Регенерация извести из осадка при доочистке городских сточных вод известкованием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.04, кандидат технических наук Эпоян, Степан Михайлович

• Эпоян, Степан Михайлович
• кандидат технических наук
• 1983

Оглавление диссертации кандидат технических наук Эпоян, Степан Михайлович

Введение

1. Существующие методы обработки осадков природных и сточных вод

1.1. Образование осадков

1.2. Уплотнение осадков

1.3* Обезвоживание осадков.II

1.4. Карбонатсодержащие осадки и методы их обработки.

1.5. Задачи исследования

2. Уплотнение и обезвоживание осадков, образующихся при доочистке биохимически очищенных городских сточных вод известкованием

2.1. Исследование процесса уплотнения осадков

2.1.1. Определение возможности интенсификации процесса уплотнения осадка

2.1.2. Уплотнение осадков, образующихся на разных стадиях доочистки городских сточных вод.

2.2. Исследование процесса обезвоживания осадков.

2.2.1. Обезвоживание осадков, образующихся на разных стадиях доочистки городских сточных вод.

2.2.2. Определение факторов, влияющих на улучшение процесса обезвоживания осадков.

2.2.3. Обезвоживание осадков на полупроиз -водственной установке

2.3. В ы в о д

3. Исследование регенерации извести из осадков, образующихся при доочистке биохимически очищенных го -родских сточных вод

3.1. Методика расчета количественных и качественных характеристик осадков

3.2. Расчетный состав осадков и регенерированной извести.

3.3. Определение режима обжига осадка.

3.4. Влияние дозы извести и места отбора осадка на качество осадка и регенерированной из него извести

3.5. Исследование качества осадка и регенериро -ванной извести при ее многократном исполь -зовании.

3.6. Динамика изменения расчетного состава из -вести при ее многократной регенерации и использовании

3.7. Выводы.

4. Полупроизводственные испытания регенерации из -вести из осадка

4.1. Методика проведения испытаний

4.2. Обжиг осадка во вращающейся печи.

4.3. Выводы.

5. Технико-экономическая эффективность регенерации извести из осадка

5.1. Технологическая схема .*

5.2. Техническая эффективность

5.3. Экономическая эффективность

5.4. Внедрение результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Регенерация извести из осадка при доочистке городских сточных вод известкованием»

Охрана окружающей среды от загрязнения является актуальной проблемой современности, которой в нашей стране уделяется исключительно большое внимание.

Основные направления решения этой глобальной проблемы определены рядом постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР и, в частности, постановлением "Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов" (1972 г.). Эта проблема нашла отражение в "Основных направлениях народнохозяйственного развития страны на 1981-85 г.г. и далее до 1990 г." и в решениях ХХУ1 съезда КПСС как одна из основных задач развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 г.г.

В последнее время с ростом дефицита свежей воды большой практический интерес представляет возможность использования биохимически очищенных городских сточных вод (ЕХО ГСВ) для технического водоснабжения, в частности, для систем охлаждения водоемких предприятий черной металлургии, где использование БХО ГСВ позволит сократить количество воды, забираемой из природных водоемов для технологических нужд. Однако применение этих вод для технического водоснабжения невозможно без полного обеззараживания и дополнительной очистки, т.к. они содержат вредные примеси (органические соединения, фосфор и др.), а также имеют повышенное содержание солей жесткости, что приводит к зарастанию коммуникаций. При этом важнейшими условиями, определяющими выбор метода доочистки БХО ГСВ, являются, безусловно, эвономические факторы, а также природоохранный эффект, получаемый от применения данного метода.

Одним из наиболее перспективных путей решения этого вопросаследует считать использование метода известкования БХО ГСВ. Однако, наряду с положительным решением целого ряда вопросов, связанных с процессом доочистки (компактность схемы, дешевое легкодоступное сырье, удаление фосфора и других растворенных и коагулированных примесей, устранение солей временной жесткости, полное обеззараживание, что обеспечивает дальнейшее техническое использование обработанной воды и т.п.), возникает новая проблема - утилизация осадка, образующегося при доочистке БХО ГСВ указанным методом.

Образующийся осадок по своему составу не может быть отнесен ни к одному из видов наиболее распространенных осадков природных и сточных вод (городских хозяйственно-фекальных, производственных, станций подготовки воды централизованных водопроводов, станций водоумягчения и др.). Поэтому рассматривать его следует отдельно.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию условий регенерации извести из осадка, полученного при доочистке БХО ГСВ известкованием. В её основу положены результаты исследований, проведенных автором на протяжении ряда лет на Правобережных очистных сооружениях г. Магнитогорска, очистных сооружениях г. Выкеы, а также на Диканевских и Безлюдовских очистных сооружениях г. Харькова.

Целью диссертации является обобщение полученных закономерностей регенерации извести из осадков, образующихся при доочистке БХО ГСВ известкованием, разработка условий и технологии подготовки осадков к обжигу и условий проведения самого обжига с получением регенерированной извести. Поставленная в диссертационной работе цель достигается путем проведения комплекса теоретических, экспериментальных и проектно-конструкторских работ, разработки и освоения на практике различных оптимальных технологических решений регенерации извести из этих осадков.

Результаты проведенных исследований по регенерации извести из осадков, образующихся при доочиетке БХО ГСВ известкованием были использованы при составлении "Временных рекомендаций по схеме и режиму работы сооружений доочистки биологически очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод для использования в системах водоснабжения предприятий черной металлургии".

