RU52978U1

RU52978U1 - INSTALLATION FOR DISPOSAL OF OIL SLUDGES AND ORGANIC CONTAMINATED SOILS

Info

Publication number: RU52978U1
Application number: RU2005131869/22U
Authority: RU
Inventors: Григорий Исакович Двоскин; Алексей Дмитриевич Старостин
Original assignee: Григорий Исакович Двоскин; Алексей Дмитриевич Старостин
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Полезная модель относится к области термической утилизации отходов. Решаемая техническая задача: Обеспечение возможности утилизации переувлажненных нефтяных остатков и загрязненных органикой грунтов за счет конструктивных особенностей газификатора и интенсификации процесса дожига, проводимого в режиме взаимодействия газифицирующего агента с твердой фазой в виде «острых» струй. Установка для утилизации нефтешламов и загрязненных органикой грунтов, содержит газификатор с средством перемещения материала (шнеком) и системой загрузки сырья, топку с горелочным устройством, дожигатель, узел каталитического окисления, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Газификатор состоит из одной, или нескольких расположенных друг над другом, снабженных шнеками, секций с внешним обогревом, горизонтальные оси которых наклонены под углом в 4° по ходу движения материала в дожигатель, винтовые поверхности шнеков в продольном направлении имеют переменную конфигурацию. дожигатель помещен в обогревательную камеру, соединенную с выходом дымовых газов из циклонной топки и снабжен системой вертикальных труб для подачи нагретого газифицирующего агента во внутренний объем дожигателя. Нижняя часть дожигателя снабжена камерой, объем которой равен 1/5 его внутреннего объема, а нижняя часть камеры снабжена узлом вывода твердой фазы, соединенным транспортной системой с системой загрузки нефтешламов. Транспортировка твердой фазы из дожигателя в систему загрузки может осуществляется пневмотранспортом.The utility model relates to the field of thermal waste disposal. Solved technical problem: Ensuring the possibility of utilizing waterlogged oil residues and organic contaminated soils due to the design features of the gasifier and intensification of the afterburning process, carried out in the mode of interaction of the gasifying agent with the solid phase in the form of “sharp” jets. The installation for the disposal of oil sludge and organic contaminated soils contains a gasifier with a material transfer means (screw) and a feed system, a furnace with a burner, an afterburner, a catalytic oxidation unit, a heat exchanger, a gas purification system, a smoke exhauster and a chimney. The gasifier consists of one or several sections located one above the other, equipped with screws, with external heating, the horizontal axes of which are inclined at an angle of 4 ° in the direction of movement of the material into the afterburner, the screw surfaces of the screws in the longitudinal direction have a variable configuration. the afterburner is placed in a heating chamber connected to the exit of flue gases from the cyclone furnace and is equipped with a system of vertical pipes for supplying a heated gasifying agent to the internal volume of the afterburner. The lower part of the afterburner is equipped with a chamber, the volume of which is 1/5 of its internal volume, and the lower part of the chamber is equipped with a solid phase output unit connected by a transport system to the oil sludge loading system. Transportation of the solid phase from the afterburner to the loading system can be carried out by pneumatic transport.

Description

Полезная модель относится к области термической утилизации отходов.The utility model relates to the field of thermal waste disposal.

Установка для утилизации нефтешламов и загрязненных органикой грунтов, содержит газификатор с средством перемещения материала (шнеком) и системой загрузки сырья, топку с горелочным устройством, дожигатель, узел каталитического окисления, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу,An installation for the disposal of oil sludge and organic contaminated soils, contains a gasifier with a material transfer means (screw) and a feed system, a furnace with a burner, an afterburner, a catalytic oxidation unit, a heat exchanger, a gas purification system, a smoke exhauster and a chimney,

Газификатор состоит из одной, или нескольких расположенных друг над другом, снабженных шнеками, секций с внешним обогревом, горизонтальные оси которых наклонены под углом в 4° по ходу движения материала в дожигатель, винтовые поверхности шнеков в продольном направлении имеют переменную конфигурацию, дожигатель помещен в обогревательную камеру, соединенную с выходом дымовых газов из циклонной топки и снабжен системой вертикальных труб для подачи нагретого газифицирующего агента во внутренний объем дожигателя Нижняя часть дожигателя снабжена камерой, объем которой равен 1/5 его внутреннего объема, а нижняя часть камеры снабжена узлом вывода твердой фазы, соединенным транспортной системой с системой загрузки нефтешламов. Транспортировка твердой фазы из дожигателя в систему загрузки нефтешламов может осуществляется пневмотранспортом.The gasifier consists of one or several sections located one above the other, equipped with screws, with external heating, the horizontal axes of which are inclined at an angle of 4 ° in the direction of the material flow into the afterburner, the screw surfaces of the screws in the longitudinal direction have a variable configuration, the afterburner is placed in the heating a chamber connected to the exit of flue gases from the cyclone furnace and equipped with a system of vertical pipes for supplying a heated gasification agent to the internal volume of the afterburner The lower part of the afterburner with abzhena chamber whose volume is equal to 1/5 of its inner volume and the bottom part of the chamber is provided with a solid-phase output node connected to the transport system with a sludge loading system. Transportation of the solid phase from the afterburner to the sludge loading system can be carried out by pneumatic transport.

