Способ огневого обезвреживания жидких отходов и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нч783534 б i (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050279 (21) 2722305/29-33 (51) M

3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

F. 23 0 7/04

Государственный комитет

СССР но дел ам и зоб рете ни и и открытн й

Опубликовано 301130. Бюллетень Мо 44 (53) УДК 628.54 (088.8) Дата опубликования описания 30.11.80 (72) Авторы изобретения

В.Л. Гудзюк, В.И. Бахирев, М.Н. Бернадинер и Б.Л. Шелыгин

Ивановский энергетический институт им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ

ОТХОДОВ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области огневого обезвреживания жидких коксующихся отходов, содержащих механические примеси, и может быть использовано на предприятиях химической, нефте- 5 химической и нефтеперерабатывающей промышленности, а так же в отраслях народного хозяйства, связанных с использованием нефтепродуктов.

Известны способы огневого обеэвре- 10 живания жидких отходов в камерных, циклонных, барабанных печах и в печах с кипящим слоем, включающие подачу отхода в зону сгорания, подвод воздуха в количестве, необходимом для пол- 15 ного сжигания отхода, удаление продуктов сгорания (11.

Такие способы дороги, сложны и ненадежны по причине засорения распыливающих средств механическими примеся- 20 ми и закоксовывания горелочных устройств при обезвреживании тяжелых пас. тообразных отходов.

Известен также способ огневого обезвреживания горючих отходов, вклю- 25 чающий подачу в слой жидких отходов пропускание через слой барботажного агента, подвод к фронту горения топливно-воздушной смеси с каплями, содержащими мелкодисперсные частицы,, 30 сжигание жидкой составляющей отхода в присутствии окислителя, удаление продуктов сгорания, образование коксовых наростов на стенках сепарационной зоны, накопление твердых крупнодисперсных включени : на дне барботажного слоя )2 j.

Известно устройство для огневого обезвреживания жидких отходов,включаи щее ванну с барботажной решеткой, соп ла вторичного воздуха и камеру ггорания (3 j.

Недостатком такого способа и устройства является невозможность непрерывного и надежного огневого обезвреживания коксующихся жидких топлив,содержащих механические примеси, по причине закоксовывания устройства в районе сопл вторичного воздуха и завала барботажной ванны крупнодисперсными частицами в результате их накопления в слое выше допустимого предела.

Повышение скорости барботажного агента, с целью устранения накопления твердых включений в слое, увеличивает долю брызгоуноса в виде крупных капель (ускоряет процесс закоксовывания устройства), ограничено величиной удельного теплонапряжения топочного объема камеры сгорании к ка783534 чеством обезвреживания веществ. Уменьшение скорости барботажного агента, с целью устранения закоксовывания„способствует накоплению твердых частиц в ванне и также снижает надежность и непрерывность способа.

Цель кэобретения — повышение надежноСти и непрерывности процесса обезвреживания коксующихся жидких отходов, содержащих механические примеси.

Достигается зто тем, что .при способе огневого обезвреживания жидких отходов, включающем подачу отхода в слой, продувание его барботажным агентом, термообработку в потоке вторичного воздуха, процесс проводят в две стадии, причем на первой стадии отход подают на слой шаров и барботажный агент продувают через слой со скоростью 0,7-1,1 м/с, а на второй стадии барботажный агент продувают через слой со скоростью 2,5-3,5 м/с при прекращении подачи отхода.

Процесс проводят в две стадии следующим образом. На первой стадии отход подают на слой шаров, через который пропускают барботажный агент со скоростью, выбираемой по условию неподвижнОсти, шаров и отсутствию провала от хода в пространство между шарами. На второй стадии прекращают подачу отхода в слой и увеличивают скорость барботажного агента до значений, соответствующих режчму псевдоожижения шаров, при которых из слоя в зону горения выносятся накопившие. ся в слое в течение первого этапа крупнодисперсные частицы. Происходит разрушение коксовых наростов в облас-. ти ввода вторичного воздуха за счет механического воздействия шаров псевдоожиженного слоя и вынос B высохотемпвратурную зону частиц размельченного кокса и крупнодидперсных частиц, накопившихся в слое в течение первого этапа работы.

Устройство для осуществления способа, содержащее ванну барботажа,барботажную решетку и сопла вторичного воздуха, снабжено слоем шаровой засыпки, размещенным на барботажной решетке, причем высота слоя засыпки составляет 0,3-0,36 высоты ванны барботажа.

Увеличение начальной высоты слоя шаров более 0,36 высоты слоя барботажа приводит к заметному повышению сопротивления устройства, что требует увеливения затрат энергии на барботаж. Уменьшение начальной высоты слоя шаров менее 0,3 высоты слоя барботажа вызывает уменьшение высоты псевдоожиженного слоя ниже значения высоты барботажной ванны; что ухудшает качество раскоксовывания устройства. Для п>полного раскоксовывания устройства в этом слое необходимо дополнительное увеличение скорости барботажного агента, т.е. необходимы дополнительные энергозатраты Hà организацию процесса, Нижние значения скоростей барботажного агента (Ф,;—

0,7 м/с и Ф = 2,5 м/с) соответствуют более легким, а верхние значения (Ъ „= 1,1 м/с и < 3,5 м/c) более тяжелым шарам. Увеличение ско.рости барботажа выше верхних пределов повышает энергозатраты на процесс .и скорость закоксовывания устройства.

