Устройство для огневого обезвре-живания жидких горючих отходов

 

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.03.79 (21) 2738139/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М,К

F 23 G 7/04

Государственный комитет

СССР (53) УДК 628.54 (088.8) Опубликовано 23.01.81. Бюллетень №3

Дата опубликования описания 28.01.81 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Бахирев, М. Н. Бернадинер, В. Л. Гудзюк и Б. Л. Шелыгин (71) Заявитель

Ивановский энергетический институт им. В. И. Ленина (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ

ЖИДКИХ ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к устройствам для огневого обезвреживания жидких горючих отходов, содержащих значительное количество твердых частиц широкого фракционного состава, и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатываюгцей промышленности, а также в отраслях народного хозяйства, где образуются отходы в виде грубых суспензий.

Известны барабанные многоподовые печи и печи с кипящим слоем для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащих твердые включения. Печи включают элементы подачи отхода на сжигание, сопла вторичного воздуха. камеру сгора ния дороги (1).

Недостатками многоподовых печей являются их сложность, невозможность надежного обезвреживания отходов с содержанием твердой фазы менее С = 0,6 кг/кг. Повышенное содержание жидкой фазы и неинтенсивное смесеобразование в этих устройствах приводят к неполноте обезвреживания токсичных компонентов, для устранения которой требуется дополнительная дожигательная камера. В печах с кипящим слоем теплоносителя невозможно непрерывное обезвреж и ванне отколов с круп полис((ерсн ы ми част>1ца 1 и, которые на к(111,1 и ва1отся В с 1ое

Bhlстанина и iII лля спецl>ального удаления 113 из < лоя Tcïлоносителя. Кроме того,,(аблю.(асгс(н11:; кое удельное теплонапряже ие к((ме(>ь< ра ния (q„0,3 МВт, м ) .

Наиболее близким по технической с (цности к предлагаемому являс сн у тройсTB()

>г> для обезвреживания ж1 лких !.îðI0дон, содержащее ванн< барб.>тажа < (>,.I>(><— тажной решеткой, разделен>(ую (ш ц камеры для отдельного сжигания отходов с мелкодисперсными и крупнолисперсными частицами, и сопла вторичного воздуха. В силу особенности барботажной ванны, исключающей наличие узких каналов, солержащиеся в отходах нерастворимые примеси не забивают устройство, работающее по принципу барботирования газового потока через объем жидкости и распыливания отхода со свободной поверхности барботажного слоя. В устройстве весь отход подают в барботажную ванну камеры обезвреживания отхода с мелкодисперсными частицами

978418 и барботируют газом со скоростью, выбираемой llo условию выноса в камеру обезвреживания капель отхода с мелкодисперсными частицами и осаждения в ванне крупнодисперсных частиц (d, . 2000 мкм).

Крупнодисперсные частицы с частью жидких компонентов выводят шнеком в барботажную ванну камеры обезвреживания отхода с крупнодисперсными частицами и барботируют газом со скоростью, выбираемой по условию выноса этих частиц 12).

1о

Недостатком известного устройства является невозможность непрерывного, надеж ного и интенсивного огневого обезвреживания горючих жидких отходов, содержагцих значительное количество (концентрация твердой фазы С в)0,15 кг/кг) частиц широкого фракционного состава (d = 0,1-10000м)(м) Это заставляет периодически выводить из ванвисимости от размера частиц вызывает повышение слоевой концентрации частиц (она пропорциональна начальной концентlS рации частиц в отходе) выше допустимого предела (C«,— 0,4 кг!кг.) и нарушает рабо((>сш>с(>бнос. ь установки по причине «завала:; бпрботажной наины (астицачи твердой фа)(>i::. Повыпгенче скорости Bhllllc 3 м/с с цельк> ул чше иll ii>iiI!(са из слоя частиц разчсроч (1, >2Е)О чкч ограни Icllo вели I)Ill()iI x k(fIüIlîão теплового напря кения объема к(>ч(ры сгорания и качеством c>KH(d ния. Кроче того, подача из ван((ы второй зоны на обезвреживание отхода с частицачи раз чером д.„= 2000-;1ОООО мкч требует зо

35 значител(п(ого расхода энергии на барботаж, что снижаеf экономичность обезвреживания.

