способ термической переработки механически обезвоженных осадков сточных вод

Формула изобретения

Способ термической переработки механически обезвоженных осадков сточных вод, включающий сушку обезвоженных осадков парогазовой смесью, полученной из обезвоженных осадков и нагретой за счет теплоты сгорания высушенных осадков, сжигание высушенных осадков с получением и выпуском расплава минеральных веществ и прокалку сброса парогазовой смеси дымовыми газами, отличающийся тем, что перед прокалкой парогазовую смесь делят на два потока, причем первый поток в количестве 5-10% от всей массы сброса подают в зону сжигания термически высушенных осадков, а второй поток оставшейся массы вводят в газообразные продукты обезвреживания после выпуска расплава минеральных веществ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к технике обезвреживания токсичных отходов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве для сжигания осадков сточных вод.

Известен способ термической переработки механически обезвоженных осадков (МОС), характеризующийся тем, что обезвоженные осадки подают на термическую сушку, где в качестве сушильного агента используют отходящие из печи сжигания осадков газы (АС СССР № 361983, кл. F23G 7/00, 1973 г.). Высушенные до влажности 15-25% и измельченные сухие осадки (СОС) подают с помощью воздуха в печь, где они сгорают с образованием безвредных газообразных продуктов обезвреживания и жидкого расплава минеральных веществ - шлака.

Однако, так как отработавший в сушилке агент (парогазовая смесь) не может быть выброшен в атмосферу без дополнительного обезвреживания, то он подвергается прокалке - дожиганию в специальной дополнительной камере, что требует расхода дополнительного топлива на процесс дожита.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки обезвоженных осадков, включающий их сушку парогазовой смесью, полученной из обезвоженных осадков и нагретой за счет теплоты высушенных осадков, сжигания высушенных осадков с получением расплава минеральных веществ (жидкого шлака) и прокалку парогазовой смеси продуктами сжигания высушенных осадков.

Перспективные технологические схемы и оборудование сжигания осадков сточных вод. Бернадинер М.Н., Воронов А.В., Кацнельсон Л.О. Обз. инф. Сер. "Энерготехнологические процессы в химической промышленности". - М.: НИИТЭХИМ, 1981 (см. рис.4).

Технологическая схема термической переработки осадков по данному способу характеризуется высокой экономической эффективностью, так как позволяет осуществить разгонку исходных обезвоженных осадков на отдельные составляющие - сухой осадок и водяные пары с примесями летучих органических веществ с отсутствием прямого контакта паров с продуктами сгорания отходящими из печи, т.е. позволяет извлекать на стадии сушки высококалорийное твердое топливо, обеспечить надежность и безопасность процесса (сушка водяным паром) и полностью исключить затраты дополнительного топлива.

Недостатком известного способа является повышенный выход оксидов азота на стадии сжигания высушенного осадка, обусловленный высоким уровнем температур в головной зоне печи - зоне воспламенения и сжигания высушенного осадка сточных вод.

Техническим результатом является повышение экологической эффективности процесса сжигания высушенных осадков.

Техническая задача заключается в повышении экологической эффективности процесса сжигания высушенных осадков и достигается тем, что в способе переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающем их сушку парогазовой смесью, нагретой за счет теплоты сгорания высушенных осадков, сжигание высушенных осадков с получением и выпуском расплава минеральных веществ, прокалку сброса парогазовой смеси, парогазовую смесь перед прокалкой делят на два потока, причем первый поток в количестве 5-10% подают в зону сжигания термически высушенных осадков, а второй поток вводят в газообразные продукты обезвреживания после выпуска расплава минеральных веществ.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная технологическая схема процесса сжигания осадков, реализующая способ термической переработки механически обезвоженных осадков сточных вод.

Схема процесса сжигания осадков включает сушилку 1, теплообменник 2, циклонная печь 3, камеру дожигания 4 и фильтр 5.

В головную зону печи подают СОС и воздух для его горения и меньшую часть сброса из контура рецикла парогазовой смеси. На выходе из печи осуществляют выпуск расплава минеральных веществ (шлака). Далее газообразные продукты обезвреживания поступают в камеру дожигания (прокалки), где осуществляется окисление большей части сброса парогазовой смеси. Далее отходящие газы осуществляют косвенный нагрев парогазовой смеси и после их очистки от золоуноса сбрасываются в атмосферу.

Схема работает следующим образом: в сушилку 1 подают обезвоженный осадок и парогазовую смесь с температурой 450-550°С. В результате образуются высушенный осадок влажностью 15-25% с температурой 100-120°С и отработанная парогазовая смесь с температурой 150-170°С, поступающая в теплообменник 2.

Высушенный осадок подают совместно с окислителем (воздухом) в циклонную печь (головную зону) куда вводят также 5-10% парогазовой смеси с температурой 450-550°С, отобранной из контура рецикла. В циклонной печи осуществляется полное выгорание частиц осадков при умеренных температурах, предотвращающих образование избыточных концентраций NO. На выходе из циклонной печи 3 осуществляют выпуск расплава минеральных веществ с температурой 1300-1400°С. Далее продукты обезвреживания поступают в камеру прокалки (дожигания) 4 и смешиваются с основным потоком парогазовой смеси (90-95%). Из камеры дожигания 4 дымовые газы (смесь продуктов обезвреживания с парогазовой смесью) с температурой 1000-1100°С направляют в теплообменник 2 и далее после очистки в фильтре 5 от золоуноса в дымовую трубу с температурой 180-220°С. Дымовые газы имеют следующий состав: СO₂ - 7,49%, N₂ - 38,72%, Н₂ O - 52,94%, O₂ - 0.85%, пыль - 1,59 г/нм³ .

Разделение отобранной из контура рецикла парогазовой смеси на два потока и ввод первого потока парогазовой смеси (меньшей части) в головную зону циклонной печи позволяет минимизировать выход NO.

Уменьшение доли первичного потока менее 5% приводит к возрастанию выхода NO в циклонной печи.

Увеличение доли первичного потока парогазовой смеси более 10% приводит к уменьшению температуры отходящих газов и к возможному затруднению удаления жидкого расплава.

Использование изобретения позволяет обеспечить полное сжигание в закрученном потоке высушенных осадков с получением и выпуском расплава минеральных веществ и прокалку сброса парогазовой смеси продуктами сжигания осадков, что повышает экологическую и экономическую эффективность процесса.