Способ термообработки растворов в кипящем слое

О П И с А Н и Е (li)870861

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскнн

Социалнстичесннк

Респубпнн (6l ) Дополнительное к ввт, свид-ву (22)Заявлено 14,12.79 (21) 286806 l/29-33 с присоелинеииеш заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.1081. Бюллетень Рй 37

Дата опубликования описания 10.1081 (5l)N. Кл. Г 23 С 7/04 авеударстеенные квинтет

СССР вв лелем нзееретеннй н етнрытнв (5З) ЯК 628.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э.В. Рябчук, Н.В. Тобин, Г.И. Михайлов, А.А. Богданов, Г.В. Рябчук, Л.Г. Лоскутов, В.Д. Н . . . осе тсо и В.В. Петров

Ъ (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ РАСТВОРОВ

В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

Изобретение относится к способам обработки водных растворов с высоким содержанием минеральных иорганических примесей в аппаратах с высокотемпературным кипящим слоем инертных гранул и может быть использовано для термической обработки сточных вод в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известны способы термической об10 работки растворов в кипящем слое,включающие ввод теплоносителя для псевдосжижения слоя, подачу раствора в кипящий слой и отвод продуктов термо. обработки 511, Г2). а5

Недостатком известных решений является невозможность проводить процесс термообработки при температурах выше 900 С нз-эа наличия в сточных водах солей с температурой плавления ниже 900 С, особенно NaC9, йа СОе„

Иа ЬОл . При температурах выше 900

0 соли начинают плавиться, это приводит к слипанию частиц и шлакованию слоя.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ термической обработки высококонцентрированных растворов в кипящем слое инертных гранул, включающий ввод теплоносителя для псевдоожижения слоя, подачу раствора в кипящий спой, разделенный на низкотемпературную зону с температурой 20.-90 С и высокотемпературную зону с температурой ниже температуры плавления солей, н отвод продуктов термообработки (31. В этом способе раствор подается в низкотемпературную зону, где распределяется по поверхности гранул и на гранулах поступает в высокотемпературную зону, В высокотемпературной зоне происходит процесс испарения жидкости, распределенной на гранулах, и образование кристаллической оболочки солей на их поверхности, которая, вследствие интенсивного трения гранул, иэмельчается и в виде пыли уносится газами.

870861

Для полного обезвреживания целого ряда органических веществ, обычно присутствующих в сточных водах, необходима температура выше 900 С.

Повысить же температуру выше 900 С нельзя, так как при таких температурах соли, находящиеся на гранулах, начинают плавиться. Поэтому гранулы при соударениях слипаются, слой перестает псевдоожижаться, и процесс прекращается.

Недостатком известного способа является неполное обезвреживание токсичных органических примесей из-за наличия в высокотемпературной зоне минеральных солей.

Целью изобретения является полное обезвреживание токсичншх органических примесей, содержащихся в высококонцентрированных растворах.

Цель достигается тем, что в способе термообработки растворов в кипящем слое, включающем ввод теплоносителя для псевдосжижения слоя инертных гранул, подачу раствора в кипящий

25 слой, разделенный на низкотемпературную и высокотемпературную зоны, и отвод минеральных и органических продуктов термообработки, раствор в распыпенном виде подают в нижнюю часть высокотемпературной зоны кипящего слоя, в которой подцерживают температуру ниже температуры плавления солей, затем перемещают гранулы в низкотемпературную зону с последующим отводом из нее минеральных продуктов, а органические продукты окнсляют в верхней части высокотемпературной зоны, в которой поддерживают температуру, обеспечивающую полное окисление. В нижней части высокотемпературной зоны поддер40 живают температуру на 10-50 С ниже температуры плавления солей, а в низкотемпературной зоне поддерживают температуру 100-700 С. Такая температура в нижней части высокотемпературной зоны исключает плавление солей в ней и шлакование слоя.

При соприкосновении капель раствора с поверхностью гранул, имеющих высокую температуру, вода и органические примеси, содержащиеся в каплях раствора, испаряются, а соли кристаллизуются, образуя на гранулах корку.минеральньгх примесей. Эти гранулы с коркой минеральных примесей 55 перемещают в низкотемпературную зону, например, за счет разницы уровней слоев в зонах или эа счет различных

4 скоростей псевдосжижения в зонах и возникающей из-за этого циркуляции, а образующиеся в этой части высокотемпературной зоны пары воды и органики потоком теплоносителя для псевдосжикения уносятся в верхнюю часть высокотемпературной зоны.

