ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование процесса огневого обезвреживания сточных вод, содержащих органические и минеральные вещества из "Огневое обезвреживание промышленных сточных вод" Большинство органических веществ в процессе испарения капель сточной воды полностью переходит в паровую фазу. В отличие от них органические соединения металлов чаще всего полностью не испаряются, а лишь подвергаются термическому разложению с образованием конденсированных частиц, в которых могут содержаться горючие вещества (кокс, высокомолекулярные органические соединения), окисляющиеся в дальнейшем по законам гетерогенных реакций. Эти реакции протекают значительно медленнее гомогенных газовых, поэтому успешное протекание процесса огневого обезвреживания сточных вод, содержащих органические соединения металлов, будет возможно только при более жестких условиях организации процесса и снижения удельных нагрузок реакторов. [c.83] При огневом обезвреживании сточных вод, содержащих минеральные вещества, возникает опасность образования твердых отложений на стенках циклонного реактора, что нарушает его аэродинамическую обтекаемость и резко ухудшает показатели работы, а иногда сокращает срок работы реактора. Это явление наиболее вероятно при наличии в сточных водах значительных концентраций тугоплавких соединений, когда затруднено образование расплава и возможно спекание частиц на стенках реактора в твердой фазе. [c.83] Термическое разложение некоторых минеральных веществ может сопровождаться образованием газообразных токсических соединений (НС1, HF, SOj, SO3, Р4ОЮ и др.). [c.83] Наличие в сточной воде растворенных минеральных веществ может существенно повлиять на механизм испарения капель. Не исключено, что при испарении на поверхности капель образуется корка из минеральных веществ, которая является причиной микровзрывов и дополнительного дробления капель [21]. [c.83] Исследование уноса солей из циклонных реакторов. Влияние различных факторов на величину пылеуноса из циклонных реакторов в процессе огневого обезвреживания сточных вод исследовалось на стендовых циклонных установках МЭИ, аналогичных описанной выше, при испарении распыленных водных растворов натриевых солей Naj Og, Na l, NagSOi, наиболее часто встречающихся в сточных водах. [c.83] Схема отбора проб уноса минеральных веществ из циклонного реактора показана на рис. 37. Отбор проб производился в сечении газохода за реактором, в котором наблюдались достаточно равномерные поля скоростей и температур. При этом соблюдался принцип изокинетичности. Поскольку в опытах было обнаружено достаточно равномерное распределение пыли в газовом потоке по всему сечению газохода, запыленность газов определялась только в одной точке контрольного сечения — в его центре. Дымовые газы после их фильтрации направлялись в барботажный поглотитель с реактивом для контроля возможности проскока минерального вещества через фильтр. [c.84] В опытах изучалось влияние на пылеунос температуры процесса, удельной нагрузки реактора, тонины и корневого угла распыливания. Кроме того, изучалось влияние на пылеунос концентрации минера,льных веществ в исходном растворе. [c.85] Минеральные соли Na l, Nas Og и N82804 заметно отличаются друг от друга по интенсивности испарения при рабочих температурах процесса обезвреживания. Хлористый натрий обладает весьма высокой упругостью паров. Со свободной поверхности при 1000° С испаряется около 13,7 кг/(м ч) Na l. Обезвреживание сточных вод, содержащих Na l, при повышенных температурах неизбежно приведет к интенсивному испарению и большому выносу этой соли из реактора с отходящими газами. [c.86] Карбонат натрия является менее летучим соединением по сравнению с хлористым натрием. Опыты, проведенные по испарению Naa Og со свободной поверхности в токе углекислоты, показали, что при 1000° С и скорости газа 0,5 м/с испаряется лишь около 1,8 кг/(м -ч) этой соли. В указанных условиях еще меньшей испаряемостью обладает сульфат натрия — около 0,06 кг/(м ч). Более высокий пылеунос сульфата натрия по сравнению с карбонатом, наблюдавшийся в опытах на стендовых установках (рис. 38), связан не с его испарением, а с более тонким распылом раствора сульфата натрия и большим выносом тонких фракций пыли. [c.87] В процессе огневого обезвреживания сточных вод, особенно при повышенных температурах, возможно термическое разложение минеральных веществ. Хлористый натрий является весьма стойким соединением и практически не подвергается диссоциации вплоть до 2000° С. Карбонат натрия — соединение менее стойкое. Однако при огневом обезвреживании сточных