Работа выполнялась по важнейшей тематике согласно комплексной целевой программе Минвуза СССР "Человек и окружающая рреда".

Заключение диссертации по теме «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов», Эпоян, Степан Михайлович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате выполненных исследований по регенерации извести из осадка, образующегося при доочистке биохимически очищен -ных городских сточных вод известкованием можно сделать следующие выводы;

1. Разработана методика, позволяющая определять качествен -ные и количественные характеристики осадков, образующихся при доочистке БХО ГСВ известкованием и регенерированной из них извести»

2. Установлено, что скорость уплотнения осадков, образующихся при обработке БХО ГСВ регенерированной известью, выше, чем при обработке этих вод свежей известью. Наиболее высокую скорость уплотнения имеет смесь осадков I и П ступеней доочистки с использованием регенерированной извести для обработки БХО ГСВ.

3. Удельное сопротивление фильтрованию осадков, образующихся при обработке БХО ГСВ регенерированной известью снижается с 5,23 . 10"^ см/г (при обработке БХО ГСВ свежей известью) до 0,67 . Ю10 см/г, в результате чего производительность фильтр -прессования возрастает с 24 кг/м^.ч до 78 кг/м^.ч, а влажность кека снижается с 62% до 41%. Улучшение процесса обезвоживания обусловлено компонентами, присутствующими в сточной воде и ак -тивном иле, в частности, соединениями фосфора.

4. Получены параметры процесса фильтр-прессования осадков, образующихся при обработке БХО ГСВ свежей и регенерированной известью в полупроизводственных условиях на ШАКМ-0,5.

5. Определены режимы обжига осадка для максимального выхода СаО акт в регенерированной извести. При раздельном обжиге осадков в извести, регенерированной из осадка I ступени доочистки, содержание СаО акт не менее 65%, а из осадка П ступени доочистки

85-90^. При совместном обжиге осадков I и П ступеней доочистки СаО акт составляет 70%.

6.Показана возможность многократной регенерации извести из осадка при доочистке БХО ГСВ ряда городов. Многократное использование извести регенерированной из смеси осадков I и П ступеней доочистки, приводит к стабилизации содержания СаО акт в продукте обжига.

7. Определена возможность регенерации извести из осадка во вращающейся печи. При обжиге осадка в полупроизводственных ус -ловиях обеспечивается высокая степень диссоциации карбоната кальция (в регенерированной извести остаточное содержание С02<1$).

8. Разработана технологическая схема регенерации извести из осадка и составлены "Временные рекомендации по схеме и режиму работы сооружений доочистки биологически очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод для использования в системах водоснабжения предприятий черной металлургии".

9. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных рекомендаций при проектировании станции доочистки БХО ГСВ для Магнитогорского металлургического комбината по корпусу обработки осадка составляет 292,8 тыс.рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Эпоян, Степан Михайлович, 1983 год

1. Туровский И.О. Обработка, обезвоживание и утилизация осадков сточных вод. — В кн.: Основные направления развития водоотдедения, очистки сточных вод и обработки осадка: Тез. докл. Всес. конф. Харьков, 1982, с.504-519.

2. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. — М.: Стройиздат, 1977. — 208 е., ил.

3. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. — Л.: Химия, 1977. — 464 е., ил.

4. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. — К.: Вища школа, 1981. — 328 е., ил.

5. Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. — М.: Стройиздат, 1980. — 128 е., ил.

6. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод.— 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1982.— 223 е., ил.

7. Вайнштейн 10.Б., Кузнецова Е.М., Монгайт Л.И. Флотационные методы сгущения осадков сточных вод. — В кн.: Основные направления развития водоотдедения, очистки сточных вод и обработки осадка: Тез.докл.Всес.конф. Харьков, 1982,с.405-409.

8. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Колобанов С.К., Жуков А.И.

9. Канализация. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат,1976. — 632 е., ил.

10. Демидов Ю.Л., Лукиных Н.А. Проблема обработки осадков городских сточных вод. — В кн.: Обработка и утилизация осадков сточных вод: Мат. семин., Москва, 1970, с.3-10.

11. Максимовский Н.С. Очистка сточных вод. — М.: изд. МКХ РСФСР, 1961. — 352 е., ил.

12. Ботук Б.О. Очистка бытовых сточных вод. — М.: изд. МКХ РСФСР, 1949. — 304 е., ил.

13. Евилевич А.З. К расчету иловых площадок. — Водоснабжение и санитарная техника, 1957, №10, с. 30-32.

14. Шифрин С.М. Иловые площадки с механизированным удалением осадков. — В кн.: О нормах проектирования канализации населенных мест : Межвуз. темат.сб. тр. Л.: ЛИСИ, 1961,с. 108—118.

15. Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1967.— 523 е., ил.

16. Шкоропад Д.Е. Развитие центрифугирования. — Химическое и нефтяное машиностроение, 1967, If II, с. 15-20.

17. Аграноник Р.Я. Центрифугирование осадков сточных вод.— Водоснабжение и канализация, 1967, НО, с.24-39.

18. Кремишенский А.А., Эль М.А. Механическое обезвоживание осадка сточных вод. — Городсное хозяйство Москвы, 1955,9, с. 23-26.

