Способ огневого обезвреживания сточных вод Советский патент 1985 года по МПК F23G7/04 

Од 00

ел

Изобретение относится к технике огневого обезвреживания жидких производственных отходов и может быть использовано в химической промышленности при обезвреживании концентрированных по органическим примесям сточных вод, содержащих минеральные примеси, в частности, в производстве капролактама.

Цель изобретения - повышение экономической эффективности.

Способ осуществляют следующим образом.

Концентрированные сточные воды производства капролактама перед сжиганием делят на два потока. Один поток подают ниже зоны сжигания топлива, как это обычно практикуется в циклонных процессах огневого обезвреживания отходов, а другой, составляющий 30-50% от общего количества, вводят выше зоны сжигания топлива. Сюда же направляют воздух для окисления органических примесей общего количества стоков. В верхней зоне происходят испарение влаги и сущка горючих примесей соответствующего потока сточной воды, а также нагрев воздуха до температуры воспламенения органических примесей (800-850°С). Эти процессы осуществляются за счет излучения нижележащего газового объема зоны горения топлива и за счет явления рециркуляции снизу вверх части высокотемпературных газообразных продуктов, присущего циклонно.му процессу.

Количество сжигаемого топлива должно обеспечивать) температуру воспламенения органических примесей.

Подсушенные и готовые к горению органические примеси поступают в зону сжигания топлива, где, сгорая, выделяют тепло, неоходимое для зажигания части стоков, подаваемой ниже зоны горения топлива. Суммарный поток газов из зоны сгорания топлива создает необходимый уровень крутки в нижней зоне. Способ позволяет сократить расход топлива на процесс огневого обезвреживания концентрированных стоков в производстве капролактама за счет того, что тепло, выделяемое от сгорания органической части одного потока сточных вод, идет на подготовку к сжиганию органической части другого потока сточных вод.

Предлагаемый способ предназначается для обезвреживания сточных вод с наименьшей концентрацией 30%. Ниже этой концентрации согласно балансовым расчетам не требуется деления потоков и переброски одного из них выше зоны сжигания отходов.

Для приведенной минимальной концентрации количество верхнего потока должно составлять 50% от общего количества сточных вод. При этом конечная температура процесса соответствует минимально допустимой. Верхним пределом концентрации сточных вод производства капролактама является

концентрация 45%. Выше этой концентрации раствор органических веществ становится вязким и нетранспортабельным. Для этой концентрации, согласно расчетам, для

поддержания минимально возможного расхода топлива необходима подача над зоной горения топлива 30% общего количества стока.

Пример. На обезвреживание поступает 4 щелочного стока, содержащего 34/о натриевых солей дикарбоновых кислот.

Считая среднюю теплоту сгорания смеси солей 4000 ккал/г и потери в окружающую среду рабочей зоны 10 %, определяют конечную те.мпературу (рабочую температуру)

5 процесса из теплового баланса. Она составляет 985°С, что вполне обеспечивает ликвидацию токсичных продуктов. Количество воздуха, подавае.мого на окисление органических примесей, составляет 7500нм-/ч.

Однако рассматриваемые концентрированные сточные воды нуждаются Е постоянном источнике зажигания, а 7500 воздуха, подаваемого для окисления органических примесей сточных вод, не могут обеспечить крутку, достаточную для сепарации на ограждениях рабочей камерьЕ карбоната натрия, образующегося при сжигании этих сточных вод.

Поэтому, несмотря на достаточную рабочую температуру, создаваемую в конце процесса окислением органических примесей, для зажигания этих примесей и создания крутки необходимо подавать из зоны сжигания топлива в подачи сточных вод дополнительный вращающий поток газов, подогретых до температуры, обесr печивающей сушку органических примесей, подогрев вторичного воздуха и перегрев воды до температуры начала окисления органических примесей (800°С). По балансу тепла для осуществления этих процессов требуется сжигание в зоне горения 850

газообразного топлива, при этом образуется 9300 дымовых газов, сформированных в зоне сжигания во вращающийся поток, поступающий в зону подачи стоков.

Конечная температура процесса составляет в этим случае 1300°С, что приводит к значительному испарению соды, нарушению гарниссажного покрытия ограждений и перерасходу топлива. К тому же общее количество газов во вращающемся потоке 7000 нм/ч превышает минимально необхо0 димое для создания крутки.

Если исходить только из условий организации крутки, то для этого потребуется суммарный вращающийся поток газов 13000 . Учитывая наличие в зоне подачи стоков закрученного потока вторичного воздуха 7500 , необходимо из зоны горения топлива цодать еще 7500 нм/ч закрученных высокотемпературных газов, что достигается сжиганием 680 нм /ч топливного газа. Однако в зоне подачи топлива температура составляет только 650°С, что недостаточно для начала процесса окисления органических примесей. При использовании предлагаемого способа часть сточных вод подают над зоной подачи топлива. Количество этих стоков зависит от концентрации органических примесей. Для сточной воды с концентрацией 40% часть сточных вод, подаваемых выше зоны сжигания топлива, составляет 33% (это количество рассчитывается для каждой концентрации, исходя из того, что органические составляющие потока, поданного выше зоны горения топлива, сгорая в этой зоне, выделяют тепло, достаточное для подготовки нижнего потока сточной воды к воспламенению - испарению влаги и перегрева ее паров до 800°С и сушки органической части). Совместно с этим потоком выше зоны сжигания топлива вводят тангенциально весь вторичный воздух 7500н.. За счет тепла 530 топлива, сжигаемого в соответствующей зоне, расположенной ниже, верхний поток сточной воды 1300 кг /ч и 7500 воздуха подогревается до температуры воспламенения органических примесей 800°С. Органические примеси верхнего потока сгорают в зоне сжигания топлива. Образовавшиеся при этом дымовые газы 4500 совместно с дымовыми газами от сжигания топлива 5800 , а также с долей неиспользованного вторичного воздуха 4600 нмУч сформированные в обший закрученный поток (все вводы исходных газообразных потоков осуществляются тангенциально), составляющий 15000 , направляют в нижнюю зону, куда подают оставшийся поток сточной воды 2700 кг/ч. Конечная температура этого процесса несколько выше оптимальной (1150°С). Однако., как видно из приведенного примера, она ниже, чем при использовании известного способа, а расход топлива в 1,6 раза ниже. При этом удовлетворяется соотношение закрученного газового потока с количеством сточной воды, в данном случае 3700 на 1 м стоков. При концентрации органических примесей 30% доля верхнего потока составляет 50%, а расход топлива - 280 нм/ч. Конечная температура процесса 950°С. Реализация способа огневого обезвреживания сточных вод позволяет сократить расход топлива на 60%, что дает экономию по одному производству капролактама 80 тыс. руб. в год.

СПОСОБ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, включающий тангенциальную подачу топлива и воздуха, подачу диспергированной сточной воды ниже зоны горения топлива, обработку сточной воды Б закрученном потоке продуктов сгорания топлива и подачу воздуха для окисления органических примесей сточной воды в зоны подачи сточной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения экономической эффективности, часть сточной воды и весь воздух для окисления органических примесей сточной воды подают над зоной горения топлива.