Способ термического обезвреживания отбросных газов — SU 1477986 (original) (raw)
) И 1) 6 7/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение оотбросных газовнентов и может бьнефтедобывающей,ной и других отрЦель изобрете осится стке токсичных ком ть использовано в химической, угольаслях промьппленности. ния - повышение взрыГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР В 834372, кл. Е 23 6 7/00, 1981.Термические методы обезвреживания отходов, /Под ред,.Г.П.Беспамятнова и К.К.Богушевской. - Л.: Химия, 1975, с.100.(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТБРОСНЫХ ГАЗОВ(57) Изобретение касается охраны окружающей среды и может быть испольобезопасности и экономичности проесса,Способ термического обезвреживаия отбросных газов осуществляются следующим образом,Отбросные газы с концентрацией горючих вредных веществ, близкой кпределам взрываемости, разбавляютвоздухом до содержания их в газовоздушной смеси ниже нижнего пределавзрываемости, Обычно газовые выбросыс относительно высоким содержанием горючих компонентов не имеют в своемсоставе необходимого для их окислезовано в нефтедобывающей, угольной,химической и других отраслях промьппленности. Цель изобретения - повышение взрывобезопасности и экономичности процесса. Газовые выбросы с содержанием горючих вредных веществ,которые в смеси с воздухом могут об"разовывать взрывоопасные концентрации, обезвреживают в регенеративномаппарате, предварительно разбавиввыбросы до значений 15 - 452 от нижнего предела взрываемости. Процессобезвреживания происходит без потреб-.ления дополнительного топлива с высокой эффективностью очистки и надежностью работы. 1 табл., 1 ил,ния кислорода и требуют добавления значительного количества воздуха,Газовоздушная смесь подается на вход в регеиеративный аппарат, где происходит ее подогрев в теплообменной насадке до температур, обеспечивающих воспламенение смеси и обезвреживание токсичных компонентов,Температура процесса поддерживается на требуемом уровне за счет высокой степени регенерации тепла в насадках и теплотворной способиости самой га- зовоздушной смеси. Обезвреженный газ отдает свое тепло второй теплообменной насадке и выбрасывается в атмо сферу. Через определенный промежуток времени направление движения газов в аппарате изменяется на противоположное, что позволяет удержать тепловой фронт горения газовоздушной смеси впределах средней части генератора При этом регеперативный аппарат работает в автотермическом режиме без потребления дополнительного топлива на процесс обезвреживания.При содержании горючих компонентов в газовоздушной смеси менее 157 от нижнего предела взрываемости (НПВ) не обеспечивается устойчивый автотер мический режим обезвреживания отбросных газов в регенеративном аппарате, Степень превращения горючих веществ уменьшается, снижается температура в реакционной зоне и эффективность 15 очистки. Поэтому разбавление отбросных газов воздухом следует производить до концентраций горючих веществ не менее 157 от НПВ.При содержании горючих компонен тов в газовоздушной смеси после разбавления отбросных газов воздухом 15 - 45% от НПВ обеспечивается устойчивая работа регенеративного аппарата в автотермическом режиме без 25 потребления дополнительного топлива, Температура в реакционной зоне находится в пределах 800 - 100 С, Средняя за период нагрева насадки температура уходящих газов в зависимости 30 от концентрации горючих веществ со-.; ставляет 200 - 550 С. При времени пребывания газовых выбросов в реак" ционной зоне 0,6-2,0 с степень превра. щения вредных горючих компонентов составляет 96 - 997При содержании горючих компонентов в газовоздушной смеси более 457 от НПВ что приближается к максимально допустимому значению их концентраций 40 в смеси с воздухом (507, от НПВ), в случаях применения термических методов очистки газовых выбросов повышаается температура уходящих газов на выходе из регенеративного аппарата, что может привести к самовоспламенению газовоздушной смеси на начальном участке регенеративной насадки и в принасадочном пространстве. Поэтому разбавление отбросных газов воздухом перед подачей их в регенеративный аппарат следует производить до концентраций, не превышающих 457. от НПВ,Исследование процесса термического обезвреживания газовоздушной смеси с различным содержанием горючих компонентов проводят в экспериментальном регенеративном аппарате производительностью до 500 м/ч, представляющем собой вертикальный теплоизолированный канал, заполненныйдробленым шамотным кирпичем со средним диаметром фракций 40 мм. Площадьпоперечного сечения насадки 0,16 мвысота насадки 3,6 м.