19. Туровский И.О. Обезвоживание вакуум-фильтрацией осадков городских сточных вод.— Городская канализация, 1968,4, с.56-73.

20. Туровский И.О. Обезвоживание осадков сточных вод на барабанных вакуум-фильтрах. — М.: Стройиздат, 1966. — 180с., ил.

21. Евилевич А.З. Осадки сточных вод. — Л.-М.: Стройиздат, 1965. — 324 е., ил.

22. Абрамович И.А., Тырин Е.И. Обезвоживание осадков сточных вод на фильтр-прессах. — М1ське господарство Укра1ни, 1971, Н, с. 26.

23. Кочкин Г.М., Мешенгиссер М.Я. Автоматический фильтр-пресс, осуществляющий фильтрацию в оптимальных условиях. — Химическое и нефтяное машиностроение, 1965, Ж7, с.1-4.

24. Монгайт Л.И., Гаврилов М.И., Шерстнев В.П. Тепловая обработка осадков сточных вод. — М.: Стройиздат, 1981. — 92с, ил.

25. Донец А.Г., Курнилович О.Б. Опыт обработки осадков сточных вод на Криворожской станции аэрации. — В кн.: Основные направления развития водоотведения, очистки сточных води обработки осадка: Тез.докл.Всес.конф. Харьков, 1982, с. 445-448.

26. Вихрев В.Ф., Шкроб М.С., Водоподготовка. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1973. — 416 е., ил.

27. Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных утса-новок. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1976. — 288 е., ил.

28. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. — М.: изд. Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР, Министерства здравоохранения СССР и Министерства рыбного хозяйства СССР, 1975. — 38 с.

29. Руководство по проектированию, обработки и'ючистки производственных сточных вод тепловых электростанций. — М.: Информэнерго, 1976. — 29 с.

30. Кострикин Ю.М., Дик Э.П., Корбуш К.И. Возможность использования шлама после известкования. — Энергетик,1977, II, с. 20-22.

31. Левин Г.М., Пантелят Г.С., Вайнштейн И.А., Супрун Ю.М. Защита водоемов от загрязнений сточными водами предприятий черной металлургии. — М.: Металлургия, 1978. — 216 е., ил.

32. Шокин И.Н., Крашенников С.А. Технология соды. — М.: Химия, 1975. — 287 е., ил.

33. Горелик М.Е., Бутко В.Е., Филыпин В.Е. Получение извести из шлама дистилляции в содовом производстве. — Харьков,1978. — 17 с. — Рукопись представлена НИОХИМом. Деп. в ОНИИТЭХИМ, г. Черкассы II сентябре 1978, № 2039-78.

34. Лукиных Н.А., Липман Б.Л., Криштул В.П. Методы доочистки сточных вод. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1978. — 156 е., ил.

35. Орловский З.А. Очистка сточных вод за рубежом. — М.: Стройиздат, 1974. — 192 е., ил.

36. Мацумото Т. Удаление фосфора в ходе третичной очистки. — Ёсуй то хайсуй, 1978, т.20,№1 , с. 63-69.

37. Бойнтон Р.С. Химия и технология извести. — М.: Стройиздат, 1972. — 239 е., ил.

38. Боганов А.И. Вращающиеся печи цементной промышленности.— М.: Машиностроение, 1965. — 316 е., ил.

39. Малютин В.Н. Регенерация извести в сульфатно-целлюлозном производстве. — Бумажная промышленность, 1952, 1°6,с. 16-20.

40. Табунщиков Н.П., Аксенов Э.Т., Гуревич Р.Я., Шевцов Л.Д. Производство извести и сатурационного гааа на сахарных заводах. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 175 е., ил.

41. Монастырев А.В. Производство извести. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.; Высш.школа, 1975. — 223 е., ил.

42. Клячко В.А., Апельцин Н.Э. Очистка природных вод. — М.: Стройиздат, 197I. — 580 е., ил.

43. Эпода С.М., Дуда Я.В., Аскретков Н.Н., Камышан Т.Н. Утилизация осадка после доочистки городских сточных вод методом известкования. — Харьков, 1982. —8 с.— Рукопись представлена Харьковским инж.-строит, ин-том. Деп. во ВНИИИС март 1983, № 3570-83.

44. Эпоян G.M., Аскретков Н.Н., Дуда Я.В. Исследование свойств осадка и извести, регенерированной из него обжигом при доочистке городских сточных вод. — В кн.: Интенсификация очистки природных и сточных вод.: Тез. докл. Респ. конф. Ровно, 1983, с.67.

45. Винарский М.С. Методы построения математического описания процесса уплотнения осадков водоочистных станций. — В кн.: Методы математической статистики в основной химии: Сб. НИОХИМ, Харьков, 1981, т.55, с.65-70.

46. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия, 1968. - 158с.

47. Шабалин А.Ф. Оборотное водоснабжение промышленных предприятий. — М.: Стройиздат, 1972. — 296 е., ил.

48. Савицкая М.Н., Холодова Ю.Д. Полиакриламид. — К.: Техн1ка, 1969. — 187 с.

49. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. — К.: Техн1ка, 1975, — 168 с.

50. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Геолог.изд., 1958. — 272 с.

51. Жужиков В.А. Фильтрование. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1980. — 400 е., ил.

52. Малиновская Т.А. Разделение суспензий в промышленности органического синтеза.— М.: Химия, 197I. — 318 е., ил.

