DE2617340A1 - Nassoxydationsvorrichtung - Google Patents
NassoxydationsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Naßluftoxydationsanlage.
Die Naßoxydation oder die Naßluftoxydation ist allgemein beispielsweise aus der US-PS 2 665 249 bekannt und wild kommerziell
benutzt. Aus APPITA, Band 22, Nr. 3 "The Zimmermann Process in a Soda Pulp Mill Recovery System", aus der US-PS
2 944 396, aus Chemical Engineering, 1964 "Wet Combustion of Sewage Sludge Solids Disposal Problems" und aus Chmical
Engineering Progress, 1964 "Vet Air Oxidation" ist weiterhin die Energierückgewinnung in einer Naßoxydationsanlage bekannt.
Diese Energierückgewinnung ist gleichfalls in die Praxis umgesetzt worden.
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ORIGINAL INSPECTED
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Im folgenden wird auf die Fig. 1 bis 4 der zugehörigen Zeichnung Bezug genommen, die Flußdiagramme der bekannten Vorrichtungen
und Anlagen zeigen. Das in Fig. 1 dargestellte Flußdiagramm zeigt eine handelsübliche Anlage, die bei relativ
stark konzentrierten Flüssigkeiten bzw. Laugen oder starken Laugen verwandt werden kann. Für diese Laugen ist ein hoher
chemischer Sauerstoffbedarf CSB mit einem Wert von 100 g/l oder mehr bezeichnend. Beispiele für derartige Laugen sind
schwarze Holzaufschlußlaugen oder Natronablaugen und konzentrierte Industrieabwässer. Die CSB-Redüktion beträgt allgemein
90% oder mehr. Die besonderen Merkmale des in Fig. 1 dargestellten
Flußdiagramms für starke Laugen bestehen darin, daß die Flüssig- und die Gasphase unmittelbar hinter dem Reaktionsbehälter,
beispielsweise in einem Abscheider, getrennt werden, der oben in den Reaktionsbehälter eingebaut ist, und daß ein
beträchtlicher Teil des Wassers in der zugeführten Lauge verdampft wird und den Reaktionsbehälter gasförmig verläßt. Die
Gase vom Reaktionsbehälter werden zunächst zu einem Dampferzeuger geleitet, um reinen Dampf zu erzeugen, wobei die Gase
abgekühlt werden, was zur Folge hat, daß ein beträchtlicher Teil des Wasserdampfes kondensiert. Das Kondensat wird dann
von einem Abscheider als Wasser in flüssiger Form abgeführt. Die Gasphase wird einer Einrichtung aus einer Expansionsvorrichtung
und einem Generator oder einer anderen Einrichtung zur mechanischen Energierückgewinnung zugeführt.
Ein Nachteil dieser Anlage besteht darin, daß die Einrichtung aus einer Expansionsvorrichtung und einem Generator nicht von
der maximalen Temperatur in der Anlage Gebrauch macht. Wenn der Gasstrom direkt vom Reaktionsbehälter der Einrichtung aus
einer Expansionsvorrichtung und einem Generator zugeführt wird, ist die Temperatur des aus der Expansionsvorrichtung austretenden
Dampfes zu niedrig, um reinen Dampf zu erzeugen. Bei den meisten kommerziellen Anwendungen ist es jedoch ein bedeutender
ökonomischer Vorteil, reinen Dampf zu erzeugen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Ein weiterer Nachteil dieser An-
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lage besteht darin, daß beim Abkühlen des Gasstromes vom Reaktionsbehälter
auf niedrige Temperaturen, um die maximale Dampfmenge zu erzeugen, die Expansion dieses auf nMriger Temperatur
befindlichen Gasstromes durch die Expansionsvorrichtung eine Temperatur des austretenden Dampfes zur Folge hat, die
bedeutend unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegt, was ernste Schwierigkeiten in der Expansionsvorrichtung mit sich bringt.
Es wäre daher notwendig, dieses Gas unter Verwendung einer außen befindlichen Wärmequelle wieder zu erwärmen.
