Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 122
Текст из файла (страница 122)
Еще одним отходом производства капролактама является маточный раствор„образующийся при получении адипиновой кислоты. Помимо дикарбоновых кислот в нем содержится 33 — 35 % азотной кислоты. Спуск таких стоков в водоемы без предварительного обезвреживания запрещен. Поэтому они подвергаются термическому обезвреживанию, сущность которого состоит в том, что органические вещества, в основном определяющие токсичность стоков, окисляются при температуре 800— 900 'С в специальных печах с получением продуктов сгорания. Высокая концентрация азотной кислоты в маточном растворе вызывает необходимость его разбавления водой до содержания кислоты не более 1 %, что приводит к увеличению количества подаваемых в печи стоков и„следовательно, дополнительному расходу топлива. Разработан способ выделения дикарбоновых кислот из водного Часть И1.
Основное оборудование для очистки сточных вод Рнс, 2.80. Схема установки для получения днкарбоновьи кислот 631 слоя и маточного раствора адипиновой кислоты путем окисления водного слоя маточным раствором до концентрации избыточной азотной кислоты 1 — 3 % с последующим упариванием в аппарате погружного горения. Принципиальная схема установки представлена на рис. 2.80. Маточный раствор адипиновой кислоты из сборника 2 подается в реактор первой ступени 3, где происходит окисление органических соединений азотной кислотой, подаваемой из сборника 1.
Образующиеся при этом окислы азота направляются через сепаратор 4 в абсорбер. В реакторе второй ступени 5 осуществляется доокисление органических соединений. Окислы азота через сепаратор второй ступени б также поступают в абсорбер. Окисленный водный слой из сборника 7 подается в первый аппарат с погружной горелкой 8, где выпаривается до концентрации 65 % дикарбоновых кислот. Второй аппарат погружного горения 9 служит для доупаривания водного слоя до получения плава дикарбоновых кислот. Полученный плав дикарбоновых кислот направляется на охлаждаемую поверхность барабана вальцев 10, где происходит его кристаллизация. Готовый продукт срезается с поверхности барабана ножом 11 и собирается в сборнике 12. Установка оборудована контрольно-измерительными приборами, позволяющими замерять расходы воздуха 15 — 19, природного газа 14, 17, растворов (на схеме не показаны), пара 13, а также температуры и давления рабочих сред, В качестве барботажных устройств аппаратов погружного горения были применены циркуляционные трубы.
Разделение процесса выпаривания на две стадии при непрерыв- Глава 2. Оборудование для 4изико-химических методов очистки ном получении готового продукта объясняется тем, что в аппарате предварительного выпаривания может быть выпарено около 85 % всей содержащейся в стоках воды с выбросом парогазовой смеси непосредственно в атмосферу. Выпаривание концентрационного раствора во втором аппарате происходит при более высокой температуре и сопровождается выделением из раствора паров азотной кислоты. Поэтому уходящая из этого аппарата парогазовая смесь должна подаваться в абсорбер. Аппараты погружного горения (АПГ) подразделяются на две группы: аппараты с внутренним циркуляционным контуром и аппараты с внешним циркуляционным контуром. На рис.
2.81 и 2.82 представлены конструкции АПГ с внутренним циркуляционным контуром. Аппарат„приведенный на рис. 2,81, разработан ЛенНИИгипрохимом, а аппарат, приведенный на рис. 2.82— УкрНИИхиммашем. Основные элементы аппарата: корпус 4 и погружная горелка 5. Корпус аппарата представляет собой цилиндрический резервуар с конусным днищем. На крышке корпуса располагается патрубок для выхода парогазовой смеси, погружная горелка и патрубок взрывного клапана 3.
Горелка работает на природном газе. Образовавшиеся при горснии топлива продукты сгорания поступают через выхлопной патрубок горелки под слой выпариваемой жидкости. Для регулирования скорости истечения продуктов сгорания из горелки служит конус-рассекатель 1, установленный соосно с горелкой. Равномерность распределения газа по сечению корпуса б32 аппарата достигается с помощью барботажной решетки б, представляющей собой перфорированный (дырчатый или щелевой) плоский металлический лист. Исходный раствор вводится в аппарат через штуцер 2, а упаренный удаляется через разгрузочную трубу 7, верхний срез которой расположен на расстоянии 250 — 350 мм над барботажной решеткой, Погружная горелка (рис.
2.83) состоит из смесительной камеры и туннеля, футерованного шамотным кирпичом. Природный газ через штуцер б поступает в коллектор 9, из которого через патрубки 10 выходит в завихритель, представляющий собой систему направляющих лопастей, установленных тангенциально по отношению к оси горелки.