53. Гиллебранд В.Д., Лендель Т.Э. и др. Практическое руководство по неорганическому анализу. — М.; Химия, 1966.— 1049 с.

54. ГОСТ 22688-77. Известь строительная. Методы испытаний.— Переиздат, ишь 1977.

55. Кованько М.М., Валвжевич Р.Н. К автоматическому определению активной окиси кальция в дистиллярной жидкости.— В кн.: Методы анализа и контроля в химической промышленности. Сб. ШИТЭХИМ, 1968, }Ь 5, с. 41-43.

56. ГОСТ 5382-73. Цементы. Методы химического анализа.— Переиздат, апрель, 1973.

57. Табунщиков Н.П. Производство извести.— М.; Химия, 1974.— 240 е., ил.

58. Коугия М.В., Гнедина И.А, Действие начальной температуры на сырьевую смесь при обжиге.— Цемент, 1977, Ш, с. 14-15.

59. Чистякова А.А., Садков Н.И. Особенности термического превращения известняков.— Цемент, 1977, № 8, с. 16-17.

60. Эпоян С.М., Дуда Я.В. Исследование качества осадка и регенерированной из него извести при доочистке городских сточных вод различными дозами извести.— Макеевка, 1981.— 8 с.— Рукопись представлена Макеевским инж.-строит.ин-том.

61. Деп. во ЕНЙИИС, февраль, 1983, й 3630-83.

62. Разработка и опробование на действующих предприятиях методик определения химических вредных примесей, выделяющихся от технологических агрегатов.— Харьков: ВНИПИЧерметэнергоочистка, 1981.— 69 с.

63. Дешко Ю.И., Креймер М.Б., Огаркова Т.А. Наладка и технологические испытания вращающихся печей на цементных заводах.— М.: Стройиздат, 1966.— 246 с.

64. СН-369-74. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.— М.:Строй-издат, 1975.— 41 с.

65. Шариков 1.Д. Охрана окружающей среды.— Л.;Судостроение, 1978.— 354 с.

66. Гордон Г.М., Пейсахов ИД. Контроль пылеулавливающих установок.— М.; Металлургия, 1973.— 384 с.

67. Исследование режимных параметров и эффективности мокрых пыле-очистных устройств огнеупорной промышленности.— Харьков: БНИПИЧерметэнергоочистка, 1961.— 52 с.

68. Биргер М.И., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др. Справочник по пыле- и золоулавливание/ Под ред. А.А.Русанова.— М«: Энергия, 1975.— 296 с.

69. Основные проектные решения. Пояснительная записка "Очистные сооружения по обработке городских сточных вод г.Магнитогорска после Правобережных сооружений для использования в системе водоснабжения ММК".— Харьков: ВНИПМерметэнергоочистка, 1982.— 123 с.

70. Whiie W.F. Burns Thomas E. Cenir/fdgaf dewoizrin^ of- waste sludge.,— Water- one/

71. Sevyctge. Works, 1962., и /09, W/07 38^-386.82. braun R. Problems of sludge, dewaterlng.— Second intcrncrbiona/ conj-erence. on water pollution research sacijon JL, 19.

72. Weubouer W.K. Waste А/ит S/uc/gc Freot-men-b—J.AWWA, /968, v. 60,

73. Wia/sen? Hubert L. and oih.Alum. S/uc/tyeL Trie ken/пд an 5 J)/sposaA— J. AWWA, 1973, к 65 /V 6,1. У. ;

74. ST. Kels/e &. S/'ncf/с ton. Mela/ Мео//cr- l/acuu/v Fillers for s/ис/де hewQien' ng.— Water and Sewage Worts, 1959, v. /06, /Vk y 91-93.

75. Ashman RS.} Roberts PR- Opera/ion experiences v//ih vacuum ft/traitor? ai Sir. Helens: a so/ut/on to the, problem.— Water Po/fut. ConirI970; v. 69; Л/6, 6 AS ~ 695.

76. JoIг. R.S., BaskerVil/e R.C. Studies on the

77. Gome-Mo С, D/vers гс/ p ports. Traiierne.n± des Bou p-S Ну c/ro x у cies. — Trc/ vq их, /969, к $2> Л/Ц/7,

78. Ш BoUrfch W. Eniivjck /ungstendenzen c/er-hiechonischcrt F/uSf/gkei tsQ btreur?^/?^ -Bergakocf^mie, /9^, A///, 689-693. 95*. Вryan-t M.A. 5fu dge -pressf np p/oni pro-Vfded fn В OS//don sen/age Works ex/enS/o/j. -Municip. 1967, v./Щ A/37, 1793-1799.

79. Busse 0. Die Entwasserung von ron?/r?u —ho/en Fr/ch /'cr mm ffi F/drwerk Lousgnne-Vidy. — /\ufberc/t -ТеаЬп.? /967, v.5, a/5, 2.57-265.

80. Bencdek P., Feme/h A- Sz&nnu vf^zoy> ke-Tie/ese mo^yc/^oi-sz. apf vfszonyok Kozolc. Vfzig.crz.cfQ /к о с/as/ /и dome/ ny os Fuioio 7/7iez.d:, /968.

81. Thomas CM. The. use of ff/izr presses for ihe. cfe.wcrie.rfng of s/uc/^es.— J. IVa/er Po//ь/. Conir. Fedv /977, v. h3} 93-fof, 170.