In Fig. 2 ist das Flußdiagramm einer Anlage dargestellt, die kommerziell bei relativ verdünnten Laugen und schlammigen
Flüssigkeiten oder sogenannten schwachen Laugen anwendbar ist. Der chemische Sauerstoffbedarf CSB solcher Laugen beträgt
weniger als 100 g/l. Ein Beispiel einer derartigen Lauge ist Abwasserschlamm, der im typischen Fall einen chemischen Sauerstoffbedarf
CSB im Bereich von 40-60 g/l hat. Die Höhe der CSB-Reduktion liegt im typischen Fall im Bereich zwischen
50-85%. Im allgemeinen enthält die oxidierte Lauge allein nicht genug Wärme, um alle notwendigen Vorheizungen bei einer Apparatur
mit zweckmäßiger Größe auszuführen. Es ist daher notwendig, Wärme von der Gasphase sowie von der Flüssigphase abzuziehen,
wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Der gesamte Ausgangsstrom des Reaktionsbehälters wird abgekühlt, so daß die Endtemperatur
des Gases, das immer noch heiß ist, unter der maximalen Temperatur des Reaktionsbehälters liegt. Es ist ersichtlich,
daß dieselbe Vorheizwirkung erreicht werden kann, wenn die Phasen unmittelbar hinter dem Reaktionsbehälter getrennt werden,
wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramm wird nur die Gasphase durch die zweite
Vorheizvorrichtung und anschließend zu einem zweiten Abscheider geleitet. Es ist erkennbar, daß diese Anlage komplizierter
ist, da zwei Abscheider erforderlich sind und zwei Flüssigkeitsströme, nämlich die oxidierte Lauge und das Kondensat
vom zweiten Abscheider erzeugt werden.
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In der Praxis, und insbesondere dann, wenn Abwasserschlamm behandelt wird, enthält das Gas vom Abscheider sowohl bei dem
Flußdiagramm von Fig. 2 als auch bei dem Flußdiagramm von Fig. 3 noch Kohlenwasserstoffe in genügender Menge, daß eine
weitere Behandlung notwendig ist, bevor das Gas durch die Einrichtung aus einer Expansionsvorrichtung und einem Generator
geleitet oder an die Außenluft abgegeben werden kann. Dazu wurde ein katalytisches Gasphasenoxidiergerät verwandt.
Ein typisches Flußdiagramm für ein derartiges Gerät ist in Fig. 4 dargestellt. Das Gas vom Abscheider strömt durch eine
Vorheizvorrichtung und anschließend durch eine mit Brennstoff oder Kraftstoff beheizte Anlaufheizvorrichtung, die nur zum
Anlaufen der Einrichtung verwandt wird, und anschließend durch ein Katalysatorbad, in dem die Gasphasenoxidation der
Kohlenwasserstoffe stattfindet. Der aus dem Katalysator austretende Strom befindet sich infolge der Oxydation auf einer
höheren Temperatur und kann somit dazu verwandt werden, den Singangsstrom zum Katalj/sator vorzuheizen. Das Gas wird anschlieSend
zu der Einrichtung aus einer Expansionsvorrichtung
und einem Generator geleitet. Diese Anlage ist unter bestimmten Umständen vorteilhaft, da sie beispielsweise ein Gas an
die Einrichtung aus einer Expansionsvorrichtung und einem Generator abgibt.» das überhitzt ist und eine höhere Temperatur
hat als es der Fall wäre, wenn keine Gasphasenoxydation stattgefunden hätte. Diese höhere Temperatur ist für die Arbeit der
Expansicnsvorrichtung vorteilhaft, wie es allgemein bekannt
ist. Bei bestimmten eingeführten oder eingespeisten Laugen,"1
insbesondere bei Abwasserschlamm, sind jedoch viele Betriebsschwierigkeiten aufgetreten. Der Katalysator unterliegt einer
Vergiftung und Verschmutzung und wird unwirksam. Die Anlage ist kompliziert und teuer, da die Behälter, Kessel und Rohrleitungen
für hohe Temperaturen ausgelegt sein müssen. Bei Abwasserschlamm
oi-s^ andereii stickstoffhaltigen Laugen enthält das Gas
Stickstoff verbindungen, beispielsweise Ammoniak, die zu einer Os:; IiSZ11IHf su Salpetersäure neigen, was weitere Schwierigkeiten
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hervorruft. Bei bestimmten, leicht flüchtige Substanzen enthaltenden
Laugen enthalten die Gase flüchtige Kohlenwasserstoffe, die gelegentlich spontan und unkontrolliert an verschiedenen
Teilen der Anlage oxidiert werden, was Störungen hervorruft und Sicherheitsrisiken erzeugt. Diese Schwierigkeiten sind so
schwerwiegend, daß die Heißtrennung der Gas- und Flüssigphase bei der Behandlung dieser Laugen wahrscheinlich vermieden werden
sollte.
Eine weitere Schwierigkeit bei dem in Fig. 2 dargestellten Flußdiagramm
besteht darin, daß die Temperaturregelung schwierig ist. Die Temperaturregelung erfolgt über eine Regulierung der
in der Vorheizvorrichtung übertragenen Wärmemenge entsprechend
einer Einrichtung, wie sie allgemein in der US-PS 2 903 425 beschrieben
ist. In der Praxis unterliegen die für diesen Regelvorgang erforderlichen Ventile einem Verstopfen und einer Abnutzung
und ist die Regelung schwierig und oftmals nicht zufriedenstellend.