Отбросный гаэ имитируют подачейприродного газа в атмосферный воздух, поступающий на вход в регенеративный аппарат. Процесс дожиганияметановоздушной смеси исследуют приразличном содержании метана от 0,67до 2,14 об7., что составляет 14,7 -47,07. от НПВ смеси НПВ ;природногогаза в смеси с воздухом 57,. содержание метана в природном газе 91 об.7Результаты испытаний способа тер-:мического обезвреживания приведеныв таблице.Расход газовоздушной смеси составляет 230.м /ч, продолжительность9периодов между изменением направления движения газов в аппарате 15 мин.На чертеже приведен граФИк распре-.деления температур в насадке регенеративного аппарата при различном содержании метана в смеси с воздухом(сплошная линия показывает распределение температур в начальный моментвремени, пунктирная - в конечный момент времени периода между перекидка-.ми).При содержании метана в газовоздушной смеси 0,67 об.7 (кривые 1) автотермический процесс обезвреживанияв насадке характеризуется неустойчивым режимом работы регенеративногоаппарата. Это объясняется недостаточной продолжительностью реакционнойозоны в насадке с температурой 900 С,где происходит окисление и выгораниевредных веществ,Увеличение концентрации метана в смеси до 2,14 об.7. (кривые 2) приводит к расширению зоны максимальных температур в насадке и соответственно к увеличению времени пребывания газов в реакционной зоне и степенч превращению горючих компонентов, Однако, с увеличением теплотворной способности обезвреживаемых газов возрастает температура уходящих газов, торцовые участки регенеративной насадки прогреваются в конце периода до высоких температур, что может при-, вести к восппаменению и взрыву газоСостав Параметры 0,67 1,38 1,81 2,14 0,90 14,7 20,0 30,0 40,0 47,0554 731 . 86530 32 281000 1060 1075291 375 467 364 270 40 020 920 127 178 0,1300,03Нет19,31,079,780,6 0,0030,002Следы18,31,580,299,5 0,001Сл.Нет18,21,680,299,9 0,001НетНет18,72,279,99,9 0,003НетСледы17,72,779,699,8 воздушной смеси в попнасадочном пространстве.При содержании метана в газовоэдушной смеси в диапазоне от 15 до 45% от НПВ (составы 2 - 4) обеспечивается устойчивый автотермический процесс обезвреживания с высокой эффективностью очистки и надежностью. работы регенеративного аппарата.При термическом способе добычи нефти образуются газы внутрипластового горения, которые содержат в своем составе 2 - 90% метана, окиси углерода, сероводорода и различные углеводороды, Содержание метана в газовых выбросах в зависимости от продолжительности добычи нефти на.,месторождении снижаетсяЕсли в начальный период добычи при высоком содержании метана газ внутрипластового горения можно использовать в качестве топлива на собственные нужды нефтедобывающего комплекса, то при снижении концентрации метана в газах менее 15 об.Х, что наблюдается на протяжении большей части времени эксплуатации скважин, обезвреживать выбросы подобного рода традиционными методами становится затруднительно. Содержание СН 4, в смеси, об.ХПроцентное содержание природного газа от нижнего пределавзрываемости, ХТеплотворная способность,кДж/мПотери тепла в окружающую среду %Максимальная температура в реоакционной зоне, ССредняя за период температураоуходящих газов, ССостав обезвреженных газов, об.Х: СОБОхОаСОИСтепень очистки по СН, %77986Очистка отбросных газов, содержащих горючие вредные компоненты, концентрация которых в смеси и с воздухом может достигать взрывоопасных 5пределов в регенеративных аппаратах спредварительным разбавлением газоввоздухом, позволяет повысить надежность и экономичность способа очист ки, так как автотермический процессобезвреживания обеспечивается безпотребления дополнительного топливапри содержании горючих компонентов вгазовоздушной смеси в пределах 15 15 45 Х от НПВ. Формула из об ре тения Способ термического обезвреживания отбросных газов путем окисления их кислородом воздуха при высоких температурах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения взрывобеэопасности и экономичности процесса, горючие компоненты разбавляют воздухом до значений, составляющих 15 - 45% от нижнего предела вэрываемости, а затем газовоэдушную смесь подают в регенеративный аппарат. е а е Ф ВВМЮ т1477986 сз ЯОв 16 2 10 Р Л год 1 аЮ гЮ Температура, С Лепахина оставител Корректор С.Чер ор И.Дербак хред Л. Олиинык аказ 2347/37 Тираж 489 Подпи при ГКН НИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская н открыту дарина, 10 11 11роиэводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул