Установка для сжигания жидкофазных отходов производства капролактама

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОФАЗНЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА КАПРОЛАКТАМА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Сиротин Андрей Вячеславович Иванов Геннадий Борисович Последняя Тамара Ивановна Останин Алексей Николаевич Лобань Константин Архипович Белов Андрей Михайлович Карбовец Леонид Федорович Микулич Нина Александровна Безмен Александр Вячеславович Удот Дмитрий Леонтьевич Леонов Олег Владимирович Лакомкин Александр Андреевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродно Азот(57) 1. Установка для сжигания жидкофазных отходов производства капролактама, включающая линию смеси эфиров и кислот, печь, подключенную к линиям воздуха, топливного и дымового газа, адипатов натрия, масла-Х, сточных вод, систему мокрой очистки дымовых газов, отличающаяся тем, что линия смеси эфиров и кислот заведена в дополнительно установленный паровой котел, подключенный к линиям питательной воды, выдачи энергетического пара и отвода дымовых газов, снабженный горелочными устройствами, подключенными к линиям воздуха и топливного газа. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ввод линии смеси эфиров и кислот в паровой котел расположен по высоте над горелочными устройствами. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что ввод линии смеси эфиров и кислот в паровой котел размещен внутри линии воздуха.(56) 1. Производство капролактама / Под ред. В.И.Овчинникова, В.В.Ручинского. - М. Химия, 1977. - . 216, рис. 75. Полезная модель относится к установкам термического обезвреживания жидкофазных отходов и может быть использована в химической и нефтехимической промышленности,например, в производстве капролактама для утилизации тепла сжигания жидкофазной смеси эфиров и кислот, являющейся одним из отходов установки окисления циклогексана. Прототипом полезной модели выбрана установка для сжигания жидкофазных отходов производства капролактама, включающая линию смеси эфиров и кислот, печь, подключенную к линиям воздуха, топливного и дымового газа, адипатов натрия, масла-Х, сточных вод, систему мокрой очистки дымовых газов 1. Основным недостатком известной установки является ее низкая экономичность из-за отсутствия утилизации тепла продуктов сгорания. Отсутствие утилизации тепла обусловлено тем, что при одновременном сжигании смеси эфиров, органических кислот и адипатов натрия в результате термоокислительного процесса образуется кальцинированная и каустическая сода, которая, находясь в дымовых газах в виде частиц, оседает на поверхности теплопередачи (гладкой, оребряной и др.) парового котла, размещенного перед системой мокрой очистки дымовых газов. Это приводит к тому, что на поверхности теплопередачи за несколько часов работы установки создается слой из осевших частиц соды. Это вызывает резкое снижение эффективности теплопередачи (отходящие из печи газы не охлаждаются, и, следовательно, прекращается выработка пара в паровом котле),что и обусловливает физическую невозможность утилизации тепла от продуктов сгорания в известной установке. Произведенное в печи тепло бесполезно тратится в системе мокрой очистки дымовых газов установки на испарение подаваемого орошения. Задача, на решение которой направлена полезная модель, - повышение экономичности установки сжигания за счет утилизации тепла продуктов сгорания. Поставленная задача решается в установке для сжигания жидкофазных отходов производства капролактама, включающей линию смеси эфиров и кислот, печь, подключенную к линиям воздуха, топливного и дымового газа, адипатов натрия, масла-Х, сточных вод, систему мокрой очистки дымовых газов, в которой, согласно полезной модели, линия смеси эфиров и кислот заведена в дополнительно установленный паровой котел, подключенный к линиям питательной воды, выдачи энергетического пара и отвода дымовых газов, снабженный горелочными устройствами, подключенными к линиям воздуха и топливного газа. Ввод линии смеси эфиров и кислот в паровой котел расположен по высоте над горелочными устройствами. Ввод линии смеси эфиров и кислот в паровой котел размещен внутри линии воздуха. Существенность отличий полезной модели и их влияния на решение поставленной задачи заключается в следующем. Линия смеси эфиров и кислот заведена в дополнительно установленный паровой котел, подключенный к линиям питательной воды, выдачи энергетического пара и отвода дымовых газов, снабженный горелочными устройствами, подключенными к линиям воздуха и топливного газа. Такое решение обеспечивает индивидуальное сжигание горючего жидкофазного отхода производства капролактама без образования дисперсных частиц,что позволяет утилизировать тепло от его сжигания, что существенно повышает экономичность установки. Так как на химическом предприятии обычно имеются паровые котлы для получения энергетического пара, потребляемого предприятием, то использование существующих паровых котлов для сжигания смеси эфиров и кислот производства капролактама позволяет существенно повысить экономичность установки из-за снижения капитальных затрат. 