Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, содержащее ванну с барОотажной решеткой , ярусы сопел вторичного воздуха и камеру сгорания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности обезвреживания жидких отходов, содержащих нерастворимые примеси, и облегчения ремонта устройства, барботажная решетка снабжена цилиндрическими вкладышами с головками, установленными в отверстиях барботг жной решетки, причем вкладыши выполнены с диаметром в 1,2-т1,4 раза меньше и диаметром головки в 1,3-1,5 раза-больше диаметра отверстий. (Л mi О 4 4 iOO CD 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В Г 23 с 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3442782/29-33 (22) 15.04.82 (46) 30 ° 09.83. Бюл. Р 36 (72) Б.Л.Шелыгин, В.Л.Гудзюк, В.И.Бахирев и М.Н.Бернадинер (71) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт. им.В.И.Ленина (53) 628.54(088 ° 8) (56) 1. Гудзюк В.Л. и.др. Опыт огневого обезвреживания производственных отходов.-Серия "Энергетические процессы в химической промышленности", ниитэхим. и., 1979, с.19.

2. Авторское свидетельство СССР

9 699288, кл.. F 23 G 7/04, 1978. и

ÄÄSuÄÄ1044893 А (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВр со» держащее ванну с барботажной решеткой, ярусы сопел вторичного воздуха и камеру сгорания,.о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности обезвреживания жидких отходов, содержащих нерастворимые примеси, и облегчения ремонта устройства, барботажная решетка снабжена цилиндрическими вкладышами с головками, установленными в отверстиях барботажной решетки, причем вкладыши выполнены с диаметром в 1,2-1,4 раза меньше и диаметром головки в 1,3-1,5 раза больше диаметра отверстий. C

1044893

Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких производственных отходов и может быть использовано на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, электротехнической и машиностроительной промыш- 5 ленности, а также в других отраслях народного хозяйства, где образуют<".я технологические отходы, содержащие нерастворимые примеси.

Известно устройИтво для сжигания .жидких отходов, использующее принцип

"бесфорсуночного распыливания вещества в зону горения, содержащее ванну

С барботажной решеткой и камеру сго-. рания с соплами вторичного воздуха.

Устройство работает по принципу барботирования слоя жидкости газовым потоком через отверстия барботажной решетки. В результате этого в ванне образуется газожидкостный слой, с поверхности которого в зону горения поступают капли,и пары отхода, сжигаемые в потоке вторичного воздуха 1 ).

Недостатком барботажных устройств является невысокая удельная производительность слоя по брызгоуносу отхода и, как следствие, нарушение непрерывной работы устройства по причине накопления в слое твердых включений вьпае допустимого предела. 39

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой, ярусы сопел вторичного воздуха и камеру сгорания (2 $.

Недостатком известного барботэокного устройства является невозмож-.. ность надежного обезвреживания жид- 40 ких отходов, содержащих механические примеси, при частых пусках и остановах в условиях регулирования производительности установки, а так® же трудоемкий ремонт распределительных устройств при подготовке к очередному пуску. Так как по условию наилучшего дробления потока барботажного агента в слое отхода на пузыри диаметр отверстий в распредЕлительной решетке принимается в преде-. лах 2-3 мм, то при останове устройства. когда прекращают подачу бар- ботажного агента происходит проте кание слоя отхода через отверстия решетки и одновременное засорение отверстий частицами твердых включений. Последнее нарушает надежность работы барботажного устройства по причине засорения части отверстий к моменту следующего пуска. С уве- 6О личением числа операций "Пуск-останов" все большее число отверстий оказывается забитыми твердыми частицами„ что требует продолжительной и трудоемкой механической чистки большого числа мелких отверстий барботажной решетки.

Увеличение диаметра барботажиых отверстий при нормальных скоростях первичного воздуха 0.5 — 1,5 м/с с целью устранения засорения частицами твердых включений снижает .скорость истечения воздуха иэ отверстий до значений ниже допустимых.