вод в продуктах горения углеводородного топлива, где парциальные давления Oj обычно составляют 6—10 кПа, при температурах не более 1200° С диссоциация Naj Oj полностью исключается [102]. Наоборот, возможна полная карбонизация окиси натрия NajO, образующейся в результате диссоциации NaOH или сгорания органических соединений натрия. Диссоциация сульфата натрия возможна лишь при температурах выше 1400° С [951. [c.87] Таким образом, наиболее часто встречающиеся в сточных водах соли натрия (Na l, Naj Og и NajSOJ не подвергаются термическому разложению при рабочих температурах процесса огневого обезвреживания. [c.87] Данные рис. 39, б свидетельствуют о том, что тонина распыливания наиболее сильно влияет на пылеунос при тонком распыле жидкости. В области грубого распыливания это влияние становится слабым. В связи с этим слишком грубый распыл сточных вод с целью снижения пылеуноса является нецелесообразным, так как при незначительном снижении пылеуноса наблюдается сильное уменьшение удельной нагрузки по условиям выгорания органических примесей или при сохранении удельной нагрузки — снижение полноты окисления примесей. Оптимальная тонина распыливания, при которой обеспечивается надежное окиоле-ние органических примесей при достаточно высоких удельных нагрузках реактора и приемлемом уровне пылеуноса, для каждого конкретного вида сточной воды может быть определена только экспериментально. Очевидно, что для циклонных реакторов различных размеров оптимальная тонина распыливания будет различна (гл. 5). [c.89] Удельная нагрузка. Влияние удельной нагрузки циклонного реактора на пылеунос изучалось на 8%-ном растворе ЫагСОз с использованием комплекта механических центробежных форсунок, отличающихся постоянными корневым углом и тониной распыливания при различной производительности. Удельная нагрузка в этой серии опытов изменялась в широких пределах от 0,42 до 2,04 т/(м ч). Скорость вылета газовоздушной смеси из горелок, имевших постоянное выходное сечение, при этом изменялась от 16 до 51 м/с. Другие параметры процесса были постоянными 0., = 950° С, =(84...90)°, (1 = (180... 195) мкм. Результаты этих опытов приведены на рис. 39, г. При увеличении удельной нагрузки пылеунос возрастал. Так, если прн й/ /ц — 0,92 т/(м - ч) запыленность сухих дымовых газов составляла 3,78 г/м , а относительная величина пылеуноса — 14,5%, то при б /Уц = 2,04 т/(м ч) запыленность отходящих газов достигла 7,5 г/м , а пылеунос — 25%. Пылеунос увеличивался несмотря на значительное усиление эффекта центробежной сепарации с ростом нагрузки вследствие повышения входных скоростей для газовоздушной смеси. [c.90] Особенности огневого обезвреживания сточных вод, содержащих органические соединения металлов. Во многих производственных сточных водах содержатся органические соединения, в состав которых входят металлы (металлоорганические соединения, соли органических кислот, производные карбоновых кислот, спиртов и других органических соединений). Чаще всего встречаются органические соединения, содержащие щелочные металлы — натрий и калий, реже щелочно-земельные — кальций и барий. В сточных водах почти всегда присутствуют натриевые соли органических кислот. [c.91] Анализ проб уноса, полученных в опытах по обезвреживанию водного раствора фенолята натрия и сточной воды производства капролактама, показал, что он состоит практически только из Nag Og. В опытах по обезвреживанию сточной воды производства фенола, содержавшей, кроме фенолята натрия, гидроокись натрия и сульфит натрия, унос состоял из Na.j Og и Na2S04. Это связано с тем, что при горении фенолята натрия образовывался карбонат натрия, гидроокись натрия подвергалась полной карбонизации, а сульфит натрия окислялся до сульфата. [c.93] Как уже указывалось, наиболее часто встречающийся в сточных водах Na l является весьма стойким соединением. Na l не реагирует с компонентами дымовых газов. Поэтому обезвреживание сточных вод, содержащих Na l, не сопровождается образованием H 1. [c.97] Хлористый калий по своим свойствам близок к хлористому натрию. При обезвреживании сточных вод, содержащих КС1, не возникает опасности появления в отходящих дымовых газах хлористого водорода. [c.98] Таким образом, при обезвреживании сточных вод, содержащих Mg lo, необходимо предусматривать присадки щелочей из расчета связывания всего хлора, содержащегося в хлориде магния. [c.98] Появление аммиака должно быть учтено при выборе режимных параметров процесса обезвреживания. В частности, для глубокого его окисления требуется повышенный температурный уровень процесса. [c.98] Вернуться к основной статье