Уменьшение скорости барботажа ниже © нижних пределов приводит к возникновению провала отхода через шары на первой и ухудшению раскоксовывания устройства на второй стадиях его работы.

f5 На чертеже схематически изображено устройство для огневого обезвреживания жидких отходов.

Устройство содержит ванну 1 барботажа„ в нижней части которой распоп ложена барботажная решетка 2 с размещенными на ней слоем шаров 3. Устройство содержит также патрубок 4 для подачи барботажного агента, патрубок

5 для подачи отходов в устройство,сопла 6 для подачи вторичного воздуха в камеру 7 сгорания.

Устройство работает следующим об,разом.

На первой стадии через патрубок 5 в барботажную ванну 1 поступает коксующийся отход, содержащий механические примеси, который образует слой отходов на поверхности слоя шаров 3.

Через патрубок 4 подается барботажный агент, который после прохождения че35 рез щели барботажной решетки 2 и через пространство между слоем шаров 3 барботирует слой отходов.

Скорость барботажного агента в поперечном сечении устройства на первой

40 стадии выбрана такой (ф,р = 0,71,1 м/c) чтобы шары 3 слоя находились на барботажной решетке 2 в неподвижном состоянии, соприкасаясь друг с другом, и чтобы весь отход находился выше неподвижного слоя шров 3, не проваливаясь в пространство между шарами. В результате барботирования газом слоя отходов с его поверхности в камеру 7 сгорания поступают мелкие капли (Й <500 мкм) отхода с мелкодисперсными частицами ((37B(200 мкм).

Крупные капли отхода (c3 ) 500 мкм) либо возвращаются обратно в слой,не преодолевая сопротивления барботажного агента, либо сепарируются на боковых стенках барботажной ванны 1 между поверхностью барботажного слоя и уровнем ввода вторичного воздуха через сопла 6. Попадая на горячие поверхности стенок сепарационного про60 странства, крупные капли прилипают к ним. В результате процессов тепломассообмена происходит разгонка фракций крупных каплей отхода: легкие фракции испаряются в поток барботажЯ5 ногg агента, тяжелые фракции образу783534 ют на поверхности стенок ванны коксовый остаток, к которому прилипают капли отхода, позднее вышедшие из барботажного слоя. Образуются коксовые наросты, величина которых увеличивается со временем, постепенно перекрывающие сепарационное пространство °

Коксовые наросты имеют пористую структуру и легко устраняются механическим путем. Одновременно с образованием в районе сопл 6 коксовых наростов на поверхности неподвижного слоя шаров 3 постепенно накапливаются крупнодисперсные твердые частицы (Й = 1000-2000 мкм). По истечении первой стадии обезвреживания (завершение его определяется:по заметному снижению производительности устройства, ухудшению характера горения, снижению качества обезвреживания и повышению аэродинамического сопротивления барботажного устройства) прекращают подачу отхода в устройство и выжигают запас отхода в слое. После этого переходят на вторую стадию работы путем увеличения скорости барботажного агента в сечении устройства до значений (Ф уу 2,5-3,5 м/c) соответствующих переводу слоя шаров 3 в псевдоожиженное состояние.

При этом шары 3 слоя интенсивно циркулируют между поверхностью барботажной решетки 2 и уровнем сопл б вторичного воздуха. 3а счет яинематической энергии шаров пористые коксовые наросты в районе сопл б разрушаются на куски, перемалываются псевдоожиженным слоем шаров в мелкодисперсные транспортируемые барботажным агентом частицы и выносятся в камеру 7 сгорания. Так как в камере

7 в результате радиации тепловой энергии от ее стенок поддерживается температура порядка 1100-1200 K,êîêсовые частицы сгорают в потоке вторичного воздуха, выделяя тепло и нерасхолаживая камеру сгорания на второй стадии обезвреживания.

Одновременно в течение второй стадии обезвреживания из барботажной ванны 1 за счет повышенной транспортирующей способности барботажного агента удаляются крупнодисперсные твердые частицы отхода. После завершения второй стадии работы (она определяется по снижению аэродинамического сопротивления барботажного устройства до первоначальной величины) переходят на первый этап работы и так далее.

Реализация изобретения позволяет надежно и непрерывно обезвреживать О коксующиеся жидкие отходы, содержащие механические примеси.

Формула изобретения

15 1. Способ огневого обезвреживания жидких отходов, включающий подачу отхода в слой, продувание его барботажным агентом, термообработку в потоке вторичного воздуха, о т л и

2О чающий с я тем, что, с целью повышения надежности и непрерывности обезвреживания коксующихся забалансированных механическими примесями отходов, процесс проводят в две стадии, причем на первой стадии отход подают на слой шаров и барботажный агент продувают через слой со скоростью 0,7-1,1 м/с, а на второй стадии барботажный агент продувают через слой со скоростью 2,5-3,4 м/с при прекращении подачи отхода.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее ванну барботажа, барботажную решетку и сопла вторичного воздуха, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено слоем шаровой засыпки, размещенным на барботажной решетке, причем высота слоя засыпки составляет 0,3-0,36 высоты ванны барботажа.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термические методы обезвреживания отходов. Под ред.

Богушевской К.К. и др. Л., "Химия", 1975, с. 70-73.

2. Авторское свидетельство СССР

P 189503, кл. F 23 G 5/02, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР

7 330304, кл. F 23 G 5/02, 1972.

783534

Составитель Т. Лепахина

Техред Н. Бабурка Корректор А. Гриценко

Редактор Т. Кузьмина о филиал ППП "Патент", г. Ужгород, л. Прсф.ктная, 4

Заказ 851б/40 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5