По этой причине даже при стационарных режимах происходит провал части отхода. через отверстия решетки, что нарушает стабильность работы установки и создает аварийную ситуацию. Увеличение скорости истече-. ния газа в отверстиях решетки выше нормальных значений(10-20 м/с с целью выдувания струями воздуха твердых частиц из решетки влечет за собой рост скорости барботажа, а значит и ухудшение распыливания отхода и, как следствие, снижает полноту огневой обработки веществ и надежность процесса обезвреживания.

Кроме того, повышение расхода первичного воздуха требует дополнительных энергозатрат, что снижает экономичность процесса.

Цель изобретения — повышение надежности обезвреживания жидких отходов, содержащих нерастворимые примеси, и облегчение ремонта устройства барботажного типа в условиях частых пусков и остановов барботажных устройств при дискретном регулировании прОизводительности установки, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащем ванну с барботажной решеткой, ярусы сопел вторичного воздуха и и камеру сгорания, барботажная решетка снабжена цилиндрическими вкладышами с головками,,установленными в отверстиях барботажной решетки, причем .вкладыши выполнены с диаметром в 1,2-1,4 раза меньше и диаметром головки в 1,3-1,5 раза больше диаметра отверстий.

Установка вкладышей препятствует нарушению нормальной работы решетки при неизменной доле свободного сечения каналов для истечения струй воздуха и значительно облегчает ремонт установки.

На чертеже Представлена. конструкция устройства.

Устройство содержит ванну 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патрубками 3 и 4 для подачи в устройство соответственно жидкого отхода и барботажного агента (первичного воздуха ). 8 отверстиях барботажной решетки 2 установлены цилиндрические вкладыши 5, снабженные в верхней части головками б. Устройство включает ярусы сопел 7 для пода"

1044893

30 чи вторичного воздуха с подводящим воздуховодом 8 и камеру 9 сгорания

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском устройства в работу свободно вставленные в решетку 2 5 вкладыши 5 примыкают головками б к ее поверхности. В этом положении образованные в отверстиях решетки

2 от установки вкладыщей 5 кольцевые каналы полностью закрываются f0 головками б, что препятствует попаданию в барботажные отверстия частиц твердых включений, оставшихся в ванне 1 от предыдущей растопки.

По условию включения утечек части отхода в стационарном режиме через отверстия решетки 2 и для эф фективного распределения барботажнсго агента н слое доля сечения решетки 2, занятая кольцевыми каналами, должна составлять 3-6%, а диаметр вкладыша 5 должен быть в 1,2-1„4 раза меньше диаметра отверстий. Для обеспечения надежного закрытия коль-. цевых каналов головками б диаметр последних должен н 1,3-1,5 раза превышать диаметр отверстий решет-.. ки 2.

Барботажный агент (первичный воздух ) через патрубок 4 поступает под решетку 2. Напор барботажного агента принимается таким, чтобы при истечении первичного воздуха иэ кольцевых каналов вкладыши 5 с головками 6 находились во взвешенном состоянии. При этом их масса принимается из условия обеспечения между головками 6 и поверхностью решетки

2 кольцевых щелей толщиной не более 0,001 м. Вытекая из кольцевых каналов отверстий решетки 2, воздух соприкасается с нижней поверхностью головки 6, частично гасит свою энергию и радиально распределяется по поверхности решетки 2. При этом изменение направления ввода барботажногo агента в ванну 1 не только препятствует засорению отверстий механическими примесями, но и благоприятно сказывается на условиях генерации капель отхода газожидкостным слоем. 50

Жидкий отход с механическими примесями поступает в ванну 1 через патрубок 3. Начальную (статическуюJ высоту слоя отходов в ванне поддерживают на уровне 0,05-0,08 м, а скорость барботажнсго агента в пределах 0,5-1,5 м/с. При прохождении барботажногс агента через кольцевые каналы решетки 2 н ванне 1 образуется газожидкостный слой, с поверх- б0, ности которого в результате разрушения пузырей генерируются капли отхода. Пары и капли отхода с частицами механических примесей с поверхности слоя потоком барботажного аген- 65 та, образуя первичную топливно-воздушную смесь, подаются в надслоеную зону к фронту горения. Вторичный взздух в количестве, необходимом пс услсвиям полноты обезвреживания веществ, поступает н устройство из псднодяцегс воздуховода 8 через ярусы сопел 7. Отход в составе первич- . ной топливно-.воздушной смеси н потоке вторичного воздуха подвергается огневой обработке н камере 9 сгорания, а газссбразчые продукты огневой обработки отхода удаляются за пределы устройства.

