Способ сжигания горючих и негорючих отходов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Респубпнк (i)) 771411 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.11.78 (21 2688393/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К..

F23G 7/00

Гооударствеииый комитет

СССР

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень №38

Дата опубликования описания 20.10.80 (53) УДК 628.54 (088.8) ло делам изабретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

М. Н. Бернадинер, Б. С. Есилевич, В. И. Правкин и А. И. Русин

Производственное объединение «Техэнергохимпром» (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГОРЮЧИХ И НЕГОРЮЧИХ ОТХОДОВ

1О

20

Изобретение относится к области сжигания токсичных производственных отходов и может быть использовано при обезвреживании горючих и негорючих отходов химических производств.

В химической промышленности наряду с негорючими отходами (сточными водами), представляющими собой малоконцентрированные водные растворы, эмульсии и суспензии, имеется большое количество горючих отходов с высокой теплотой сгорания.

Такие отходы целесообразно использовать в качестве топлива наряду с основным топливом при огневом обезвреживании него рюч и х сточ ны х вод.

Горючие отходы содержат компоненты, являющиеся ингибиторами процесса горения топлива: хлор, бром, серусодержащие вещества, щелочи, минеральные соли, азот, воду, углекислый газ и т.д., что предъявляет особые требования к организации сжигания горючих высококалорийных отходов в качестве дополнительного топлива к основному топливу при обезвреживании отходов различных химических производств.

Известен способ огневого обезвреживания органических отходов некоторых произ2 водств, заключающийся в распыливании и вдувании этих отходов в пламя мазутной или газовой горелки под острым углом оси факела (1) . При такой организации процесса огневого обезвреживания органических отходов неизбежны отрицательное воздействие ряда компонентов отходов на процесс горения топлива и появление продуктов химического недожога в отходящих дымовых газах.

Известен также способ огневого обезвреживания только негорючих жидких отходов в соосных потоках с основным топливом, согласно которому негорючие отходы, топливо и воздух вводят тремя параллельными концентрическими соосными потоками в вихревую камеру (2).

Известен другой способ с тангенциа1bным подведением жидких негорючих отходов к оболочке пламени центральной поточной горелки, работающей на основном топливе (3) . Негорючие отходы вводятся в оболочку пламени, где имеет место устойчивое воспламенение топлива.

Недостатком способов организации процесса огневого обезвреживания является внедрение потока отходов в топливный фа771411 ла горючих отходов с вторичным воздухом располагают перед зоной закрученного факела топлива, а вторичный воздух делят на два потока: внутренний приосевой и наружный, причем в последний до завершения смешения факелов распыливают негорючие отходы, Факел горючих отходов располагают в приосевой области с низким уровнем тангенциальных скоростей вращающегося газовоSS кел, что приводит к затягиванию процесса горения и не позволяет сжигать горючие отходы вместе с основным топливом (природный газ, мазут, газовые сдувки, сбросной газ и т.д.) при обезвреживании негорючих отходов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сжигания жидких производственных отходов, например кислых и щелочных стоков (негорючие отходы) и Х-масел (горючие высококалорийные отходы) в закрученном газовом потоке (4) . Топливо и горючие отходы в смеси с воздухом вводят в топочный объем, тангенциально в одну зону, и в сгорающие при интенсивном перемешивании и взаимном внедрении факелы различных видов горючего (природный газ и Х-масла) в едином закрученном потокевихре. Негорючие отходы распыливаются и вводятся в закрученный поток продуктов сгорания основного топлива и Х-масел.

Недостатком такого способа является появление недожога из-за наложения и перемешивания факелов топлива и Х-масел. Кроме того, неизбежно их взаимное флегматизирующее влияние на процесс горения за счет ингибирующего воздействия галоидопроизводных, щелочей, минеральных солей 2в и т.п., содержащихся в Х-маслах, и балластирования ядра факела Х-масел продуктами горения природного газа, что ухудшает выгорание как основного топлива — природного газа, так и горючих отходов — Х-ма30 сел, и приводят к появлению продуктов химического недожога в дымовых газах, т.е. в конечном счете повышает удельный расход основного топлива и снижает санитарно-гигиеническую эффективность процесса огневого обезвреживания отходов.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности процесса путем улучшения условий горения основного топлива и горючих отходов, а также окисления органических составляющих негорючих отходов.

Это достигается тем, что способ сжигания горючих и негорючих отходов, включающий сжигание топлива с первичным воздухом и горючих отходов с вторичным воздухом в соосных концентрических факелах путем создания периферийного закрученного факела топлива и центрального приосевого факела горючих отходов, смешение факелов и распыливание негорючих отходов в закрученный поток продуктов сгорания основного топлива и горючих отходов, корень факего потока продуктов сгорания топлива, что практически исключает отрицательное влияние центрального факела горючих отходов на коэффициент сохранения крутки закрученного газового потока в топочном объеме.

При такой организации совместного сжигания горючих отходов и основного топлива можно выделить четыре зоны: вспомогательная зона подготовки к воспламенению горючих отходов; две основные зоны (периферийная — зона горения основного топлина воспламенения и горения потока горючих отходов) и промежуточная зона — пограничный слой, разделяющий потоки продуктов сгорания основного топлива и горючих отходов.

Такая организация самостоятельных потоков двух видов топлива полностью исключает флегматизирующее воздействие горючих отходов на горение основного топлива.