Известна установка УЗГ-1М, предназначенная для утилизации замазученных грунтов и нефтезаводских отходов, содержащая горизонтально расположенную вращающуюся печь с горелочным устройством с системами загрузки сырья и разгрузки. /www.sep.debryask.ru/.Known installation UZG-1M, designed for the disposal of oil-contaminated soils and refinery waste, containing a horizontally located rotary kiln with a burner with systems for loading raw materials and unloading. /www.sep.debryask.ru/.

Недостатком данной установки является то, что исходное сырье, представляющее собой влажную липкую массу, при поступлении в печь налипает на стенки, образуя плохо прогреваемые конгломераты. В результате увеличивается время необходимое для термического разложения и снижается производительность установки. Другим недостатком установки является отсутствие многоступенчатой газоочистной системы.The disadvantage of this installation is that the feedstock, which is a wet sticky mass, adheres to the walls when it enters the oven, forming poorly heated conglomerates. As a result, the time required for thermal decomposition increases and the productivity of the installation decreases. Another disadvantage of the installation is the lack of a multi-stage gas treatment system.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования, принципу работы и достигаемому результату является установка для переработки отходов, содержащая горизонтально расположенный газификатор с обогревательной камерой, снабженный шнеком-ворошителем, размещенным по продольной оси его внутреннего объема, соединенного с верхней частью внутреннего объема вертикальной камеры дожигания и с горелкой топки, причем вход обогревательной камеры соединен с топкой, а выход - с каталитическим дожигателем, выход из которого соединен с газовым объемом теплообменника нижняя часть которого, выполненная в виде вертикального канала, является входным соплом скруббера ударного действия. Камера дожигания может использоваться также для активации полукокса для чего она снабжена каналом для подачи газообразного газифицирующего агента (паровоздушная или водовоздушная смесь) в ее нижнюю часть. (Свидетельство на полезную модель РФ №16193 «Установка для переработки отходов»).Closest to the claimed utility model for the design of the main equipment, the principle of operation and the achieved result is a waste treatment plant containing a horizontally located gasifier with a heating chamber, equipped with a screw-agitator, placed along the longitudinal axis of its internal volume, connected to the upper part of the internal volume of the vertical the afterburner and the burner of the furnace, the input of the heating chamber being connected to the furnace, and the exit to the catalytic afterburner, the exit from otorogo connected to the gas volume of the heat exchanger the lower part of which, made in the form of a vertical channel, is the input nozzle of the shock scrubber. The afterburning chamber can also be used to activate the semi-coke, for which it is equipped with a channel for supplying a gaseous gasifying agent (steam-air or water-air mixture) to its lower part. (Certificate for utility model of the Russian Federation No. 16193 "Installation for waste processing").

Недостатком данной установки является то, что при поступлении в газификатор влажной и липкой массы нефтешламов, из-за ограниченной возможности ее перемещения шнеком-ворошителем в наиболее холодной части газификатора - зоне загрузки образуется застойная область, заполненная переувлажненным, плохо прогреваемым материалом, что препятствует поступлению свежего сырья и снижает производительность установки. Кроме того, для обеспечения поступления к сырью тепла, необходимого для испарения влаги и его термического разложения, требуется большая теплообменная поверхность, что ведет к росту геометрических размеров газификатора и, как следствие, к увеличению его металлоемкости. The disadvantage of this installation is that when a wet and sticky mass of oil sludge enters the gasifier, due to the limited possibility of its movement by a screw-agitator in the coldest part of the gasifier - the loading zone, a stagnant region is formed, filled with over-moistened, poorly heated material, which prevents fresh raw materials and reduces installation performance. In addition, to ensure that the raw materials receive the heat necessary for the evaporation of moisture and its thermal decomposition, a large heat exchange surface is required, which leads to an increase in the geometric dimensions of the gasifier and, as a result, to an increase in its metal consumption.

Недостатком является также образование прочных конгломератов полукокса, что затрудняет его транспортировку и сжигание.The disadvantage is the formation of strong conglomerates of semi-coke, which complicates its transportation and burning.

Настоящая полезная модель предназначена для интенсификации процесса утилизации переувлажненных нефтесодержащих материалов (нефтешламов) и загрязненных органикой грунтов за счет предотвращения возможности образования прочных конгломератов полукокса в газификаторе и интенсификации процессов тепло- и массообмена.This utility model is intended to intensify the process of utilizing waterlogged oily materials (oil sludge) and organic contaminated soils by preventing the formation of strong conglomerates of semicoke in the gasifier and the intensification of heat and mass transfer processes.

Указанные технические результаты достигаются за счет следующего:The indicated technical results are achieved due to the following:

Сооружение газификатора из расположенных друг над другом секций позволяет в случае необходимости обеспечить необходимую суммарную величину теплообменной поверхности газификатора при небольшой общей длине установки, а также обеспечить ее более интенсивный и равномерный обогрев.The construction of the gasifier from the sections located one above the other allows, if necessary, to provide the necessary total value of the heat exchange surface of the gasifier with a small total length of the installation, as well as to ensure its more intense and uniform heating.

Добавление в исходный материал золы, выводимой из дожигателя, снижает прочность кокса, образующегося при нагреве нефтешламов в газификаторе и предотвращает, тем самым, возможность образования трудноликвидируемых конгломератов.Adding ash removed from the afterburner to the starting material reduces the strength of coke formed when oil sludge is heated in the gasifier and, thereby, prevents the formation of hard-to-eliminate conglomerates.

Обеспечение наклона в 4° горизонтальных осей секций газификатора по ходу движения материала обеспечивает сток влаги и выделяющихся на первом этапе термического разложения легких фракций нефтепродуктов в сторону дожигателя и облегчает транспортировку материала.Ensuring a tilt of 4 ° to the horizontal axes of the gasifier sections in the direction of movement of the material provides a drain of moisture and light fractions of oil products released at the first stage of thermal decomposition towards the afterburner and facilitates material transportation.

Переменная конфигурация винтовых поверхностей шнеков позволяет обеспечить на первом этапе, в зоне нагрева, активное продольное перемещение липкой влажной массы, далее, в зоне сушки и в зоне пиролиза - обеспечить активное перемешивание материала и далее, в зоне поступления в дожигатель - перемалывание полукокса.The variable configuration of the screw surfaces of the screws allows the active longitudinal movement of the sticky wet mass in the first stage, in the heating zone, then, in the drying zone and in the pyrolysis zone, to ensure active mixing of the material and then, in the zone of entry into the afterburner, grind the semicoke.

Снабжение дожигателя системой вертикальных труб для подачи газифицирующего агента в виде «острых струй» на поверхность слоя твердой фазы, поступающей в нижнюю часть дожигателя, позволяет обеспечить условия активного тепло- и массообмена между газифицирующим агентом и газифицируемым материалом в режиме взвешенного слоя.Providing the afterburner with a system of vertical pipes for supplying a gasifying agent in the form of “sharp jets” to the surface of the solid phase layer entering the lower part of the afterburner makes it possible to ensure the conditions of active heat and mass transfer between the gasifying agent and the gasified material in the suspended layer mode.

Снабжение нижней части дожигателя камерой, объем которой равен 1/5 его внутреннего объема, позволяет постоянно иметь в этой камере объем уже прошедшего термическую обработку твердого материала, равный обрабатываемому в момент времени, что позволяет производить порционный, более качественный дожиг полукокса, а также постоянно иметь над узлом вывода твердой фазы столб твердого материала, что защищает этот узел от температурного воздействия.The supply of the lower part of the afterburner with a chamber, the volume of which is 1/5 of its internal volume, allows you to constantly have in this chamber the volume of the solid material that has already undergone heat treatment and is equal to that processed at the moment in time, which allows you to produce portioned, higher-quality semi-coke afterburning, as well as constantly have above the node of the output of the solid phase, a column of solid material that protects this node from temperature effects.

Снабжение узла вывода системой транспорта позволяет передавать твердую фазу непосредственно в узел загрузки нефтешламов.The supply of the output node of the transport system allows you to transfer the solid phase directly to the oil sludge loading node.

Полезная модель поясняется чертежом, фиг.1, где изображен продольный разрез предлагаемой установки.The utility model is illustrated by the drawing, figure 1, which shows a longitudinal section of the proposed installation.

