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, в качестве которых используются центробежные форсунки для распыливания жидкости, каждая из которых содержит корпус, штуцер и соосно расположенную с ними вставку-завихритель, а в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в соосное с ним фигурное отверстие, выполненное в форме сопла Лаваля, а в цилиндрическом отверстии корпуса осесимметрично ему установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу для кондиционирования жидких осадков, образующихся при обработке сточных вод. .

Изобретение относится к обработке нефтесодержащих отходов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к способам переработки нефтесодержащих отходов (шламов) и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, где имеет место формирование, складирование и длительное хранение в прудах-отстойниках и шламонакопителях нефтесодержащих отходов.

Изобретение относится к устройствам для обработки отстоя сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для обеззараживания осадка от яиц гельминтов.

Изобретение относится к способам переработки нефтяных отходов и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, на производственных объектах которых имеет место формирование, складирование и длительное хранение в прудах-отстойниках и шламонакопителях нефтесодержащих отходов.

Изобретение относится к области санитарной техники, может быть использовано при переработке осадка сточных вод крупных населенных пунктов и изготовлении изделий для промышленного и гражданского строительства.

Изобретение относится к установкам для забора и переработки нефтесодержащих отходов из иловых карт, амбаров, резервуаров и мест разлива нефти. .
Изобретение относится к технологии переработки тяжелых нефтяных остатков, а именно к процессу коксования, и может быть использовано на установках замедленного коксования (УЗК).

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, в частности к анаэробной стабилизации осадка в метантенках для очистных сооружений производительностью более 50-100 тыс.

Изобретение относится к способу обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, включающему сжатие отходов и окислителя до давления Р>РкрН2О с последующей подачей в реактор

Изобретение относится к устройству для термического гидролиза органического материала, в котором предусмотрены по меньшей мере нагревательный элемент и охлаждающий элемент для нагревания или охлаждения органического материала. Устройство характеризуется тем, что в качестве нагревательных элементов и охлаждающих элементов, соответственно, предусмотрены теплообменники, в которых происходит теплообмен между органическим материалом и средой. При этом органический материал и среда во всех теплообменниках отделены друг от друга. Также изобретение относится к способу термического гидролиза. Использование настоящего изобретения позволяет оптимизировать результаты гидролиза, в то же самое время может быть уменьшена потребность в тепловой энергии, вносимой извне. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для непрерывного термического гидролиза шлама, включающего биологический материал. Способ включает непрерывное осуществление стадий подачи биологического материала в зону подачи трубчатого реактора, чтобы повысить давление и обеспечить температуру в диапазоне 100-200°C без кипения биологического материала; подачи пара в реактор в зоне подачи пара, чтобы повысить температуру до температуры в диапазоне 100-200°C; поддерживания давления в реакторе в течение заданного периода времени, такого как 0-5 часов; подачи воды в реактор в зоне охлаждения, чтобы снизить температуру до температуры ниже 100°C, и введения биологического материала в зоне выпуска. Устройство содержит трубчатый реактор с впуском для подачи шлама в реактор в его зоне подачи, впуском для подачи пара в реактор в его зоне подачи пара, впуском для подачи охлаждающей воды в реактор в его зоне охлаждения и выпуском, позволяющим обработанному шламу выходить из реактора. Изобретение обеспечивает охлаждение шлама введением воды вместо охлаждения шлама с помощью теплообменника, что позволяет увеличить производительность процесса. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области теплотехники и позволяет повысить экологическую эффективность процесса сжигания пастообразных осадков. Способ сжигания обезвоженных осадков сточных вод включает ввод осадков в закрученный вертикальных поток продуктов сгорания дополнительного жидкого или газообразного топлива. Осуществляют диспергирование осадков компрессорным воздухом или паром. Проводят термическую обработку осадков с разделением их на мелкие и крупные фракции. Выжигают мелкие фракции в закрученном потоке и сепарируют необработанные крупные фракции. При этом собранную в результате осаждения массу крупных фракций подвергают автономному дроблению с получением мелких фракций и подают отдельной струей в закрученный вертикальный поток продукта сгорания в зону ввода исходных осадков.