82. О/, WoUht-r- И.J. Chemische. Grunc//Q

83. CjCnt/niersuc-h tin cf (LH zljm Recycling c/es Fa !/uhfys Vhc/ Flockmncjsm flie Л Kolkhyc/-r~Q~t. — Wo sse.r-w/1 rise haft- Wosserte-chnick, /980, /I/3,97-98. 102. Kramm J. Rо lory //me /с///is,— J,/Ъ/.зел Tra с/t 1971 A/22, I5S.

84. ШТЕИШЬНО-ТЕШЮВОЙ БАЛАНС I этапа обжига осадка во вращающейся печи ! Исходные данные для расчета;

85. Количество загруженного осадка, кг 300.2. Влажность осадка, % 30.

86. Содержание в сухом осадке, % мае. СаС03 «» 74,7; Са(0Н)2 = 3,81 .

87. Расход природного газа, шР/ч 6.1. Ql = 8156 . 4,19 кДж/нм3г г

88. Состав природного газа, % об: СН4 =91,8; CgHg = 3,47;

89. CgHg = 1,61; C4Hf0 = 0,49; и = 2,73

90. Длительность обжига, ч 47.

91. Выгружено извести за этап, кг 58.

92. Содержание в извести, % мае ; СаО акт = 69,00; остаточное содержание С02 = 0,6; СаС03 = 1,36.

93. Количество уловленной пыли в пыльной камере, кг 44.

94. Содержание в пыли, % мае : СаО акт = 45,35; остаточное содержание С02 = 10,48; СаСОд = 23,82.

95. Состав отходящего газа, % об : С02 = 9,04; 02 = 4,86; СО = 0,34; Н2 = 0,42; СН4 = 0,26; = 85,08.

96. Температура отходящего газа,°С 312.

97. Температура выгружаемой извести,°С 470.

98. Расчет ведется на I кг натуральной извести.

99. Определил расход сухого осадка на получение I кг извести1. JU цзвбез учета пылеуноса) jос

100. Составим систему уравнений; 0,3287 0,006 = ус0г , 0,9907 - у =1,000. Решив систему уравнений, получим;-f/"Je=: X = 1,5020 кг, уел = 0,4877 кг.ос сог

101. На образование 58 кг извести было израсходовано сухого осадка:1. СУ У58 . 1,502 = 87,116 (кг). Определим количество сухого осадка, затраченного на образование пыли, уловленной в пыльной камере.

102. В I кг пшш содержится 0,4536 кг СаО акт иу"™ СОЙ™ . 0,1048 . ш = 0,2382 (кг).уСаС03 . * С02 44

103. Обозначим через У -количество сухого осадка на получение I кг пыли, а через Z количество улетучиваемого С02 от разложения СаС03, кг.я Потерями массы от сжигания органических веществ пренебрегаем.

104. Составим систему уравнений; 0,3287 У Z = 0,0392, 0,9907У - Z = 1,000. Решив систему уравнений, получим;пыль ул. 0,8952

105. Joe = У =----- 1,3523, Z = 0,3397.0,662

106. На образование 44 кг пыли нужно сухого осадка;сух. = j 3523 . 44 = 59 5 (кг). ос

107. Общее количество сухого осадка на получение извести-про -дукта и извести-пыли составит;

108. Z i/o?3^* » 87,1 + 59,5 я 146,6 (кг).

109. Количество загруженного сухого осадка в печь составляет:-£усух.загр. ju влаж. 100 -Wcc 100-30

110. Joe Joe • ------- = 300 .- = 210 (кг).100 100

111. Количество неуловленной пыли, то есть безвозвратный пыле-унос составит:сух.загр. ^ -^ОУ* = 210 146,6 = 63,4 (кг).

112. Составим схеыу распределения сухого оса.щса по составляющим87,1 + 59,5 + 63,4 = 210 (кг) или 41,48 + 28,33 + 30,19 = 100 %.

113. Определим количество сухого осадка на получение неудовленной пыли: 0. неул.пыль , WOT1 . пыль ул.сс с ).0,30I9=(1,5020+1,3523) .0,3019 = 0,8617 (кг).

114. Таким образом, схема материального потока по сухому осадку на I кг извести примет вид;1. UJ. ашь ЧА пЫЛЬ Н*УА

115. ЗТ* ^ос = 1»5020 + 1»3523 + °»8617 = 3»71б° (КГ>»чзвм -3,7160 5 3Q86 (кг).1. ОС.ВА 0,7

116. Определим теоретический расход воздуха на сжигание I нм3 природного газа:1. = 4,785 (2СН4 + 3,5-C2Hg + 5-C3Hq + 6,5-СД0 • 0,01 =4,785 (2 0,918 + 3,5 - 0,0347 + 5 - 0,0161 + 6,5 • 0,0049)= я 9,904 (нм3).

117. Коэффициент расхода воздуха определяем по составу отходящего газа:1. СК =(к=- 3,785(02 0,5 • СО - 0,5 Н£ + 2-СИ4)85,0885,08 3,785(4,86 - 0,5 - 0,34 - 0,5 - 0,42 - 2 • 0,26) "1,047.

118. Фактический расход воздуха:1.j* L0 < d = 9,904- 1,047 = 10,369 (hmVhm3 газа).

