Термическое обезвреживание (сжигание) сточных вод

Объем перечисленных отходов измеряется многими миллионами тонн в год. В настоящее время значительную часть их складируют на полигонах, в шламонакопителях, сливают в канализацию. Это приводит к загрязнению поверхностных и подземных вод, воздуха и почвы. Применение установок сжигания и огневого обезвреживания отходов позволяет не только предотвратить загрязнение окружающей среды, но и (в результа

те переработки части отходов в товарные продукты и сырье и их энергетического применения) более экономично использовать природные ресурсы.

Циклонная печь для сжигания сточных вод.

Печь для сжигания жидких, газообразных и твердых отходов.

Печь включает: огнеупорную цилиндрическую стенку печи 1, заключенную в кожух 2, в пространстве между которыми установлена камера подачи воздуха 3, выполненная в виде трубы, перфорированная поверхность 4 которой переходит в гофрированную 5, причем суммарная площадь отверстий перфорации составляет не менее 1,2 площади проходного сечения перфорированного трубопровода, а отношение длины гофрированной поверхности к длине перфорированной поверхности не менее 0,2. Трубопроводы для подачи сжигаемых отходов 6, основного 7 и дополнительного 8 воздуха расположены коаксиально относительно друг друга и соединены между собой радиальными пластинами 9, 10, 11, 12, равномерно распределенными по кругу. Трубопровод для дополнительной подачи воздуха 8 соединен с камерой подачи воздуха 3 через кольцевой конусообразный клапан 13 с регулируемым зазором 14, образованным внутренней стенкой трубопровода 8 и наружной стенкой кольцевого конусообразного клапана 13. На стенке кожуха печи 2 камера подачи воздуха 3 закреплена с помощью резьбовой муфты 15, на наружной поверхности которой установлен регулятор зазора 16 и имеется зазор 17, образованный торцами трубопроводов 6 для подачи отходов и 7 для подачи основной части воздуха. Печь для сжигания жидких, газообразных и твердых отходов работает следующим образом. В камеру подачи воздуха поступает воздух, причем часть потока с постоянным расходом проходит через перфорированную стенку кольцевого конусообразного клапана 13 и направляется к трубопроводу для подачи основного воздуха 7, при этом его площадь обеспечивает оптимальную и постоянную во времени скорость воздушного потока, необходимую для наилучшего диспергирования жидких отходов. В трубопровод для дополнительной подачи воздуха 8 через регулируемый зазор 14 поступает другая часть воздуха. Величина зазора изменяется с помощью регулятора зазора 16 и позволяет обеспечить дополнительную подачу воздуха на горение. Скорость подачи основного воздуха остается постоянной независимо от изменения подачи дополнительного воздуха на горение. Для регулирования положения фронта пламени возможно изменение зазора 17 путем осевого смещения трубы отходов 6. В результате такой организации подачи воздуха и отходов в камеру печи улучшается тепломассообмен, ускоряется процесс горения, что приводит к резкой интенсификации окисления продуктов неполного сгорания, и необходимость в дополнительной турбулизации и рециркуляции газового потока отпадает.

Конструктивная схема рекуперативной печи для сжигания сточных вод:

1 - входной воздушный патрубок; 2 - кольцевой канал; 3 - воздухонагревательные трубы; 4 - нижняя часть обечайки печи; 5 - верхняя часть обечайки печи; 6 - змеевиковый теплообменник; 7 - верхний фланец печи; 8,9 - воздушные сопла; 10 - камера сгорания; 11 - топливный патрубок; 12 - топливная форсунка; 13 - летка; 14 - входной патрубок в змеевиковый теплообменник; 15 - выходной патрубок из змеевикового теплообменника; 16 - продувочный патрубок; 17 - распыляющее устройство; 18 - регулировочный вентиль; 19 - патрубок для выхода дымовых газов.

3. Решение задачи по абсорбции

Условия задачи:

Рассчитать диаметр и высоту насадки абсорбера для улавливания из воздуха ацетона водой. Рассчитать также расход поглотителя в м3/ч, если расход газовой смеси в рабочих условиях 6000 (м3/ч) с концентрацией ацетона 8 (%, объемн.), степень улавливания составляет 90 (%). Концентрация ацетона в воде на входе в абсорбер Хн = 0, а на выходе составляет 71 % от максимально возможной в данных условиях, т.е. от равновесной с входящим газом. Уравнение линии равновесия имеет вид Y* = 1,68X, где Y[кмоль А/кмоль воздуха], X [кмоль А/кмоль В]. Скорость газа в абсорбере 1,1 (м/с), коэффициент массопередачи 0,3 [кмоль А/(м2×ч×кмоль А/кмоль В)], коэффициент смачиваемости насадки φ = 0,88. В качестве насадки используются керамические кольца Рашига размером 25х25х3, давление в колонне 0,2 (МПа) и температура 20 оС. Дать принципиальную схему абсорбера и фазовую диаграмму Y-X.

Решение:

1. Приведём расход газовой смеси к нормальным условиям:

2. Определим количество (расход) паров ацетона в составе газовой смеси расчёте на 1 час:

Где VM – молярный объём газа, кмоль/м3.

3. Построение рабочей линии и линии равновесия.

Для построения рабочей линии процесса абсорбции необходимо определить координаты точек А и В, характеризующих состав газовой и водной фаз на входе и выходе из абсорбера.

а) Содержание паров ацетона во входящем воздухе (в отн. мольных долях) составляет:

б) Относительная мольная доля паров ацетона в газовой смеси на выходе из адсорбера:

в) Содержание ацетона в поглотителе-воде при входе в абсорбер по условию задачи составляет Хв=0.

г) Находим координату Хн.

По условию задачи координата Хн, т.е. концентрация ацетона в поглотителе на выходе из абсорбера составляет n = 71% от равновесной с входящим газом. Поэтому необходимо сначала найти равновесную со входящим газом концентрацию Х*.

Т.к. уравнение линии равновесия Y* =1,68·Х и при входе в абсорбер отн. мольная доля ацетона составляла Yн = , то:

Следовательно,

Таким образом координаты точек А и В составляют:

А(0; 0,08695) и В(0,03674; 0,008695)

На основе полученных данных строим линию равновесия и рабочую линию процесса АВ, а также схему абсорбера для противоточной абсорбции:

Построение рабочей линии АВ и линии равновесия ОС:

 Скачать реферат