Способ огневого обезвреживания промстоков и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике сжигания жидкого топлива и может быть использовано для сжигания низкокалорийных жидких отходов и направлено на повышение эффективности процесса. По патрубку 3 в устройство-горелку подается газ, а по патрубку 2 подается воздух. В кольцевом зазоре 5 газ перемешивается с воздухом и полученная газовоздушная смесь поступает в камеру сгорания 6. За срезом стабилизатора 4 смесь зажигается и сгорает. Часть газа до смешения с воздухом отбирается и по трубопроводу 12 подается в трубу 8, где сжигается в дополнительно формируемом факеле , подогревая при этом промстоки, которые поступают в основной факел подогретыми и эффективно сгорают, не понижая температуры в зоне горения. В устройстве регулируется температура в зоне горения и избыток воздуха путем перемещения форсунки 7 вдоль оси относительно среза стабилизатора 4. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. i (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg4 F 23 G 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (СС

СС

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4074904/29-33 (22) 04.06.86 (46) 15.05.88. Бюл. № 18 (71) Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Южниигипрогаз» (72) В. В. Мамистов и Д. А. Молодцов (53) 628.54 (088.8) (56) Патент СССР № 596176, кл. F 23 D 13/00, 1978.

Патент ФРГ № 2508810, кл. F 23 G 7/00, 1975. (54) СПОСОБ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПРОМСТОКОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике сжигания жидкого топлива и может быть использовано для сжигания низкокалорийных

„„SU,„,1395900 A 1 жидких отходов и направлено на повышение эффективности процесса. По патрубку 3 в устройство-горелку подается газ, а по патрубку 2 подается воздух. В кольцевом зазоре 5 газ перемешивается с воздухом и полученная газовоздушная смесь поступает в камеру сгорания 6. 3а срезом стабилизатора 4 смесь зажигается и сгорает. Часть газа до смешения с воздухом отбирается и по трубопроводу 12 подается в трубу 8, где сжигается в дополнительно формируемом факеле, подогревая при этом промстоки, которые поступают в основной факел подогретыми и эффективно сгорают, не понижая температуры в зоне горения. В устройстве регулируется температура в зоне горения и избыток воздуха путем перемешения форсунки 7 вдоль оси относительно среза стабилизатора 4. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1395900

Изобретение относится к технике сжигания жидкого топлива и может быть использовано для сжигания низкокалорийных жидких отходов и промстоков, содержащих органические и минеральные примеси.

Цель изобретения — повышение эффек- 5 тивности процесса.

На чертеже представлено устройство для огневого обезвреживания промстоков.

Устройство содержит корпус 1, с патрубком 2 для подвода воздуха и патрубком 3

:для подвода газа. Внутри корпуса l коаксиально установлен стабилизатор 4 с образованием кольцевого зазора 5. Гlо оси корпуса 1 в камере 6 сгорания установлена форсунка 7, вокруг которой расположена труба 8 с рас- 15 ,ширяющимся насадком 9. Труба 8 со стабилизатором 4 образует кольцевой зазор 10, а расширяющийся насадок 9 с форсункой 7 образует кольцевой канал 11. Труба 8 с патубком 3 для подвода газа соединена труопроводом 12, 20 ! Горелка работает следующим образом. ! По патрубку 3 в горелку подается газ, р по патрубку 2 — — воздух. В кольцевом зазоре 5, образованном корпусом 1 и

1:табилизатором 4, газ перемешивается с воз- 25 духом и полученная газовоздушная смесь

1 оступаст в камеру 6 сгорания. 3а срезом стабилизатора 4 газовоздушная смесь воспламеняется и сгорает.

Часть газа от общего количества, посту1 ающего на сжигание отбирается и по тру- 30 фопроводу 12 подается в трубу 8, при этом в газовоздушной смеси образуется избыточное

Количество воздуха.

Через форсунку 7, в камеру 6 сгорания

Впрыскиваются промстоки в виде конусообразного факела, а параллельным потоком З5 из трубы 8 и расширяющегося насадка 9 через кольцевой канал 11 подается газ. Так как скорость истечения промстоков из форсунки 7 больше, чем скорость истечения газа через кольцевой канал 11, 40 то газ вокруг поверхности конусообразного факела и в контакте с ним движется в зону горения. Гlроходя через зону рециркуляции продуктов сгорания, газ поджигается от взаимодейстия с высокотемпературными газами рециркуляции, содержащими избыточ- 45 . ый кислород, отдавая при сгорании тепло гу промстокам, в результате чего пром:токи поступают в факел подогретыми.