119. Определим обьем сухих печных газов: 1/ (0.79IU+ 0,01*МгГ ) * 1001. СПГ- 3,785(02 0,5С0 - 0,5 н2 - 2 • СН4)0,791- 9,904 + 0,0273) • 10085,08 3,785(4,86 - 0,5 - 0,34 - 0,5-0,42 - 2-0,26)9,674 (hmVHM3).

120. В уловленной пыли содержится 45,35 % мае СаО акт, чтоблизко к качеству полученной извести.

121. На I кг натуральной извести было уловлено пыли:1. М- = 0,760 (кг). 58

122. Определим средневзвешенное содержание СаО акт смеси извести-продукта и извести-пыли:1. СаО аС!!СЙ = , 58,80 %.акт 58 + 44

123. Определим объем паров воды на I кг извести-продукта.а) От испарения влаги осадка, если масса влажного осадка сос -тавит:в,ял 3,7160 . 100 -Уос = —"Г— = 5,3086 (кг) 100 30

124. Масса влаги 5,3086 3,7160 = 1,5926 (кг).б) от разложения Ca(0H)2:

125. Ca(0H)f З»7*60 0,0381 = 0,1416 (кг),

126. Нго 0,1416 .18 А noyiyi , . Ъшг = --—= 0,0344 (кг).в) от сжигания природного газа.

127. В пересчете на Н2 объем последнего в I нм3 природного газа 2,038 нм3. Объем его в отходящем газе (в пересчете на водород) ;. газ отх. , ,

128. Уц = КСПГ.0,01(Н2 + 2НС4)= 9,674 . 0,01(0,42+2 .0,26)=0,0909 (hmVHM3). Объем водорода, пошедшего на образование паров воды:=2,038 1/™ °Т*' = 2,038 - 0,0909 « 1,9471 (нм3/нм3).г г

129. Столько же образуется паров воды, то есть 1,9471 нм3/нм3. Рассчитаем статьи теплового баланса на I кг извести-продукта.

130. Приход тепла от сжигания природного газа:г- А Д79и • = 8156 Чзг = 39655 •4>191. На разложение СаСОз

131. Количество СаС03, которое разложилось, определим по разности количеств СаС0 в осадке и СаС0 в извести:о 3

132. Хсо3 = 0,01(1™"'.' С. Сй3оГ С* С0,и,в) =0,01 (1,5020 74,7 - 1,000-1,36) = 1,1084 (кг).

133. Определим СаС03, которое разложилось при образовании извести-пыли*

134. P4iA.fiЬШ ПЫ/li УА ПЫЛЬ ИМ(1,3523 0,747 0,760 0,2382) = 0,873 (кг). Тогда общее количество разложившегося СаС03 в процессе обжига составит:

135. М084 + 0,873 = 1,9814 (кг).

136. Тепло, затраченное на разложение СаС03, равно:

137. Потери тепла с известью-продуктом и известью-пылью:flies' (Киз* * ^mt)' Сизв '-Ьцзв =(1,000 + 0,760)' 4,19' 0,204' 470 = 1,760-4,19-0,204-470 = = 168-4,19 (кДж).

138. Здесь,как при расчете теплоты на разложение СаСО ,Са(0Н)2,не учитываются затраты тепла на разложение с неуловленной пылью,то есть безвозвратные потери.которые,таким образом,вошли в статью потерь тепла с "неучтенными*.

139. Потери тепла с пылью неуловленной (безвозвратный пылеунос) примем такими же, как и на I кг уловленной пыли, то есть 1,3523 кг. Тогда количество неуловленной пыли составит:01пЫАЬ кеуА -f/ П ДАТН»

140. У =--- Q»8617. = 0,6372 (кг).упшь ул 1,3523

141. Тепло, уносимое с неуловленной пылью:0.6372 . 0,204 ' 312' 4,19 = 41-4,19 (кДж).

142. Потери с сухими печными газами:

143. Qcnr a'Ccnr' V = 9'674 ' 4'8621 ' °»327 ' 312 ' 4»19 =5079 4,19 (ЗДс)где У-ТШ.П,з Г б.О * 47 = 4,8621 (нм7кг), ц~ 58

144. СО2* Ссо^ОуС^СО'Сю+СН,' СсН^Иг- См+А/Л^100в 9,04 . 0,448 ч- 4,86 * 0,324 + 0,34; 0,317 + 0,42 -0,312 +1000.26' 0.45 + 85.08 * 0.3125 Q 32?

145. Ьспг = I»773' 4»8621' °>376' ЗЮ '4,19 = = Ю1Ь 4,19 (цДж). Общий расход тепла на испарение водяных паров:л >> ПР.гсЧ

146. Qc<(oK/sQHio = (П81 + 25 + I0II)' 4»19 = 2217' 4»19 (кДк)1о. Потери тепла в окружающую среду и неучтенные:

147. Qокр + Неучт =2: ОПРЦУ ZQpacx39655-4,19 (842-4,19 + 23-4,19 + 168-4,19 + 41-4,19 + 5079.4,19+2217-4,19 + 2040*4,19) = 2945'4,19 (кДж).

148. Определим коэффициент потерь тепла пересчета на I кг извести + уловленная пыль. Он будет равен:1. К смеси = i^OOO-- о 5682.1,000+0,760

149. Расчет статей расхода тепла на I кг 70 % СаО акт.