Durch die Erfindung wird eine Naßoxydationsvorrichtung geliefert, die einen Reaktionsbehälter, eine Vorheizvorrichtung für den
Reaktionsbehälter, eine Einrichtung zur Energierückgewinnung, einer Einrichtung zum Leiten einer Lauge und Luft durch die
Vorheizvorrichtung zum Reaktionsbehälter, Einrichtungen zum Kühlen der oxidierten Produkte vom Reaktionsbehälter auf eine
Temperatur in der Nähe der Temperatur der zugeführten Luft und der zugeführten Lauge, Einrichtungen zum Trennen der Flüssig-
und Gasphasen bei niedrigererTemperatur, eine Einrichtung zum Einspritzen einer kontrollierten Wassermenge in den relativ
trockenen und kühlen Gasstrom von der Trenneinrichtung, eine Einrichtung zum Erhitzen des Gasstromes mit Hilfe der Produkte
vom Reaktionsbehälter, um das eingespritzte Wasser nahezu vollständig zu verdampfen und - falls erforderlich - zu überhitzen,
und eine Einrichtung zym Abgeben des in dieser Weise erzeugten Gasstromes an die Einrichtung zur Energierückgewinnung aufweist.
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Erfind ungsgemäß wird weiterhin eine Naßoxydationsvorrichtung
geliefert, die einen Reaktionsbehälter, eine Vorheizvorrichtung
für den Reaktionsbehälter, eine Einrichtung zur Energierückgewinnung, eine Einrichtung zum Leiten einer Lauge und
Luft durch die Vorheizvorrichtung zum Reaktionsbehälter, eine Einrichtung zum Trennen der Flüssig- und Gasphasen unmittelbar
hinter dem Reaktionsbehälter oder im oberen Teil des Reaktionsbehälters, eine Einrichtung zum Kühlen der Gasphase, um einen
beträchtlichen Teil des Wasserdampfes zu kondensieren, eine Einrichtung zur Wiedererhitzung des abgekühlten Gases auf eine
Temperatur in der Nähe der Temperatur des Abflußstromes des Reaktors, und eine Einrichtung zum Leiten des wiedererhitzten
Gases zu der Einrichtung zur Energierückgewinnung aufweist.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert:
Fig. 1 bis 4 zeigen Flußdiagramme bekannter Anlagen. Fig. 5 und 6 zeigen Flußdiagramme von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung.
Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, strömen die eintretende Lauge
und die eintretende Luft durch eine Leitung 10 und durch eine Vorheizvorrichtung 12 über eine Leitung 16 in den Reaktionsbehälter
14. Der Ausgangsstrom ist bei 18 dargestellt und strömt durch einen Wärmetauscher (Wiederaufheizvorrichtung 20) zu der
Vorheizvorrichtung 12 und anschließend durch eine Leitung 22 zu dem Scheider 24. Das Gas oder der Wasserdampf strömt durch ·
die Leitung 26, durch die Wiederaufheizvorrichtung 20 und
schließlich durch die Leitung 26 zur Rückgewinnung mechanischer Energie zu der Einrichtung 28 aus einer Expansionsvorrichtung
und einem Generator.
In diesem Fall wird der Ausdruck "Luft" zur Bezeichnung irgendeines,
Sauerstoff enthaltenden Gases,einschließlich reinen Sauerstoffs, verwandt.
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Bei dieser Anlage wird der Ausgangsstrom vom Reaktionsbehälter in der Wiederaufheizvorrichtung (Wärmetauscher) abgekühlt und
auf eine niedrige Temperatur von im allgemeinen weniger als 93°C (2000F) und vorzugsweise weniger als 650C (15Q°F) durch
einen Wärmeaustausch zwischen dem Ausgangsstrom des Reaktionsbehälters und der eintretenden Lauge und der eintretenden Luft
und zusätzlich durch eine Abkühlung des Ausgangsstromes des Reaktionsbehälters gegenüber dem Gasstrom vorerhitzt, der bei
niedriger Temperatur von der flüssigen Phase abgeschieden wurde.
