Установка для осуществления способа термического обезвреживания полигалогенированных углеводородов

 

Изобретение относится к технике термического обезвреживания жидких полигалогенированных углеводородов. Камера сгорания выполнена трехзонной и снабжена струйными форсунками для подачи воды. Форсунки выполнены в сопловом вкладыше концентрически вокруг критического сечения со стороны расширяющейся части при переходе из первой зоны камеры во вторую. На выходе из второй зоны камеры сгорания расположен теплообменник-рекуператор соосно с основной камерой, выполняющий роль третьей зоны. Рубашки теплообменника могут служить каналами подачи основного воздуха и отходов. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике термического обезвреживания жидких полигалогенированных углеводородов и может быть использовано в химической технологии для уничтожения промышленных отходов, относящихся к указанным веществам.

Известна установка термического обезвреживания жидких отходов, содержащая систему подачи дополнительного топлива, отходов и воздуха, камеру сгорания, паровые распыливающие форсунки отходов, форсунки дополнительного топлива, дроссельную пластину с отверстием.

Недостатком указанной установки является то, что температуру получающихся продуктов сгорания в данном случае придется понижать с помощью каких-либо дополнительных устройств, а это приведет к увеличению габаритов и усложнению установки в целом.

Технический результат изобретения повышение эффективности процесса обезвреживания токсичных отходов, уменьшение габаритных размеров установки.

Технический результат достигается тем, что камера сгорания предлагаемой установки выполнена трехзонной и снабжена струйными форсунками для подачи воды, помещенными в сопловом вкладыше концентрически вокруг критического сечения со стороны расширяющейся части; кроме того, при переходе из первой зоны во вторую, на выходе из второй зоны камеры сгорания расположен теплообменник-рекуператор соосно с основной камерой, выполняющий роль третьей зоны. Рубашки теплообменника служат каналами подачи основного воздуха и отходов.

На чертеже изображена установка термического обезвреживания.

Установка состоит из системы подачи дополнительного топлива, воздуха, отходов 1, клапанов 2 дополнительного топлива, воздуха 3, основного воздуха 4, отходов 5, форсуночной головки 6, воспламенителя 7 со свечой 8 зажигания, камеры 9 сгорания, состоящей из зон I и II, соплового вкладыша 10, магистрали 11 подвода воды с клапаном 12, пластины 13 с дроссельным отверстием, теплообменника-рекуператора 14 с рубашками 15 воздуха, отходов 16, выполняющего роль зоны III. Сопловой вкладыш имеет отверстия 17 для подачи воды в объем II-й зоны.

Установка обезвреживания отходов работает следующим образом.

После подачи сигнала на включение происходит открытие клапанов 2 дополнительного топлива, воздуха 3 и 4 и осуществляется подача их в основную камеру 9 сгорания и камеру воспламенителя 7. Одновременно с этим подается напряжение на свечу 8 зажигания, установленную на воспламенителе 7, в результате чего происходит воспламенение топливо-воздушной смеси в камере воспламенителя 7 и выброс высокотемпературных продуктов сгорания с воздухом в I-й зоне камеры 9 сгорания возгораются, образуя устойчивый фронт горения. Установка выходит на стационарный тепловой режим, и, таким образом, готова к работе. После этого подается команда на открытие клапанов отходов 5 и воды 12, с этого момента начинается непосредственно процесс обезвреживания. В разогретый объем камеры 9 сгорания посредством форсуночной головки 6 пневматическим распыливанием подаются токсичные отходы, подлежащие обезвреживанию, при этом сжигание осуществляется при среднем по объему коэффициенте избытка окислителя 1,2 1,4 и температуре, максимально термодинамически возможной при данном соотношении компонентов. При более низкой температуре в продуктах сгорания возможно появление недогара в виде смолистых веществ и сажи, что нежелательно. Таким образом, основная масса токсичного вещества сгорает (разлагается) в I-й зоне, а продукты сгорания, образовавшиеся при этом, содержат N, СО, СО₂, недогоревшее вещество и до 30-70% галогенов и галогеноводородов, которые необходимо улавливать. Продукты сгорания из I-й зоны камеры 9 сгорания через сопловой вкладыш 10 попадают во II-ю зону. Одновременно с этим по магистралям 11 подвода через струйные форсунки 17 подается вода, которая, взаимодействуя с высокоскоростным, высокотемпературным газовым потоком, распыливается, обеспечивая условия для быстрого и равномерного испарения воды. При испарении последней температура газов снижается до 500^оС. Галогены и галогеноводород, содержащиеся в отходящих газах, взаимодействуют с водой с образованием галоге- новодородной кислоты и таким образом связываются. Недогоревшие продукты во II-й зоне продолжают окисляться до более простых веществ (N₂, СО, СО₂). Из II-й зоны продукты сгорания через дроссельную пластину 13 попадают в теплообменник-рекуператор 14, выполняющий роль III-й зоны, где температура за счет теплообмена еще более понижается до 300-400^оС.

Теплообменник утилизирует тепло отходящих газов путем подогрева основного воздуха и отходов перед тем, как они поступят в I-ю зону камеры 9 сгорания. Предварительный подогрев реагентов увеличивает скорость химических реакций, а следовательно, полноту сгорания. Снижение температуры во II-й зоне, кроме всего прочего, обеспечивает благоприятный тепловой режим работы теплообменника, а поэтому и долговечность эксплуатации. По окончании процесса обезвреживания выключения установки производится в обратном порядке.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПОЛИГАЛОГЕНИРОВАННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, содержащая систему подачи дополнительного топлива, отходов и воздуха, камеру сгорания, паровые распыливающие форсунки отходов, форсунки дополнительного топлива, дроссельную пластину с отверстием, отличающаяся тем, что камера сгорания выполнена трехфазной и снабжена струйными форсунками для подачи воды, выполненными в сопловом вкладыше концентрически вокруг критического сечения со стороны расширяющейся части при переходе из первой зоны камеры во вторую, а на выходе из второй зоны камеры сгорания расположен теплообменник-рекуператор соосно с основной камерой.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рубашки теплообменника служат каналами подачи основного воздуха и отходов.

РИСУНКИ

Рисунок 1