1Лель изобретения — обеспечение непрерывности процесса, повышение его интенсивности и надежности при сжигании жидких горючих oTxo IoB, содержаших значительное количество (C = 0,15---0,5 кг/кг) твердых частиц широкого фракционного состава (d 8 — — 0,1-10000 мкм).

Поставленная цель достигается тем, что в устроиство для огневого ооезвреживания жидких горючих отходов, содержагцем ванну барботажа с барботажной решеткой и камеру сжигания, разделенные на две зоны для отдель (ого сжигания отходов с мелкодисперснычи и крупнодисперсными частицами, и соплcl вторичного воздуха, ванна барботажа и камера сжигания первой зоны выполнены в ви Ic вра(цаюгцегося конусного барабана, ограниченного торцовыми стенками, причем oTIIoIIIEние среднего диаметра барабана к его длине составляет 1,9-2,1,конусносTI c()cT(>BC>Heò 0.05 — О,1, а на внутрен50

IS ны второй зоны крупнодисперсные частицы (с(>2000 мкм), что усложняет условия эксплуатации и требует дальнейшего отдельного их обезвреживания (например, прокаи ливанием в неподвижном слое). При нормаль illx скоростях барботажного агента повышение начальной концентрации твердой фазы в отходе выше С„= 0,15 кг/кг в заней поверхности образующей барабана установлен скребок, под которым размещена плита, установленная под углом а(= 30-40 к оси барабана. К торцовой стенке барабана примыкает камера сжигания второй зоны, выполненная в виде конусного вращающегося барабана.

Наивысшая полнота огневого обезвреживания токсичных компонентов при высокофорсированном (удельное теплонапряжение камеры сгорания q„= 2,9 МЬт/м ) сжигании суспензий достигается при отношении среднего диаметра камеры обезвреживания отхода с мелкодисперсными частицами к его длине, равном Dcp/1 1, 9 — 2,1. При уменьшении этого отношения заметно ухудшается качество обезвреживания веществ, что требует увеличения габаритов камеры обезвреживания крупнодисперсных частиц. Увеличение отношения выше Р,(1 = 2,1 снижает удельное тепловыделение топочного объема ниже с „= 2,9 МВт/мз, т. е. устраняет преимущество барботажного сжигания вещества перед другими способами, и повышает капитальные затраты в связи с ростом габаритов установки. Оптимальная конусность камеры обезвреживания отхода с мелкодисперсными частицами равна (D, „— Рв„)Г Р

= 0,05 — 0,1. Уменьшение конусности ниже

0,05 ухудшает перемещение в правую часть барабана осевших в нижней части камеры сжигания отхода с мелкодисперсными частицами крупных твердых включений. В результате этого частицы, отделенные скребком с внутренней поверхности барабана. попадают не во вторую камеру обезвреживания, а обратно в слой первой камеры, что нарушает непрерывность процесса. Увеличение конусности выше 0,1 ухудшает распределения твердых частиц по внутренней поверхности правой части барабана. В результате этого крупнодисперсные частицы выводятся из слоя в виде узкой пленки осадка значительной толщины (Д„„>0,015) . По этой причине ухудшается качество «подсушивания» непрерывно движущейся пленки, что приводит к уменьшению скорости вращения барабана и снижению производительности устройства.

Оптимальное значение угла наклона к оси барабана плиты, расположенной под скребком, равно 4 = 30 — 40 . Увеличение угла наклона плиты более (>(= 40 заметно увеличивает аэродинамическое сопротивление газового тракта. Уменьшение угла наклона плиты меньше с = 30 ухудшает транспорт из первой камеры обезвреживания во вторую крупнодисперсных частиц, отделяемых скребком от внчтренней поверхности первой камеры обезвреживания.

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

798418

Формула изобретения

Оно включает врашаюшийся конусный барабан 1, который с торцовыми стенками

2 и 3 образует камеру 4 сгорания первой зоны и барботажную ванну 5, снабженную барботажной решеткой 6 в виде перфорированной трубы, патрубком 7 для подачи отходов в устройство и соплами 8 для подачи вторичного воздуха. Устройство содержит также скребок 9 для отделения отхода от поверхности барабана, плиту 10 для перевода крупнодисперсных частиц через отверстие 11 в камеру 12 сгорания второй зоны, ограниченной торцовой стенкой вращаюшегося конусного барабана 13 и торцовой стенкой 14, которая снабжена отверстием

15 и воронкой 16.