При сстансве устройства после прекращения подачи отхода и барботажнсго агента соответственно через патрубки 3 и 4 головки 6 вкладышей

5 так же, как и до пуска, примыкают к поверхности решетки 2, закрывают кольцевые каналы и предотвращают забивание их механическими примесями при спсрсжнении ванны ° При текущем ремснте нанны 1 вкладыши 5 вынимаются и механическая чистка отверстий не требуется.

Оптимальное соотношение диаметров барботажных отверстий и вкладышей равно 1,2-1,4. Увеличение этого отношения выше 1,4 увеличивает толщину кольцевых целей и при прежних значениях скорости барботажного агента в сечении ванны создается опасность "прснала" части отхода через стнерстия решетки, что снижает надежность работы устройства. Уменьшение отношения ниже 1,2 повышает сопротивление решетки (снижается экономичность процесса ), снижает расход барботажнсго агента, что понижает производительность устройства.

По условию лучшего закрытия кольцевых щелей головками вкладышей от ношение диаметра головки к диаметру отверстия равно 1,3-1,5. Увеличение этого отношения ныше 1,5 повышает громоздкость голснок, сопротивление истечению барбстажного агента и ухудшает равномерность его распределения по поверхности решетки, что сказывается на экономичности работы устройства. Уменьшение отношения ниже 1,3 создает опасность неполного перекрытия кольцевых щелей головками вкладышей при смещении последних от центрального расположения.

П р е р. Испытынают опытный образец устройства производительностью 80 кг/ч, Бесфсрсуночному сжиганию подвергают жидкий горючий отход, содержащий 4%. механических примесей с размером частиц 100-300 мкм. Площадь барботажа на поверхности слоя равна

0,05 м2. В дне ванны просверлено 50 отверстий диаметром 0,0125 м, в коI

1044893

Составитель Т.Депахина

Техред И.Метелева Корректор О. Тигор

Редактор H.Гришанова

Тираж 583 Подписное

ЭНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7505/34

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 торые установлены вкладыши высотой

0,03 и диаметром 0,01 м с диаметрами, головки 0,014 м. Доля свободного сечения решетки, занятая кольцевыми каналами для прохода первичного воздуха, равна 4, 39% (0,0439 м /м ), Скорость барботажного агента устанав. .ливают менее 1,0 м/с, а начальную высоту отходов в ванне поддерживают на уровне 0,05-0,08 м, При этом статический напор цервичного воздуха в 10 нормальном режиме эксппуатации находится в пределах 80-120 кг/м2, а средняя удельная производительность ,газожидкостного слоя составляет

2300 кг/м .ч. Исследованиями установ- 5 лено, что при увеличении диаметра отверстий более 0,014 м имеют место утечки части отхода под решетку.

Уменьшение диаметра отверстий менее

0,012 м заметно повышает сопротивление решетки барботажному агенту и на

30-60% снижает производительность .устройства.

При переходе от ранее сушес1вовавшей конструкции барботажной решетки, оборудованной 400 отверстиями диаметром 0,0025 м, к испытанному образцу эксплуатационные затраты не меняются, а продолжительность чистки решетки снижается в б-.10 раз и составляет 3-5 мин, При останове устройства частицы, механических примесей остаются на поверхности решетки вокруг головок, не засоряя барботажных каналов и не нарушая работоспособность устройства.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет повысить надежность работы и облегчить его ремонт в случае бесфорсуночного огневого обезвреживания жидких производственных отходов, содержацих механические примеси.