2 82792012.06.30 Ввод линии смеси эфиров и кислот в паровой котел расположен по высоте над горелочными устройствами. Такое решение исключает попадание и коррозионное воздействие смеси эфиров и кислот на горелочные устройства (повышается эксплуатационная надежность парового котла), а также повышается степень использования и эффективность сжигания жидкофазного отхода за счет его интенсивного испарения в высокотемпературной зоне котла с полным протеканием окислительных реакций, что повышает экономичность установки. Ввод линии смеси эфиров и кислот в паровой котел размещен внутри линии воздуха. Такое решение обеспечивает эффективную предварительную подготовку смеси эфиров и кислот за счет перемешивания с воздухом, что обеспечивает высокую скорость и полноту сгорания отхода производства капролактама, что повышает экономичность установки и ее эксплуатационную надежность. Сущность полезной модели поясняется фигурой. Установка для утилизации жидкофазных отходов производства капролактама содержит печь 1 с системой мокрой очистки дымовых газов 2 и паровой котел 3, к которым подключены линия 4 воздуха, линия 5 топливного газа, линия 6 дымовых газов. К печи 1 подведены линия 7 адипатов натрия, линия 8 масла-Х, линия 9 сточных вод. К системе мокрой очистки газов 2 подведены линия дымовых газов 6, линия 10 ввода орошения и линия 11 вывода раствора соды. К паровому котлу 3 подведены линия 12 питательной воды,линия 13 выдачи энергетического пара, линия 14 смеси эфиров и кислот из установки 15 окисления циклогексана производства капролактама. В системе парового котла 3 линии 4 и 5 заведены в горелочное устройство 16. Линия 14 размещена по высоте парового котла 3 выше горелочного устройства 16 и заканчивается распылителем 17, размещенным на конце линии 14. Линия 14 в зоне парового котла 2 может быть размещена внутри линии 4. Установка для утилизации жидкофазных отходов производства капролактама работает следующим образом. Отходы капролактама в виде адипатов натрия, масла-, сточных вод подаются по линиям 7, 8 и 9 в печь 1, куда также подается топливный газ по линии 5 и воздух по линии 3. В результате термоокислительного процесса органическая часть отходов выгорает, и натриевые соли органических кислот превращаются в каустическую и кальцинированную соду, которая находится в виде дисперсных частиц в потоке дымовых газов. Из печи 1 продукты сгорания в составе дымовых газов выводятся по линии 6 и поступают в систему мокрой очистки дымовых газов 2, куда также впрыскивается орошение по линии 10. В результате происходит испарительное охлаждение дымовых газов и очистка дымовых газов от соды с образованием раствора, который выводится по линии 11 на переработку. Отход производства капролактама в виде смеси эфиров и кислот (эфиры 81 , кислоты - 5 , вода - 14 ) из установки 15 окисления циклогексана по линии 14 поступает в паровой котел 3 и диспергируется на выходе из распылителя 17 на капли, существенно увеличивая поверхность контакта. Так как линия 14 на входе в паровой котел 3 размещена внутри линии 4, происходит дополнительное дробление жидкой фазы скоростным потоком воздуха с одновременным ее смешением с воздухом, что обеспечивает эффективную подготовку жидкофазной смеси эфиров и кислот перед сжиганием. Топливный газ по линии 5 и воздух по линии 4 поступают в горелочное устройство 16, где происходит их смешивание и воспламенение. В пространстве внутри котла над горелочными устройствами 16 образуется высокотемпературная зона пламенного горения. Так как линия 14 ввода смеси эфиров и кислот размещена по высоте выше горелочного устройства 16, то подготовленная смесь эфиров и кислот с воздухом подается в высокотемпературную зону,в которой происходит интенсивный процесс термического окисления эфиров и кислот,сопровождающийся выделением тепла. Тепло, выделившееся от сгорания топливного газа и смеси эфиров и кислот, воспринимается питательной водой, подведенной в паровой котел по линии 12, которая нагревается, испаряется, перегревается и по линии 13 выводится из парового котла 3 в виде энергетического пара с давлением, например, около 40 атм для 3 82792012.06.30 потребителей. Дымовые газы из парового котла 3, не содержащие механических и химических загрязнителей, выбрасываются по линии 6 в окружающую среду. Использование полезной модели в производстве обеспечивает дополнительную выработку высокопотенциального водяного пара давлением 40 атм в количестве свыше 10 т/ч за счет утилизации тепла сжигания смеси эфиров и кислот, что существенно повышает экономичность установки сжигания жидкофазных отходов производства капролактама. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4