Группа изобретений может быть использована для переработки осадков, образующихся при очистке городских и промышленных сточных вод, с получением негниющего осадка и электрической энергии. Способ включает получение сброженного осадка с использованием основного сбраживания, получение первого водного отходящего потока и частично обезвоженного, сброженного осадка, с помощью первого разделения жидких и твердых компонентов сброженного осадка, получение частично обезвоженного и гидролизованного сброженного осадка с использованием термогидролиза частично обезвоженного сброженного осадка, сбраживание частично обезвоженного и гидролизованного осадка. Способ включает также извлечение биогаза, образовавшегося при брожении и основном брожении, получение энергии из биогаза, включающее получение энергии, необходимой для осуществления термогидролиза, и получение дополнительной энергии, причем весь биогаз используется для получения электроэнергии. Установка включает устройство для проведения термогидролиза (16), устройства для первого (10) и второго (11) сбраживания, для фазового разделения жидких и твердых компонентов (17, 28), а также средства извлечения биогаза (20) и устройство получения электроэнергии (21). Изобретения обеспечивают надежную и простую переработку большого количества осадков, плохо поддающихся биологическому разложению, и практически полное их превращение в биогаз и далее в электроэнергию. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретения могут быть использованы в области очистки сточных вод. Способ очистки сточных вод анаэробной обработкой первичного осадка (PS) в емкости для отходов (5) и отдельной обработкой пастообразного избыточного шлама (ÜS). Пастообразный избыточный шлам (ÜS) предварительно отделяют от первичного осадка (PS) и вводят в гидролизный реактор (8), где в ходе термической и/или химической гидролизной обработки его разрыхляют и разжижают. Полученный гидролизованный избыточный шлам (ÜS) подвергают анаэробной обработке независимо от первичного осадка (PS) в реакторе (14) для анаэробной обработки, который непосредственно или косвенно сообщается с выходом гидролизного реактора (8). Между гидролизным реактором (8), предпочтительно декомпрессионным резервуаром (11), и гигиенизирующим резервуаром (1) для первичного осадка (PS) установлен трубопровод (2) для подачи теплопроводной среды. Изобретения позволяют увеличить выход биогаза и метана. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к термохимической обработке осадка сточных вод (ОСВ) и может быть использовано на очистных сооружениях, на станциях биологической очистки бытовых и промышленных стоков. Реагенты из бункера для реагентов 1 предварительно разводят водой в емкости для приготовления суспензии 5, перемешивают и добавляют суспензию в отстой с влажностью более 92%, в количестве, достаточном для получения величины рН 12, но чтобы количество реагента в смеси было по весу, по меньшей мере, меньше количества в отстое твердого вещества. Затем полученную смесь перемешивают в камере 10 и подвергают обезвоживанию и нагреву в накопителях 14 в течение времени, достаточного для снижения количества патогенных микроорганизмов до уровня 1000 колоний на грамм сухого вещества. Технический результат - снижение расхода реагентов, улучшение качества получаемого продукта, использование обезвоженного осадка в виде удобрения, сокращает объем капитальных и текущих затрат. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано для устранения отходов и шламов, образующихся при очистке сточных вод. Для осуществления способа проводят кислотный окислительный гидролиз поступающих отходов при pH от 0,1 до 5,0 и при температуре от 35°C до 100°C путем введения в массу молекулярного кислорода и/или органического или неорганического пероксидного окисляющего агента (загрузки); проводят щелочной окислительный гидролиз полученной массы, выходящей из кислотного окислительного гидролиза, при pH от 8,0 до 12,0 и при температуре от 40°C до 100°C путем введения молекулярного кислорода и/или органического или неорганического пероксидного окисляющего агента; затем проводят химическое кондиционирование массы, выходящей из щелочного окислительного гидролиза, путем добавления кислотного реагента. В предпочтительных условиях проведения способа проводят предварительную стадию механического измельчения поступающих отходов и после стадии щелочного окислительного гидролиза осуществляют стадию отделения нерастворимого остатка с последующим его обезвоживанием. Способ обеспечивает повышение эффективности снижения массы отходов, полное отсутствие экологических, гигиенических и санитарных проблем, а также при его осуществлении повышается ценность агротехнического применения любого отработанного остатка, который может присутствовать в конце обработки. 10 з.п. ф-лы, 6 табл., 7 пр., 5 ил.
Наверх