Lauge und Luft oder nur die Lauge werden erhitzt und treten in den Reaktionsbehälter ein. Zunächst erfolgt ein Wärmeaustausch
zwischen den Produkten des Reaktionsbehälters und dem Gasstrom, wodurch das Gas unter Ausnutzung der maximalen Temperatur der
Anlage wieder aufgeheizt wird. Die Produkte des Reaktionsbehälters werden dann einem zweiten Wärmetauscher zugeführt, wodurch
die eintretende Lauge oder das eintretende Gemisch aus Lauge und Luft erhitzt wird. Die oxidierten Produkte vom Reaktionsbehälter
werden auf eine Temperatur in der Nähe der eintretenden Lauge oder des eintretenden Gemisches aus Lauge und
Luft abgekühlt, soweit es möglich und wirtschaftlich durchführbar ist. Dabei wird ein wirtschaftlicher Kompromiß zwischen
den Kosten des Wärmetauschers und der von der oxidierten Produkten wiedergewonnenen Wärmemenge eingegangen-.-
Ein bedeutendes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sie eine Steuerung der Anlage über die Wärmemenge erlaubt, die von
den oxidierten Produkten im Wärmetauscher entnommen wurde, in dem der Gasstrom wieder erhitzt wird. Es zeigt sich, daß dann,
wenn mehr oder weniger Wärme von den oxidierten Produkten in der Wiederaufheizvorrichtung entnommen wird, mehr oder weniger
Wärme in der Vorheizvorrichtung zur Verfügung steht, so daß die Temperaturen in der Anlage dadurch gesteuert werden können,
daß die Stärke der Wiederaufheizung gesteuert wird* Das erfolgt nicht nur dadurch, daß die aus dem Reaktionsbehälter aus-
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tretenden oxidierten Produkte gesteuert werden, da eine . Steuerung dieses Stromes schwierig ist, wie es im Vorhergehenden
bereits erläutert wurde, sondern auch durch eine Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes, des Druckes des wieder aufzuheizenden
Gasstromes und durch eine Umleitung des Gasstromes um die Wiederaufheizvorrichtung.
Bei 60 kann Wasser in das kalte Gas vom Abscheider eingespritzt werden. Beim Aufheizen des Gases und des Wassers wird
das Wasser verdampft, was eine starke Wärmeabnähme in Form der
latenten Verdampfungswärme des eingespritzten Wassers ergibt. Es wird im allgemeinen ausreichend sein, den Druck des wieder
aufzuheizenden Gases nahezu auf dem Druck des Reaktionsbehälters zu halten, so daß im System nur der Druckabfall zwischen
dem Reaktionsbehälter und der Expansionsvorrichtung auftritt. Wenn es jedoch erforderlich ist, größere Wärmemengen zu entnehmen,
kann der Druck des Gases unter Verwendung eines Ventils 52 auf einen Druck gedrosselt werden, der wesentlich unter
dem Druck im Reaktionsbehälter liegt, so daß eine größere Wassermenge in der Wiederaufheizvorrichtung verdampft werden kann.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei einer Herabsetzung des Gasdruckes mehr Wasser bei einer niedrigeren Temperatur
verdampft werden kann, wodurch die Temperatur des Ausgangsstromes vom Reaktionsbehälter verringert wird und mehr Wärme
vom Ausgangsstrom entnommen werden kann. Wenn es andererseits notwendig istsder Vorheizvorrichtung mehr Wärme zu liefern,
dann kann die Wassermenge herabgesetzt und der Druck des Gasstromes erhöht werden. Wenn der Vorheizvorrichtung noch mehr
Wärme zugeführt werden muß, kann das Gas um die Wiederaufheizvorrichtung
herum geleitet werden. Das ist eine einfache Arbeitsweise, da der Gasstrom rein ist und sich auf einer
relativ niedrigen Temperatur befindet.
weiteres hervorstechendes Merkmal der Erfindung besteht
r:.- ds3 äi'S Gas- und Flüssigphasen bei niedriger Temperatur
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getrennt werden, was als Kalttrennung bezeichnet wird. Bei einer Anordnung, bei der zwei Naßoxydationseinheiten nebeneinander
liefen und Abwasserschlamm verarbeiteten, hat es sich herausgestellt, daß diejenige Einheit, die mit einem Heißabscheider
läuft, einen geringeren Trennwirkungsgrad als die zweite Einheit hat, bei der eine Kalttrennung ausgeführt wird.
Diese Erscheinung hat sich auch bei anderen Naßoxydationseinheiten gezeigt. Der Grund dafür ist zwar nicht klar zu verstehen,
die Tatsache allein ist jedoch unbestreitbar. Bei der oben genannten Einheit mit einem Heißabscheider verschmutzen
und verstopfen darüberhinaus die organischen Materialien im Gasstrom, die stromabwärts liegenden Gasbehandlungseinrichtungen.
