Способ бесфорсуночного сжигания жидких отходов и устройство для его осуществления

 

1.Способ бесфорсуночного сжигания жидких отходов, включающий подачу отходов.в слой, продувание слоя барботажным агентом, обезвреживание в потоке вторичного воздуха и отвод продуктов сгорания/ отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования нагрузки при Henpei jBHOM сжигании легколетучих отходов, содержсоцих нерастворимые примеси,вторичный воздух перед по Ьтуплением в зону горения разделяюна два потока, один из KOTOI JX пропускают через слой отходов, не смешивая его с содержимым слоя, после чего вместе с оставшимся потоком вводят в зону горения. 2.Устройство для весфорсуночного сжигания жидких отходов, содержащее ванну с горизонтальной барботажной решеткой и камеру сгорания, окруженную воздушном коробом с подводящим патрубком и соплами вторичного возду-ха , о т л и ч а ю щ е я тем,что, - две .противоположные стенки ванны с д внешней стороны охвачены коробом с (Л образованием за пределом ванны воздушных полостей, сообщающихся с пакетом труб/ смонтированным внутри ванны параллельно барботажной решетке .: 3.Устройство по.п.2, о т л и ч а-Г ю ще ё с я тем, что в коробе вторичного воздуха Bbmie верхнего ряда покета труб смонтирован регулирующий шибер.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVSЛИН..SU„„0 5 А

3 0 F 23 G 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3479913/29-33 (25) 3479914/33 (22) 05,08.82 (46) 07.12.83. Бюл. В 45 (72) В.Л. Гудзюк, Б.Л. Шелыгин и В.И. Бахирев (71) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им.В.И.Ленина (53) 628. 54 (088. 8) (56) 1 ° Гудэюк В.Л. и др. Обзор ,"Опыт огневого обезвреживания: производственных отходов". Сер. Энергетические процессы в химической промышленности",N., НИИТЭХИМ, 1979, с. 19.

2. Авторское свидетельство СССР

М 898214, кл. F 23 G 7/04, 1982. (54) СПОСОБ БЕСФОРСУНОЧНОГО СЖИГАНИЯ

ЖИДКИХ ОТХОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ бесфорсуночного сжигания жидких отходов, включающий подачу отходов.в слой, продувание слоя барботажным агентом, обезвреживание в потоке вторичного воздуха и отвод продуктов сгорания» о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования нагрузки при непрерывном сжигании легколетучих отходов, содержащих нерастворимые примеси,вторичный воздух перед поступлением в зону горения разделяют на два потока, один из которых пропускают через слой отходов, не смешивая его с содержимым слоя, после чего вместе с оставшимся потоком вводят в зону горения.

2. Устройство для бесФорсуночного сжигания жидких отходов, содержащее ванну с горизонтальной барботажной решеткой и камеру сгорания, окруженную воздушным коробом с подводящим патрубкоми соплами вторичного возду-ха, о т л и ч а ю at е е с я тем,что,. > две противоположные стейки ванны с а внешней стороны охвачены коробом с образованием эа пределом ванны воз-. душных полостей, .сообщающихся с пакетом труб, смонтированным внутри ванны параллельно барботажной решетке. 3. Устройство по.п.2, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что в коробе вторичного воздуха вьиае верхнего ряда покета труб смонтирован регулирующий шибер.

1059352

50

Изобретение относится к технике огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использовано на предприяти ях химической, э нерготехниче ской промышленности и других отраслей IlpoR3» водства,, где образуются токсичные 5 промышленные отходы, содержащие легкие компоненты жидкой фазы и нерастворимые мелкодисперсные примеси, и необходимо регулирование производительности процесса в широком диапа- 10 зоне изменения нагрузки, Известен способ бесфорсуночного or. невого обезвреживания жидких oTkopoB при помощи устройства барботажного типа, Способ включает подачу отходов в слой,,15 продувание его газообразным барботаж ным агентом (первичным воздухом ) c последующей подачей компонентов отхода в надслоевую зону, сжигание токсичных веществ в потоке вторичного воздуха. Устройство содержит ванну с барботажной решеткой и камеру сгорания с соплами вторичного воздуха (1 1.

Недостатком известного решения является сложность технологической организации огневого обезвреживания смеси жидких отходов с отличающимися по плотности трудносмешиваемыми компонентами. При пониженных нагрузках (невысокой интен сивности барботажа) не обеспечивается удовлетворительное смешение компонентов отхода в слое, что требует применения дополнительных эмульгаторов. 35

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ огневого обезвреживания жидких горючих отходов, включающий подачу отхОдов в слой, продувание слоя барботажным агентом, обезвреживание в потоке вторичного воздуха и отвод продуктов сгорания. Устройство для осуществления способа содержит ванну с ro- 45 ризонтальной барботажной решеткой и камеру сгорания, окруженную воздушным коробом с подводящим патрубком и соплами вторич.ного воздуха (2 1.

