Способ огневого обезвреживания жидких галогенсодержащих отходов Советский патент 1992 года по МПК F23G7/04 

Изобретение относится к способам огневого обезвреживания жидких производственных отходов и может быть использовано в химической, машиностроительной, радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности при уничтожении жидких отходов, содержащих различные га- логенсодержащие вещества (трихлорэти- лен, метилхлороформ, хлористый метилен, четыреххлористый углерод, хлодон), высокотоксичные полихлорированные бифени- лы (ПХБ).

Цель изобретения - повышение санитарной эффективности процесса и предотвращение выбросов высокотоксичных гало- генорганических соединений (полихлорироезнных дийензофурзнов и дибензодиоксинов) при обеззреж/.сзнии отхсдсз.

Способ огневого обезвреживания жидких отходов осуществляется следующим образом.

Подготавливают предварительно смесь отходов с щелочным реагентом (например, в дезинтеграторе) и затем.смесь вводят в распыленном состоянии по оси в печь. В головной зоне циклонной печи путем подачи тангенциально топливовоздушной смеси осуществляется горение топлива с образованием высокотемпературных (1600-1800°С) закрученных продуктов сгорания.

На границе факелов продуктов сгорания топлива и распыленной смеси отходов с нейтрализатором подают группой форсунок поток капель воды или сточной воды с низкой концентрацией органических веществ. В результате образуется вихревой поток вьг- сокотемпературной парогазовой смеси и осуществляется интенсивный теплсмассо- обмсн с Кс;п/ ми смеси. Капли жидкости испаряются, органические соединения подвергаются конверсии и газификации с образованием газообразных кислот, вступа(Л

С

4 о VI

4 СО

со

ющих в реакцию с газообразным щелочным реагентом. Образующиеся минеральные соли выносятся совместно с продуктами полного обезвреживания отходов из печи для последующего сухого или мокрого пылеу- лавливания и утилизации.

Способ проверен на стендовой установке, оборудованной циклонной печью с тангенциально установленными горелочными устройствами в головной футерованной зо- не и размеренным в крышке по оси печи распылителем смеси жидких галоген (хлор, фтор, йод) содержащих отходов с щелочным реагентом NaOH. Группа форсунок для рас- пыливания воды установлена также в крыш- ке на окружности диаметром 0.35 диаметра циклонной печи.

Эксперименты проводились на кубовых остатках, содержащих хлорбензол CeHsCI и четыреххлористый углерод ССЦ в смеси с NaOH с избытком щелочного реагента 10% сверх стехиометрического количества из условия образования NaCI.

Пример 1. Обезвреживанию подвергалась смесь кубового остатка, содержаще- го хлорбензол, с NaOH. Расход смеси в печь составлял 20 кг/ч, расход природного газа 51 нм3/ч (62 кг/ч условного топлива), расход воздуха 530 нм3/ч. Расход воды в печь 110 кг/ч (5,5 кг на 1 кг с:-с.си отходов с щелочным реагентом и 1,77 кг на 1 кг топлива).

При этом температура дымовых газов на выходе из циклонной печи 1140°С. В дымовых газах не обнаружены хлористый водород, молекулярный хлор и хлороргани- ческие примеси, Продукты химического недожога (СО, Н2, ) также полностью отсутствовали. Анализ пылеуноса показал наличие в нем NaCI с небольшой добавкой

N32C03.

На указанной печи проведен также опыт на смеси кубового остатка, содержащего четыреххлористый углерод, с NaOH. Расход смеси 15 кг/ч, расход природного газа 42 нм /ч (v51 кг/ч УСЛОВНОГО топлива), расход воздуха 485 нм /ч. Расход воды в печь 95 кг/ч (6,3 кг на 1 кг смеси отхода с щелочным реагентом и 1,86 кг на 1 кг топлива).

При этом температура дымовых газов на выходе из циклонной печи 1130°С. В дымовых газах не обнаружены хлористый водород, молекулярный хлор и хлороргани- ческие примеси. Продукты химического не- дожога отсутствовали.

Пример 2. Обезвреживанию подвергалась смесь кубового остатка, содержащего четыреххлористый углерод, с NaOH. Расход смеси 15 кг/ч, природного газа 42

нм3/ч, воздуха 485 нм3/ч (т.е. аналогично расходам в примере 1). Расход воды уменьшили до 1,2 кг на 1 кг смеси отходов с щелочным реагентом (т.е. до 18 кг/ч). Это изменение расхода воды не привело к появлению в дымовых газах молекулярного хлора и хлорорганических примесей.

