Установка для термического обезвреживания сточных вод

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, содержащая горизонтальные вихревые цилиндрические камеры, соединенные по всей длине образующих с вертикальным каналом прямоугольного сечения с верхней подачей сточных вод и топливовоздущной смеси, щелевое отверстие для удаления золы и аксиальные вставки для вывода газов, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы установки при сухом золоудалении, она выполнена с дополнительным щелевым отверстием для удаления золы, при этом отверстия расположены на боковых поверхностях цилиндрических камер у торцов со стороны аксиальных вставок для вывода газов, причем передние кромки щелевых отверстий расположены под углом 3060° , а задние - 90° к вертикальной оси камер .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з(51) F 23 G 7/00; F 27 В 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3581429/29-33 (22) 12.04.83 (46) 30.12.84. Бюл. № 48 (72) E. Е, Агарков, Е. Г. Мирошников, Н. А. Шишкина, С. Н. Агаркова, В. Н. Кальной, Е. Е. Агаркова и П. Г. Дудник (71) Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 628.54 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 288218, кл. F 23 G 1/08.,1961.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 355464, кл. F 27 В 3/02, 1962 (прототип). (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ

ВОД, содержащая горизонтальные вихре„SU„„1132111 А вые цилиндрические камеры, соединенные по всей длине образующих с вертикальным каналом прямоугольного сечения с верхней подачей сточных вод и топливовоздушной смеси, щелевое отверстие для удаления золы и аксиальные вставки для вывода газов, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы установки при сухом золоудалении, она выполнена с дополнительным щелевым отверстием для удаления золы, при этом отверстия расположены на боковых поверхностях цилиндрических камер у торцов со стороны аксиальных вставок для вывода газов, причем передние кромки щелевых отверстий расположены под углом 3060, а задние — 90 к вертикальной оси камер.

1132111

Изобретение относится к технике термического обезвреживания сточных вод и их осадков и может быть использовано в цементной промышленности, черной и цветной металлургии и химической промышленности при проведении обжига измельченных технологических материалов, а также в энергетике в качестве топочного устройства парогенераторов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для плавления тонкоизмельченной сырьевой смеси, представляющее собой две вихревые горизонтальные цилиндрические камеры, размещенные над ванной для сбора расплава и соединенные по всей длине образующих с ванной и вертикальным каналом прямоугольного сечения с верхней подачей сырьевой и топливовоздушной смеси. В центре ванны по вертикальной оси канала расположено отверстие для вывода жидкого шлака со стен вихревых камер в ванну для сбора расплава. Для вывода газов в вихревых камерах размещены

35 аксиальные вставки (2).

Недостатком данного устройства явля- 4g ется невозможность его работы в режиме твердого шлакоудаления. Необходимость организации процесса термического обезвреживания сточных вод при умеренных температурах, т.е. в режиме шлакоудаления, обусловлена более высокой экономич- 45 ностью процесса обезвреживания по сравнению с режимом жидкого шлакоудаления за счет повышения эффективности использования топлива, так как уменьшение температуры уходящих газов повышает КПД топочного устройства, а при снижении температуры золы уменьшаются теплопотери шлака и экономится тепло на расплавление золы.

При работе устройства в режиме твердого шлакоудаления (в случае применения его для термического обезвреживания сточных вод) резко увеличивается пылеунос, что недопустимо из-за загрязнения окружающей среды эоловыми выбросами.

Известна вихревая топка с жидким шлакоудалением, тангенциальным подводом топлива и воздуха и радиальным отводом газов, топочное пространство которой имеет горизонтальную цилиндрическую форму, сопла для сосредоточенного подвода топливовоздушной смеси установлены по касательной к внутренней окружности топки, а со стороны отвода продуктов сгорания установлен отклоняющий газы и частицы топлива к месту подвода воздуха козырек. По оси горизонтальной цилиндрической камеры 2О расположена летка для удаления жидкого шлак ь.: топки (1) .

Недостатком известной топки является невозможность работы в режиме твердого шлакоудаления. 25

Цель изобретения — повышение эффективности работы установки при сухом золоудал ен и и.

Поставленная цель достигается тем, что установка для термического обезвреживания сточных вод, водержащая горизонтальные вихревые цилиндрические камеры, соединенные по всей длине образующих с вертикальным каналом прямоугольного сечения с верхней подачей сточных вод и топливовоздушной смеси, щелевое отверстие для удаления золы и аксиальные вставки для вывода газов, выполнена с дополнительным щелевым отверстием для удаления золы, при этом отверстия расположены на боковых поверхностях цилиндрических камер у торцов со стороны аксиальных вставок для вывода газов, причем передние кромки щелевых отверстий расположены под углом 3060, а задние — 90 к вертикальной оси камер.