Недостатком известного технического решения является невозможность обеспечения непрерывного огневого обезвреживания отходов, состоящих из легких компонентов жид кой фазы и частиц нерастворимых 55 примесей, в условиях широкого диапазона регулирования нагрузки. В известном бесфорсуночном способе обезвреживания отходов производительность процесса регулируют пу- я) тем изменения скорости барботажного агента. В зависимости от состава и свойств отхода в результате теплового излучения факела гаэожидкостный слой в зоне барботажа разогревается до температур, близких к.температуре насыщения низкокипящих компонентов отхода °

При этом температура -слоя зависит не только от мощности теплового потока, но и от расхода барботажного агента. Так увеличение скорости барботажа в пределах рабочего диапазона 0,3-1,4 м/с в зависимости от характеристики отхода снижает температуру газожидкостного слоя на 20-40 Температура слоя отходов оказывает заметное влияние на степень испарения отходов, а следовательно, на долю отходов, поступающих в зону обезвреживания в виде паров. Таким образом, при пониженных нагрузках (при скорости барботажа 0,3-0,5 м/с) в результате повышенной испаряемости компонентов отхода при одновременной пониженной производительности слоя по брыэгоуносу (определяется числом разрушающихся в 1 ед. времени поверхностных пузырей )доля отхода, поступающего в зону обезвреживания в виде паров, имеет наибольшее значение. В этом случае создаются наихудшие условия для выноса жидкой фазой частиц нерастворимых примесей в надслоевую зону.

При этом часть дисперсных включений постепенно накапливается в слое выше допустимых значений, что нарушает устойчивый вынос вещества в зону обезвреживания и непрерывность процесса.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования нагрузки при непрерывном сжигании легколетучих отходов, содержащих нерастворимые примеси, путем отбора тепла от гаэожидкостного слоя в зависимости от нагрузки (скорости барботажного агента) и поддержания температуры слоя независимо от. величины нагрузки на уровне, ограничивающем испаряемость компонентов в слое и повышающем долю брызгоуноса жидкой фазы отхода с нерастворимыми примесями.

Цель достигается тем, что согласно способу бесфорсуночного сжигания жидких отходов, включающему подачу отходов в слой, продувание слоя барботажным агентом, обезвреживание в потоке вторичного воздуха и отвод продуктов сгорания, вторичный воздух перед поступлением в зону горения предварительно разделяют на два потока, один из которых пропускают через слой отходов, не смешивая его с содержимым слоя, после чего вместе с оставшимся потоком вводят в зону горения.

В устройстве для бесфорсуночного сжигания жидких отходов, содержащем ванну с горизонтальной барботажной

1059 352

35 решеткой и камеру сгорания, окруженную воздушным коробом с подводящим патрубком и соплами вторичного воздуха, две противоположные стенки ванны с внешней стороны охвачены коробом с образованием эа пределом ванны 5 воздушных полостей, сообщающихся с пакетом труб, смонтированным внутри ванны параллельно барботажной решетке.

В коробе вторичного воздуха выше 10 верхнего ряда пакета труб смонтиро,ван регулирующий шибер.

Использование части относительно холодного вторичного воздуха в качестве хладагента позволяет в зависимости от его расхода постоянно отводить от объема отходов в слое количество тепла, соответствующее конкретному значению изменяющейся нагрузки, при котором температура слоя будет иметь минимальные значения и не будет способствовать повышению скорости испарения легколетучих компонентов ° При этом с уменьшением производительности процесса (с уменьшением скорости барботажа ) одновременно соответствующим образом увеличивают расход части вторичного воздуха через слой, пропорционально увеличивая теплоотход от него и предотвращая повышение скорости 30 испарения отходов в слое. Другим достоинством, кроме поддержания требуемого температурного уровня в слое, является интенсификация процесса обезвреживания за счет нагрева вторичного воздуха при отсутствии специальных подогревателей.

Пакет труб, расположенных в ванне барботажа параллельно барботажной решетке, выполняет функции теплообменника, в котором тепловоспринимающей средой является часть вторичного воздуха, проходящая внутри труб из одной воздушной полости в другую. При этом осущест- 45 вляется теплопередача из межтрубного пространства ванны от газожидкостного слоя через поверхность пакета труб протекающим внутри труб струям части вторичного воз- 50 духа. Величину теплоотвода от слоя, а следовательно, и температурный уровень в ванне (степень испарения легколетучих компонентов в слое) при изменении нагрузки (про- 55 изводительности устройства ) регулируют за счет изменения расхода части вторичного воздуха при неизменном геометрическом профиле пакета труб, что осуществляется при помощи регулирующего шибера.