Дальнейшее снижение расхода воды вызвало проскок токсичных хлорорганических примесей и хлора в атмосферу. При расходе воды, меньшем 1,2 кг на 1 кг смеси, несмотря на повышение температуры дымовых газов свыше 1220°С в отходящих газах

Ь «|

обнаружен (5,4-) и хлорорганичеNT

ские примеси (содержание 40 мг/м3).

Пример 3. Обезвреживанию подвергалась смесь кубового остатка, содержащего четыреххлористый углерод, с NaOH. Расходы потоков (топлива, смеси и воздуха) имеютте же величины, что и в примере 1 или 2. Расход воды установили равным 2,5 кг на 1 кг условного топлива (т.е. 135 кг/ч). В дымовых газах не обнаружены молекулярный хлор и хлорорганичбские примеси.

Дальнейшее увеличение расхода воды свыше 2,5 кг на 1 кг топлива, т.е. более 135 кг/ч, вызвало снижение температуры отходящих газов до уровня, недостаточного для полного окисления органических веществ (при температуое газов 1030°С продукты химического недожога составили СО 0,5 %)

Подача потока капель воды на границе факелов продуктов сгорания топлива и распыленной смеси отхода с нейтрализующим реагентом позволяет ускорить процесс раз- ложения связанного галогена вследствие интенсификации процессов конверсии и газификации исходных галогенсодержащих соединений в скоростном высокотемпературном потоке парогазовой смеси, обдувающей факел распыленных капель отхода. Образование самой парогазовой смеси также характеризуется высокой интенсивностью благодаря эффективному тепло- и массообмену закрученного высокотемпературного потока продуктов сгорания топлива с распыленным потоком капель воды.

Частично образующийся при химических преобразованиях в факеле свободный галоген в условиях высокотемпературной парогазовой смеси, обогащенной водяным паром и практически лишенный кислорода, полностью преобразуется в газообразную кислоту (например, HCI), а затем в соответствующую минеральную соль (NaCi).

Поддержание расхода воды на урооне не менее 1,2 кг на 1 кг смеси отхода с нейтрализатором обусловлено необходимостью

полной конверсии и разложения галогенор- ганических веществ с получением в газовой фазе газообразных кислот.

Поддержание расхода воды на уровне не более 2,5 кг воды на 1 кг топлива вызвано необходимостью полного термического обезвреживания всех органических примесей при высоких температурах в рабочей камере, а также условиями нейтрализации в газовой фазе органических кислот с щелочным реагентом с получением минеральных солей.

Таким образом, подача на границе фа- келов продуктов сгорания топлива и смеси отходов с нейтрализатором распыленных капель воды при поддержании расхода воды не менее 1,2 кг на 1 кг смеси и не более 2,5 кг на 1 кг топлива позволяет осуществить процесс огневого обезвреживания жидких отходов, содержащих практически любые галогенорганическиз соединения с высокой санитарной эффективностью.

Форму/ia изобретения Способ огневого обезвреживания жидких галогенсодержащих отходов, включающий приготовление смеси отходов с щелочным реагентом, подачу подготовленной смеси в распыленном состоянии по оси в печь в закрученный поток продуктов сгорания дополнительного топлива и отвод продуктов обезвреживания, отличающийся- тем, что, с целью повышения санитарной эффектизности процесса и предотвращения выбросов высокотоксичных галогенорганических соединений (полихло- рированных дибензофуранов и дибензоди- оксинов) при обезвреживании отходов, содержащих высокомолекулярные, полициклические ароматические галогенугле- водороды, на границе факелов продуктов сгорания топлива и распыленной смеси отходов с щело чным реагэнтом вводят поток капель воды, при этом расход воды поддерживают на уровне не менее 1,2 кг на 1 кг смеси отходов с щелочным реагентом и не более 2,5 кг на 1 кг топлива.

Изобретение относится к технике переработки и обезвреживания промышленных отходов и может быть использовано в химической, машиностроительной, радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение санитарной эффективности процесса и предотвращение выбросов высокотоксичных полихлорировзнных дибен- зофуранов и дибензодиоксинов. Способ включает приготовление смеси отходов с щелочным реагентом, подачу подготовленной смеси в распыленном состоянии по оси в печь в закрученный поток продуктов сгорания дополнительного топлива, формирование факелов продуктов сгорания и распыленной смеси и ввод на г ранице факелов потока распыленных капель воды.