початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2198024

ВСТАНОВЛЕННЯ ДЛЯ ЗНЕШКОДЖЕННЯ ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ

Ім'я винахідника: Островський Ю.В .; Заборцев Г.М .; Ісмагілов з.р .; Керженцев М.А.
Ім'я патентовласника: Інститут каталізу ім. Г.К.Борескова СО РАН
Адреса для листування: 630090, Новосибірськ, пр-т Академіка Лаврентьєва, 5, Інститут каталізу ім. Г.К.Борескова, патентний відділ, Т.Д.Юдіной
Дата початку дії патенту: 2001.04.26

Винахід відноситься до пристроїв для знешкодження спалюванням органічних відходів, наприклад екстракційних сумішей, в киплячому шарі. Установка включає два з'єднаних між собою реактора, обладнаних засобами подачі повітря, повітророзподільними гратами і частково заповнені шаром твердих частинок, причому вихід першого реактора з'єднаний зі входом другого реактора, а й засоби для уловлювання і рециркуляції твердих частинок. Перший реактор призначений для каталітичного спалювання палива, він додатково обладнаний засобами подачі палива і заповнений як твердих частинок каталізатором. Другий реактор, призначений для знешкодження органічних відходів, обладнаний засобами для подачі відходів і хемосорбентом, він як твердих частинок заповнений інертним матеріалом. Реактори спалювання палива і знешкодження органічних відходів розташовані Неспіввісність. Переважно вхід реактора знешкодження органічних відходів забезпечений циклоном і бункером для збору пилу каталізатора, бункер для збору пилу каталізатора з'єднаний з системою подачі пилу в реактор каталітичного спалювання палива. Винахід дозволяє підвищити ефективність знешкодження органічних відходів при відсутності вторинних забруднювачів.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до пристроїв для знешкодження спалюванням органічних відходів, переважно рідких, наприклад екстракційних сумішей, в киплячому шарі і може бути використано в хімічній, нафтохімічній, атомної та інших галузях промисловості. Зокрема, пропонована установка може бути використана для переробки органічних відходів, що містять сполуки одного з таких елементів, як фтор, хлор, фосфор.

Відомий реактор для термообробки дисперсних матеріалів в киплячому шарі каталізатора (Боресков Г.К. Гетерогенний каталіз. - М .: Наука. - 1988. - С. 294). Реактор містить зону каталітичного окислення палива та зону термообробки дисперсного матеріалу. Зони в реакторі не розділені перегородками.

Недоліками даного реактора є зниження активності каталізатора внаслідок забивання пор каталізатора пилом дисперсного матеріалу, а й отруєння каталізатора при попаданні в шар каталізатора фтор, хлор і фосфоровмісних сполук.

Відомо пристрій для спалювання відходів, що містять фосфор, в киплячому шарі хемосорбентом (патент США 4359005, F 23 G 7/00, опубл. 16.11.82). Пристрій включає реактор, зовнішнє джерело палива і засоби для подачі палива в реактор, засоби для подачі повітря в реактор для підтримки киплячого шару і горіння, зовнішнє джерело відходів і засоби для подачі відходів, що містять фосфор, в реактор, зовнішнє джерело і засоби введення в реактор вапна, вапняку і / або гашеного вапна, засоби для нагріву і підтримки підвищеної температури киплячого шару, переважно від 750 до 950 ^o С, а й простору над киплячим шаром від 600 до 900 ^o С, а й циклон, встановлений на виході з реактора для уловлювання твердих частинок. При роботі установки киплячий шар всередині реактора складається з вапна, фосфоровмісних відходів і інертного фосфату кальцію. Для регулювання температури всередині реактора можуть використовуватися теплообменннік, контрольована подача палива, відходів і повітря, а й упорскування води. До недоліків відомого пристрою можна віднести складність управління киплячим шаром через змінного розміру часток, крім того, не забезпечується повне згорання палива і відходів з-за невеликого часу контакту. В описі наводяться додаткові кошти для очищення відпрацьованих газів (фільтри, адсорбер, скрубери).

