179510. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gáz vagy folyékony halmazállapotú hulladékanyagok termikus átalakítására
179510 3 anyagáramokat az égés élőt: rcszáramonkénT összekeverjük, a kapott gyorsan . égő elegyek részáramait meggyújtjuk, a keletkező magas hőmérsékletű égéstermékek és a hulladékanyagok részáramait részáramonként összekeveijük és a létrejövő elegyet a termikus átalakulás lejátszódásáig együtt áramoltatjuk. A részáramok számát a termikus átalakításban részt vevő anyagáramok térfogatából az éghető és oxidáló anyagáramokból összekevert a részáramok égési sebességét figyelembe véve - határozzuk meg úgy, hogy egy-egy részáramonként összekevert elegyáramhoz a gyújtás előtti szakaszba 1 célszerűen 3—30 cm1 2 közötti áramlási keresztmetszetei rendelünk. A találmány szerinti eljárás megvalósításához előnyös, ha a termikus bontásban részt vevő anyagáramokat vagy azok bármelyikét előmelegítjük. Az anyagáramok maximális hőmérsékletét úgy szabályozzuk, hogy az éghető és oxidáló anyagáramok keverése után keletkező részáramok gyújtás élőt"i hőmérséklete legalább 10°C-kal a gyulladási hőmérséklet alatt legyen. Az előmelegítés hatására csökken a termikus bontáshoz szükséges fűtőanyag és oxigén, valamint a bontási folyamatból távozó gázban levő vízgőz és széndioxid mennyisége. Az előmelegítéshez célszerűen a termikus bontási folyamatból távozó meleg gázok hőtartalmít használjuk fel. Közömbös gázokban levő hulladékanyagok termikus átalakításához - a folyamatban részt vevő gázmennyiség és a hőigény csökkentése érdekében - gazdaságosan használhatunk technikai tisztaságú oxigént vagy oxigénnel dúsított levegőt. A találmány szerinti eljárás előnye a vészáramokra osztott éghető és oxidáló anyagáramokbol keletkező égéstermékek és hulladékanyagok gyors összekeveredéséből adódik. A . gyors keveredés következtében egyrészt magasabb hőmérsékletei, másrészt közel azonos reakciófeltételek között játszódik le a termikus folyamat, ezért a visszamaradó szennyező anyagok mennyisége kisebb lesz. A keveréshez szükséges áramlási sebesség is sokkal kisebb, mint a korábbi eljárásoknál, ezért íz energiaigény és a hanghatások is kedvezőbbek. A találmány szerinti eljárást a következő példákon mutatjuk be. 1. példa Paraffin . kénsavas finomítása közben keletkezett- átlagosán 73,6 súly% kénsavat, 18,4 súly% kén-trioxidot és 8 súly% nehezebb szénhidrogént tartalmazó — savgyantát alakítottunk át Claus 4 üzemben feldolgozható kén-dioxid-tartalmú gázzá. A 315 kg/ha mennyiségű savgyanta termikus átalakításához 9,2 Nm3/h - átlagosan 5 térfogat% hidrogént, 5 térfogat% metánt, 8 térfogat% etánt, 30 térfogat% propánt és 52 térfogat% butánt tartalmazó - fűtőgázt és 332Nm3/h - 400°C-ra előmelegített — levegőt vezettünk be a bontóreaktorba. A savgyantát, a fűtőgázt és a levegőt 7-7 részáramra osztva függőlegesen lefelé áramoltattuk, miközben a fűtőgázt és a levegőt részáramonként összekevertük, a keletkezett éghető elegyáramokat meggyújtva a 7 égő elegyáram tengelye mentén vezettük be a 7 savgyantaáramot. Egy-egy elegyáram (fűtőgáz + levegő + savgyanta) áramlási keresztmetszete közvetlenül a gyújtás előtt 9,5 cm2 volt. . Az elegyáramok gyors keveredése után 1200 °C hőmérsékleten 5 sec alatt a kénsav és kén-trioxid kén-dioxiddá alakult és a bevezetett szénhidrogének tökéletesen elégtek. A bontási folyamatból 522 Nm3/h termékgáz távozott, amelynek átlagos összetétele a következő: 50.3 térfogat% N2 14,1 térfogat% C02 21,7 térfogat% H2 O 13.3 térfogat% S02 0,6 térfogat% 02 A bontási gázból Claus üzemben kenet léhet előállítani. 2. példa A bitumen levegővel való oxidációja közben átlagosan 88 térfogat% nitrogént, 9 térfogat% oxigént, 2 térfogat% szénhidrogént, 0,5 térfogat% kén-hidrogént és 0,5 térfogat% széndioxidot tartalmazó, úgynevezett fúvatási gáz keletkezik. Ezt a gázt nem szabad közvetlenül a környezetbe vezetni, ugyanakkor még oxigénnel keverve sem gyullad meg, mert az éghető gázok koncentrációja az alsó égési határ alatt van. A fúvatási gázban levő szénhidrogéneket és a kén-hidrogént célszerű 1150—1250 °C hőmérséklettartományban termikusán oxidálni, ugyanis az égéstermékek hőtartalmát a bitumenfúvató üzemben meglevő kemencében a nyersanyag előmelegítésére hasznosítani lehet. A 800Nm3/h fúvatási gázban levő, körülbelül 2,5 térfogat% éghető komponens termikus átalakításához 16,8Nm3/h - az 1. példában megadott összetételű — fűtőgáz és 588Nm3/h levegő szükséges. A fúvatási gázt, a fűtőgázt és a levegőt 31-31 részáramra osztva függőlegesen felfelé áramoltattuk, miközben a fűtőgázt és a levegőt részáramonként összekevertük, a keletkezett éghető elegyáramokat 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