Es ist allgemein zu sagen, daß die Kaittrennungsanlage
leichter zu betreiben und zu bedienen ist, während die Heißtrennungsanlage
mit Betriebsschwierigkeiten und Sicherheitsrisiken behaftet ist, wie sie oben beschrieben wurden. Die Erfindung
liefert somit eine Naßoxydationsvorrichtung, bei der eine wirkungsvolle mechanische Energierückgewinnung durchgeführt
werden kann, während sie dennoch mit einem Kaltabscheider arbeitet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann besonders zweckmäßig bei schwächeren Laugen, beispielsweise bei Abwasserschlamm,
verwandt werden, bei dem gewöhnlich eine Anlage mit einem Flußdiagramm gemäß Fig. 2 verwendet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann jedoch auch mit großen Nutzeffekt bei stärkeren Laugen verwandt werden, wobei bestimmte Betriebsschwierigkeiten,
wie sie im Vorhergehenden aufgeführt wurden, beseitigt sind. Fig. 6 ,zeigt in einem Flußdiagramm, daß die Grundgedanken
der Erfindung dazu ausgenutzt werden können, eine Naßoxydationsanlage für stärkere Laugen zu verbessern. Die Gas- und Flüssigphasen
werden unmittelbar hinter dem Reaktionsbehälter 30 oder in seinem oberen Teil getrennt. Die Gasphase gelangt zunächst
zu Wiederaufheizvorrichtungen 32 und dann zu einem Dampferzeuger 34. Ein großer Teil des Wasserdampfes in den Gasen wird
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kondensiert und als flüssiges Kondensat durch den Abscheider 36 der Anlage entnommen. Das trockene Gas strömt durch eine
Leitung 38 zu den Wiederaufheizvorrichtungen, um es vor den
Ausdehnungsstufen in der Einrichtung aus einer Expansionsvorrichtung
und einem Generator 128 wieder zu erhitzen und durch Leitungen 40,42 zu den ¥iedefaufheizvorrichtungen, um es
zwischen den Ausdehnungsstufen wieder zu erhitzen. Es ist ein Merkmal dieses Anwendungsbeispiels der Erfindung, daß das Gas
mehrmals wieder erhitzt werden kann. Es sind zwei Wiedererhitzungen
dargestellt, es können jedoch auch fünf oder mehr Wiedererhitzungen vorgesehen sein. Das ist dadurch möglich., daß
dem Gas und dem Wasserdampfstrom, die aus dem Reaktionsbehälter
austreten, die latente Verdampfungswärme entzogen wird, während eine merkliche Wärmemenge nur dem Gasstrom zugegeben
wird. Daher ist der Temperaturabfall des Ausgangsstromes des
Reaktionsbehälters viel kleiner als der Temperaturanstieg des trockneren Gases vom Abscheider. Es ist auch möglich, mehrstufige
Einrichtungen aus Expansionsvorrichtungen und Generatoren 128 mit zwischen den Stufen angeordneten Wiederauf heiz vorrichtungen
32 statt der beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 vorgesehenen
Einrichtung mit einer Expansionsvorrichtung und einem Generator zu verwenden. Es ist eine große Anzahl von Anordnungen
für die Anwendung der Erfindung möglich, das Grundprinzip ist jedoch in den Flußdaigrammen von Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt.
Abwasserschlamm mit einem chemischen Sauerstoffbedarf CSB von
50 g/l wird einer Naßoxydation unterworfen, bei der die CSB-Reduktion
85% beträgt. Das Flußdiagramm entspricht dem in
Fig. 5 dargestellten Diagramm. Die Temperatur der Luft und der Lauge am Punkt 1 beträgt 29,5°C (85°F), die Temperatur des Ausgangsstromes
vom Reaktionsbehälter liegt am Punkt 44 auf 2700C (5200F) und die Abscheidertemperatur am Punkt 46 beträgt 49°C
(1200F). Der Druck des Reaktionsbehälters liegt bei etwa
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105 kg/cm (1500 psig). Das abgekühlte Gas vom Abscheider wird
auf einen Druck von etwa 56 kg/cm (800 psig) gedrosselt,und
etwa 0,84 kg Wasser pro kg Luft (0,84 lbs. Wasser pro Ib.Luft)
wird nach der Drosselung in das Gas eingespritzt. Dieses Gemisch wird dann in der Wiederaufheizvorrichtung erhitzt, um
das gesamte Wasser zu verdampfen, tritt aus der Wiederaufheizvorrichtung unter einer Temperatur von etwa 2900C -(4540F) aus
und fließt dann zu der Einrichtung 28 aus einer Expansionsvorrichtung und einem Generator. Wenn diese Einrichtung aus
einer Expansionsvorrichtung und einem Generator einen Gesamtwirkungsgrad von 70% hat, dann wird 93% der Pumpenergie für
den Schlamm und die Luft wiedergewonnen. Die Eingangstemperatur des Reaktionsbehälters am Punkt 48 beträgt 2110C (4110F),und
die Temperatur des oxidierten Schlammes und der Gase, die aus der Wiederaufheizvorrichtung austreten, liegt am Punkt 50 bei
221°C (4300F). '
Beispiel 2 ■
Schwarze - EoIz aufSchluß- oder Kochlauge bzw. Natronablauge wird
in der in Fig. 6 dargestellten Naßoxidationsanlage oxidiert. Der Druck der Anlage beträgt 2100 kg/cm (3000 psig) und die
maximale Temperatur des Reaktionsbehälters liegt bei 3160C
(600°F). Der Gasstrom vom Reaktionsbehälter wird auf 204°C (4000F) abgekühlt,und die Gas- und Flüssigphasen werden getrennt.
