Циклонная печь для огневого обезвреживания отходов

 

1. ЦИКЛОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ, содержащая вертикальный цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальными горелками, установленный по оси корпуса патрубок-горловину для вывода продуктов сгорания, днище с леткой и воздушные сопла, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения высокой степени регенерации находящихся в отходах ценных отработанных продуктов и их эффективной сепарации, воздущные сопла размещены ниже входного сечения горловины на расг стоянии 0,2-0,8 ее диаметра, причем оси воздущных сопл направлены по касательной к мнимой окружности, диаметр которой составляет 0,8-1,2 диаметра горловины. i , 2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что воздущные сопла выдвинуты в объем печи ел на 0,5-2 диаметра сопла.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 F 23 G 7/04 юсрс

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ч

Ю

Bosey

ne luv wsiй дозах

8mop used и (21) 3638766/29-33 (22) 30.08.83 (46) 30.12.84. Бюл. № 48 (72) В. И. Правкин, М. Н. Бернадинер, Л. О. Кацнельсон и Б. С. Есилевич (71) Научно-производственное объединение

«Техэнергохимпром» (53) 628.54 (088.8) (56) l. Термические методы обезвреживания отходов. Под ред. Г. П. Беспамяткова, К. К. Богушевской, Л., «Химия», 1975, с. 32 — 37.

2. Авторское свидетельство СССР № 920322, кл. F 23 G 5/00, 1980.

3. Кунаев А. М. и др. Циклонная плавка. Алма-Ата, «Наука», 1974, с. 163 (прототип).,.SUÄÄ 1132112 А (54) (57) 1. ЦИКЛОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ, содержащая вертикальный цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальными горелками, установленный по оси корпуса патрубок-горловину для вывода продуктов сгорания, днище с леткой и воздушные сопла, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения высокой степени регенерации находящихся в отходах ценных отработанных продуктов и их эффективной сепарации, воздушные сопла размещены ниже входного сечения горловины на рас; стоянии 0,2 — 0,8 ее диаметра, причем оси воздушных сопл направлены по касательной к мнимой окружности, диаметр которой составляет 0,8 — 1,2 диаметра горловины. O

2. Печь по и. 1, отличающаяся тем, что Е воздушные сопла выдвинуты в объем печи на 0,5 — 2 диаметра сопла.

1132112

5 î

Изобретение относится к технике огневого обезвреживания жидких и твердых производственных отходов химической, нефтехимической и других отраслей промышленности и предназначено, в первую очередь, для обезвреживания отходов и регенерации содержащихся в них ценных твердых продуктов.

Известны устройства циклонного типа (для сжигания твердого или жидкого топлива (горючих отходов) с улавливанием получаемого продукта, среди которых циклонная камера с верхним выходным патрубком-горловиной для отходящих газов обладает (за счет организации вращающегося потока в кольцевом пространстве (канале) и раздельного вывода получаемого продукта с отходящими газами) не только наибольшим коэффициентом улавливания, но и высокой степенью обезвреживания (минимальным химическим недожегом) за счет встречного движения вращающихся газовых потоков в объеме печи, интенсифицирующих тепло- и массообмен (1).

Существенным недостатком данных устройств является отсутствие разделения процесса на восстановительную (регенерация твердого продукта) и окислительную (обезвреживание токсичных органических примесей) зоны.

Известны устройства с верхним выводом газов, в которых осуществляется глубокая регенерация ценного материала и обезвреживание (сжигание органических составляющих) отходов в пределах одного аппарата в разных технологических камерах.

Известные циклонные печи для регенера ци и от работа нных материалов состоят из двух камер: внутренней цилиндрической полой вставки с верхним патрубком для выхода дымовых газов и кольцевой полости, образованной ограждающей поверхностью корпуса и внутренней цилиндрической вставкой, с газоперепускными окнами для вывода отходящих газов твердого продукта во внутреннюю цилиндрическую полость (2).

Существен ными недостатками известных устройств являются наличие газоперепускных окон и установка вторичных воздушных сопл внутрь цилиндрической полой вставки выше газоперепускных окон или выше сопл, подающих первичный воздух, топливо и отходы. Газоперепускные окна быстро забиваются твердыми продуктами регенерации и обезвреживания, что приводит к нарушению аэродинамического режима работы печи и выходу ее из строя.

При установке сопл вторичного воздуха в горловину выше газоперепускных окон или сопл ввода топлива, вторичный воздух в дымовых газах минует область интенсивного перемешивания, часть объема печи исключается из процесса дожигания, а припересечении высокотемпературного кольцевого пространства воздушными патрубками ухудшается аэродинамика печи. Таким образом, установка сопл вторичного воздуха выше выхода дымовых газов во внутреннюю полую вставку не обеспечивает эффективного дожигания продуктов неполного окисления и уменьшает надежность работы печи.

Коэффициент, улавливания твердого продукта в аппарате при совместном выводе дымовых газов и твердого продукта через газоперепускные окна невелик из-за потери сепарационного эффекта в газоперепускных окнах.

Наиболее близкой к предлагаемой является энерготехнологическая циклонная печь, содержащая вертикальный цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальными горелками, установленный по оси корпуса патрубок-горловину для вывода продуктов сгорания, днище с леткой и воздушные сопла (3) .

Недостатком данного устройства является установка всех топливных и воздушных сопл в зоне горения, что затягивает процесс горения и ухудшает регенерацию .ценного продукта, находящегося в отходах, интенсифицируя его окисление.

Цель изобретения — обеспечение высокой степени регенерации находящихся в отходах ценных отработанных продуктов и их эффективной сепарации.