Відома установка з киплячим шаром для спалювання відходів, що містять сполуки хлору (патент США 5379705, F 23 G 5/00, опубл. 10.01.95), з подачею хемосорбентом для зв'язування утворюється HCl. Установка включає:

- Піч газифікації з 1-м киплячим шаром, що складається принаймні з вмістом оксидів лужних металів (СаО), засоби для подачі повітря в киплячий шар, засоби для подачі хлорвмісних відходів, засоби для виведення незгорілих частинок відходів з 1-го киплячого шару, таким чином, відходи газифікуються і утворюється HCl перетворюється в сіль; і

- Піч спалювання з киплячим шаром, поєднана в нижній частині з названої піччю газифікації таким чином, що в неї надходять гази, що утворюються при газифікації відходів, і має 2-й киплячий шар для спалювання цих газів; названа сіль виводиться з печі газифікації в піч спалювання під тиском газу; піч спалювання забезпечена патрубком для завантаження карбонату лужного металу (СаСО _3), що утворює 2-й киплячий шар, засобами подачі повітря в 2-й киплячий шар, а й засобами для виведення утворюється в результаті спалювання оксидів лужних металів (СаО) і подачі його в 1-й киплячий шар печі газифікації. Крім того, піч спалювання може бути забезпечена теплообмінником, зануреним у 2-й киплячий шар. У верхній частині піч спалювання забезпечена засобом для виходу газів, що відходять.

Пристрій, описане в патенті США 5379705, є найбільш близьким до заявляється з технічної сутності.

Недоліки відомого пристрою: складність управління киплячим шаром печі газифікації через малого розміру часток хемосорбентом, а й генерація вторинних забруднень, наприклад, оксидів азоту в газах через окислення атмосферного азоту.

Завдання, яке вирішується винаходом, - підвищення ефективності знешкодження органічних відходів при відсутності вторинних забруднювачів. Крім того, заявлена ​​установка дозволяє ефективно знешкоджувати переважно рідкі відходи.

СУТНІСТЬ ВИНАХОДИ

Поставлена ​​задача вирішується таким чином. Запропоновано установку для знешкодження органічних відходів, зокрема, містять сполуки фтору, і / або хлору, і / або фосфору, спалюванням в киплячому шарі. Установка включає два з'єднаних між собою реактора, кожен з яких обладнаний засобами подачі повітря, повітророзподільної гратами і частково заповнений шаром твердих частинок, причому вихід 1-го реактора з'єднаний зі входом 2-го реактора, а й засоби для подачі органічних відходів та засоби для введення хемосорбентом принаймні в один з реакторів, а й засоби для уловлювання і рециркуляції твердих частинок.

1-й реактор додатково обладнаний засобами подачі палива і заповнений як твердих частинок каталізатором - він призначений для каталітичного спалювання палива. 2-й реактор, призначений для знешкодження органічних відходів, обладнаний засобами для подачі відходів і хемосорбентом; він як твердих частинок заповнений інертним матеріалом; реактори спалювання палива і знешкодження органічних відходів розташовані Неспіввісність.

Переважно, вхід реактора знешкодження органічних відходів забезпечений циклоном і бункером для збору пилу каталізатора; бункер для збору пилу каталізатора з'єднаний з системою подачі пилу в реактор каталітичного спалювання палива.

Відмінні від прототипу ознаки:

- Використання в якості твердих частинок, що утворюють киплячий шар в 1-му реакторі, каталізатора;

- 1-й реактор додатково забезпечений засобами для подачі палива;

- Використання в якості твердих частинок, що утворюють киплячий шар в 2-му реакторі, інертного матеріалу:

- 2-й реактор додатково забезпечений засобами для подачі відходів;

- Переважно 2-й реактор додатково обладнаний на вході циклоном і бункером для збору пилу каталізатора;

- Переважно 1-й реактор додатково обладнаний системою подачі пилу каталізатора;

- Переважно бункер для збору пилу каталізатора з'єднаний з системою подачі пилу каталізатора в 1-й реактор.

Використання киплячого шару каталізатора дозволяє істотно знизити температуру спалювання палива і, відповідно, генерацію оксидів азоту. Окреме розміщення зони каталітичного спалювання палива і зони знешкодження відходів дозволяє виключити потрапляння інертного матеріалу, а й хемосорбентом, при знешкодженні фтор, хлор і фосфоровмісних речовин, в шар каталізатора при зупинках реактора.

Неспіввісність розташування реакторів дозволяє виключити забивання решітки верхнього реактора частинками каталізатора при різких коливаннях витрати газів.

Установка на вході реактора знешкодження органічних відходів циклону з бункером для збору великої пилу каталізатора і з'єднання бункера з системою подачі пилу в реактор каталітичного спалювання палива дозволяє організувати в ньому циркуляцію великоїпилу каталізатора.

Дрібний пил каталізатора використовується для організації аерозольного каталізу в реакторі знешкодження органічних відходів. Сутність аерозольного каталізу полягає в застосуванні каталітично активної речовини в дрібнодисперсному стані (Пат. РФ 1715392, МКИ ⁵ В 01 J 8/18. Спосіб здійснення хімічних процесів. Опубл. БІ 8, 1992).

