Устройство для термоокислительного обезвреживания забалластированных отбросных газов

 

Изобретение относится к устройствам для термоокислительного обезвреживания газообразных отходов, забалластированных негорючими примесями в виде СО<SB POS="POST">2</SB>, N<SB POS="POST">2</SB> или H<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">1</SB> образующимися на предприятиях нефтехимической, чугунолитейной, пищевой, комбикормовой и мясоперерабатывающей отраслей промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности работы и увеличение срока службы. Для этого камера сгорания в виде трубы Вентури выполняется ступенчатой с изменением угла раскрытия на границе ступеней диффузора 5 с 12 до 45*о, за счет чего в зону догорания поступает дополнительное количество воздуха навстречу основному потоку вдоль стенок второй ступени. 1 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю 4 F 23 С 7 06

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополнивегииыц"

/аюдух

Ротаитт

wed РруфУ

Природнь

80@

0пюб оснбйl гп (21) 4189917/31-33 (22) 06.02..87 (46) 23.04.89. Бюп. У 15 (71) Полтавский инженерно-строительный институт (72) А.Г.Колиенко и Ю.С.Голик (53) 628.54 (088.8) (56) Патент ФРГ В 2450205, кл. F 23 D 13/20, 1977.

Патент ФРГ В 2325225, кл. F 23 D 13/20, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЗАБАЛЛАСТИ-, РОВАННЫХ ОТБРОСНЫХ ГАЗОВ .(57) Изобретение относится к устройствам для термоокислительного обезвреживания газообразных отходов, ÄÄSUÄÄ 1474382 А1 забалластированньгх негорючиья примесями в виде СО, Н или Н О, образующимися на предприятиях нефтехимической, чугунолитейной, пищевой, комбикормовой и мясоперерабатывающей отраслей промьшшенности. Целью изобретения является повышение эффективности работы и увеличение срока службы. Для этого камера сгорания в виде трубы Вентури выполняется ступенчатой с изменением угла раскрытия на границе ступеней диффузора 5 с 12 до 45, за счет чего в зону догорания поступает дополнительное количество воздуха навстречу основному потоку вдоль стенок второй ступени. 1 ил., 1 табл.

1474382

Изобретение относится к устройствам для термического обезвреживания малых объемов отбросных газов, забалластированных негорючими приме5 сями в виде СО, Ы или Н О с концентрацией кислорода менее 5% и объемом до 500 м /ч,и может быть использовано для очистки отбросных газов предприятий нефтехимической, чугунолитейной, пищевой, комбикормовой, мясоперерабатывающей и других отраслей промышленности, в выбросах которых вредные горючие компоненты находятся в механической смеси с 15 негорючим веществом (например, в продуктах сгорания топлива или в водяном паре).

Цель изобретения — повышение эффективности работы и увеличение сро- 2О ка службы.

На чертеже представлено устройство для термоокислительного .обезвреживания забалластированных отбросных газов. 25

Устройство содержит трубу 1 для подвода отбросных газов с соплом 2, трубопроводы 3 для подачи топлива, подведенные к камере 4 сгорания, выполненной в виде трубы Вентури. Каме- 39 ра сгорания выполнена ступенчатой с изменением угла раскрытия диффузора

5 на границе ступеней диффузора с

12 до 45 . Конфузор 6 камеры 4 сгорания оборудован регулятором 7 расхода воздуха.

Устройство работает следующим образом.

Отбросной газ с избыточным давлением по трубе I поступает в камеру 4 щ0 сгорания, выполненную в виде трубы

Вентури. 3а счет энергии струи отбросного газа, выходящего с большой скоростью из сопла 2, происходит самопроизвольное подсасывание атмосферного воздуха, выполняющего роль окислителя, через конфузор б. Смешение отбросного газа с окислителем происходит в пределах первой ступени диффузора 5 на участке от места выпуска отбросных газов до места ввода природного газа по трубопроводам 3 в диффузор 5. В дальнейшем происходит смешение отбросного газа и воздуха с природным газом и воспламенение образовавшейся горючей смеси. Процесс горения топлива и вредных горючих веществ протекает в камере сгорания по ходу движения газов по трубе Вентури от места ввода природного газа до выхода газов в атмосферу. Дополнительное количество воздуха подводится к концевому участку за счет того, что вторая ступень диффузора выполнена с отрывным углом раскрытия, при этом этот воздух предварительно нагревается за счет смывания наружной поверхности диффузора, а затем подсасывается внутрь диффузора вдоль его внутренней поверхности в область, характеризуемую отрывным течением с повышенной степенью турбулентности.

Смешение дополнительного воздуха с основным потоком продуктов полного и неполного сгорания происходит на конечном участке камеры сгорания.

В таблице представлены данные, характеризующие эффективность обезвреживания отбросных газов в известном и предлагаемом устройствах, полученные экспериментально.

Как следует из таблицы, известное устройство не обеспечивает достаточной эффективности, а предлагаемое позволяет достичь практически полного обезвреживания всех компонентов отбросного газа.

Процесс горения топлива и вредных компонентов отбросного газа проходит ряд последовательных промежу- точных стадий с образованием продуктов неполного сгорания. Догорание этих веществ происходит на конечном участке камеры сгорания, стесненной стенками диффузора трубы Вентури.