Установка для утилизации нефтешламов и загрязненных oрганикой грунтов, содержит газификатор - 1, состоящий из расположенных друг над другом секций - 2, с внутренними узлами перемещения материала (шнеками) - 3 и системой загрузки сырья - 4, топку - 5 с горелочным устройством - 6, расположенный в обогревательной камере - 7 дожигатель - 8 с камерой - 9, узлом вывода твердой фазы - 10, коллектором - 11 и системой вертикальных труб - 12 для подачи газифицирующего агента, каталитический дожигатель - 13, теплообменник - 14, систему газоочистки - 15, дымосос - 16, дымовую трубу - 17 и транспортную систему - 18..Installation for the disposal of oil sludge and organic contaminated soils, contains a gasifier - 1, consisting of sections located on top of each other - 2, with internal nodes for moving the material (screws) - 3 and a feed loading system - 4, a furnace - 5 with a burner device - 6, located in the heating chamber - 7 afterburner - 8 with chamber - 9, solid phase outlet unit - 10, manifold - 11 and vertical pipe system - 12 for supplying a gasification agent, catalytic afterburner - 13, heat exchanger - 14, gas treatment system - 15, smoke exhaust - 16, smoke t rub - 17 and transport system - 18 ..

Установка работает следующим образом:Installation works as follows:

В горелочное устройство - 6 подают воздух и топливо. Образующиеся при сжигании топлива дымовые газы выводятся из циклонной топки - 5 во внутренний объем обогревательной камеры - 7, где через стенки отдают тепло на нагрев воздуха в коллекторе - 11 и твердой фазы в дожигателе - 8. Далее дымовые газы поступают в обогревательные каналы секций газификатора - 2, где через стенки отдают тепло на нагрев находящегося там материала. После выхода из последней секции дымовые газы выводятся в каталитический дожигатель - 13, где в режиме полного окисления осуществляется сжигание окиси углерода и остаточных концентраций органических компонентов. После каталитического дожигателя газы The burner - 6 serves air and fuel. The flue gases generated during fuel combustion are removed from the cyclone furnace - 5 into the internal volume of the heating chamber - 7, where heat is transferred through the walls to heat the air in the collector - 11 and the solid phase in the afterburner - 8. Next, the flue gases enter the heating channels of the gasifier sections - 2, where heat is transferred through the walls to heat the material located there. After exiting the last section, the flue gases are discharged to the catalytic afterburner - 13, where carbon monoxide and residual concentrations of organic components are burned in the full oxidation mode. After the catalytic afterburner gases

поступают в жаротрубный теплообменник - 14, где, отдав часть тепла на нагрев воды. циркулирующей в межтрубном пространстве, подаются в систему газоочистки - 15. Дымовые газы освобождаются от мелкой пыли, дополнительно охлаждаются в мокром скруббере и через дымосос - 16 и дымовую трубу - 17 выбрасываются в атмосферу.enter the fire tube heat exchanger - 14, where, having given part of the heat to heat the water. circulating in the annulus, they are fed to the gas purification system - 15. Flue gases are freed from fine dust, additionally cooled in a wet scrubber and through the smoke exhauster - 16 and the chimney - 17 are released into the atmosphere.

Исходное сырье загружается во внутренний объем первой секции газификатора через систему загрузки - 4, смешивается с золой, передаваемой из дожигателя транспортной системой - 18 и перемещается шнеками - 3 вдоль продольных осей секций, сначала в виде влажной массы, а затем, по мере высыхания, в виде рыхлого подвижного слоя, что обеспечивает хорошие условия теплообмена. В процессе продвижения материала, но мере нагрева, из него выделяется остаточная влага, летучие компоненты нефтепродуктов и, в конечном счете, осуществляется пиролиз его органической составляющей. Конечным продуктом этих процессов является коксовый остаток (полукокс), который из выхода последней секции ссыпается в нижнюю часть дожигателя. Первые порции полукокса заполняют камеру - 9 и, в дальнейшем, этот столб материала служат промежуточным, постоянно обновляемым, буфером между слоем обрабатываемого материала в нижней части дожигателя и узлом вывода твердой фазы (зольного остатка) - 10.The feedstock is loaded into the internal volume of the first section of the gasifier through the loading system - 4, mixed with ash transferred from the afterburner by the transport system - 18 and moved by screws - 3 along the longitudinal axes of the sections, first in the form of a wet mass, and then, as it dries, in the form of a loose movable layer, which provides good heat transfer conditions. In the process of moving the material, but as it heats up, residual moisture, volatile components of oil products are released from it and, ultimately, the pyrolysis of its organic component is carried out. The final product of these processes is a coke residue (semi-coke), which from the outlet of the last section is poured into the lower part of the afterburner. The first portions of the semi-coke fill the chamber - 9 and, further, this column of material serves as an intermediate, constantly updated, buffer between the layer of the processed material in the lower part of the afterburner and the output unit of the solid phase (ash residue) - 10.