Застосуванням дрібнодисперсного каталізатора досягають збільшення швидкості реакції знешкодження органічних відходів за рахунок виключення внутрідіффузіонних стадій каталізу і рівнодоступності поверхні. При аерозольному каталізі в реакторі є полідисперсна система з розмірами активних частинок 8-400 нм (Глікін М.А., Кутакова Д.А., Принь Е.М., Фурсов Є.В. Аерозольний каталіз. Можливості, проблеми, рішення // Хімічна промисловість, 1999, 3, С. 149-155).

На кресленні зображена схема установки для знешкодження органічних відходів. Установка для знешкодження органічних відходів містить каталітичний реактор для спалювання палива 1, сепаратор катализаторной пилу 2, циклон 3, реактор знешкодження органічних відходів 4, сепаратор пилу хемосорбентом 5, системи подачі палива 6, пилу каталізатора 7, хемосорбентом 8 і органічних відходів 9. Установка для знешкодження органічних відходів працює таким чином. У нижню зону - каталітичний реактор для спалювання палива 1 - під грати подається повітря для підтримки киплячого шару каталізатора, а над гратами - паливо (гас) і пил каталізатора. Продукти окислення палива з температурою 650-700 o С з каталітичного реактора 1 потрапляють в сепаратор катализаторной пилу 2, де відбувається зниження швидкості газів, і далі в циклон 3, а потім в реактор знешкодження органічного палива 4. У нижню частину реактора знешкодження органічного палива 4, що містить інертний матеріал, подають тонкоподрібненому хемосорбентом (вапняк), а в центральну - органічні відходи, що містять фтор, хлор і фосфор речовини. При температурі 750-800 o С в киплячому шарі інертного матеріалу відбуваються окислювання органічних відходів і зв'язування гетероатомов. Відходять гази через сепаратор пилу хемосорбентом 5 подають в циклон (не показаний) для уловлювання пилу відпрацьованого хемосорбентом і далі в систему тонкого очищення газів.

Для ілюстрації роботи заявляється установки наводимо конкретний приклад знешкодження органічних відходів.

Приклад. На переробку надходить органічний відхід - суміш, яка містить 70% гасу і 30% трибутилфосфату. Головне завдання - переробити цю суміш екологічно безпечно.

Після поділу суміші добавкою мурашиної кислоти були отримані дві фази - гас, що подається в каталітичний реактор спалювання, і трибутилфосфат з домішкою мурашиної кислоти, що подається в реактор знешкодження органічних відходів.

У каталітичний реактор спалювання палива був засипаний 1 л каталізатора ІК-12-73 (медномагнійхромовий на алюмооксидного носії у вигляді сферичних гранул). Витрата стисненого повітря, що подається в нижню частину реактора, становив 5000 л / год, витрата гасу, що подається на спалювання, досягав 0.3 л / год. При температурі 650-700 ^o С в реакторі відбувалося повне окислення гасу. Продукти неповного окислення гасу були відсутні. Знос каталізатора становив 0,5-1,0% на добу.

У реактор знешкодження органічних відходів було засипано 0.3 л інертного матеріалу (подрібнене кварцове скло). У реактор подавали 0.2 л / год знешкоджують суміші, витрата хемосорбентом (тонкоизмельченного вапняку) становив 250 г / год. Концентрація катализаторной пилу в реакторі знешкодження органічних відходів сягала 120-150 мг / м ^3.

При температурі 750-800 ^o С в киплячому шарі інертного матеріалу відбувається повне окислення трибутилфосфату з домішкою мурашиної кислоти і кількісне зв'язування хемосорбентом утворився оксиду фосфору (V) в фосфат кальцію. Відходять гази надходили в систему тонкого очищення.

Після очищення гази містили забруднюючі речовини на рівні гранично допустимих концентрацій.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Установка для знешкодження органічних відходів спалюванням в киплячому шарі, що містить два з'єднаних між собою реактора, обладнаних засобами для подачі повітря, повітророзподільними гратами і частково заповнені шаром твердих частинок, розташовані Неспіввісність, при цьому вихід першого реактора з'єднаний зі входом другого реактора, а й кошти для подачі органічних відходів та засоби для введення хемосорбентом, по крайней мере, в один з реакторів, а й засоби для уловлювання і рециркуляції твердих частинок, що відрізняється тим, що перший реактор спалювання палива в якості твердих частинок заповнений каталізатором і обладнаний засобами подачі палива і повітря, а й системою подачі пилу каталізатора, другий реактор знешкодження відходів в якості твердих частинок заповнений інертним матеріалом і обладнаний засобами подачі знешкоджує відходів і хемосорбентом, при цьому вхід другого реактора забезпечений циклоном і бункером для збору пилу каталізатора, причому бункер для збору пилу каталізатора з'єднаний з системою подачі пилу в перший реактор.

Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів