Устройство для огневого обезвреживания сточных вод

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, включающее топочную камеру, горелку, расположенную в поду камеры, барботажную ванну с решеткой и короб цля подачи газов рециркуляции, отличающееся тем, что, с целью обеспечения плавного и эффективного регулирования производительности, барботажная ванна снабжена сообщающимся с ней желобом , выполненным в вице усеченной : пирамиды с меньшим основанием, расположенным на уровне барботажной решетки , а большим - на уровне высоты барботажной ванны.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ЗС51) F23G 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3468714/29-33 (22) 01,06.82 (46) 07. 1 О. 83, Бюл, ¹ 37. (72) Б, Л. Шелыгин, В. Л, Гуцзюк, В. И, Бахирев и М. Н. Бернацинер (71) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В. И. Ленина (53) 662,959.22(088.8) (56) 1.. 11)урыгин А. П.,Бернадинер М. Н, Огневое обезвреживание промышленных сточных вод. Киев, " Техника, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 55 2469, кл. F 23 G 7/04, 1 977 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, включающее топочную камеру, горелку, расположенную в попу камеры, барботажную ванну с решеткой и короб цля подачи газов рециркуляции, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью обеспечения плавного и эффективного регулирования произвопительности, барботажная ванна снабжена сообщающимся с ней желобом, выполненным в вице усеченной пирамицы с меньшим основанием, расположенным на уровне барботажной решетки, а большим — на уровне высоты барботажной ванны.

1 1046

Изобретение относится к огневому, обезвреживанию жидких отхопов и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, электротехнической промышленности и других отраслей наропного хозяйства, гпе образуются производственные сточные Bogbl, содержащие токсичные компоненты.

Известно устройство пля огневого обезвреживания жидких отходов в випе 10 камерных циклонных и шахтных печей, включающее распыливающие элементы для подачи отходов на сжигание, горелки пля сжигания топлива, сопла пля подачи необходимого воздуха и камеру сгорания L 1). 15

Однако это устройство дорогостоящее слож ное и ненадежное в работе из-за возможйости засорения или разрушения распыливающих . средств нерастворимыми примесями, содержащимися в жидких отходах. Кроме roгп распыливание отходов требует значитепь ных затрат и применения специальных эмульгаторов для равномерного перемеши-вания стоков. Поэтому устройство отличается низким удельным показателем. 25

Йля нормальной работы такого устройства необходимо тонкое распыливание сточных вод. Применяемые с этой целью форсунки с малыми выхопными сечениями каналов засоряются нерастворимыми при- З0 месями сточных вод, что нарушает непрерывность работы установки. Кроме того, высокие скорости выхода стоков иэ форсунок сокращают время пребывания отходов в высокотемпературной зоне, что снижает надежность процесса обезвреживания сточных воп

Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому устройству является устройство пля огневого обезврежива40 ния жипких отходов, работающее по принципу бесфорсуночного распыления веществ в результате барботирования слоя жидкости газовым потоком. Оно включает ванну с барботажной решеткой, сопла вторичнои камеру cropams орючий H 45 слабореакционный отход двумя потоками направляют в самостоятельные эоны, где они отдельно продуваются газовым потоком.

В напслоевом транспорте установлены сопла для подачи вторичного воздуха, Пропукты сгорания горючего отхода направляют над слоем слабореакционного отхода. Выносимые иэ барботажного слоя пары и капли слабореакционного отхода смешиваются с высокотемпературными пропуктами сгорания горючего отхода и обезвреживаются.

574 2

В силу особенности конструкции барботажной ванны, исключающей наличие узких каналов, в известном устройстве нерастворимые примеси жипких отходов выносятся в зону обезвреживания с капля,ми стоков в результате раэруiпения пузырей на свободной поверхности слоя и не забивают папан«цее устройство. Ввиду значительного времени пребывания компонентов отхода в предлагаемой зоне и интенсивности протекания тепловой обработки устройства барботажного типа отличаются высокими тепловымй напряжениями, топочного пространства («,„= 7— 9 МВт/м ) P2), Недостатком барботажного устройства является сложность плавного и эффектив,ного регулирования процесса огневого обезвреживания сточных aog при утилизации тепла продуктов сгорания и теплоиспользующей установки в условиях номинальной нагрузки агрегата. При обезвреживании стоков в топке котлоагрегата в качестве обработанного агента целесообразно использование дымовых газов.

Производительность известного барботажного устройства для данного типа котлоагрегата ограничена долей рециркуляции дымовых газов, которая не должна превышать значения 0,3 по условию обеспечения в топочной камере тем- . ператур . ) 1 100 С. Увеличение поли рециркуляции газов выше " = 0,3 (увеличение скорости барботажного агента при постоянном поперечном сечении барботажной ванны) с целью повышения производительности устройства по стокам существенно понижает температурный уровень в топке (с г- > 1100 С), что ухудшает полноту огневой обработки ве ществ. Кроме того, снижается экономичность работы. устройства ввиду повышения энергозатрат на органиэацию процесса.

Увеличение поперечного сечения барботажного устройства с целью улучшения испарения стоков с поверхности газо-жипкостного слоя при значениях " < 0,3 и 4 p < 1100 С снижает скорость барботажного агента ниже величины Ф

=* 0,5 м/с и заметно уменьшает полю стоков, поступающих в зону обезвреживания в виде капель. Последнее ухупшает интенсивность процесса и способствует накоплению механических примесей в слое отходов выше допустимого препела, что нарушает непрерывность работы устройства.

3 101(Йель изобретения состоит в обеспечении плавного и эффективного регулирования производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве цля огневого обезврежи- 5 вания сточных воц, включающее топочную камеру, горелку, расположенную в поцу камеры, барботажную ванну с решеткой и короб цля поцачи газов рециркуляции, барботажная ванна снабжена сообщаю-10 щимся с ней желобом, выполненным в вице усеченной пирамицы с меньшим основанием, расположенным на уровне барботажной решетки, а большим — на уровне высоты барботажной ванны. 15

На чертеже показано предлагаемое устройство разрез.

Устройство включает барботажную ванну 1, ограниченную снизу барботажной решеткой 2 и стенкой 3 ванны. По периметру барботажная ванна ограничена желобом 4, сообщающимся с ванной через отверстия 5 стенки ванны и ограниченным с внешней стороны стенкой 6.

Барботажная ванна снабжена патрубком 2g

7 цля подачи в устройство сточных воц и патрубком 8 цля подачи в устройство барботажного агента. Ограничивающий барботажную ванну желоб сообщается с топочной камерой 9, оборуцоваиной горел-gp кой 10 и окном 11 цля уцаления процук тов сгорания.

Прецлагаемое устройство работает следующим образом.

В топочной камере 9 при помо .ци горелки

10сжигается высококалорийное товарное

35 топливо (мазут, газ), в результате чего топочная камера 9 кэаполняется факелом, расположенным нац барботажной ванной 1.

B барботажную ванну 1 через патрубок 7

40 на поверхность барботажной решетки 2 подают сточные воцы, поцлежащие обезвреживанию. Через патрубок 8 в устройство подают барботажный агент (часть уходяших дымовых.ггаэов с температурой

+, 100=140 С), В результате прохождения барботажного агента через отверстия барботажной решетки 2 и слой сточных вод в ванне 1 образуется цинамичный гаэожицкостный слой. Расход барботажного агента через патрубок 8

50 выбирают таким, чтобы его скорость в поперечном сечении ванны 1 была в пре делах 4/ у = 0,6 — 1,3 м/с. Так как ванна 1 и ограничивающий ее желоб 4 сообщаются через верхнюю кромку стен хи 3 и через отверстия 5, то внутри желоба 4 межцу стенками 3 и 6 устанавливается небарботируемый газами слой сточ>74 4 ных воц. Начальную (небарботируемую) высоту слоя в ванне 1 устанавливают на уровне 0,04-0,1 м, а высоту стенки 3 принимают иэ условия устойчивого пере, лива части стоков через ее верхнюю кромку в небарботируемую часть слоя, образованную в желобе 4. За счет теплового излучения нацслоевого факела, обра зующегося от сжигании высококалорийного топлива, поступающие в устройство сточные воцы испаряются с поверхности слоя как в барботажной ванне так и в желобе 4, Часть стоков испаряется в „пузыри барботажного агента в ванне 1.

Таким образом барботажиым агентом в топочную камеру 9 (зону обезвреживания) подаются стоки в вице паров и капель, образующихся в результате раэруше ния пузырей на поверхности гаэожицкостного слоя в ванне 1. При этом уцельная производительность слоя в ванне 1, определяемая выносом в зону обезвреживания стоков в виде паров и капель, составляет 400-

Я

600 кг/м - ч в зависимости от скорости барботажа (0,5 - 1,3 м/с), Удельная производительность небарботируемого слоя отходов в желобе 4, определяемая только испарением стоков с поверхности .слоя, составляет 200-300 кг/м ч в зависимости от тепловой нагрузки котлоагрегата.

Так как окружающий ванну желоб 4 выполнен в виде усеченной пирамицы за счет наклонно расположенных стенок 6 путем изменения начальной (небарботируемой) высоты слоя в желобе 4 можно менять B допустимых пределах величину зеркала испарения небарботируемой части слоя, Таким образом, при прежнем расходе барботажного агента путем изменения зацатчика положения регулятора уровня стоков, расположенного эа прецелами устройства, уцается . обеспечить плавное регулирование скорости упаривания стоков. По мере увеличения начальной высоты стоков в устройстве эа счет наклона стенок 6 поц углом 20 40 осуществляется пропорциональное увеличение плошади зеркала испарения и соответствующее плавное повышение произвоцительности устройства за счет роста цоли стоков, поступающих в зону обез1 вреживания в вице паров. Оборудование ванны 1 желобом 4 позволяет при прежних энергoGBTpQTQx обеспечить более эффективное регулирование произвоцительности устройства по сравнению с аналогичным относительным возмещением на величину расхода барботажного агента.

Составитель О. Смирнова

Редактор P. Бидика Техред И.Гайду Корректрр М. немчик

Заказ 7703/38 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП «Патент", г, Ужгороц„ул. Проектная„4

$ 3. О46

B высокотемпературной зоне топочной камеры 9 {1 - 3.ХОО 1500 C) ".îêсичные Kohf008eBTsI входящие В состав паров и капель стоков, подвергаются термическому разложению с последующим 5 образованием безвредных соединений.

Процукты огневого обезвреживания сточных вод удаляются из топочной камеры

9 через выходное окно 1 1, послецовательно отцавая тепло поверхностям нагрева установки.

Пример, В теплоиспользующей установке подвергаются огневому обезвреживанию сточные воды с концентрацией органических компонентов 0,08 кг/кг.

Подающее устройство состоит из ванны барботажа площацью 0,5 м, окружен2 ной по периметру желобом,.внещниестенки которого наклонены к горизонту поц углом

30о Высота стенки барботажной ванны 20 равняется О,l4 м, а доля свобоцного 2. сечения отверстий решетки 0,04 м -/м

Скорость барботажного агента в ванне составляет 0,9 м/с, a его температура находится в пределах 40-80 С, B качестве топлива используют мазут.

При начальной высоте слоя стоков в ванне Но 0,05 м производительность устройства составляет 255 кг/ч. При постепенном увеличении высоты небарботируемого слоя до величины H

0,О8 м произвоцительность устройства непрерывно изменяется до значения

33.0 кг/ч за счет плавного изменения величины зеркала испарения при прежней интенсивности барботажа, Увеличение начальной высоты стоков на 50% приводит к возрастанию производительности устройства на 21 — 23% в то время как соответствующее возмещение при увеличении скорости барботажа увел>икает производительность на 8090%. Последнее не только снижает эконо- мичность (увеличиваются энергозатраты) и надежность (снижается температурный уровень в зоне обезвреживания) нропесса, но и не обеспечивает плавного регулирования нагрузки установки по стокам в узком диапазоне регулирования нроизводительн ости устройства.

Использование предлагаемого устройства в сравнентп с известным позволяет i обеспечить плавное и эффективное регулирование производительности устройства для бесфорсуночной подачи токсичных сточных aors в зону огневой обработки при номинальной нагрузке теплоиспользующей установки.