Способ регулирования процесса тепловой обработки шлама

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(5 ЦМ, Кл,з С 02 Р 11/18 6 05 0 27/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 250581 Бодо Коглин(ФРГ) с Жна,ус,т.,Иностранная фирма, " аА кеераннитте Кессельнерне арр(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ШЛАМАИзобретение относится к способу непрерывного кондиционирования шлама, в частности шлама сточных вод при повышенной температуре и повышенном давлении и может использоваться в очистных сооружениях.Известен способ регулирования процесса тепловой обработки шлама путем отвода газа иэ реактора в зависимости от его.давления в верхней части реактора и подачи теплоносителя в зависимости от температуры шламав реакторе 11Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регулирования процесса тепловой обработки щлама, в котором давление устанавливают в отдельных ступенях при помощи газоспускных вентилей, при этом сначала на основании задан О ного давления для реактора, в котором происходит кондиционирование, определяют оптимальные давления отдельных ступеней и, соответственно, устанавливают вентили так, что при превышении вычисленного давления соответствующее количество газа спус-. кается 2 .Однако если по какой-либо причине будет целесообразно изменить давление реактора, .то должны быть изменены давления также и в различных ступенях теплообмена. Отклонениям давления, при которых давление находится ниже вычисленного оптимальвого давления, нельзя противодействовать. Чтобы скорректировать эти давления необходимы дополнительные приемы, как, например, вдуваниепара в соответствую;щую ступень. Но это требует дополнительных капиталовложений и производственных расходов. Также и спуск газа из промежуточных ступеней, всегда связан с теплопотерями и поэтому дол" жен быть ограничен до ьынимума. Но, определенный спуск газа является необходимым, так как атмосфера в отдельных ступенях, которая в идеальном случае должна состоять иэ чистого водяного пара, в действительности же обогащена более или менее инертным газом, прежде всего углекислотой, А инертный газ ухудшает теплоотдачу.Цель изобретения - уменьшения теплопотерь.Поставленная цель достигается тем, что отвод отработанного газа изменяют в зависимости от концентрации инертного газа в реакторе и теплообменниках, а концентрацию инертного газаопределяют по разности температур неочищенного н очищенного шламов.Образование инертного газа в отдельных ступенях является различным. Это образование особенно отмечается, прежде всего, в саьжх.холод- ных и в самых горячих ступенях. В средних ступенях, напротив, не появляется никакого инертного газа. В соответствии с этим при предлагаемом способе регулирования можно почти полностью избежать теплопотерь в средних ступенях.Для каждой ступени разница между температурой на выходе неочищенного шлама и температурой на выходе кондиционированного шлама является ме рой для концентрации инертного газа. Это приемлемо, так как указанная разница в температуре является следствием несовершенства теплообмена, которая в первую очередь, обусловлена со держанием инертного газа.На фиг, 1 показана схема кондиционерной установки; на фиг. 2 - схема регулирования прямого теплообменника.Установка 1 включает три прямых теплообменника 2-4. Однако на практике, как правило, оказывается большее колнчество пряьых теплообменнчков - примерно дошести - как оптимальное . Прямые теплообменники. состоят иэ пря- З мо стоящих цилиндрических емкостей с вогнутыми днищами. Каждый прямой теплообменник разделен наклонными горизонтальными перегородками 5-7 на нижние 8-10 и на верхние 11-13 камеры. Через отверстия промежуточных пере 35 городок камеры сообщены друг с другом. Трубы 14-16, сваренные с края" ми отверстий, простираются от горизон-тальных перегородок вверх. Между этими перегородками и наружными стенка ми пряьюх теплообменников имеются над перегородками кольцевые желоба. В камерах 11-13 расположены каскадные щитки 17-19.НеоЧищенный шлам из резервуара 45 (не показан) идет по трубопроводу 20 через насос 21 высокого давления к верхнему днищу грямого теплообменника 3, который он проходит по середине. Сбответствующие трубопроводы 50 22 и 23, каждый из которых имеет насос 24 и 25, выходят из желобов 26 прямых теплообменников 4 и 3 и присоединены к последукщим пряьым теплообменникам 3 и 2.55Предусмотрен трубопровод 27 с насосом 28, который выходит от желоба прямого теплообменника 2 и входит сверху в реактор 29.Реактор 29 в своей верхней части оборудован также каскадными щитками 60 30. Под каскадными щитками подключен трубопровод 31 для подачи постороннего пара.От нижней части реактора 29 идет трубопровод 32, содержащий вентиль 65 33 дляснижения давления, и входит с боковых сторон в камеру 8 прямого теплообменника 2. Соответствующие соединительные трубопроводы 34 и 35 с вентилями 36 и 37 соединяют соседние.прямые теплообменники. От прямо" го теплообменника 4 выходит наружу трубопровод 38 с вентилем 39.Газопускные трубопроводы 40-43, оборудованные вентилями 44-47, при" соединены к верхней части реактора 29 и прямых теплообменников 2-4 и соединены с коллектором 48.Способ осуществляется следующим образом.