Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, содержащее ванну барботажа с распределительной решеткой с вкладьшами в виде цилиндра с плоскими головками, камеру сгорания с соплами вторичного воздуха, отличающееся тем, что, с целью обеспечения регулирования производительности устройства в широком -диапазоне изменения нагрузки , каждый вкладыщ выполнен в виде свободно вставленных один в другой цилиндров, причем внешний диаметр головки каждого последующего цилиндра больше внутреннего диаметра, каждого предьиущего цилиндра..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) F 23 G 7 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3696245/29-33 (22} 25.01 ° 84 (46) 23.02.85. Бюл. Ф 7. (72) Б. Л. Шелыгин, 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., Бахирев В. И.

Бернадинер M. Н., Шелыгин Б. Л. Опыт огневого обезвреживания прсизводстЮ венных отходов. — Сер. Энергетические процессы в химической промышленности". НИИТЭХИМ. М., 1979 с. 19.

2. Авторское свидетельство СССР

У 985587, кл. F 23 G 7/04, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР, М 1044893, кл. F 23 G 7/04, 1983 (прототип).

„„SU „„1141268. А (54) (») УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, содержащее ванну барботажа с распреде-.. лительной решеткой с вкладышами в . виде цилиндра с плоскими головками, камеру сгорания с соплами вторичного воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения регулирования производительности устройства в широком диапазоне изменения нагрузки, каждый вкладыш выполнен в виде свободно вставленных один в другой цилиндров, причем внешний диаметр головки каждого последующего цилиндра больше внутреннего диаметра, каждого предыдущего цилиндра, п

)141268

Изобретенне относится к устройст- вам для обезвреживания жидких техно" логических отходов огневым методом и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности, 5 в промьппленной энергетике и в других отраслях народного хозяйства, где образуются горючие отходы и необходим широкий диапазон изменения нагрузки теплоиспользующей установки. 10

Известны устройства барботажного типа. для бесфорсуночного (слоевого ) сжигания жидких производственных отходов содержащее ванну с барботажной решеткой и камеру сгорания с соп 15 лом вторичного воздуха, работают по принципу распьшивания веществ со свободной поверхности за счет продувания слоя жидкости газовым потоком (1 ). 20

Недостатком данных устройств является невозможность глубокого реФ гулирования производительности устройства. При неизменном количестве барботажных отверстий в распреде- 25 лительной решетке увеличение нагруз-. ки устройства выше номинального значения осуществляется за счет повьпнения расхода барботажного агента, что влечет эа собой повьппение сопротивле-30 ! ния ванны барботажа (снижается эконо-мичность ). Кроме того, sa счет увеличения скорости истечения воздуха из барботажных отверстий ухудшается качество брызгоуноса из слоя в зону .З5 горения,-что снижает надежность обезвреживания веществ. Уменьшение производительности устройства ниже номинальной величины невозможно по причине провала отхода через отверстия 40 решетки, что.нарушает работоспособность устройства.

Известно барботажное устройство для обезвреживания отходов, снабженное решеткой с отверстиями, выполнен-45 ными в виде щелей, которые могут перекрываться сдвигающейся полосой, оборудованной специальными окнами(2).

Недостатком этого устройства является сложность управления работой при частом изменении режимов подачи отходов в зону горения за счет бесфорсуночного распыливания веществ, Нри глубоком регулировании нагрузки и соответствующем изменении расхода . 55 барботажного агента необходимо одновременное изменение доли свободного сечения отверстий барботажной-решетки. При этом в случае частых колебаний нагрузки требуется пропорциональное расходу барботажного агента открытие или прикрытие части отверстий на заданную нагрузкой величину, что является сложным в условиях длитель ной эксплуатации устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов, содержащее камеру сгоракия с соплами вторичного воздуха, ванну барботажа с распределительной решеткой, в отверстия которой равномерно вставлены одинаковые по форме и размеру вкладьппи. Наличие вкладьппей защищает барботажные отверстия от загрязнений механическими примесями и позволяет быстро ремонтировать решетку (31.