Устройство работает следующим образом. 1S

Через патрубок 7 в барботажную ванну 5 поступает горючий жидкий отход, содержащий значительное количество частиц широкого фракционного состава (Сп — — 0,15-0,5 кг/кг) и d s — — 0-0,01 м), который образует слой отходов. Из отверстий барботажной решетки 6, расположенной в верхней части слоя отходов, поступает барботажный агент, прохождение которого через верхнюю часть отходов приводит к выносу в камеру 4 сгорания первой зоны капель отхода с мелкодисперсными частицами (d > (300 мкм) и начальной концентрацией в уносе (С„< 0,1 кг/кг).

При этом скорость барботажного агента в поперечном сечении первой зоны находится на уровне Wg = 1,0 м/с. Вынесенный из слоя отход с мелкодисперсными частицами сгорает в камере 4 сгорания первой зоны при подаче вторичного воздуха через сопла 8.

В результате отсутствия интенсивных циркуляционных контуров в нижней части слоя между барботажной решеткой 6 и внутренней поверхностью барабана 1 собираются

35 крупнодисперсные частицы размером d» =

= 300 †100 мкм. Так как барабан 1 выполнен конусным, то крупнодисперсные частицы собираются в барботажной ванне 5 на внутренней поверхности барабана 1 пре- 4g имущественно в правой его части у торцовой стенки 3. При вращении барабана 1 накопившиеся в ванне твердые включения в виде пленки непрерывно выводятся с частью жидких компонентов отхода из слоя в высокотемпературную зону камеры 4 сго- 4> рания. В результате пребывания пленки отхода в высокотемпературной области основная часть жидкой фазы отхода испаряется и в верхней части барабана 1 на его внутренней поверхности находится «подсушенная» пленка крупнодисперсных частиц. Степень «подсушки» регулируют скоростью врашения барабана !. «Подсушенную» пленку отделяют от внутренней поверхности барабана 1 скребком 9. Частицы отхода, отделенные скребком 9 с внутренней поверхности и правой части барабана 1, сепарируются в потоке продуктов сгорания на плиту 10, выполненную из огнеупорного материала. В результате наклонного расположения плиты

10 крупнодисперсные частицы перекатываются по ней во вторую камеру 12 сжигания, в которой осаждаются на нижней части конусного вращающегося барабана 13. 3а счет конусности барабана 13 и его врашения крупные частицы, переваливаясь, непрерывно движутся от левой части барабана к правой. В результате теплообмена с продуктами сгорания отхода с мелкодисперсными частицами крупные частицы постепенно проходят камеру 12 сжигания и удаляются через воронку 16. Газообразные продукты огневой обработки отхода и мелкодисперсные частицы удаляются из установки через отверстие 15 торцовой стенки 4.

Конструкция устройства для огневого обезвреживания отходов позволяет надежно и непрерывно при высоких удельных теплонапряжениях сжигать горючие жидкие суспензии с высоким содержанием механических примесей широкого фракционного состава.

1. Устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов, содержашее ванну барботажа с барботажной решеткой и камеру сжигания, разделенные на две зоны для отдельного сжигания отходов с мелкодисперсными и крупнодисперсными частицами, и сопла вторичного воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности, надежности и непрерывности процесса при обезвреживании жидких горючих отходов, содержаших значительное количество (С и — — 0,15-0,5 кг/кг) твердых частиц широкого фракционного состава (d =

О,l — 10000 мкм), ванна барботажа и камера сжигания первой зоны выполнены в виде врашаюшегося конусного барабана, ограниченного торцовыми стенками, причем отношение среднего диаметра барабана к его длине составляет 1,9 — 2,1, конусность составляет 0,05 — 0,1, а на внутренней поверхности образующей барабана установлен скребок, под которым размещена глита, установленная под углом (= 30 — 40 к оси барабана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к торцовой стенке барабана примыкает камера сжигания второй зоны, выполненная в виде конусного вращающегося барабана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термические методы обезвреживания отходов. Под ред. К. К. Богушевской и др.

Л., «Химия» 1975, с. 176.

2. Авторское свидетельство СССР

Ко 589502, кл. F 23 G 7/04, 1978 (прототип).

° ф ° а

798418

Сосгавитель Т. Лепахина

Редактор. 1. Белоусова Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова

Заказ 9994)44 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород. ул. Проектная, 4