Способ контроля процесса огневого обезвреживания жидких отходов Советский патент 1985 года по МПК G01N25/22 F23N1/02 F23G7/00 

Изобретение относится к способам контроля процесса огневого обезвреживания токсичных жидких производственных отходов, содержащих органические примеси в различных топочн устройствах (циклонных, камерных, прямоточных, вихревых печах), и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промьгашенности. Известен способ контроля процесса огневого обезвреживания жидких отходов, включающий изменение подачи топлива и воздуха в зависимости от содержания кислорода и продуктов недожога в сухих отходящих газах Недостатком известного способа является низкое качество регулирования и управления процессом огневого обезвреживания жидких отходов вследствие того, что наличие в дымо вых газах остаточного содержания кислорода не является гарантией полноты окисления всех органических примесей, содержащихся в отходах, а наличие продуктов недожога не определяет однозначно коррекцию режимных параметров, так как состав продуктов недожога может быть различен (сажа, высокомолекулярные органические примеси, предельные углеводороды и др.). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения теплоты сгорания сточны вод, который может использоваться для контроля процесса огневого обе вреживания сточных вод 2. Извест ный способ включает сжигание топли ва в печи с избытком воздуха не ме нее 1, 2; подачу в продукты сгорания в распьшенном состоянии отходов, измерение расходов воздуха, стоков и содержания кислорода и аз та в сухих отходящих газах до и по ле ввода стоков и определение величины теплоты сгорания по формуле « 3500-А G где 0 содержание кислорода и азота в сухих ртхо дяпих газах до ввода жидких отходов в печь, %i 4 содержание кислорода и азота в сухих отходящих газах при сжигании топлива и полном обезвреживании отходов, %; общий расход воздуха на процесс, нм/ч; ( - расход жидких отходов в печь, л/ч. Изменение при контроле процесса обезвреживания теплоты сгорания по сравнению с действительной величиной свидетельствует о неполноте обезвреживания, вызванной разладкой режима, обусловленной нестабильностью работы оборудования в условиях высоких температур (разрушение огнеупорной футеровки, коксования головок распылителей, занос солями пробоотборников и т.д.). По способу-прототипу приходится временно полностью отключить подачу в печь сточной воды и направлять через форсунки из отдельной емкости конденсат с целью предотвращения прогара металлических элементов оборудования, что в производственных условиях весьма трудоемко и экономически невыгодно, так как требует , сооружения дополнительного емкостного и насосного хозяйства и увеличивает стоимость процесса. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности огневого обезвреживания жидких отходов. Цель достигается тем, что в способе контроля процесса огневого обезвреживания жидких отходов, включающем сжигание в печи топлива с избытком воздуха в номинальном режиме, ввод в продукты сгорания в распьшенном состоянии жидких отходов, периодическую установку контрольного режима, измерение расхода жидких отходов в номинальном режиме, поддержание расходов воздуха и топлива неизмененными, измерение расхода воздуха и содержания кислорода и азота в сухих отходяпих газах с определением теплоты сгорания, в контрольном режиме уменьшают подачу жидких Отходов, расход которых измеряют, а.величину теплоты сгорания определяют по формуле р Vft аР,350о-Ь.содержание кислорода и азота в сухих отхо дящих газах при номи нальном расходе жидк отходов в печь, % о If 0 , ft -содержание кислорода и азота в сухих отхо дящих газах при контрольном расходе жидких отходов в печь, G , номинальный и контрольный расход жидких отходов, л/ч; Vg - общий расход воздуха на процесс, HNf/ч. Контрольный расход жидких отходо в печь устанавливают равным (0,750,9) от номинального расхода отходов. Предлагаемый способ контроля огневого обезвреживания жидких отходов путем определения величины Теплоты, сгорания сопоставлением в процессе промьшшенной экс 1луатации установки нотиинального и контрольного режимов позволяет постоягнно поддерживать высокую санитарногигиеническую эффективность. Предлагаемьм способ может применяться при сжигании в печах любых . видов топлива, их смесей или горючих отходов производства (спирты, углеводороды и др.). Сйособ осуществляется следующим образом. В печи сжигают с избытком воздуха жидкое или газообразное топливо или горючие отходы. При этом образуется высокотемпературный поток продуктов сгорания, в который через группу распылителей подают жидкие отходы, расход которых соответствует номинальной нагрузке пени. Капли воды испаряются, а токсичные органические вещества окисляются за счет избытка окислителя в топочной камере до газообразных продуктов полного горения СО, HjO. На номинальном режиме замеряют расход воздуха., жидких.отходящих газов (напри мер при помощи газоанализаторов типа ГХП-3 или ВТИ-2). Периодически, кратковременно (на несколько минут) уменьшают расход жидких отходов в печь до (7590%) номинального расхода путем отк лючения одной или нескольких распылителей или понижения давления пода чи жидких отходов в печь. В этом контрольном режиме при неизменных расходах топлива и воздуха замеряют расход жидких отходов в печь и содержание кислорода и азота в сухих ОТХОДЯ1Щ1Х газах, после чего устанавливают снова номинальный расход. По приведенной-, формуле определяют величину теплоты сгорания жидких отходов. Величина теплоты сгорания жидких отходов, определенная при использовании способа, должна быть равна действительному значению теплоты сгорания, найденному в процессе пуска печи при режимных условиях, гарантирующих полное обезвреживание отходов (поддержание температуры отходящих газов и коэффициента избытка воздуха больше регламентных) . Неизменная величина теплоты сгорания свидетельствует о полном обезвреживании жидких отходов и отсутствия проскока токсичных органических веществ с дымовыми газами. Если величина 0 меньше действительного значения теплоты сгорания жидких отходов, то. это указывает на неполноту обезвреживания и необходимость корректировки режимных параметров процесса (увеличение температуры отходящих газов или коэфициента расхода воздуха, уменьшение расхода жидких отходов и т.д.) о тех пор, пока величинайц не станет равной действительному значению. Пример осуществления способа. На опытно-промышленной циклонной установке огневому обезвреживанию подвергают сточную воду производства капролактама. Теплота сгорания сточных вод имеет величину 750 ккал/л. На номинальном режиме расход жидких отходов в печь составляет С, 8000 л/ч (в работе находятся 8 форсунок с единичной мощностью 1 м/ч), расход природного газа „ечь Вг 1500 , воздуха vg 22000 . Температура отходяпщх газов по условиям полного выгорания токсичных органических примесей Ьц , коэффициент расхода воздуха обц 1,12 (состав сухих дымовых газов на выходе из циклонного реактора: СО 11,2%; Oj 2,3%, со 0,0%; 86,5%).

