NO811996L - Fremgangsmaate for behandling av avvann. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av vannholdig avfall (avvann) som i oppløsning inneholder uorganiske stoffer og eventuelt organiske salter for å fjerne de organiske stoffer og eventuelt gjenvinne de uorganiske salter med en kvalitet som er tilstrekkelig for oppar-beiding, og kommersialisering.

Oppfinnelsen angår spesielt en fremgangsmåte for behandling av avvann inneholdende et høyt innhold av organiske stoffer (størrelsesorden 10%) og uorganiske salter (vanligvis mellom 5 og 30%).

Behandling av den slags avfall er vanskeligere jo høye-re innholdet av uorganiske salter er og jo høyere stabilitet de gjenværende organiske stoffer har.

Det er kjent at avvann av denne type kan forbrennes i en forbrenningsovn bestående av en vertikal sylindrisk ovn i viss øvre del åpningen av en brenner for flytende eller gassformig brensel befinner seg, og i viss vegger mot den øvre ende det er anordnet åpninger av injektorer som sprøyter; inn det av-løp som skal behandles på høyde med flammene.

Man kan også anvende ovner utstyrt med blandede brennere bestående av tre konsentriske rør gjennom hvilke man fører inn avløpsvannet, brenselen henholdsvis forbrenningsluften.

Forbrenningsovner av denne type virker ikke alltid til-fredsstillende og de gjenvundne salter er grålige og ikke salg-bare. Denne dårlige virkningsgrad beror på at forbrenningstemperaturen ikke kan forhøyes uten risiko for tilstopping

med henblikk på ovnens konstruksjon. Når man anvender et avvann inneholdende natriumsulfat som organisk salt kan man ikke oppnå en temperatur nær 85 0°C, noe som er nødvendig for forstøvning av nesten alle organiske stoffer, for ved denne temperatur smelter saltet og danner en marenglignende masse på veggen som ved akkumulering etterhvert tetter igjen ovnen. For å unngå denne mangel er det mulig å gjennomføre forbrenningen ved lave-re temperatur, f.eks. nær 7 20°C. Ved denne temperatur er imid-lertid forbrenningen av de organiske bestanddeler i avvannet ufullstendig og det gjenvundne salt er forurenset med sotpar-tikler, noe som gjør saltet ubrukelig. Men henblikk på fin-fordelingsvi-nkelen for hver injektor treffes dessuten ovnsveggen

direkte av en del av det finfordelte avvann, noe som fremkaller og fremmer avsetting av salt.

Man har nu ifølge foreliggende oppfinnelse funnet at forbrenningen kan forbedres vesentlig og at avsettingen av smeltet salt på ovnsveggen kan reduseres betydelig ved modifi-sering av innsprøytningssysternet vedøkning av turbulensen og ved fremming av kontakten mellom den varme flamme og det avvann som skal behandles.

Ifølge oppfinnelsen gjennomføres forbrenningen av avvann i en Vertikal sylindrisk ovn hvori avvannet sprøytes inn i forbrenningssonen gjennom en injektor hvis ende befinner seg i sentrum av ovnens øvre del som fortrinnsvis er konisk og der brennere er anordnet nesten tangensielt langs ovnens omkrets og rettet mot ovnens bunn. Brennerne er spesielt anordnet symetrisk i ovnens øvre del og projeksjonen av deres åpninger i et plan vinkelrett mot ovnens akse befinner seg i en ring hvis radius er mellom ovnens halve og dens hele radius. Brennerne er anordnet i et horisontalt plan og i et vertikalt plan. Orienteringen er definert (1) av den plane vinkel som dannes av det vertikale halvplan som går gjennom brennerens akse og av det vertikale halvplan som går gjennom ovnens akse og brennerens åpning, hvilken vinkel vanligvis er mellom 120° og 160°, hvorved forlengelsen av brenneraksen tangerer en fiktiv vertikal sylinder viss radius er minst 0,35 ganger ovnen radius, og (2) av brennerens hellingsvinkel mot vertikallinjen, hvilken vinkel vanligvis er mellom 10 og 60°. Enden av den sentrale injektor bør være anordnet på en slik måte at den finfordelte stråle direkte treffer flammen; injektorens stilling i forhold til brennerne er altså definert av finfordelingsvinkelen. Avløps-vannet undergår en forbrenning i den sone som avgrenses av injektorens ende og brennerne, hvoretter det nødvendigvis passerer gjennom flammen som utgjør en overopphetet sone hvori forbrenningen fullføres. Ved orientering av brennerne på ovenfor beskrevne måte tvinger dessuten den dannede turbulens for-brenningsproduktene mot ovnens sentrum, hvorved besværlig saltavsetning på ovnsveggen unngås. Ved anvendelse av et slikt system kan forbrenningstemperaturen være klart høyere enn saltets smeltetemperatur.

For å fremme fjerning av damper som medfører saltet skapes det et undertrykk i ovnen hvorved utløpsåpningen befinner seg i ovnens nedre del.

Injektoren for innføring av avvann som skal forbrennes kan bestå av to konsentriske rør. Avvannet strømmer herved gjennom det sentrale rør og i det ytre ringformede røret strøm-mer luft, eventuelt komprimert luft. Avvannet finfordeles så-ledes ved injektoråpningen.

De i ovnens øvre del langs periferien anordnede brennere er av klassisk type og de kan mates med flytende eller gassformig brensel. Vanligvis anvendes tre brennere som er stjer-neformet anordnet i en vinkel av 120° og orientert, mot ovnens bunn.

