Диспергирование и испарение высококипящих хлорорганических отходов в псевдоожиженном слое

• Автор: Соловьев, Сергей Витальевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения.

Введение

1. Ввод жидких хлорорганических отходов в псевдоожиженный слой

1.1. Способы ввода жидкого сырья в псевдоожиженный слой

1.1.1. Ввод жидкого сырья на поверхность слоя

1.1.2. Ввод жидкого сырья непосредственно в слой.

1.2. Гидродинамические и теплообменные процессы в зоне ввода высококипящих хлорорганических отходов в псевдоожиженный слой

1.2.1. Перемешивание в псевдоожиженном слое

1.2.2. Истечение газовых струй в псевдоожиженный слой

1.2.3. Процессы вскипания жидкости на твердой поверхности

1.3. Устройства ввода жидкости в псевдоожиженный слой
1.3.1. Выбор типа распылительного устройства.
1.3.2. Конструкции пневматических форсунок.
1.3.3. Расчет центробежной форсунки
2. Постановка задач исследования.
3. Экспериментальные исследования химических, гидродинамических и теплообменных процессов
3.1. Изучение химических процессов, протекающих в зоне ввода хлорорганических отходов.
3.2. Экспериментальные установки.
3.2.1. Установка для исследования процессов вскипания жидкости на нагретой поверхности.
3.2.2. Установка для исследования газовой полости в псевдоожиженном слое.
3.2.3. Установка для исследования параметров устройства ввода жидкого сырья в псевдоожиженный слой.
3.2.4. Установка для исследования параметров гидропневматической форсунки
3.3. Методики исследований
3.3.1. Методика исследований процессов вскипания жидкости на нагретой поверхности.
3.3.2. Методика исследований параметров газовой полости в псевдоожиженном слое
3.3.3. Методика исследований параметров устройства ввода жидкого сырья
в псевдоожиженный слой
3.3.4Методика исследований параметров гидропневматической форсунки
3.4. Обработка результатов исследований.
3.4.1. Обработка результатов исследований процесса испарения капель жидкости на нагретой поверхности
3.4.2. Обработка результатов исследования параметров газовой полости в псевдоожиженном слое
3.4.3. Обработка результатов исследования параметров устройства ввода жидкого сырья в псевдоожиженный слой
3.4.4. Обработка результатов исследования параметров гидропневматической форсунки.
4. Обсуждение результатов экспериментов
5. Инженерная методика расчета устройств ввода.
Результаты и выводы
Литература


Это объясняется их относительной простотой и дешевизной. Однако реализация этих способов влечет за собой утечку вредных веществ и продуктов их переработки в окружающую среду, а также потерю ценного сырья. В отличие от сжигания и захоронения, утилизация отходов химическими методами имеет ряд преимуществ. Наибольшее распространение среди химических методов утилизации имеет каталитическое окисление. Государственным научно-исследовательским и проектным институтом «Химтехнология» (Г1ГИПИ «Химтехнология»), г. Се-веродонецк, Украина, разработана технология утилизации ХОО путем их каталитического окисления в псевдоожиженном слое (ПОС) катализатора. Достоинствами нового процесса является получение хлористого водорода для производства винилхлорида и выработка дополнительных энергетических ресурсов в виде пара с высокими параметрами. Для промышленной реализации этого процесса Иркутским научно-исследовательским и конструкторским институтом химического и нефтяного машиностроения (ОАО «ИркутскНИИхиммаш») совместно с ГНИПИ «Химтехнология» разработан реактор утилизации ХОО производства винилхлорида на ОАО «Саянскхимпласт». ХОО в ПОС, обеспечивающих их диспергирование и испарение. ХОО производства винилхлорида содержат непредельные хлоруглеводо-роды. При нагревании и испарении ХОО происходит полимеризация непредельных хлоруглеводородов и деструкция полимеров до олигомеров с образованием твердых коксообразных продуктов, которые вызывают склеивание и агломерацию частиц ПОС. Агломерация твердых частиц ПОС приводит к нарушению условий перемешивания и ухудшению параметров технологического процесса вплоть до его полного прекращения. Кроме того, в результате ввода жидких ХОО в ПОС происходит локальное снижение температуры ПОС в зоне ввода за счет съема тепла ПОС на разогрев и испарение вводимых ХОО. Реакция окисления ХОО протекает в определенном диапазоне температур. При охлаждении ПОС ниже температуры зажигания реакции активность катализатора снижается и реакция прекращаете л, что ведет к снижению технологических показателей установки в целом. Актуальность исследования процессов диспергирования и испарения ХОО, содержащих полимеризующую компоненту, и создание устройств ввода ХОО в ПОС вызвана необходимостью разработки реактора для промышленной реализации нового технологического процесса, направленного на решение проблемы утилизации вредных отходов производства винилхлорида, снижение себестоимости продукции и улучшение экологической обстановки. Поэтому проведение дополнительных теоретических и экспериментальных исследований является необходимым условием решения перечисленных задач. Разработка устройств ввода ХОО в I ЮС невозможна без анализа и описания процессов, протекающих в зоне ввода. Целью работы является исследование процессов диспергирования и испарения высококипящих ХОО, склонных к полимеризации при нагревании, и создание устройств их ввода в реактор с ГЮС, предотвращающих полимеризацию. ХОО в ПОС. ХОО защищены патентом на реактор. Разработаны устройства ввода высококипящих ХОО в реактор с ПОС, предотвращающие их полимеризацию. ПОС. Па основе результатов исследований разработан технический проект на промышленный реактор утилизации с устройствами ввода жидких ХОО в ПОС. Изготовление реактора запланировано в г. Разработана инженерная методика расчета устройств ввода жидкого хло-рорганического сырья в реактор с ПОС. Ожидаемый экономический эффект от внедрения реактора утилизации, включающего устройства ввода ХОО в ПОС, на ОАО «Саянскхимпласт» составляет ,7 млн. ХОО -7,8 млн. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе получен патент на реактор утилизации ХОО, в конструкцию которого входят устройства ввода. Результаты работы доложены на научно-практической конференции Ангарской государственной технической академии «Современные технологии и научно-технический прогресс» (Ангарск, - гг. XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях-» (Ангарск, г. Научно-технического совета ОАО «ИркутскНИИхиммаш» (Иркутск, - гг.