В факеле в результате взаимодействия с продуктами сгорания газовоздушной смеси лромстоки испаряются, перегреваются. а ор.-анические примеси окисляются. При испарении промстоков выделяются минеральные примеси в виде твердых частиц, которые также поступают в зону горения, где нагреваются до температуры продуктов сгорания.

Изменяя расстояние от торца форсунки 7 до среза стабилизатора 4 и количество газа, вводимое в зону горения из трубы 8 через

2 кольцевой канал 11, регулируется как температура в зоне горения, так и избыток воздуха в газовоздуш ной смеси, что приводит к снижению как температуры продуктов сгорания, покидающих камеру сгорания 6, так и окислов азота, содержащихся в них. Снижение температуры в зоне горения ограничивается полнотой окисления органических примесей, содержащихся в промстоках.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Термическому обезвреживанию подлежат промстоки в количестве 1800 кг/ч, имеющие температуру 20 С, содержание

0,6Я СН ОН и 2Я . !аС!. На сжигание подается 410 м /ч газа и 5500 м /ч воздуха.

Согласно известному способу весь газ сжигается в смеси с воздухом. В этом случае калориметрическая температура горения

1540 С. Промстоки подаются в зону горения без предварительного подогрева. Температура продуктов сгорания на выходе из горелки 850 С, содержание окислов азота

0,003 об. Я, продукты недожога отсутствуют.

По предлагаемому способу термическому обезвреживанию подлежат 1800 кг/ч промстоков, а на сжигание подается 390 м /ч газа и 5000 м /ч воздуха. 80 м /ч газа отбирается от общего количества и используется для предварительного подогрева промстоков. Оставшееся количество газа (310 м /ч) сжигается в смеси с воздухом. В этом случае калориметрическая температура горения 1320 С. Промстоки подаются в зону горения предварительно подогретые.

Количество теплоты, необходимое для подогрева промстоков до 100 С: QnpoMc.. = Св" хб At = 603 10 кДж/ч.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании 80 м /ч газа, Qr = Ч Я = 2850х

Х 10 кДж/ч, Часть этого количества теплоты (603 х

Х10 кДж/ч идет на предварительный нагрев промстоков до 100 С, а остальное количество расходуется на частичное испарение промстоков и повышение температуры продуктов сгорания. На выходе из горелки продукты сгорания имеют температуру 850 С, а содержание окислов азота снижается до 0,002 об.Я продукты недожога отсутствуют.

Пример 2. Термическому обезвреживанию подлежат промстоки в количестве 1800 кг/ч, имеющие температуру 20 С, содержащие

0,6Я СНзОН и 2Я МаС!. Согласно известному способу на сжигание подается 465 м"/ч газа и 5000 м /ч воздуха. Калориметрическая температура горения 1820 С. Промстоки подаются в зону горения без предварительного подогрева. Температура продуктов сгорания на выходе из горелки 880 С, содержание окислов азота 0,005 об.Я, продукты недожога отсутствуют.

По предлагаемому способу термическому обезвреживанию подлежат промстоки в количестве 1950 кг/ч. На сжигание подается

1395900

465 м /ч газа и 5500 м /ч воздуха. 90 м /ч газа отбирается из общего количества и используется для предварительного подогрева промстоков. Оставшееся количество газа (375 м /ч) сжигается в смеси с воздухом.

Калори метрическая температура горения

1410 С. Промстоки подаются в зону горения предварительно подогретые.

Количество теплоты, необходимое для подогрева промстоков до 100 С, Япромст

= 603 10 Дж/ч.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании 90м /ч газа, Q. = 3200 10 кДж/ч.

Часть этого количества теплоты (603

10 Кдж/ч идет на предварительный подогрев промстоков до 100 С, а остальное количество расходуется на частичное испарение промстоков и повышение температуры продуктов сгорания. На выходе из горелки продукты сгорания имеют температуру

800 С, а содержание окислов азота снижается до 0,002 об. о, продукты недожога отсутствуют.

Способ огневого обезвреживания промстоков и устройство для его осуществления опробованы в лабораторных условиях.

Основные показатели огневого обезвреживания промстоков по известному и предлагаемому способам представлены в табл. 1.

Благодаря тому, что осуществляется предварительный подогрев промстоков, обеспечивается полное сжигание газовоздушной смеси, полное окисление органических примесей, снижение образования окислов азота и сокращение длины факела.

Большое влияние на процесс оказывает расстояние от торца форсунки до среза стабилизатора.