В то же время тепловое воздействие периферийного факела интенсифицирует процессы подготовки и горения горючих отходов.

Разделение воздуха, вводимого с горючими отходами, на два потока: внутренний приосевой (для горения горючих отходов) и наружный (в промежуточную зону) способствует более четкому разделению периферийной и центральной зон и обеспечивает интенсивное окисление органических компонентов при вводе в промежуточную зону негорючих отходов до завершения смешения продуктов сгорания центрального и периферийного факелов за счет повышенной концентрации кислорода в зоне окисления органических веществ.

Реализация способа, предусматривающего самостоятельное развитие двух соосных факелов топлива различного типа и исключающего их взаимное влияние одного на другого, позволяет использовать в качестве основного топлива различные технологические газы (газовые сдувки, отходящие и основные газы и т.п.), содержащие флегматизирующие и ингибирующие процесс горения вещества.

Пример. В вертикальной цилиндрической циклонной печи с нижним выходом дымовых газов, отапливаемой природным газом и сбросным газом производства аммиака, обезвреживают жидкие отходы производства капролактама.

Сбросной газ содержит следующие компоненты:

СН 37,2o/о

Сан в 1,2З /, С ив 7 /о

Хв До 5 /о

Сера До 10 г/нмЗ

Сточные воды содержат следующие компоненты:

Дикарбоновые кислоты

Лактам

Циклогексанон

12 -+ 18о/о

До 20/о

0 5+ 1 Оо/о ва и пристенной области и центральная — зо771411

Формула изобретения

Составитель Т. Лепахина

Техред К. Шуфрнч Корректор М. Демчик

Тираж 6!9 Подписное

Редактор М. Харитонова

Заказ 6664/48

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Трихлорэтилен 0,5

Вода Остальное.

Кубовые остатки представляют собой смесь Х-масел спиртовой фракции и циклогексеновой фракции, характеризующейся теплотой сгорания до 8500 ккал/кг и содержанием натрия до 2о/о.

Топливовоздушная смесь (природный и сбросной газ — 1400+ 1700нм /ч с коэффициентом избытка воздуха 1,2 + 1,25) вводится через тангенциальные горелки в футерованную головную часть печи и обра- 10 зует периферийный факел.

Кубовые остатки вводятся с помощью пневматической центробежной форсунки через крышку циклонной печи. Форсунка установлена по оси воздушного сопла, состоящего из двух концентрических труб. По внут15 ренней трубе подают внутренний центральный поток вторичного воздуха, обеспечивающего горение кубовых остатков. По наружной трубе подают наружный центральный.поток воздуха, обеспечивающего разделение щ центрального и периферийного факелов. Кубовые остатки распыливаются в струе воздуха, в приосевой области, диаметр которой меньше диаметра выходного отверстия (пережима) печи, т.е. в зоне наименьших тангенци альных скоростей, и полностью сгорают в пределах футерованной головной части печи. Расход кубовых остатков 0.5—

0,6т/ч. Коэффициент избытка воздуха 1,05—

1,1. Центральный наружный поток воздуха

50% от вводимого через крышку циклонной зв печи. Ниже футурованной головной части циклонной печи,в водоохлаждаемом кессоне, установлены форсунки для ввода стоков в объем печи в распыленном состоянии.

Расход сточных вод 9 — 10т/ч. Форсунки стоков установлены так, что жидкостный факел охвачен периферийным факелом и расположен в основном в промежуточной зоне с повышенной концентрацией кислорода до смешения центрального и периферийного факелов (расстояние от оси горелок природного газа 1,2 диаметра печи) . Под воздействием высоких температур вода стоков испаряется, а органические составляющие газифицируются и окисляются кислородом до Н 20 и СОа.

Реализация предлагаемого способа огне- 4з вого обезвреживания отходов при параллельном одновременном сжигании основного топлива и горючих отходов в соосных концентрических потоках обеспечивает высокую эффективность процесса обезвреживания за счет значительного уменьшения химического недожоГа и уменьшения эрозии футеровки.

Химический недожог снижается в 3—

4 раза, а срок работы футеровки циклонной печи возрастает с 4 — 6 месяцев до 1 — 2 лет.

Способ позволяет применить в качестве основного топлива различные виды технологических высококалорийных газов, загрязненных вредными веществами (серой, хлором, азотом, аммиаком, хлористым водородом и т.д), благодаря организации независимого горения различных видов топлива, что дает дополнительный экономический эффект.

Способ сжигания горючих и негорючих отходов, включающий сжигание топлива с первичным воздухом и горючих отходов с вторичным воздухом в соосных концентрических факелах путем создания периферийного закрученного факела топлива и центрального приосевого факела горючих отходов, смешение факелов и распыливание негорючих отходов в продукты сгорания, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности процесса, корень факела горючих отходов с вторичным воздухом располагают перед зоной закрученного факела топлива, а вторичный воздух делят на два потока: внутренний приосевой и наружный, причем в последний дб завершения смешения факелов распыливают негорючие отходы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2529936, кл. 24 d 2, опублик. 1977.

2. Патент ФРГ № 1811702, кл. 24 d2,,опублик. 1970.

3. Патент ФРГ № 1751001, кл. 24d 2, опублик. 1968.

4. Авторское свидетельство СССР № 545828, кл. F 23 G 7/04, 1974 (прототип).