Поставленная цель достигается тем, что в циклонной печи для огневого обезвреживания отходов, содержащей вертикальный цилиндрический корпус с расположенными в верхней части тангенциальными горелками установленный по оси корпуса патрубокгорловину для вывода продуктов сгорания, днище с леткой и воздушные сопла, последние размещены ниже входного сечения горловины на расстоянии 0,2 — 0,8 ее диаметра, причем оси воздушных сопл направлены по касательной к мнимой окружности, диаметр которой составляет 0,8 — 1,2 диаметра горловины. Воздуш ные сопла выдвинуты в объем печи на 0,5 — 2 диаметра сопла.

Такое размещение сопл .уменьшает контакт воздушной струи с сепарирующимся на стенке циклонной печи регенерируемым продуктом и его окисление. Установка сопл по касательной к мнимой окружности, диаметр которой равен 0,8 — 1,2 диаметра горловины и подача воздуха в зону максимальных тангенциальных скоростей обеспечивает интенсификацию тепло- и массообмена и позволяет избежать повышения концентрации кислорода в пристенной области, а также образования настылей вокруг сопла.

При увеличении диаметра мнимой окружности более 1,2 диаметра горловины, струя воздуха попадает в периферийную пристенную область, что резко увеличивает концентрацию кислорода в ней и, следовательно, содержание окислов в расплаве, а при

ll з уменьшении диаметра мнимой окружности вторичный воздух сосредоточивается в приосевой области низкого давления и в процессе горения не участвует.

Воздушные сопла целесообразно размешать на расстоянии от среза горловины, равном 0,2 — 0,8 диаметра горловины.

При размещении сопл на расстоянии менее 0,2 диаметра горловины вторичный воздух захватывается обратным вихревым потоком и вносится в кольцевое пространство, нарушая расчетный режим восстановительной зоны. При увеличении расстояния более 0,8 диаметра горловины дымовые газы поворачиваются и входят в горловину, в основном, выше струи вторичного воздуха.

В результате пропадает эффект подкручивания газового вихря и смешение воздуха с газовь м потоком происходит вяло. Кроме того увеличивается контакт воздушного потока с регенерируемым продуктом и его окисление.

Нецелесообразно выдвигать воздушные сопла в объем более чем на два диаметра сопла, так как это заметно ухудшает аэродинамику камеры и усложняет конструкцию сопл, не давая заметного эффекта. При выдвижении сопл менее чем на 0,5 диаметра сопла, происходит контакт струи воздуха со стенкой камеры и, следовательно, с сепарирующимся на ней продуктом.

На фиг. 1 изображена циклонная печь для огневого обезвреживания отходов, продольный разрез; на фиг; 2 — то же, поперечный разрез.

Циклонная печь для огневого обезвреживания отходов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, тангенциально расположенные горелки 2, концентрически установленный полый цилиндрический патрубок-горловину 3 для вывода продуктов сгорания и воздушные сопла 4. В днище камеры устроена летка 5 для выгрузки продукта.

Печь работает следуюшим образом.

Отходы и топливо непрерывно подают в тангенциально расположенные горелки 2.

Соотношение воздуха, топлива и отходов поддерживают таким; чтобы в кольцевом объеме создавалась восстановительная среда, в которой твердые продукты практически не окисляются, а органические вещества

32112

4 газифицируются. Закрученный поток горячих продуктов сгорания, содержащих продукты газификации отходов органических, компонентов. выходит из кольцевого объема

/ образованного цилиндрическим корпусом и патрубком-горловиной, поворачивается на 180 и образует выходной вихрь в периферийной области горловины. В выходной вихрь через воздушные сопла 4 подают вторичный воздух. Подача вторичного воздуха в зону максимальных тангенциальных скоростей выходного вихря ниже входного сечения горловины интенсифицирует процесс обезвреживания, поставляя кислород для окисления продуктов химического недожога и поддерживая вращение газового вихря.

Находящийся в отходах ценный продукт в виде пыли или расплава сепарируется на стенках корпуса 1, стекает вниз и удаляется через летку 5.

Пример. Плав дикарбоновых кислот

НДК, содержащий медь и ванадий в виде мелких чешуек обезвреживали в циклонной печи с верхним выводом газов. Геометрические параметры печи: диаметр печи Рц—

1400, диаметр водоохлаждаемой горловины

Рг — 320, высота печи Нц — 1200, расстояние от входного сечения горловины до оси

Ьв,—, 100 (0,32 Рг),; вылет воздушных сопл

Ъс —, 40 мм (0,7 6с)„.

Воздушные сопла установлены по касательной к мнимой окружности с диаметром

3р 350 мм (1,1 Рг )„. Состав плава, /О. .адипиновая кислота — 41, глутаровая кислота—

38, янтарная кислота — 19, медь — 1,2, ванадий — 0,8, теплота сгорания ккал/кг—

4230, расход кг — 470.

Плав НДК подавали в тангенциально установленные горелки и вдували воздухом в кольцевой объем. Кольцевой объем образован футерованным корпусом печи и водоохлаждаемой горловиной. Плав НДК сгорал в пределах кольцевой камеры. Коэффи40 циент избытка воздуха составлял сс= 09—

0,98, благодаря чему в кольцевом объеме создавалась восстановительная атмосфера.

Медь и ванадий в расплавленном виде сецарировались на стенках и через летку удалялись в бункер. Меди и ванадия получено

45 68 /p от исходного количества. При прокалке плава без ввода воздуха через сопла металлы окислялись.

1132112

° Ф

И

„1 Ь1 1 1

dg» димныи

Фиг. 2

Составитель Л. Мацук

Редактор А. Ревин Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 9408/32 Тираж 531 Поднисноа

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4