Неочищенный шлам подается насосом 21 через трубопровод 20 в камеру 13 прямого теплообменника 4, где он при попадании на каскадные щитки 19 рас" пределяется и нагревается при помощи теплоты конденсации выходящим из,камеры 10 выпаром. Нагретый сырой шлам с выпарным конденсатом обрадует в желобе 26 сборник и подается оттуда насосом 24 через трубопровод 22 при повьыенном давлении в следующий прямой теплообменник 3, В этом и в следующем прямом теплообменнике 2 описанный процесс повторяется. Подогретый таким образом сырой шлам доводится насосом 25 до давления реактора и вдавливается в него. Там он стекает тонкой струей-пеленой по каскадным щиткам вниз и при этом путем прямого теплообмена доводится встречным отработанным газом и поданным по трубоцроводу 31 посторонним паром до темпера" туры реактора. После необходимого времени нахождения в реакторе поданного сверху неочищенного шлама кондиционированный уже шлам выходит сни-. зу через трубопровод 32 из реактора и в редукционном клапанепонижается давление до давления, имеющегося в прямом теплообменнике 2. При этом кондиционированный шлам охлаждается при парообраэовании, В камере 8 прямого теплообменника кондиционированный шлам и пар отделяются друг от друга. Выпары поднимаются в камеру 11 и перемешиваются там с менее го" рячим неочищенным шламом. Кондиционированный шлам образует на днище сборник, из которого он стекает через трубопровод 24, после этого в расширительном вентиле 36 давление снова снижается у него. В прямых теплообменниках 3 и 4 происходит соответствующий процесс и намного охлажденный, кондиционированный шлам выходит потом через трубопровод 35 из устройства.У каждого прямого теплообменника в верхнем и нижнем сборнике имеется по одному термоэлементу 49 и 50, от которых один измеряет непрерывно температуру неочищенного шлама, стекающего в направлении реактора 29, а другой непрерывно измеряет температуру выходящего кондиционированного шлама. Термоэлементы 49 и 50 включаются с встречной последовательно" стью один против другого, создающаяся в результате разница в напряжении превращается преобразователем 51 измеряемой величины в электрический сиг 5 нал, Этот сигнал подводится для да" льнейшей переработки к регулятору 52, Ысли возникает отклонение от установленного заданного значения, то регулятор 52 дает соответствующий этому отклонению выходной сигнал в виде электрического сигнала электромагнитному.преобразователю 53 сигналов. Этот преобразователь преобразует электросигнал в гидравлический сигнал, который подается дальше пневматическому позиционному регулятору 54. Этот регулятор обеспечивает с помощью пневматического сервопривода 55 положение вентиля 45, соответствующее 20 выходному сигналу регулятора 52.Давление регулятора регулируется .с помощью поданного постороннего пара. Вследствие доли участия инертно- го газа температура шлама в реакторе 25 на несколько градусов ниже температуры насыщения. Температура шлама регулируется тем, что соответствующее количество отработанных газов, спускается через вентиль 44. Иэ отдельных прямых теплообменников 2-4 при помощи регулирующего устройства спускается столько газа, что разница в температуре, которая в отсутствии инертного газа при полном теплообме не была бы весьма незначительной; не5 превышает заданное максимальное значение. Это означает., что концентрация инертного газа держится настолько низкой, что она не ухудшает теплообмен свыше неизбежного, но возможно . 40 незначительного размера. Таким обра" эом, в прямых теплообменниках 2-4 давление и температура автоматически устанавливаются на оптимальные промежуточные значения так, что для 45 поступающего неочищенного шлама создается ступенчатое повышение, а для стекакщего кондиционированного шлама ступенчатое понижение давления и температуры,Разница в температуре является только мерой или показателем наличия Инертного газа. Инертный газ является основной причиной ухудшения теплообмена, Поэтому, при другом варианте выполнения предлагаемого способа концентрация инертных газов применяется как регулируемая величина, Конечно, среди отдельных прямых теплообменников она не является постоянной, а возрастает снизу вверх. Поэтому, в отработанном газе она наибольшая и там измеряется, При этом для всего потока отработанного газа каждого, прямого теплообменника или для одного из ответвленного от него частичного потока определяется содержание влаги.Остаток представляет собой инертный гаэ. Регулирование происходит соответствующим образом (фиг. 2) только с той разницей, что вместо разницы в температуре концентрации инертного газа служит регулируемой величиной. Формула изобретения1. Способ регулирования процесса .тепловой обработки шлама путем изменения отвода отработанного газа изреактора и теплообменников, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения теплопотерь за счет повышения точности регулирования, отводотработанного газа изменяют в зависимости от концентрации инертногогаза в указанных аппаратах.,2. Спбсоб по . 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что концентрациюинертного газа определяют по разности температур неочищенного и очищенного шлаков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Великобритании Ф 1379929,кл. С 1 С, 1975.2. Патент ФРГ Э 2019731,кл. С 02 С 3/00, 1974.