Недостатками известного технического решения являются надежная работа вкладышей лишь в узких пределах регулирования (+20/) и невозможность регулирования производительности в широком диапазоне изменения нагрузки (50-190X). Уменьшение производительности устройства ниже 80Х от номинального значения невозможно иэ-за закрытия барботажных отверстий вкладь1шами в результате уменьшения кинетической энергии барботажного агента при прохождении через распределительную решетку. С увеличением производительности устройства выше 120Х необ— ходимо увеличить расход барботажного агента и соответственно скорость истечения первичного воздуха через отверстия распределительной решетки при неизменной доли живого сечения барботера. Повышенные скорости истечения барботажного агента из отверстий ре" шетки являются источником возникновения глубокого брызгоуноса и наличия в нем повышенной доли крупнодисперсных капель, ухудшающих надежность обезвреживания токсичных веществ.

Цель изобретения - обеспечение регулирования производительности устройства в широком диапазоне изменения нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащем ванну барботажа с распределительной решеткой с вкладьппами в виде цилиндра с плоскими головками, камеру cropаподачи барботажного агента (первичного воздуха).

Устройство также содержит стабилизирующую вставку 6, установленную. внутри ванны 1 на ее дне 3, свободно вставленные соосно один в другом вкладьппи .7-9 с головками, установленные в отверстии дна 3 ванны 1 при -. соединенную к ванне 1 камеру 10 сгорания, которая снабжена по боковымсторонам воздушным коробом 11 и соплами 12 для подачи. вторичного возду-. ха и в верхней части отверстием 13 для удаления продуктов сгорания.

Устройство работает следующим образом.

Через патрубок 4 в ванну -1 на поверхность дна 3 поступает жидкий горючий отход. Через патрубок 5 под дно

3 ванны 1 подводится газообразный барботажный агент (первичный воздух), Начальную высоту слоя отходов в ванне принимают таким образом, чтобы при минимальной скорости барботажа, соответствующей нижнему предельному значению нагрузки, обеспечивался устойчивый перелив части отходов с поверхности газожидкостного слоя через верхнюю кроьясу стабилизирующей вставки 6,в небарботируемую часть ванны. Расход барботажного агента через патрубок 5 выбирают:.из условия обеспечения изменения скорости барботажа на поверхности слоя в преде.лах 0,3-2,0 м/с.

При низкой относительной нагрузке (50-SOXJ расход барботажного агента устанавливают на уровне, обеспечивающем скорость барботажа на поверхности слоя порядка 0,4-0,7 м/с. В этом случае статический напор первичного воздуха под плоским дном 3 зареет минимальное значение. "В этом случае два нижние вкладыша (7 и 81 прижаты один к другому и к основанию ванны (дну

3) . При этом барботажный агент прохоо дит в слой через кольцевую щель между верхним 9 и средним 8 вкладышами, поддерживая верхний вкладыш 9 во взвешенном состоянии. Зазор между головками вкладышей 8 и 9 устанавливается самопроизвольно иэ условия предотвращения утечки жидкого отхода через кольцевую щель под дном 3, а скорость истечения барботажного агента из кольцевой щели устанавливается в пределах 10-15 м/с. В результате прохождения барботажного агента через слой отходов внутри стабилизиру25

3 1141268 4 ния с соплами вторичного воздуха, каждый вкладыш выполнен в виде сво-! бодно: вставленных один в другой цилиндров, причем внешний диаметр головки каждого последующего цилиндра больше внутреннего диаметра каждого.

5 предыдуще го цилиндра.

Регулирование осуществляется путем самопроизвольного изменения доли живого сечения отверстий (кольцевых щелей,) распределительной решетки в зависимости от требуемой производительности устройства и от соответствующего расхода барботажного агента (первичного воздуха), С увеличением нагрузки (скорости барботажа) доля свободного сечения отверстий увеличивается, а с умень- шением нагрузки уменьшается скорость барботажа при одновременном снижении доли свободного сечения отверстий.

° 20

При этом, независимо от величины нагрузки (от расхода барботажного аген. та) за счет соответствующего изменения доли свободного сечения отверстий, скорость истечения первичного воздуха из барботажных отверстий находится на оптимальном уровне (10. 15,0 м/с),предотвращающем утечку жидкого отхода через решетку и ограничивающем неэффективный брызгоунос, иэ ванны в камеру сгорания.