Эта зона характеризуется повышенным содержанием продуктов сгорания природного газа и пониженной концентрацией кислорода, необходимого для завершения процесса горения вредных веществ. Вследствие этого может происходить стабилизация продуктов неполного сгорания и выброс их в атмосферу, что снижает эффективность процесса термоокислительного обезвреживания и приводит к загрязнению атмосферного воздуха.

Для обеспечения условий полного выгорания камера сгорания устройства в виде трубы Вентури выполняется ступенчатой с изменением угла раскрытия на границе ступеней диффузора с 12 до 45 . Это приводит,.к интенсивному подсосу дополнительного количества воздуха, поступающего

1474382 вдоль стенок второй ступени диффузора навстречу основному потоку.

Подача дополнительного окислителя в направлении, противоположном движению основного потока вдоль стенок диффузора, в зону образования продуктов неполного сгорания позволяет увеличить концентрацию кислорода в зоне догорания и повысить окислительную способность среды. Угол раскрытия первой ступени диффузора о

12 является предельным, при котором поток газа движется еще.безотрывно, а высокая турбулизация потока обеспечивает хорошее смешение забаластированных газов с воздухом. Устройство для термоокислительного обезвреживания выполняется в виде факельного выброса и его конструктивные размеры, даже для относительно небольших расходов до 500 м /ч, должны быть минимальными. Уменьшение угла раскрытия первой ступени диффузора (меньше 12 ) приводит к значительному и необоснованному увеличению его длины. Увеличение угла о (больше 12 ) приводит к тому, что поток газа начинает в первой ступени пульсировать и нарушается устойчивость горения, при этом значительно . возрастают затраты энергии на процесс смешения забалластированных газов с воздухом (окислителем).

Необходимая длина камеры сгорания для полного выгорания вредных веществ и продуктов неполного сгорания топлива определяется интенсивностью протекания реакций догорания на концевом участке трубы Вентури, который характеризуется повышенным содержанием продуктов сгорания и пониженной концентрацией кислорода. Дополнительный ввод кислорода обеспечивается за счет выполнения диффузора сту45 пенчатым, при этом первая ступень диффузора с углом раскрытия 12 перехоо дит во вторую ступень с углом 45

Выполнение второй ступени диффузора о с углом раскрытия 45 объясняется тем, что при угле раскрытия второй

50 ступени в пределах 1 -35 добиться устойчивого ввода дополнительного количества окислителя трудно, и о только с углом 40-45 наблюдается

55 четкая зона в пристеночной области второй ступени диффузора с направлением окислителя навстречу потоку.

При выполнении угла диффузора 2 о ступени больше 50 его длина существенно уменьшается, получается неорганизованный подсос воздуха по всему фронту пламени с. нарушением устойчивости горения.

Таким образом, углы ступеней о диффузора 12 и 45 обеспечивают эффективное обезвреживание выбросов.

В то же время постоянный конвективный поток восходящего вокруг трубы воздуха обеспечивает охлаждение ее стенок, особенно на конечном участке, где этот поток первоначально подтормаживается (на второй ступени за счет увеличения угла раскрытия), а затем частично направляется навстречу основному потоку вдоль внутренних стенок второй ступени диффузора, при этом повышая эффективность догорания.

Температура стенки ступенчатого диффузора по сравнению с одноступенчатым снижается от 820 до 180 о

-210 С за счет интенсивного омывания стенок воздухом как с наружной, так и с внутренней поверхности. Длина факела уменьшается от L=(5-5,5)й до 1 = (3-3,4)d, прозрачность его увеличивается, что свидетельствует о повышении эффективности процесса сжигания топлива и вредных горючих . компонентов, уменьшечии выхода продуктов химического недожога и исключении пиролитических процессов разложения углеводородов, сопровождающихся образованием сажистых частиц. Реализация предлагаемого устройства способствует сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу, увеличению срока службы и улучшению условий эксплуатации устройств для дожигания отбросных газов. формула и з обретения

Устройство для термоокислительного обезвреживания забалластированных отбросных газов, содержащее трубу для подвода отбросных газов, трубопроводы для подачи топлива и камеру сгорания, выполненную в виде трубы Вентури, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности работы и увеличения срока службы, камера сгорания в виде трубы Вентури выполнена ступенчатой с изменением угла раскрытия на грао нице ступеней диффузора с 12 до 45

1474382

Концентрация компонентов, мг/м

Концентрация компонентов после обезвреживания, мг/м

Компоненты отбросного газа

150

550

65

2450

9,5

230

0 5

0

Составитель Т.Лепахина

Редактор О.Головач ТехредМ.Дидык,, Корректор С.Шекмар

Заказ 1875/33 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ .Государс говенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Лроизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Аммиак

Серов одород

Метилмеркаптан

Фенол

Ацетон

Формальдегид при одноступенчатом диффузоре без изменения угла раскрытия (согласно известному устройству) при выполнении диффузора ступенчатым с изменением угла раскрытия на границе ступеней с 12 до 45 (согласно предлагаемому. устройству)