ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Сжигание нефтеотходов

Нефтеотходы, которые нельзя регенерировать, подвергаются сжиганию. При горении таких отходов, содержащих значительное количество воды, происходят сложные химические процессы, свя­занные с испарением воды и наличием ее паров в зоне пламени. Это повышает скорость горения отходов вследствие увеличения ко­личества активных центров, каковыми являются положительно и отрицательно заряженные ионы, образующиеся в результате диссо­циации воды. Появление в зоне пламени обводненного топлива
большого числа активных центров атомарного водорода Н+ и гид- роксила ОН" во много раз ускоряет реакцию окисления топлива.

Вода не только является инициатором реакции, но и участвует в протекании самих реакций. Это подтверждается изменением ин­тенсивности свечения пламени, которое наблюдается с увеличени­ем содержания воды в смеси. При сжигании обводненных топлив уменьшается дымление, которое является следствием дефицита кислорода в зоне протекания реакции.

Процесс сжигания нефтесодержащих отходов может реализовы - ваться в топках различной конструкции: камерных, циклонных, надслоевых. Особый интерес представляет турбобарботажный спо­соб горения, который характеризуется следующими основными признаками:

1. Процесс сжигания осуществляется в цилиндрической или уз­кой кольцевой камере при большой кратности обмена в тонком слое, приводимом во вращательное турбулентное движение. Слой топлива быстро прогревается и частично распыляется на более мелкие, чем при других способах, капли.

2. Процесс ведется при пониженном количестве первичного воздуха и при большой его скорости. Барботажные элементы объе­динены в коллекторные блоки.

3. Подача вторичного воздуха в камеру сгорания осуществляет­ся над слоем отходов тангенциально с пересечением ее рабочего сечения. Недоиспарившиеся капли, вынесенные из слоя под дейст­вием центробежной силы, сепарируются на стенках камеры сгора­ния, что исключает механическую неполноту сгорания.

4. Процесс сжигания ведется при повышенном значении коэф­фициента избытка воздуха.

Турбобарботажная установка "Вихрь-1" с печью производи­тельностью 200 кг/ч показана на рис. 15.2.

Рис. 15.2. Передвижная уста­новка "Вихрь-1": 1 - регулятор подачи нефтеот­ходов; 2 - запальный патрубок; 3 — отверстия для подачи "вто­ричного" воздуха; 4 - камера сгорания; 5 - труба; 6 - турбо­барботажная крестовина; 7 - днище горелки; 5 - шибер "пер­вичного" воздуха; 9 - шибер "вторичного" воздуха; 10 - Энергоблок; 11 - вентилятор;

12 - шасси

При определенных условиях (коэффициент избытка воздуха а = 1,4 — 1,9; закрутка "вторичного" воздуха со скоростью свыше 50 м/с) печи диаметром до 0,6 м можно изготавливать цельноме­таллическими без футеровки и водяного охлаждения из обычной нержавеющей стали 1Х18Н9Т, что упрощает и удешевляет их кон­струкцию.

В печах диаметром более 0,8 м эффект вращающегося кольца холодного воздуха значительно ослабевает, и такие установки нуждаются в футеровке огнеупорным материалом, так как их стенки нагреваются выше 700°С.

Установки "Вихрь" выпускаются с утилизацией тепла и с мокрой (реагентной и безреагентной) очисткой дымовых газов. Мо­бильные установки такого типа могут широко применяться для сжигания горючих отходов непосредственно на месте их образова­ния.

Основные характеристики турбобарботажной установки "Вихрь", разработанной для сжигания нефтеотходов, приведены ниже:

Высота слоя отходов, см................................

Коэффициент избытка воздуха.......................

Количество первичного воздуха, % от общего

Расхода..........................................................

Скорость выхода первичного воздуха, м/с. Характер подачи вторичного воздуха

Допустимое содержание в отходах, %:

Влаги...........................................................

Твердых минеральных примесей....

Размер частиц твердых примесей, мкм. .

Суммарная площадь сечения барботажных

Отверстий, % от общей площади ванны. .

Конструкционный материал камеры сгорания:

При диаметре < 0,6 м.................................

При диаметре > 0,6 м.................................