150. К™*/ г п = °»5682 70 « 0,5764.70 /о СаО акт * 69,00

151. Материально-тепловой баланс П этапа обжига осадка во вращающейся печи

152. Исходные данные для расчета:

153. Количество загруженного осадка, кг 135.2. Влажность осадка, % 35.

154. Содержание в сухой осадке, % масс:

155. СаС08 =67,6; Са(0Н)2 = 4,2.

156. Расход природного газа, нм®/ч 6 .8156-4,19 кДж/нм3.г г

157. Состав природного газа, % об : СН^ « 91,8; C^Hg » 3,47; C3Hg =1,61; C4Hj0 в 0,49 ; Hz 2,73.

158. Длительность обжига, ч 30.

159. Выгружено извести за этап, кг 35.

160. Содержание в извести, % мае: СаО акт = 65,36; остаточное содержание С02 0,8; СаС03 = 1,82.

161. Количество уловленной пыли в пыльной камере, кг 18.

162. Содержание в пыли, % мае: СаО акт = 43,6; остаточное содержание С02 = 12,5 ; СаС03 = 28,3.

163. Состав отходящего газа, % об : С02 « 9,10 ; 02 ■ 4,70; СО = 0,85 ; Н2 1,30 ; СН4 - 0,6; = 83,45.

164. Температуру отходящего газа, °С 350.

165. Температура выгружаемой извести, °С 470. Расчет ведется на I кг натуральной извести.

166. Определим расчет сухого осадка- на получение I кг извести (без учета пылеуноса) .

167. Обозначим через X количество сухого осадка, в кг, затрачиваемого на I кг извести. При обжиге улетучивается химическисвязанная вода и С02 из СаС03. Тогда масса исходных компонентов, кг:

168. Ус,со3 = 0,676Х f 0,042X, В Т0М ЧИСЛ60,0318Х и^ = 0,0Ю2х.

169. При обжиге удаляется вода, то есть 0,0102Х и часть СО2 -"Уcq • Масса извести станет равной:

170. X = 1,4327 кг, %о2 = 0,4181 кг. На образование 35 кг извести было израсходовано сухого осадка:

171. У'** = 35' 1,4327 = 50,14 (кг).

172. Определим количество сухого осадка, затраченного на образование пыли, уловленной в пыльной камере.

173. В I кг пыли содержится 0,436 кг СаО акт и

174. Г OOf1. «к. - 0,125 Ж. . 0>2841 (кгЬ °3 С02 44

175. Потерями массы от сжигания органических веществ пренебрегаем

176. Обозначим через У количество сухого осадка на получение I кг пыли, а через Z - количество улетучиваемого COg от разло -жения СаСОд, кг.

177. Составим систему уравнений: "0,2974 У Z = 0,125, 0,9898 У - Z = 1,000. Решив систецу уравнений, получим; ,, пыль. ул. 0,8750

178. Joe = V ------ 1,2367, Z = 0,2508.1. С ' 0,6924

179. На образование 18 кг пыли нужно сухого осадка: ju сух

180. Uoc = 1,2637 . 18 = 22,75 (кг).

181. Общее количество сухого осадка на получение извести-продукта и извести-пыли составит:

182. Z ^0сСУХ = 50,14 + 22,75 = 72,89 (кг).

183. Количество загруженного сухого осадка в печь составляет:сух.загр. влаж 100 Woe 100 - 35/ = *70С .----- 135 .---» 87,75 (кг).ос 0 100 100 •

184. Количество неуловленной пыли, то есть безвозвратный пылеунос составит:сух.загр. „ сух. 'Joe = 87,75 72,89 = 14,86 (кг).

185. Уес+Уа = 1,4327 + 1,2637 + 0,4565 = 3,1529 (кг),у*» 3,1529 s 4,8506 (кг). 0,65

186. Определим теоретический расход воздуха на сжигание I нм3 природного газа:1.г г г г г

187. Ьс = 4,785(2СН4 + 3,5С2Н6 + 5C3HQ + 6,5C4HI0 02) • 0,01 = = 4,785(2 - 0,918 + 3,5 - 0,0347 + 5 - 0,0161 + 6,5 - 0,0049)= = 9,904 (нм3).

188. Коэффициент расхода воздуха определяем по составу отходящего газа:1. У/83,45 3,785(4,7 - 0,5-0,85 - 0,5-1,3 - 2,0-0,60)1,124. Фактический расход воздуха1.t-Lo-ci = 1,124 = 11,132 (hmVhm3 газа).

189. Определим обьем сухих печных газов:Кш (0.79ILo+ 0.01 * У/ )- 100

190. СПГ " 3,785(02-0,5С0-0,5Н2-2СН4)0,791- 9,904 + 0,0273)-10010,58483,45 -3,785(4,70-0,5*0,85-0,5-1,30-2- 0,6) (нцЗ/нм3)

191. В уловленной пыли содержится 43,6 % мае СаО акт, что близко к качеству полученной извести. На I кг натуральной известибыло уловлено пыли „1. J£L * 0,514 (кг). 35

192. Определим средневзвешенное содержание СаО акт смеси извести-продукта и извести-пыли:

193. Г 35 * 65.36 + 18 * 43.6 = 57 97 %акт 35 + 18

194. Определим объем паров вода на I кг извести-продукта.а) От испарения влаги осадка, если масса влажного осадка составит:у» . 3,1529 -100 . 4 85Q6 (кг). 100-35

195. Масса влаги 4,8506 3,1529 = 1,6977 (кг).б) От разложения Са(0Н)2:3,1529 0,042 = 0,1324 (кг),jyW = 011324 18 . о,0322 (кг). еа{о»)г 74в) От сжигания природного газа.