В результате минеральные соли в верхнюю часть высокотемпературной эоны не поступают, что дает возможность поддерживать там температуру, обеспечивающую полное обезвреживание органических примесей. Эта температу-,. ра находится в пределах 900-1100 С и ее можно поддерживать следующими способами . эа счет тепла сгорания органических примесей; эа счет ввода в верхнюю часть высокотемпературной зоны теплоносителя с необходимой температурой; за счет помещения в верхнюю часть высокотемпературной зоны теплообменника, через который пропускают теплоноситель с необходимой температурой; за счет электрообогрева, предварительного нагрева очищенных инертных гранул, поступающих из ниэкотемпературной зоны.

Продукты термообработки органических примесей, теплоноситель и пары воды выносятся иэ высокотемпературной. зоны в конденсатор для улавливания влаги, а затем в атмосферу.

В низкотемпературную зону поступают гранулы с коркой минеральных примесей. За счет частых столкновений и интенсивного трения гранул друг о друга эта корка истирается, и образующаяся пыль уносится теплоносителем для псевдоожижения в систему пылеочистки. Очищенные гранулы перемещают в верхнюю часть высокотемпературной зоны, например, за счет эжекции илн за счет циркуляции, возникающей иэ-за различных скоростей псевдоожижения в зонах. Под действием силы тяжести гранулы поступают в нижнюю часть высокотемпературной зоны, приобретая температуру равную температуре теплоносителя, т.е. несколько ниже температуры плавления солей. В зоне гранулы контактируют с раствором, и цикл повторяется снова. Температура в низкотемпературной зоне поддерживается на уровне 100-700 С в зависимости от вида применяемого очистного устройства. Например, для тканевых или стеклотканевых фильтров

100-250 С, для циклонов — 250-700 С.

Необходимая температура поддерживаформула изобретения

5 8 ется за счет соответствующей температуры теплоносителя.

На чертеже схематично представлено устройство, реализующее способ.

Устройство для реализации способа содержит емкость 1, печь кипящего слоя с высокотемпературной 2 и низкотемпературной 3 зонами, тканевый фильтр 4, теплаобменник 5 и конденсатор 6. Способ реализуется следующим образом.

Сточные воды состава МаС6 57., фенол 10Х из емкости 1 через форсунку поступают в нижнюю часть высокотемпературной зоны 2. Температура в тыжней части зоны 2 на границе факела распыла равна 650-700 С. Материал в вые сокотемпературной зоне сжижается потоком теплоносителя с температурой

° 760 С. Пары воды и органики уносятся в верхнюю часть зоны, где эа счет электрообогрева температура поддерживается равной 950 С. Частицы с коркой

O солей поступают в ниэкотемпературную зону 3, которая ожижается теплоно" сителем с температурой 100 С. Здесь о корка истирается, и пыль поступает в тканевый фильтр 4.

Продукты окисления органики через теплообменник 5, сллкащий для регенерации тепла, поступают в конденсатор 6 для улавливания влаги и возвращения ее в производственный процесс.

Анализ продуктов термообработки показывает полное отсутствие органических примесей.

Реализация способа термической обработки высококонцентрированных растворов в кипящем слое инертных гранул обеспечивает возможность полного обезвреживания органических примесей, входящих в состав сточных вод; непрерывную термообработку сточных вод при высоких температурах, исключает шлакование слоя и остановку процесса а также позволяет использовать дешевые и высокоэффективные устройства для пылеочистки, например, ткане70861 6 вые. фильтры значительно улучшить качество и удешевить процесс термического обезвреживания сточных вод на химических предприятиях.

1. Способ термообработки раство10 ров в кипящем слое, включающий ввод теплоносителя для псевдосжижения слоя инертных гранул, подачу раствора в кипящий слой, разделенный на высокотемпературную и низкотемпературную зоны, и отвод минеральных и органических продуктов термообработки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью полного обезвреживания токсичных органических примесей, содержащихся в высококонцентрированных растворах, раствор подают в нижнюю часть высокотемпературной зоны кипящего слоя, в которой поддерживают температуру ниже температуры плавления солей, затем перемещают гранулы в низкотемпературную зону с последующим отводом иэ нее минераЛьных продуктов, à органические продукты окисляют в верхней части высокотемпературной зоны, в которой поддерживают температуру, о6еспечивающую полное окисление.

2. Способ по и. 1, о т л н ч а юшийся тем, что в нижней части высскотемпературной зоны поддерживают температуру на 10-50 С ниже температуры плавления солей, а в ниэкотемпературной зоне поддерживают температу-ру 100-700 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термические методы обезвреживания отходов. Л., "Химия", 1975, с. 7071

2. Тодес О.М. Обезвреживание растворов в кипящем слое. М., "Металлур4 гия", 1973, с. 143.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2649018/29-33, кл. F 23 G 7/04, 1978 (прототип).