На чертеже изобраЖено устройство.для бесформовочного сжигания жидких отходов.

Устройство содержит ванну 1, ограниченную стенками 2 и обо- 65 рудованную горизонтальной барботажной решеткой 3 и патрубком 4 для подачи в слой жидких отходов. К барботажной решетке 3 присоединен патрубок 5 для подачи в устройство барбОтажного агента. Устройство содержит камеру сгорания б, боковые стены которой снабжены соплами 7 вторичного воздуха. В верхней части камеры сгорания б предусмотрено отверстие 8 для удаления продуктов обезвреживания.По периметру камера сгорания б окружена коробом вторичного воздуха 9, снабженным подводящим патрубком 10 и охватывающим две противоположные стенки 2 ванны 1.

Внутри короба 9 выше уровня подводящего патрубка 10 размещен регулирующий шибер 11. Внутри ванны 1 параллельно решетке 3 между стенками 2 установлен пакет труб 12, сообщающих воздушные полости короба 9, которыми охвачены две противоположные стенки 2.

Устройство работает следующим образом.

Жидкий горючий отход, содержащий легкие компоненты жидкой фазы и частицы дисперсных включений, поступает в ванну 1 через патрубок 4 на поверхность барботажной решетки 3. Начальную высоту слоя отходов на решетке 3 поддерживают на уровне 50-80 мм, Через патрубок 5 под решетку 3 подводят барботажный агент (первичный воздух . Расход барботажного агента через патрубок 5 устанавливают таким образом, чтобы в зависимости от требуемой нагрузки в поперечном сечении ванны 1 (в верхней ее части) обеспечивалась скорость барботажа В пределаХ

0,3-1,5 м/с. Вторичный воздух в количестве, обеспечивающем коэффициент избытка воздуха в зоне горения поряд" ка 1,05-1,1, через подводящий патрубок 10 поступает в короб. 9. При помощи регулирующего шибера 11 вторичный воздух делится: на два потока. Один поток, обтекая шибер 11, поступает непосредственно в сопла 7. Другой поток из одной воздушной полости короба 9 по пакету труб 12 поступает в воздушную полость, охватывающую ванну 1 с противоположной стороны.

Проходя через пакет труб, этот поток воспринимает часть тепла, передаваемого. слою за счет теплового излучения факела. При .этом величина теплоотвода определяется расходом вторичного воз« духа внутри труб 12. Прошедшая.через пакет труб 12 часть вторичного воздуха смешивается с оставшимся потоком в кольцевом воздушном пространстве короба 9, после через сопла 7 поступает в камеру сгорания б. Расход вторичного воздуха через пакет труб

12 устанавливается в зависимости от производительности устройства (нагрузки).

1059352

При повышенной нагрузке (с корость, барботажа в пределах 1,2-1,4 м/с) в результате прохождения барботажного агента через отверстия решетки 3 в . межтрубном пространстве ванны 1,обра-, зуется динамичный гаэожидкостный . слой, с поверхности которого отход в зону обезвреживания поступает в виде паров и капель с диспсрсными включениями. Расход вторичного воздуха через пакет труб 12 устанавливают таким, 10 чТобы теплоотвод в ванне 1 обеспечивал поддержание температуры слоя ниже температуры кипения легких компонентов жидкой фазы отхода. В этом случае доля отхода, поступающего в 5 камеру сгорания 6 в виде брызг, обеспечивает устойчивый вынос дисперсных частиц в зону обезвреживания при исключении накопления их в слое.

При переходе на нижний предел нагрузка (скорость барботажа 0,30,5 м/с ) для предотвращения повышения температуры слоя и уменьшения ,цоли брыэгоуноса из слоя за счет интен-; сификации испарения отхода, теплоот- 5 .вод в слое увеличивают путем увеличе, ния расхода части вторичного воздуха чЕреэ пакеты труб 12. В результате дополнительного расхолаживания( слоя ограничивается доля от- хода, поступающего в зону горения в виде паров при сохранении условий надежного транспорта дисперсных частиц с каплями жидкой, фазой::э вайны 1 в камеру сгорания 6. Такйм образом исключается накопление нерастворимых примесей в ванне, что обеспечивает непрерывность процесса при переменных нагрузках.

Пары и капли отхода с нерастворимыми примесями, подаваемые барботажным агентом из ванны 1 в камеру сгорания 6, сгорают в потоке вторичного воздуха, поступающего в зону обезвре.живания через сопла 7. Продукты огневой обработки иэ камеры сгорания 6 выводятся через отверстие 8 за пределы устройства.

Использование изобретения позволяет надежно и непрерывно осуществлять огневое обезвреживание отходов с легколетучими компонентами и нерастворимыми примесями в условиях широкого регулирования производительности ус» тройства.

ИИПИ Заказ 9804/42 раж 583 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4