En forbrenningsovn for gjennomføring.av fremgangsmåten, ifølge oppfinnelsen er av spesiell interesse når det gjelder forbrenning av avvann inneholdende organiske stoffer med høy varmebestandighet, særlig avvann som stammer fra fremstilling av metionin. De modervæsker som oppnås ved fremstilling av metionin inneholder i gjennomsnitt 20 vekt-% natriumsulfat og 10 vekt-% organiske stoffer.

For et avvann av denne type er antenningstemperaturen nær 700°C, men den optimale forbrenningstemperatur er nær 900°C. En høyere temperatur gir ingen nevneverdig forbedring av det ønskede resultat.

Avvannet bør finfordeles, eventuelt under trykk (f.eks. 10 bar) i nærvær av et luftoverskudd på nær eller over 30%.

Oppholdstiden i forbrenningsovnen, definert som forhold det mellom forbrenningssonens volum og luftstrømmen, er nær 3 sekunder. En lengre oppholdstid medfører ikke noen.betydelig forbedring av resultatet og en kortere oppholdstid, nær 1,5 sek kunder, fører til at man oppnår et salt av utilstrekkelig kvalitet.

Det er spesielt fordelaktig å innføre all forbrennings-luft i forbrenningskammerets topp for å forbedre forbrenningens virkningsgrad.

Avkjøling av dampene sikres av den oppnådde vanndamp og avkjølingen forbedres ved en ekstra avkjøling med luft før ytter-ligere reduksjon av innholdet av uforbrente organiske stoffer.

Som ikke begrensende eksempel kan man nevne at en forbrenningsovn ifølge oppfinnelsen kan ha en diameter på 3-4 i.m og en høyde på 10-15 m. Ovnen er utstyrt med tre ringformig anordnede brennere og med en total varmekapasitet på 4,2 " 10<4>MJ/time, hvorved brennerne er forskjøvet 120° i forhold til hverandre. Brennerne er orientert på en slik måte at aksen for en brenner viss ende befinner seg i en avstand fra ovnens akse på nær en tredjedel av ovnens diameter, er rettet mot projeksjonen av enden av den angrensende brenner i et plan vinkelrett mot ovnens akse, hvilket plan befinner seg i en avstand fra brennerens ender som er ca. det dobbelte av ovnsdiameteren. Brennerne mates med flytende luft eller gassformig brensel. Avvannet finfordeles i flammen under en vinkel på nær 90°.-En slik forbrenningsovn kan forbrenne 3-6 tonn avløpsvann per time.

Oppfinnelsen angår også en slik forbrenningsovn som angitt ovenfor for gjennomføring av fremgangsmåten for behandling av avvann.

I fig. 1 og 2 på den ledsagende tegning vises skjematisk en forbrenningsovn ifølge oppfinnelsen. I fig. 2 betyr punktene A, B og C brennernes åpninger og punktene A<1>, B' og C' betyr projeksjonene av brennernes åpninger i et plan vinkelrett mot ovnens akse;, ovnen har diameteren D. Aksen av brenneren A treffer dette plan i punktet B', aksen for brenneren B treffer planet i punktet C og saltet av brenneren C treffer planet i punktet A'.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for behandling av avvann inneholdende organiske stoffer og eventuelt uorganiske salter, karakterisert ved at avvannet forbrennes i en forbrenningsovn bestående av en vertikal sylindrisk ovn i hv,i;s topp avvannet finfordeles ved hjelp av en injektor i nærvær av et overskudd av luft anvendt som forbrenningshjelpemiddel, hvorved brennere for flytende eller gassformig brensel er anordnet i ovnens øvre del og anbrakt nesten tangensielt langs ovnens omkrets og rettet mot ovnens bunn for å skape en turbulens som eventuelt fører med seg saltet mot sentrum slik at det ikke avsettes på veggene, hvorved brennere er anordnet' symmetrisk i ovnens øvre del og projeksjonen av deres åpninger i et plan vinkelrett mot ovnens akse befinner seg i en ring hvis radius er mellom ovnens halve og hele radius, og hvorved brennerne er orientert i et horisontalt plan og i et vertikalt plan, hvorved orienteringen er definert (1) av den plane vinkel som dannes av det vertikale halvplan som går gjennom brennerens aksel og av det vertikale halvplan som går gjennom ovnens akse og brennerens åpning, hvilken vinkel vanligvis er mellom 120° og 160°, hvorved forlengelsen av brenneraksen tangerer en fiktiv vertikal sylinder hvis radius er minst 0,35 ganger ovnens radius og (2) av brennerens hellingsvinkel mot vertikallinjen, hvilken vanligvis er mellom 10 og 60°; at et undertrykk skapes i ovnens nedre del ved hjelp av åpningen for fjerning av damper og salt og at det oppnådde salt eventuelt gjenvinnes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at enden av injektoren for finfordeling av avvannet. er anordnet på en slik måte i forhold til brennerne at hele den finfordelte stråle passerer gjennom brennernes flamme ved en bestemt finfordelingsvinkel.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forbrenningsluften anvendes i et overskudd av nær eller over 30%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avvannets oppholdstid i ovnen er 3 sekunder.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man forbrenner avvann inneholdende 15-30 vekt-% uorganiske salter og ca. 10 vekt-% organiske stoffer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at forbrenningstemperaturen kan være høyere enn saltets smeltetemperatur.

7. Forbrenningsovn for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved at den har den i krav 1 angitte konstruksjon.