Поступающий в завихритель воздух предварительно нагревается в кольцевом канале вокруг горелки. Коэффициент избытка воздуха составляет 1,5 — 1,6. Розжиг горелки осуществляется электрозапальником 8. Основные параметры аппаратов ЛенНИИ- гипрохима приведены в табл. 2.40. На рис. 2.82 представлена схема аппаратов тепловой мощностью 1— 1О МВт (первый вариант исполнения) с погружными горелками 2, каждая из которых концентрически установлена в циркуляционной трубе 1.
Газ и воздух подаются в горелку соответственно через штуцеры 3 и 4. Их смешение достигается с помощью завихрителя с винтовыми направляющими. Расчетный коэффициент избытка равен 1,6; тепловое напряжение объема камеры сгорания— 11,63 МВт/м'; расчетная скорость продуктов сгорания в камере — 45 м/с. Часть И7, Основное оборудование для очистки сточных вод Рис, 2.81.
Аппарат ЛенНИИгипрохима. По- яснения в тексте Рис. 2,83. Погружная горелка туннель- Рис. 2.82. Аппарат УкрИИИхиммаша (первый ного типа. Пояснения в тсксте вариант исполнения). Пояснения в тексте Таблица 2.40 Основныс парамстрм АПГ ЛенНИигипрохима Для тепловой мощности Основные параметры 2,32 МВт 9,3 МВт Диаметр аппарата, мм Высота аппарата, мм Высота цилиндрической части, мм Диаметр устья горелки, мм Диаметр барботажиого листа, мм Своболное сечение ба ботажпого листа, 5Ь 2200 5030 1600 360 1500 б 4300 7650 1500 720 3200 8 Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки Туннель горелки представляет собой трубу, выполненную из специального чугуна и футерованную огнеупорным материалом.
Выходящие из туннеля продукты сгорания топлива барботируют сквозь слои жидкости внутри циркуляционной трубы. Разность плотности между барботажным слоем внутри трубы и окружающей ее жидкостью вызывает многократную циркуляцию раствора в аппарате. Интенсивность циркуляции зависит от глубины погружения горелки в жидкость, которая может изменяться повышением или понижением уровня раствора в аппарате.
Раствор поступает в аппарат через штуцер 7 и удаляется из него через штуцер 5 с помощью эрлифта. Парогазовая смесь выходит из аппарата через патрубок б, Штуцер 8, установленный в конической части аппарата, служит для слива всего раствора. Аппарат снабжен предохранительной мембраной 9 для выброса продуктов сгорания в атмосферу в случас взрыва парогазовой смеси внутри аппарата.
Аппараты с циркуляционной грубой просты по конструкции, менее металлоемки и более технологичны в изготовлении и монтаже, чем аппараты с барботажной решеткой. В связи с ограниченной тепловой мощностью одной горелки они могут комплектоваться одной, двумя или тремя унифицированными погружными горелками. На рис. 2.84 представлен АПГ с внешним циркуляционным контуром, тепловой мощностью свыше 10 МВт. Горелки и циркуляционные грубы располагаются вне корпуса аппарата.
Основные параметры ап- 634 паратов конструкции УкрНИИхиммаша приведены в табл. 2.41. В графе, где размеры даны в виде дроби, числитель обозначает размеры аппарата с минимальным числом горелок, знаменатель — с максимальным. Существенным недостатком рассмотренных аппаратов погружного горения является применение погружных горелок, футерованных шамотом или корундом. Такой футеровочный материал способен выдерживать температуры свыше 1400 С, Однако наличие футеровки увеличивает массу аппарата, его габариты, стоимость самой горелки, вызывает определенные трудности, связанные с подбором вяжущих материалов, требует строгого соблюдения последовательности режима запуска горелки, так как находящаяся в аппарате жидкость, попадая на футеровку, может разрушить ее.
Все эти горелки работают на природном газе. Киевским политехническим институтом разработан АПГ, горелки которого могут работать на жидком топливе. Схема установки упаривания сточных вод Надворнянского НПЗ представлена на рис. 2.85. Аппарат снабжен циркуляционной трубой, закрепленной на его днище. Циркуляция раствора осуществляется через окна, выполненные в нижней части циркуляционной трубы. Отличительной особенностью аппаратов конструкции КПИ является применение нефутерованных горелок. Схема такой горелки приведена на рис.
2.86. Газогорелочное устройство представляет собой систему трубок 1 с отверстиями диа- Часть У!!, Основное оборудование для очистки сточных вод Рис. 2.84. Аппарат УкрНИИхиммаша (второй вариант исполнения): ! — камера сгорания; 2 — горелка; 3 — патрубок взрывного клапана; 4 — воздушный штуцер; 5 — штуцер установки эрлифта; 6 — штуцер вывода пара; 7 — разгрузочиая труба; 8 — патрубок обшею слива; 9 — корпус аппарата б35 метром с! = 2 мм для прохода газа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
