Метод жидкофазного окисления («мокрое» сжигание, метод Циммермана) используют для обезвреживания жидких отходов и осадков сточных вод. Суть метода состоит в окислении кислородом воздуха органических и элементоорганических примесей сточной воды при температурах 150—350 °С и давлениях 2— 28 МПа.[ ...]
Одна из принципиальных схем установки жидкофазного окисления приведена на рис. 1.1. Сточную воду из сборника 1 насосом 2 подают через теплообменники 3 и 4 в реактор 7. Сжатый воздух от компрессора 9 поступает в трубопровод сточной воды перед теплообменником 3, поэтому процесс окисления примесей начинается в трубопроводах, теплообменниках, реакторе и завершается в сепараторе 5. Смесь сточной воды и воздуха в теплообменнике 3 нагревается теплом очищенной воды, выходящей из сепаратора 5, а в теплообменнике 4— теплом водяного пара. Смесь воды, газов и пара из реактора 7 поступает в сепаратор 5, где газы и пар отделяются от жидкости. Парогазовая смесь из сепаратора 5 направляется в блок утилизации энергии: в паровой котел 6, а затем в установку, состоящую из мотора-генератора 8, компрессора 9 и парогазовой турбины 10. Выхлопные газы из турбины выбрасываются в атмосферу. Очищенная от органических примесей, но содержащая минеральные вещества сточная вода из теплообменника 3 направляется в канализацию.[ ...]
При низкой концентрации окисляющихся примесей в сточной воде (менее 3%), соответствующей теплоте сгорания менее 0,84 МДж/кг, тепловыделение недостаточно для покрытия потребностей установки в тепловой и механической энергии. В этом случае паровой котел из схемы исключают, а мотор-генератор наряду с парогазовой турбиной используют в качестве электрического привода компрессора.[ ...]
В диапазоне теплот сгорания сточной воды 0,84—1,68 МДж/кг (концентрация окисляющихся примесей 3—6%) процесс само-обеспечен тепловой и частично механической энергией. При теплоте сгорания выше 1,68 МДж/кг (т. е. концентрации примесей более 6%) значительная часть воды превращается в пар; при этом энергия парогазовой смеси полностью покрывает потребности установки в тепловой и механической энергии, а часть энергии может быть использована для выработки электроэнергии и пара [2].[ ...]
При высокой концентрации окисляющихся примесей (более 10% по данным [3] и более 20% по данным [49]), когда теплота сгорания сточной воды приближается к энтальпии сухого насыщенного пара (при давлениях 2—20 МПа она изменяется от 2,8 до 2,44 МДж/кг), существует опасность полного испарения жидкой фазы, прекращения процесса окисления примесей и образования отложений минеральных примесей в элементах аппаратуры.[ ...]
Интенсивному окислению в жидкой фазе способствует высокая концентрация растворенного в воде кислорода, значительно возрастающая при высоких давлениях. В зависимости от температуры, давления, концентрации примесей, количества окислителя и продолжительности контактирования, органические примеси окисляются либо с образованием органических кислот (в основном уксусной и муравьиной) и других промежуточных продуктов [50], либо полностью, с образованием С02, Н20 и N2. Элементоорганические соединения в щелочной среде окисляются с образованием водных растворов солей (хлоридов, бромидов, фосфатов, нитратов и др.) и оксидов металлов. При окислении соединений, содержащих азот, помимо нитратов образуется значительное количество аммонийного азота [15]. Такие сточные воды нуждаются в доочистке концентрированием, сушкой или другими метода ми.[ ...]
За рубежом установки жидкофазного окисления нашли ограниченное применение для обезвреживания сточных вод и осадков [51]. В СССР эти установки не получили распространения.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема установки жидкофазного окисления |
 |