Кратковременно на 10 мин отключают одну форсунку сточной воды, не изменяя других расходных характеристик (расход топлива, воздуха, охлаждающей воды и др.). Иря этом возрастает температура отходящих газов я конечный коэффищ1ент расхода воздуха. Параметры этого контрольного режима работы установки 5 н. 7050 л/ч; вг 1500 V 22000 i ot l,15./COj 10,6%-, О 3,1%i

л, f i .

СО - 0,0%;

1М 86,3%. Величина теплоты сгорания

22000 /3

л1

«

(

3500

(8000-7050)

86,3

Ы,

) 750 ккап/л.

86,5

Таким образом, на номинальном режиме ( Сц - 8000 л/ч) обеспечивается полное обезвреживание сточных вод. ,

Контроль величины теплоты сгорания сточных вод может быть выполнен путем замеров состава газов на двух контрольных режимах отключением вначале одной форсунки, а затем и второй. Так, на втором контрольном режиме было получено: 6100 л/ч

5г 1500 нм/ч; Ve 22000 нм/ч, buj eikj- t.ZI/COj- 9,7%) 3,9%; 00 0,0%; N 86,4%.

0,

Величина (. л

л( -Ы.)

750 ккап/л.

86,4 86,3 Наиболее целесообразно устанавливать контрольный расход жидких отходов на уровне 75-90% от номинального расхода. При контрольном расходе менее 75%, так как при отключении подачи жидких отходов в печь в количестве более 25% от номинального количества, температура отходящих газов возрастает и становится выше 1200°С, что нежелательно, поскольку может привести к выходу из строя элементов огнетехнического

оборудования.

Контрольный расход жидких отходов более 90% от номинального расхода приводит к незначительному повышению концентрации свободного кислорода в сухих отходя1цих газах,

что понижает чувствительность и точность способа управления процессом огневого обезвреживания отходов. При использовании изобретения проводится непрерывно процесс огневого обезвреживания и оперативно осуществляется контроль величины теплоты сгорания и, следовательно, полноты ликвидации токсичных веществ.

Способ контроля процесса огневого обезвреживания жидких отходов позволяет.решить непосредственно в промьгашенных условиях задачу достижения высокой санитарно-гигиенической эффективности.

Кроме того, при проведении комплексных I испытаний установки способ позволяет выявить оптимальные режимные условия процесса огневого обезвреживания - минимально допустимую температуру отходящих газов и минимальный коэффициент избытка воздуха, что приводит к ЭКОН01ММИ ТОПлива.

1. СПОСОБ КО«ТРОЛЯ fffOI CGA ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЯМВАИИЯ ЖНЦКИХ ОТХОДОВ, включающий сжигаете в печи топлива с избытком воздуха в номинальном режиме, ввод в продукты сгорания в распылённом состоянии жидких отходов, периодическую установку контрольного режима, измерение ра:схода жидких отходов в номинальном реягаме, поддержание расходов воздуха и топлива неизменными, измерение расхода воздуха и ёоДержания кислорода и азота в сухих отхоДЯФ1Х газах с определением теплоты , отличающийся . тем, что, с целью повышения зффективнбсти и надежности огневого обезвреямваяия жидких отходов, в контрольном режиме уменьшают подачу жидких отходов,. расход которых измеряют, а величину теплоты сгорания определяют по формуле (0 ККЙЛ G,-G N; Н N: . 2 - Содержание кислорода где О 1 и азота в сухих отходящих газах при номинальном расходе жидких отходов в лечь, %, N: содержание кислорода и азота в сухих отходящих газах при контрольном расходе жидких отходов в печь,%, V. общий расход воздуха на процесс, , G .GR номинальный и контрольный расход жидких отходов, л/ч. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контрольный расход жидких отходов поддерживают на уровне 75-90% от номинального расхода.