Wenn das Gas bei einer Temperatur von 2040C (4000F) auf
normalen Luftdruck ausgedehnt wird, liegt die Temperatur des daraus resultierenden Abgases unter -45,60C (-500F), was zur
Folge hat, daß selbst geringe Wassermengen im Abgas gefrieren, wodurch der Betrieb undurchführbar wird. Es ist daher notwendig,
das Gas zu erhitzen. Das Wiedererhitzen kann mit Hilfe einer beheizten Heizeinrichtung oder unter Verwendung von Wasserdampf
erfolgen, diese !/erfahren machen jedoch die Verwendung äußerer Energiequellen erforderlich. Bei diesem Beispiel wird
angenommen, daß die Expansionsvorrichtung eine fünfstufige Einrichtung ist, und daß das Gas auf 260°C (5000F) vor den
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ersten drei Stufen und auf 204°C (40O0F) vor der vierten Stufe
ohne eine Wiedererhitzung vor der fünften Stufe erhitzt wird. Wenn der Wirkungsgrad 75% beträgt, liegt die Endtemperatur des
Abgases bei 33°C (92°F), eine Temperatur, die nahezu gleich der Temperatur der der Einheit zugeführten Luft ist. Daher ist
die im Abgas der Expansionsvorrichtung verbliebene Wärmemenge relativ gering. Es ist ersichtlich, daß durch eine Einstellung
der Wiederaufheiztemperaturen die Temperatur des Abgases der Expansionsvorrichtung auf einen Wert unterhalb der Temperatur
der Umgebungsluft eingestellt werden kann, die der Naßoxydationsvorrichtung zugeführt wird. Bei dem obigen Beispiel beträgt
die Gesamtwiedererhitzung des Gases 94,5 kcal/kg (170 kWh/lb). Die Gase vom Reaktionsbehälter werden auf etwa 3020C (575°F)
in den Wiederaufheizvorrichtungen abgekühlt, so daß eine Temperatur
beibehalten wird, die bei weitem zur Dampferzeugung ausreicht.
Im Obigen ist eine Expansionsvorrichtung zur Energierückgewinnung dargestellt, dieein en elektrischen Generator betreibt,
es können jedoch auch andere zweckmäßige Vorrichtungen, beispielsweise
Kompressoren, Pumpen usw. , in dieser Weise mit Energie versorgt werden.
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Claims (10)
1. Naßoxydationsvorrichtung mit einem Reaktionsbehälter, einer
Vorheizvorrichtung für den Reaktionsbehälter, einer Einrichtung zur Energierückgewinnung, einer Einrichtung, Lauge
, und Luft durch die Vorheizvorrichtung dem Reaktionsbehäl-
; ter zuzuführen, einer Einrichtung zum Abkühlen der oxidierten Produkte vom Reaktionsbehälter auf eine Temperatur in
der Nähe der Temperatur der zugeführten Luft und der zugeführten Lauge und mit einer Einrichtung zum Trennen der
Flüssig- und Gasphasen bei niedrigerer Temperatur, gekennzeichnet durch eine Einrichtung
(60) zum Einspritzen einer kontrollierten Wassermenge in den relativ trockenen und kühlen Gasstrom von der Trenneinrichtung (24), durch eine Einrichtung (20) zum Erhitzen
des Gasstromes mit Hilfe der Produkte vom Reaktionsbehälter (14), um das eingespritzte Wasser nahezu vollständig zu
verdampfen und, falls erforderlich, zu überhitzen, und eine Einrichtung (26), die den in dieser Weise erzeugten Gasstrom
der Einrichtung (28) zur Energierückgewinnung liefert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1f* gekennzeichnet durch eine Einrichtung
(62) zum Verringern des Druckes des relativ . trockenen und kühlen Gases.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (62) zum Steuern der Verringerung
des Druckes den Druck von einem über dem Atmosphärendruck liegenden Wert auf einen Wert unterhalb des Druckes des
Reaktionsbehälters herabsetzen kann, bevor das Wasser in den Gasstrom eingeführt wird.