Рекомендуемые к сжиганию углеводороды

3,0 1,9

5-10 > 50

Закрутка по внутренней и наружной сторонам коль­цевой камеры

< 60

< 15

0 - 2000

< 0,1

Нержавеющая сталь Сталь с футеровкой огне­упорным кирпичом

От ЛВЖ до тяжелых ма­зутов (/к„п= 30 - 360 °С)

Для сжигания нефтесодержащих жидких отходов, в том числе промстоков и отработанных углеводородных топлив, не подлежа­щих регенерации, представляет интерес мобильная установка, смонтированная на двухосном шасси-прицепе МАЗ 5224В, основ­ным элементом которой является циклонная печь. В состав уста­новки, разработанной Конструкторским бюро транспортно-химиче-

Ского машиностроения, входят камеры сгорания и выброса, нагре­ватель, емкости с топливом и водой, центробежный и струйный насосы, запорно-регулирующая аппаратура и система управления.

Камера сгорания представляет собой охлаждаемую воздухом циклонную печь, снабженную огнеупорной футеровкой. Пары от­ходов с помощью воздуха подаются в камеру через четыре танген­циально установленных сопла, топливо для поддержания горения впрыскивается через центробежные форсунки, моторы установле­ны радиально в устьях воздушных сопел. Циклонный принцип ор­ганизации сжигания создает хорошую турбулизацию веществ, по­даваемых в камеру. Основные характеристики мобильной установ­ки, смонтированной на базе шасси МАЗ 5224В приведены ниже:

Производительность при обезвреживании

TOC o "1-3" h z промстоков, кг/ч...................................................... > 500

Производительность при обезвреживании

Паров, нм /ч................................................................... > 200

Расход топлива (Т-1; дизельное), кг/ч.................... 50-140

Потребляемая мощность, кВт........................................ <60

Запасы:

Топлива, т............................................................. 1,8

Воды, т........................................................................ 0,55

Сжатого воздуха {Р - 20 МПа), т.............................. 0,08

Продолжительность непрерывной работы, ч 15

Температура в камере сгорания, °С 900 - 1000

Главным достоинством этой установки является мобильность, что позволяет использовать ее для периодической очистки стоков, содержащих нефтеотходы, накапливающиеся на сравнительно не­больших предприятиях, в частности, в различных автотранспорт­ных хозяйствах, пунктах мойки автомобилей, небольших произ­водственных предприятиях, для которых строительство дорогостоя­щих очистных сооружений экономически неэффективно.

Отработанные минеральные масла после некоторой переработ­ки могут быть превращены в полноценное топливо, ничем не усту­пающее продуктам переработки сырой нефти. С этой целью их подвергают термическому крекингу и дистилляции.

Установки, разработанные для этих процессов, включают реак­тор, дефлегматор, холодильник, камеру дожигания легколетучих фракций, центрифугу, фильтры. При необходимости производства фракций нефтепродуктов с узким диапазоном температур кипения (например, бензина, дизельного топлива, мазута) установка доу­комплектовывается дистилляционной колонной.

Некоторые характеристики установок для крекинга отработан­ных минеральных масел приведены в табл. 15.1.

Голландская фирма "Breda BV" производит экономичные ото- пители производственных и складских помещений модели "Thermobile", работающие на отработанных моторных маслах, за­грязненном дизельном топливе и других нефтепродуктах (табл. 15.2). Отопители обеспечивают полное сгорание отработанных нефтепродуктов без дыма и запаха, которое осуществляется с по­мощью специального испарителя. Сбор несгоревших остатков на тарелке позволяет исключить загрязнение дымовых газов и обеспе­чить санитарно-гигиенические требования к уровню воздействия на атмосферу.

Для обезвреживания нефтесодержащих шламов, в составе кото­рых присутствует значительное количество минеральных приме­сей, также используется сжигание.

Хотя доля шлама, образующегося в процессе нефтепереработ­ки, невелика (1%), их общее количество в нашей стране достаточ­но велико. А поскольку нефтешламы содержат 20 - 25% нефте­продуктов, утилизация образующегося при сжигании тепла пред­ставляет значительный интерес.

Процесс проводится в печах с "кипящим" слоем, в многоподо­вых и барабанных печах. Температура отходящих газов достигает 800 °С, что позволяет устанавливать котел-утилизатор с получени­ем перегретого пара и горячей воды.

Более рациональные методы утилизации нефтяных шламов за­ключаются в применении пиролиза для получения горючих газов, термической обработке нефтеотходов на движущемся твердом теп­лоносителе, нагретом до 350 - 750 °С. Образующаяся при этом па - ро-газовая смесь конденсируется, а затем отстаивается с разделе­нием на воду и нефтепродукты.