В коллектор - 11 подается газифицирующий агент, который нагревается дымовыми газами до температуры 500-600°С и через систему вертикальных труб - 12, в виде «острых» струй подается в нижнюю часть дожигателя, где осуществляется сжигание органических компонентов полукокса, поступающего из последней секции газификатора. В результате взаимодействия «острых» струй воздуха с частицами полукокса образуется область интенсивно циркулирующего вихревого слоя горящих частиц где, за счет интенсивного физического взаимодействия частиц и выгорания горючих компонентов, происходит уменьшение их геометрических размеров и, в конечном счете, мелкие зольные частицы вместе с продуктами горения покидают дожигатель.A gasifying agent is supplied to the collector - 11, which is heated by flue gases to a temperature of 500-600 ° C and through a system of vertical pipes - 12, in the form of "sharp" jets is fed to the lower part of the afterburner, where the organic components of the semicoke coming from the last section are burned gasifier. As a result of the interaction of “sharp” air jets with semicoke particles, a region of intensely circulating vortex layer of burning particles is formed where, due to the intense physical interaction of particles and burning of combustible components, their geometrical sizes and, ultimately, small ash particles together with combustion products decrease leave the afterburner.

В камере - 9 накапливаются термически обработанные зольные остатки, которые выводятся из установки через узел вывода твердой фазы - 10 в транспортную систему - 18.In the chamber - 9, thermally treated ash residues accumulate, which are removed from the installation through the solid phase outlet unit - 10 into the transport system - 18.

Продукты горения после дожигателя, поступают противоходом во внутренние объемы секций газификатора, где, отдав тепло на сушку и пиролиз органической составляющей исходного сырья, обогащаются продуктами пиролиза и парами воды и после выхода из последней секции поступают в циклонную топку, где осуществляется их огневое обезвреживание.The combustion products after the afterburner come in counterflow into the internal volumes of the gasifier sections, where, having given heat for drying and pyrolysis of the organic component of the feedstock, they are enriched with pyrolysis products and water vapor and, after leaving the last section, enter the cyclone firebox where they are rendered harmless.

Дымовые газы после циклонной топки проходят путь, описанный выше.The flue gases after the cyclone furnace go through the path described above.

Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает возможность утилизации переувлажненных нефтешламов и загрязненных органикой грунтов и интенсифицирует процессы тепло- и массообмена.Thus, the totality of these essential features makes it possible to utilize waterlogged oil sludge and soil contaminated with organic matter and intensifies heat and mass transfer processes.

Источники информации:Information sources:

1. «Установка УЗГ-1М, предназначенная для утилизации замазученных грунтов и твердых горючих нефтесодержащих отходов». /www.sep.debryask.ru/.1. "UZG-1M installation, designed for the disposal of oil-contaminated soils and solid combustible oil-containing waste." /www.sep.debryask.ru/.

2. «Установка для получения активного угля».Свидетельство на полезную модель РФ №18172.2. "Installation for the production of activated carbon". Certificate for utility model of the Russian Federation No. 18172.

Claims

1. Installation for the disposal of oil sludge and organic contaminated soils, containing a gasifier with a material transfer means (screw) and a feed system, a furnace with a burner, afterburner, a catalytic oxidation unit, a heat exchanger, a gas purification system, a smoke exhauster and a chimney, characterized in that the gasifier consists of one or several sections located one above the other, equipped with screws, with external heating, the horizontal axes of which are inclined at an angle of 4 ° in the direction of movement of the material into the afterburner, the screw surfaces in the longitudinal direction have a variable configuration, the afterburner is placed in a heating chamber connected to the flue gas outlet from the cyclone furnace and equipped with a system of vertical pipes for supplying a heated gasifying agent to the internal volume of the afterburner, the lower part of which is equipped with a chamber whose volume is 1 / 5 of its internal volume, and the lower part of the chamber is equipped with a solid phase outlet assembly connected by a transport system to a sludge loading system.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the transportation of the solid phase from the afterburner to the loading system is carried out by pneumatic transport.