Расположение щелевых отверстий для удаления золы в месте ее максимального скопления позволяет снизить пылеунос и организовать работу предлагаемой установки для термического обезвреживания сточных вод при умеренных и низких температурах (в режиме твердого шлакоудаления), что является по сравнению с процессом термического обезвреживания сточных вод при жидком шлакоудалении в устройстве-прототипе) более экономичным.

На фиг. 1 представлена установка для термического обезвреживания сточных вод; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Установка для термического обезвреживания сточных вод содержит вихревые цилиндрические камеры 1. Камеры соединены по всей длине образующих с вертикальным каналом 2 прямоугольного сечения. К верхней части канала присоединена встречноструйная головка 3 с соплами 4 для подачи топливовоздушной смеси и соплами 5 для подачи сточных вод. Для вывода дымовых газов, на торцовых поверхностях цилиндрических камер 1 расположены аксиальные вставки 6, а на боковых поверхностях камер (у торцов со стороны аксиальных вставок) в секторе 30-60 от вертикальных осей камер расположены щелевые отверстия 7, и бункера 8 для удаления золы из камер.

Установка для термического обезвреживания сточных вод работает следующим образом.

Сточные воды через сопла 5 и топливовоздушная смесь через сопла 4 попадают во встречно-струйную головку 3 и далее в вертикальный канал 2. В канале происходит основное горение топлива и термообезвреживание сточных вод с образованием твердых эоловых частиц. В вихревых цилиндри-. ческих камерах 1 происходит дожигание топлива и сточных вод и сепарация золы на боковых поверхностях камер в секторе 301132

60 от вертикальных осей камер. Отжатая к боковым поверхностям обечаек эола просыпается через щелевые отверстия 7 в бункера 8 для сбора и удаления ее из камер.

Как показали экспериментальные исследования, при переводе вихревых топок на режим сухого золоудаления наибольшая концентрация эоловых частиц на стенках цилиндрических камер наблюдается у торцов камер со стороны вставок для выхода газов. Зола скапливается на узком участке 10 боковых поверхностей камер. При расположении на этом участке обечаек щелевых отверстий и бункеров для удаления золы из камер зола не подхватывается газовым потоком и не выносится из камер, а отжатая центробежной силой к месту расположения щели, просыпается через нее и осаждается в бункер. Таким образом, предлагаемое расположение щелевого отверстия и золового бункера позволяет резко снизить пылеунос в топочных устройствах, печах и т.д. вихре- 20 вого типа, в частности, в предлагаемой установке для термического обезвреживания сточных вод, при работе их в режиме сухого золоудаления.

Размеры щелевого отверстия на боковой поверхности цилиндрической обечайки определяются местом минимального скопления твердых частиц. Отклонение от предлагаемых размеров щели приведет к снижению степени сепарации в установке для термического обезвреживания сточных вод. 30

Экспериментально выявлено; что угол между вертикальной осью цилиндрической камеры и прямой, проведенной к передней кромке щелевого отверстия, составляет с =30-60 . Минимальная величина углами=30, 35 максимальная — 60 (по условиям минимального пылеуноса) . Оптимальная величина угла ос, при котором достигается наиболее высокий коэффициент сепарации мате111

4 риала (99,7 /o), составляет 45 . Угол между вертикальной осью цилиндрической камеры и прямой, проведенной к задней кромке щелевого отверстия, равен Ф = 90 .

Прио <30 и соответственном уменьшении углами(90 (сектор, в котором расположена щель, остается постоянным и равными-3060 ), щелевое отверстие полностью или частично располагается за зоной максимальной концентрации твердых частиц. Часть твердых частиц, отжатых центробежной силой к стенке в зоне максимальной концентрации частиц, не успевает просыпаться через щель и газовым потоком срывается со стенок и выносится из камер.

При 60 и соответственном увеличении углами)90 (сектор, в котором расположена щель остается постоянным и равным АЗО60 ) щелевое отверстие полностью или частично расположено перед зоной максимальной концентрации твердых частиц. Нарушается аэродинамическая структура потока, что приводит к снижению степени сепарации (твердые частицы не отжимаются к стенкам цилиндрических обечаек) .

Та часть твердых частиц, которая сепарируется на стенке за щелью, газовым потоком срывается со стенки и выносится из камеры, так как щель расположена выше места сепарации частиц.

При увеличении сектора расположения щели A>60 за счет увеличения ф>90 и уменьшениясс< 30 (В>90 и c(<30 ) нарушается аэродинамика газового потока в вихревой камере.

При уменьшении сектора расположения щели A (30 за счет уменьшения (90 и увеличения <>60 (0<90 ис ) 60 ) твердые частицы срываются со стенок газовым потоком.

Применение предлагаемой установки позволит (за счет повышения эффективности) снизить затраты на золоулавливание.

А-А

Фиг. 2

Редактор А. Ревин

Заказ 9408/32.Составитель Т. Лепахина

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Гос".дарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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