Способ определения теплоты сгорания сточных вод

404006 О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиМСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 01.17.1971 ( 1640357/26-25)с присоединением заявки-ПриоритетОпубликовано 26,Х.1973. Бюллетень43Дата опубликования описания 20,111.1974 М, Кл. б 01 п 2522 Государственный комитет Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытийУДК 628.54 (088.8) Авторизобретения М Н. Бернадинер Опытно-конструкторское бюро энерготехнологических процессов химической промышленностиЗаявитель СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЪ СГОРАНИЯ СТОЧНЫХ ВОДИзобретение относится к огневому обезвреживанию производственных сточных вод, содержащих горючие (органические и минеральные) примеси, в частности к анализу сточных вод.Теплота сгорания сточной воды является важнейшей характеристикой, определяющей организацию и конструктивное оформление процесса обезвреживания. Например, при теплоте сгорания сточной воды Яй )2000 ккал/л возможно надежное обезвреживание без подачи в топку дополнительного энергетическогортоплива. Для сточных вод с Ян )800 ккал/л надежное обезвреживание достигают при совместной подаче сточной воды со вторичным воздухом, необходимым для окисления горючих примесей.Известен способ определения теплоты сгорания сточных вод, по которому экспериментально определяют окисляемость (химическое потребление кислорода - ХПК) сточной воды бихроматным способом в присутствии катализатора Ар 504,Теплоту сгорания сточной, воды рассчитывают по формулеЯй=3,2 ХПК,где Ян - теплота сгорания низшая, ккал/л, ХПК - химическое потребление кислорода сточной водой, г/л. Однако известный способ имеет недостаточную точность измерения, что обусловлено неполным окислением в жидкой фазе органических веществ. Например, ХПК для бензола 5 составляет лишь 24% от теоретического потребления кислорода из условия образования СОе и НеО, для циклогексанола - 86%, а длятолуола - 27 %.Кроме того, бихроматным способом невоз можно определить теплоту сгорания сточныхвод, содержащих элементно-органические и горючие минеральные примеси. Например, при определении ХПК сточной воды, содержащей натриевые соли органических кислот, факти чески анализируется окисляемость органических кислот, так как Ха переходит в сульфат натрия. В то же время в процессе огневого обезвреживания сточных вод натриевые соли органических кислот превращаются в топоч ной камере в карбонат натрия.По другому способу пробу сточной водыпредварительно упаривают или высушивают и затем определяют экспериментально высшую теплоту сгорания при помощи калориметриче ской бомбы (например, по ГОСТ 147 - 64),рНизшую теплоту сгорания Ян получают, вычитая из высшей теплоту парообразования воды, содержавшейся в навеске и образовавшей- ЗО ся в результате сжигания.Однако при реализации этого способа определения теплоты сгорания сточных вод часть горючих примесей в процессе упаривания или сушки переходит в газовую фазу, что увеличивает погрешность определения. Определение в бомбе теплоты сгорания исходной сточной воды практически неосуществимо вследствие малой калорийности пробы. Для осуществления данного способа на практике необходимо сложное и дорогое оборудование.Целью изобретения является повышение точности измерения.Для этого в печи сжигают топливо с избытком воздуха, а не менее 1,2, в отходящие газы вводят в распыленном состоянии анализируемую сточную воду, измеряют содержание кислорода и азота в сухих отходящих газах до и после подачи сточной воды и искомую величину определяют по формуле ф 3500 - (1)ы, где О и Н 2 - содержание кислорода и азон н та в сухих отходящих газах до ввода сточной воды, %, 02 и ЬЬ - содержание кислорода и азота в к ксухих отходящих газах при сжигании топлива и полном обезвреживании сточной воды, %, Гв - общий расход воздуха на процесс, км /час,О.в - расход сточной, воды, л/час.Поскольку полное сжигание топлива проводят с избытком воздуха, а=1,1 - 1,3, содержание остаточного, кислорода в отходящих сухих газах составляет 2 - 5%. После распыливания сточной воды в продукты сгорания топлива капельки воды полностью испаряются, а горючие примеси за счет кислорода окисляются, образуя продукты полного сгорания - СОь НО. В зависимости от расхода сточной воды, а также состава и концентрации горючих примесей в ней, переход на подачу сточной воды сопровождается падением концентрации кислорода в сухих отходящих газах на 1 - 4 %. Теплоту сгорания определяют по формуле100 1, 100 ст.в. где Гсг - выход сухих отходящих газов довпрыска сточной воды, нмз/час, 4400 - расчетный коэффициент, характеризующий отношение количества тепла, приходящегося на 1 нмз расходуемого кислорода воздуха при полном сжигании различных органических соединений. Например, для ацетона (СН,),СО: 1 о =1,54 нмв 1 кг, Яй = 6800 ккал/кг, ой= 4400 нкалнм.1 о Преобразуя формулу (2) с учетом того, что н 79 сг - в Н12 5 получим формулу (1).Таким образом, для определения теплотысгорания сточной воды необходимо замеритьсодержание О, и Х 2 до ее подачи и в процессеобезвреживания общий расход воздуха и рас 10 ход сточной воды. Содержание кислорода иазота можно определить при помощи газоанализаторов типа ГХП-З,и ВТИ.С целью исключить присутствие в отходящих газах продуктов неполного сгорания прл.15 месей сточной воды, температуру на выходеиз камеры поддерживают на уровне 1000 -1)00 С,Предложенный способ определения теплотысгорания сточных вод опробован для ряда от 20 ходов химической промышленности.П р и м е р. Определение теплоты сгораниясточенной воды производства капролактама, содержащей различные натриевые соли карбоновых и дикарбоновых кислот, циклогексанол,25 циклогексанон, едкий натр.При работе камеры сгорания на природномгазе устанавливают температуру отходящихгазов - 1300 С. При этом расход воздухаравен 30 нмз. Анализ сухих отходящих газов:С 02 = 96%; 02 =3,9%; ЬЬ = 86,5%.В продукты сгорания топлива впрыскиваютсточную воду и, увеличивая расход воды черезЗ 5 форсунку, доводят температуру отходящих газов до 1100 С. Расход сточной воды составляет 10 л/час. Анализ сухих дымовых газов в процессе обезвреживания:СО 2 = 11,2; 02 = 1,0%; % = 878%.Теплота сгорания сточной воды Яй ==350 ккал/л. 45 Предмет изобретенияСпособ определения теплоты сгорания сточных вод путем их сжигания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере ния, в печи сжигают топливо с избытком воздуха а не менее 1, 2, в отходящие газы вводят в распыленном состоянии анализируемую сточную воду, измеряют содержание кислорода и азота в сухих отходящих газах до и после 55 подачи сточной воды и искомую величинуопределяют по формулен к)н = 3 о 00яств 2 2бЭн нгде 02, ЬЬ - содержание кислорода и азота всухих отходящих газах до вводасточнои воды%,02, Иг - содержание кислорода и азота вк кб 5 сухих отходящих газах при сжи404006 Составитель Г, Слуцкая Редактор А. Зиньковский Текред 3. Тараненко Корректор Е. Зимина Заказ 556/11 Изд.189 Тираж 755 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 5 К, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 гании топлива и полном обезвреживании сточной воды, %,в - общий расход воздуха на процесс, кмз/час;Ост.в - расход сй воды, л/час.