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4. Vorrichtung nach, einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine ümleitungseinrichtung,
um den abgekühlten trockenen Gasstrom um die Einrichtung (20) zum Erhitzen des Gasstromes herumzuführen.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28)
zur Energierückgewinnung aus einer mehrstufigen Einrichtung besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen
zum Wiedererhitzen des Gases zwischen den Stufen der mehrstufigen Einrichtung.
7. Naßoxydationsvorrichtung mit einem Reaktionsbehälter, einer Vorheizeinrichtung für den Reaktionsbehälter, einer Einrichtung
zur Energierückgewinnung, einer Einrichtung zum Zuführen von Lauge und Luft durch die Vorheizeinrichtung
zum Reaktionsbehälter und mit einer Einrichtung zum Trennen der Flüssig- und Gasphasen unmittelbar hinter dem Reaktionsbehälter
oder im oberen Abschnitt des Reaktionsbehälters, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (34) zum Abkühlen
der Gasphase, um einen beträchtlichen Teil des Wasserdampf es zu kondensieren, einer Einrichtung (32) zum
Wiedererhitzen des abgekühlten Gases auf eine Temperatur in der Nähe der Temperatur des Ausgangsstromes des Reaktionsbehälters und durch eine Einrichtung (40,42), die das wiedererhitzte
Gas zur Einrichtung (128) zur Energierückgewinnung leitet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung (128) zur Energierückgewinnung eine mehrstufige Einrichtung sein kann, wobei sich zwischen den Stufen
der mehrstufigen Einrichtung wenigstens ein Teil der Einrichtung (32) zum Wiedererhitzen des Gases befindet.
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9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (32) zum Wiedererhitzen des abgekühlten
Gases das Wasser nahezu oder vollständig verdampfen und das Gas überhitzen kann.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (36) zum Abtrennen des kondensierten
Teiles des Wasserdampfes, bevor das abgekühlte Gas zur Einrichtung (32) zum Wiedererhitzen des Gases geleitet
wird.
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Leerseife
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US05/569,942 US4013560A (en) | 1975-04-21 | 1975-04-21 | Energy production of wet oxidation systems |
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Publication Number | Publication Date |
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ZA (1) | ZA762397B (de) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4174280A (en) * | 1974-07-17 | 1979-11-13 | Sterling Drug Inc. | Oxidation process |
US4052302A (en) * | 1976-05-10 | 1977-10-04 | Nasa | Process of forming catalytic surfaces for wet oxidation reactions |
DE2640603B2 (de) * | 1976-09-09 | 1978-10-19 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Naßoxidation organischer Substanzen |
DE2753537C2 (de) * | 1977-12-01 | 1980-01-10 | Saarberg-Fernwaerme Gmbh, 6600 Saarbruecken | Verfahren zur thermischen Behandlung von wäßrigen Schlämmen, insbesondere von Klärschlämmen \ |
DE2826132C2 (de) * | 1978-06-15 | 1980-03-27 | Vereinigte Kesselwerke Ag, 4000 Duesseldorf | Verfahren zur kontinuierlichen Konditionierung von Schlamm |
US4234426A (en) * | 1978-12-14 | 1980-11-18 | Sterling Drug Inc. | Wet combustion system incorporating autoregulation |
US4234423A (en) * | 1979-03-30 | 1980-11-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Energy recovery system |
US4246966A (en) * | 1979-11-19 | 1981-01-27 | Stoddard Xerxes T | Production and wet oxidation of heavy crude oil for generation of power |
US4338199A (en) * | 1980-05-08 | 1982-07-06 | Modar, Inc. | Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water |
US4543190A (en) * | 1980-05-08 | 1985-09-24 | Modar, Inc. | Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water |
US6200468B1 (en) * | 1980-09-29 | 2001-03-13 | Sanitaire Corporation | Aeration system apparatus with source of in situ cleaning agent and pressure monitoring connection for submerged diffuser |
US4384959A (en) * | 1980-12-29 | 1983-05-24 | Sterling Drug Inc. | Wet oxidation process utilizing dilution of oxygen |
US4370223A (en) * | 1980-12-31 | 1983-01-25 | Chevron Research Company | Coking hydrocarbonaceous oils with an aqueous liquid |
US4428828A (en) | 1981-01-02 | 1984-01-31 | Chevron Research Company | Upgrading hydrocarbonaceous oils with an aqueous liquid |
FR2576892B1 (fr) * | 1985-02-04 | 1987-08-14 | Air Liquide | Procede d'oxydation de substances dissoutes ou en suspension dans une solution aqueuse |