196. В пересчете на Н2 объем последнего в I нм3 природного газа 2,038 нм3. Объем его в отходящем газе (в пересчете на водород):rai oTrн 88 К спг • O.OKHg + 2СН4) 10,584 . 0,01(1,30+2 - 0,60)= = 0,2646 (нм3/нм3).

197. Объем водорода,пошедшего на образование паров воды:газ от* „

198. УНг = 2,038 УНл = 2,038 -0,2646 = 1,7734 (hmVHM3). Столько же образуется паров воды, то есть 1,7734 нм3/нм3.

199. Расчитаем статьи теплового баланса на I кг извести-продукта.

200. Приход тепла от сжигания природного газа:чес

201. CU QP —8156 6< 1 = 41945 • 4»19 WW.и -Уцзв 351. На разложение CaC03.

202. Количество СаС03, которое разложилось, определим по разности количеств СаС03 в осадке и СаСОд в извести:1. Р<*ЗА сух, из в

203. С03 0,01<-&>в • СаСОз^^СЗаСЗОз из.) = =0,01. (1,4327' 67,6 - 1,000. 1,82) = 0,9503 (кг).

204. Определим СаС03, которое разложилось при образовании извести-пыли36:рил. ПЫ/Ш ПЫЛЬ уа "иль чш

205. Уеаео3 s ' ^з ~ ' СаСОз) =(1,2637 0,676 - 0,4565 - 0,283) = 0,7251 (кг).

206. Тогда общее количество разложившегося СаС0о в процессеообжига составит:раз/оо^сТо^еТсо, = °»9503 + °»7251 = 1'6754 (кг)*

207. Тепло, затраченное на разложение СаС03,равно:

208. Qe<co,= 425. 4,19 ^ -Уел COz = 425 - 4,19 - 1,6754 = = 712-4,19 (кДк), где 425 '4,19 - теплота разложения I кг СаС0.4. На разложение Са(0Н)г> :

209. Q^(0H)i = 215- 4,19 Ус«(он)г = 215- 4,19 Г^Г'^ V. К J 0,01=215 4,19( 1,4327 + 1,2637)- 0,042=24 • 4,19(кДк), где 215 '4,19 - теплота разложения Ca(0H)g, кДж/кг Са(0Н)г>.

210. Потери тепла с пылью неуловленной (безвозвратный пыле-унос) примем такими же, как и на I кг уловленной пыли, то есть 1,2637 кг. Тогда количество неуловленной пыли составит:неул.пыль 0,4565-тЛш-^Г = ----- 0.3612 (кг).1. JU пыль ул. х 26371. У ОС

211. Тепло, уносимое с неуловленной пылью; неул. „.неуд.

212. Q • СИЗВ-^/7Л= °'3612 • °»204 • 4'19 • 350 =пыль пыль '26 . 4,19 (кДк).

213. Потери с сухими печными газами:

214. Потери текла от химического недожога:

215. Qoc4 (DH)t + Q°HPf3 =(1289+25+1134) 4,19 = 2448' 4,19(кДж). 10. Потери тепла в окружающую среду и неучтенные:1. QoKP + Нежг, -ZQ1. ПРЦ* -ZQ расх 41945' 4,19 (712-4,19+24 4,19 + 139-4,19+26'4,19+6173'4,19 + +2448*4,19 + 6018-4,19) = 26405'4,19 (кДж).

216. Определим коэффициент потерь тепла пересчета на I кгизвести + неуловленная пыль. Он будет равен:-0>6605

217. Расчет статей расхода тепла на I кг 70% СаО акт:„ Л = 0,6605 -22— = 0,6839. ^7о?оел0аКг * 67,6

218. СОГЛАСОВАНО зам.руководителя предприятия ц/я 11-3732 подпись А.В. Семке 3 сентября 1981 г.

219. Испытаниям подвергся осадок, полученный при обработке биологически очищенных городских сточных вод известью дозой 400 мг/л по активной окиси кальция (СаО акт) в экспериментальной установке на Диканевской станции биологической очистки г. Харькова.

220. Обжиг осадка проводился во вращающейся печи (длиной 7 м, диаметром в свету 0,3-0,45 м) Опытного завода ЮЖГИПРОЦЕМЕНТа.

221. На основании проведенных испытаний по обжигу указанного осадка комиссия установила:

222. В результате обжига осадка, полученного при доочистке городских сточных вод известкованием, образуется известь с содержанием СаО акт 70 * 80 %.

223. Известь, регенерированная из осадка, пригодна для повторного использования при доочистке городских сточных вод известкованием.1. Подписи: Климчук В.З.1. Филыпин В.Е.1. Бутко В.Е.1. Дуда Я.В.1. Аскретков Н.Н.

224. Копия верна: Ученый секретарь ХИСИ1. V. tmV1. ГЩ1. Эггаян-С.М.1. Черниченко

225. СОГЛАСОВАНО Замдиректора по НИЧ ВНИПИЧерме тэнергоочисткаподпись В.А .Холодный30 сентября 1982 г.1. СОГЛАСОВАНО

226. Зам.руководителя предприятия п/я А-3732подпись А.В»С емке27 сентября 1982 г.