Результаты исследования конструктивных особенностей устройства, оптимизация расстояния от торца форсунки до среза стабилизатора представлены в табл. 2.

Постоянная величина п в формуле 1. и/

/п ° W определялась экспериментальным методом. В зависимости от низшей теплоты сгорания топлива величина п принимает значения от 5 до 10. Так, например, для природного газа с низшей тепловой сгорания 8500 ккал/м, величина п равна 6,6.

Из данных, приведенных в табл. 2, видно, 1 и что интервал значений 1,2(— (1,3 явЪ.w ляется переходным от устойчивого к неустойчивому режиму: в этом интервале наблюдается наличие СО в продуктах горения.

Из табл. 2 видно, что уменьшение зна1- п чения — — до 0,6 не нарушает горения. При

1 и дальнейшем уменьшении значения мень и w ше чем 0,6, процесс горения нарушается и сопровождается срывом факела (табл. 2, режим 6).

Наиболее оптимальным является интервал значений — — от 0,6 до 1,2, т.е. „— — — — 0,6— .! и

1,2.

Таким образом, использование предлагаемого способа огневого обезвреживания промстоков и устройства для его осуществления позволяет снизить образование окислов азота в продуктах сгорания нри полном сжигании органических примесей, регулировать температуру продуктов сгорания на выходе из горелки и уменьшить длину факела.

Формула изобретения

1. Способ огневого обезвреживания промстоков, включающий их впрыскивание в фа20 кел, образованный сжиганием предварительно подготовленной газовоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, внутри факела дополнительно формируют факел меньшей мощности путем сжигания в контакте с промстоками части газа, подаваемого на предварительную подготовку газовоздушной смеси.

2. Устройство для огневого обезвреживания промстоков, содсржа цее корпус с пат; рубками подачи газа и воздуха, камеру сго30 рания, коаксиально установленную относительно корпуса и форсунку для подачи стоков, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оно снабжено коаксиально разещенными относительно форсунки трубой и стабилизатором, а

35 патрубок подачи газа соединен с трубой, оборудованной ll3 конце расширяющимся насадком, концентрично расположенным вокруг форсунки и образующим с ней кольцевой канал, причем форсунка с расположенным вокруг нее расширяющимся насадком смещена относительно среза стабилизатора на величину, определяемую из соотношения —,= 0,6 — 1,2, 1. и

4 где 1 — расстояние от срс за стабилизатора до торца форсункн;

h — ширина кольцевого зазора между корпусом и стабилизатором; п — постоянная величина, зависящая от состава газа;

W — скорость газовоздушной смеси на выходе кольцевого зазора;

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что кольцевой канал, образованный расширяющимся насадком и форсункой, выполнен геометрически подобным конусу распыла форсунки.

1395900

Таблица1

Способ

Предлагаемый

Известный

Vapo„1п стоков, hW

M 3/%

Продукты сгорания

V 1п аром

11 W м /ч т/г э

„з/, Vf >

g /ч

Продукты сгорания

1 10,, СНфН об,X об.X об.X

С СО р NO)(у СНз 0Н об.X об.% об.X.

200 0,83

2I20 0,92

408 1,75

440 1,95

466 1,75

Таблица 2

1 и

h W

Продукты сгорания

Промстоки

V, СН ОН, t С СО NA» м /ч об.X об.X об.Ж

СНзОН, об.X

Срыв Аакела

Составитель Т. Лепахина

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор О. Кундрик

Заказ 1970/38 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Г1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 80 0,88 0,84 850 0,0 0,003 0,0

0,98 850 0,0 0,003 0,0

0,83 850 0,0 0,003 0,0

1,03 850 0,0 0,003 0,0

1,02 880 0,0 0,003 0,0

1,11 880 0,0 0,005 0,0

260 3800 1,45 1,34 1,0 0,5

460 3800 1,45 1,23 1,0 0,5

260 3800 1,45 1,19 1,0 0,5

260 3800 1,45 0,65 1,0 0,5

260 3800 1,45 0,62 1,0 0,5

260 2800 1,45 0,58 1,0 0,5

170 0,63 0,99 780 0,15 0,0017 0,0

192 0,63 0,9 860 0,0 0,002 0,0

224 0,63 0,76 880 0,0 0,002 0,0

387 1,75 1,13 850 0,0 0,002 0,0

440 1,75 1,02 800 0,0 0,002 0,0

466 1,95 1,02 800 0,0 0,002 0,0

890 0,15 0,002 0,00

890 0,02 0,002 0,00

900 0,00 0,002 0,00

900 0,00 0,002 0,00

900 0,0 0,002 0,00