US5106513A (en) * | 1990-01-31 | 1992-04-21 | Modar, Inc. | Process for oxidation of materials in water at supercritical temperatures and subcritical pressures |
FI91290C (fi) * | 1991-02-14 | 1994-06-10 | Tampella Power Oy | Menetelmä ja laitteisto energian ja kemikaalien talteenottamiseksi sulfaattiselluprosessissa |
US5147564A (en) * | 1991-08-22 | 1992-09-15 | Titmas And Associates Incorporated | Method for recovering energy from a wet oxidation products stream flow using rotational energy |
US5183577A (en) * | 1992-01-06 | 1993-02-02 | Zimpro Passavant Environmental Systems, Inc. | Process for treatment of wastewater containing inorganic ammonium salts |
US5262060A (en) * | 1992-03-04 | 1993-11-16 | Zimpro Passavant Environmental Systems, Inc. | Wet oxidation of ammonium salt containing liquors |
US5409617A (en) * | 1993-07-13 | 1995-04-25 | Sri International | Environmentally acceptable waste disposal by conversion of hydrothermally labile compounds |
US5591415A (en) * | 1994-01-27 | 1997-01-07 | Rpc Waste Management Services, Inc. | Reactor for supercritical water oxidation of waste |
US5552039A (en) * | 1994-07-13 | 1996-09-03 | Rpc Waste Management Services, Inc. | Turbulent flow cold-wall reactor |
US5755974A (en) * | 1994-08-01 | 1998-05-26 | Rpc Waste Management Services, Inc. | Method and apparatus for reacting oxidizable matter with a salt |
US5620606A (en) * | 1994-08-01 | 1997-04-15 | Rpc Waste Management Services, Inc. | Method and apparatus for reacting oxidizable matter with particles |
US5551472A (en) * | 1994-08-01 | 1996-09-03 | Rpc Waste Management Services, Inc. | Pressure reduction system and method |
CA2168993C (en) * | 1995-10-27 | 2007-01-02 | Giorgio Pagani | Hydrolysis reactor for removal of urea, ammonia and carbon dioxide from a liquid phase comprising urea in aqueous solution |
US6017460A (en) * | 1996-06-07 | 2000-01-25 | Chematur Engineering Ab | Heating and reaction system and method using recycle reactor |
US5888389A (en) * | 1997-04-24 | 1999-03-30 | Hydroprocessing, L.L.C. | Apparatus for oxidizing undigested wastewater sludges |
SE518803C2 (sv) | 1999-09-03 | 2002-11-26 | Chematur Eng Ab | Metod och reaktionssystem med högt tryck och hög temperatur som är lämpat för superkritisk vattenoxidation |
US7722823B2 (en) * | 2004-10-22 | 2010-05-25 | Drs Sustainment Systems, Inc. | Systems and methods for air purification using supercritical water oxidation |
US7611625B2 (en) * | 2006-04-12 | 2009-11-03 | General Atomics | Water oxidization system |
JP2015085280A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 木村化工機株式会社 | 高温高圧反応処理装置 |
BR112017002932B1 (pt) * | 2014-08-20 | 2022-08-09 | Siemens Energy, Inc | Sistema de tratamento para regenerar um material que reduz a incidência de incrustações |
EP3691127A1 (de) | 2019-01-31 | 2020-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Sicherer elektronischer schalter |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2773026A (en) * | 1953-07-02 | 1956-12-04 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | Removal of dissolved or dispersed organic material from aqueous solutions and suspensions |
FR1026068A (fr) * | 1953-12-14 | 1953-04-23 | Sterling Drug Inc | Procédé et installation pour la destruction par oxydation des matières organiques contenues dans des eaux-vannes telles que les liqueurs sulfitiques résiduaires et pour la production d'énergie-thermique |
NL89125C (de) * | 1955-01-24 | |||
US3002347A (en) * | 1956-05-24 | 1961-10-03 | Babcock & Wilcox Co | Method and apparatus for a binary fluid power plant |
US3920506A (en) * | 1970-05-08 | 1975-11-18 | Ass Pulp & Paper Mills | Wet combustion of waste liquors |
US3661778A (en) * | 1971-01-18 | 1972-05-09 | Sterling Drug Inc | Wet air oxidization system for strong sludges and liquors |
US3919837A (en) * | 1974-03-07 | 1975-11-18 | Sterling Drug Inc | Method and apparatus for startup of a wet air oxidation unit provided with rotating air compressors driven by rotating expanders |
-
1975
- 1975-04-21 US US05/569,942 patent/US4013560A/en not_active Expired - Lifetime
-
1976
- 1976-04-15 CA CA250,349A patent/CA1083758A/en not_active Expired
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ZA762397B (en) | 1977-04-27 |
CA1083758A (en) | 1980-08-19 |
SE7604602L (sv) | 1976-10-22 |
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