Способ термообработки растворов в кипящем слое

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 870861 Союз СоввтскннСоцналнстнчесннкРеспубпнндв делан нзебретеннй н втнрытнв(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 об 10 работки растворов в кипящем слое,включающие ввод теплоносителя для псевдосжижения слоя, подачу раствора в кипящий слой и отвод продуктов термо. обработки 3, Г 23.13Недостатком известных решений является невозможность проводить процесс термообработки при температурах выше 900 С из-эа наличия в сточных водах солей с температурой плавления ниже 900 С, особенно йаСО, йаСОа йаЬОл . При температурах выше 900о 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, и 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 20 Для полного обезвреживания целого ряда органических веществ, обычно присутствующих в сточных водах, необходима температура выше 9000 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 токсичнщх 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 кипящий25 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 поддер 40 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 4скоростей 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 пыле- очистки, 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 8ется за счет соответствующей температуры теплоносителя.На чертеже схематично представленоустройство, реализующее способ.Устройство для реализации способасодержит емкость 1, печь кипящегослоя с высокотемпературной 2 и низкотемпературной 3 зонами, тканевыйфильтр 4, теплаобменник 5 и конденсатор 6. Способ реализуется следующимобразом.Сточные воды состава МаС 6 53, фенол 107 из емкости 1 через форсункупоступают в нижнюю часть высокотемпературной зоны 2. Температура в кжнейчасти зоны 2 на границе факела распыла равна 650-700 С. Материал в вьюсокотемпературной зоне сжижается потоком теплоносителя с температурой760 С. Пары воды и органики уносятсяв верхнюю часть зоны, где эа счетэлектрообогрева температура поддерживается равной 950 С, Частицы с коркойсолей поступают в ниэкотемпературную зону 3, которая ожижается теплоно"сителем с температурой 100 С. Здесьокорка истирается, и пыль поступаетв тканевый фильтр 4,Продукты окисления органики черезтеплообменник 5, сллкащий для регенерации тепла, поступают в конденсатор 6 для улавливания влаги и возвращения ее в производственный процесс.Анализ продуктов термообработкипоказывает полное отсутствие органических примесей.Реализация способа термической обработки высококонцентрированных растворов в кипящем слое инертных гранулобеспечивает возможность полногообезвреживания органических примесей,входящих в состав сточных вод; непрерывную термообработку сточных водпри высоких температурах, исключаетшлакование слоя и остановку процесса, а также позволяет использоватьдешевые и высокоэффективные устройства для пылеочистки, например, ткане 70861 6вые фильтры значительно улучшитькачество и удешевить процесс термического обезвреживания сточных водна химических предприятиях. 1. Способ термообработки раство 1 О ров в кипящем слое, включающий вводтеплоносителя для псевдосжижения слояинертных гранул, подачу раствора вкипящий слой, разделенный на высокотемпературную и низкотемпературную зоны, и отвод минеральных и органических продуктов термообработки, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью полного обезвреживания токсичных органических примесей, содержащихся в высококонцентрированных растворах, раствор подают в нижнюю частьвысокотемпературной зоны кипящегослоя, в которой поддерживают температуру ниже температуры плавления солей,затем перемещают гранулы в низкотемпературную зону с последующим отводомиэ нее минераЛьных продуктов, а органические продукты окисляют в верхнейчасти высокотемпературной зоны, в которой поддерживают температуру, обеспечивающую полное окисление.2. Способ по и, 1, о т л н ч а ющ и й с я тем, что в нижней части высскотемпературной зоны поддерживаюттемпературу на 10-50 С ниже температуры плавления солей, а в ниэкотемпературной зоне поддерживают температу ру 1 ООООС,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Термические методы обезвреживания отходов. л., "химия", 1975, с, 70"71,ю2. Тодес О.М. Обезвреживание растворов в кипящем слое. М., "Металлур 4 гия", 1973, с. 143,3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2649018/29-33,кл. Г 23 6 7/04, 1978 (прототип).870863 ВНИИПИ Заказ Ткраа 609 Подписное Фклиал ППП "Патент",Уагород,ул,Проектная,4