С установкой вкладышей, соосно . расположенных один в другом, обес. печивается ступенчатое включение в работу (по частям) каналов для истечения барботажного агента в газо-жид- . костный спой,„заполняющий ванну. С постепенным увеличением расхода барботажного агента обеспечивается поочередное открытие кольцевых щелей решетки для истечения первичного воздуха. Между смежными вкладышами имеются зазоры для прохождения первичного воздуха и регулирования вкла дышей на изменение расхода барботажного агента. Головки вкладышей необходимы для закрытия части колышевых щелей при последовательном уменьшении нагрузки (расходе первичного воздуха ). фО

На чертеже изображена конструкция устройства.

Устройство содержит ванну 1, ограниченную вертикальными стенами 2 и плоским дном 3 с отверстием. Через Я стену 2 в ванну 1 введен патрубок 4 для подачи жидких отходов. Ко дну 3 ванны 1 присоединен патрубок 5 для

1141268

Составитель Т. Лепахина

Редактор И. Дербак Техред С.Мигунова Корректор М. Леонтюк

Заказ 479/29 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Цатент", r. Ужгород, ул. Проектная, Ч ющей вставки 6 создается динамичный газожидкостный слой, высота которого, независимо от нагрузки, ограничивается вставкой 6 и поддержи вается постоянной. При этом часть от- 5 ходов с поверхности двухфазного слоя

1 через верхнюю кромку вставки 6 переливается в небарботируемый объем ванны,1, ограниченный вставкой 6 и стенками 2 ванны 1. Через отверстия, расположенные в нижней части вставки 6-, перелившаяся часть отхода с новыми порциями отхода, подводимого через патрубок 4, поступает в зону барботажа (внутрь вставки 6 1. При прохождении барботажного агента через слой в результате разрушения поверхностных пузырей в надслаевую зону поступают ары и капли отхода, расход которых пропорционален скоро- 20 сти барботажа.

Для увеличения относительной нагрузки до 80-1207 расход барботажного агента через патрубок 5 повышают таким образом, чтобы скорость барботажа на поверхности слоя составляла порядка 0,7-1,1 м/с. При этом статический напор первичного воздуха под

-дном 3 увеличивается до среднего значения и приподнимается средний 30 вкладьнп 8 на величину, необходимую по условию предотвращению утечки отхода.

Таким образом, расход барботажного агента увеличивается, а скоростьЗ5 истечения первичного воздуха из от" верстий решетки остается на прежнем уровне за счет увеличения доли сечения решетки, занимаемой ее отверстиями (кольцевыми щелями J. С увеличением скорости барботажа возрастает расход паров и капель отхода в зону горения. При дальнейшем увеличении нагрузки до 126-190Х в работу включается самый нижний вкладьпп 7. С увеличением расхода барботажного агента через патрубок 5 статический напор первичного воздуха повышается до максимального значения и за счет поднятия вкладыша 7 через кольцевую щель между вкладьпнем 7 и дном 3 подается дополнительное количество первичного воздуха. При этом скорость барботажа составляет 1,1-1,8 м/с при оптимальной скорости истечения барботажного агента из отверстий решетки 10-15 м/с.

С увеличением величины скорости барботажа увеличивается производительность устройства.

Таким образом, доля свободного сечения решетки регулируется самопроизвольно в зависимости от нагрузки устройства (расхода барботажного агента) за счет открытия (или закрытия) части кольцевых щелей при постоянной оптимальной скорости истечения из них первичного воздуха.

Независимо от величины нагрузки жидкий отход в виде паров и капель потоком барботажного агента подается в надслоевую зону, где сгорает в пределах камеры 10 сгорания в потоке вторичного воздуха, поступающего к. фронту горения из короба 11 через сопла 12. Продукты огневого обезвреживания из камеры 10 сгорания удаляются через отверстие 13 для последующей утилизации.

Реализация изобретения позволяет в широком диапазоне изменять нагрузку теплоиспользующей установки при облегчении регулирования производительности устройства и минимальных энергозатратах на организацию процесса за счет обеспечения оптимальных скоростей истечения первичного воздуха. из отверстий барботажной решетки во всех режимах.