Установка для сжигания газообразных отходов
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУД РСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ /У У 3
СО
00 (л)
О
К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874118/33 (22) 15.10;90 " (46) 15;01.93. Бюл. М 2 (71). Челябинский государствен н ый институт по проектированию металлургических заводов (72) О.Я.Смирнов, А.А.Аникиенко, Л,B.Óøàкова и О.В,Белолипецкая (56) Термические методы обезвреживания отходов, под ред. Богушевской К.К. и Беспамятнова Г.П., Л., Химия, 1975, рис. 94. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНЬМ ОТХОДОВ (57) Изобретение м,б, использовано для обезвреживания сбросных газов. Сущность
„„5g 1788390 А1 изобретения: установка содержит топочное устройство 1 с камерой горения 2, разделенной перфорированной перегородкой 3 в виде арки, тангенциально установленные горелки 6 и сопла 7 для подачи воздуха, необходимого для дожигания токсичных компонентов, подводящий 5 и отводящий 13 газоходы. На перфорированной перегородке установлена многоярусная насадка 9 для дожигания сбросных газов, выполненная со сквозными лабиринтными каналами 10, сообщенными с отверстиями 11 перфорированной перегородки. 3 ил.
1788390
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано во всех областях промышленности, где образуются в процессе производства газообразные отходы, в частности в черной металлургии после печей обжига электродной продукции.
Известна установка для сжигания газообразных отходов, содержащая вертикально расположенную цилиндрическую камеру, разделенную перфорированной перегородкой на камеру горения, оборудованную тангенциапьно размещенными в нижней части горелками и соплами для подачи воздуха, и камеру дожигания, в которой на перфорированной перегородке размещена насадка.
Известная установка имеет следующие недостатки: насадка, выполненная из слоя битого кирлича, не обеспечивает достаточно стабильный характер протекания дожигаемых газов по ее каналам, поскольку эти каналы в разных участках насадки отличаются по живому сечению, при этом потоки газов в каналах большего сечения быстрее проходят слой насадки, чем в каналах с меньшим сечением, что приводит к разной степени выжигания вредностей в разных участках насадки и снижению средней эффективности обезвреживания газов; радиальная схема подачи газов на сжигание ухудшает условия перемешивания их с продуктами сгорания горелок и воздухом, подаваемым в топку для разбавления газов; горизонтальная перфорированная перегородка поддерживается в камере горения центральной вертикальной перегородкой из кирпича, которая препятствует циркуляции прсдуктов сгорания, поступающих тангенциально от горелок, радиальное направление потоков дожигаемых газов и воздуха разбавления, тангенциальное направление продуктов сгорания от горелок, а также наличие центральной вертикальной перегородки в камере горения обусловливают неупорядоченный, следовательно, недостаточно стабильный характер смешения газовых потоков в камере горения, что снижает эффективность сжигания газообразных отходов; конструкция насадки из слоя битого кирпича обладает высоким гидравлическим сопротивлением проходящим газам, Следовательно, известная установка требует для эксплуатации дополнительные мощности тяговых устройств (дымососа, дымовой трубы); горизонтальная перфорированная перегородка для укладки насадки требует сложной системы опорных консолей, выполненных в стенках камеры горения и центральной опоры, выполняемой из фасонных огнеупоров или высоколегированного сплава, что усложняет конструкцию известной установки и удорожает ее сооружение и эксплуатацию.
Целью изобретения является повышение эффективности сжигания газообразных
ОТХОДОВ.
Для этого в установке для сжигания газообразных отходов, содержащей верти10 кально расположенную цилиндрическую
55 камеру, разделенную перфорированной перегородкой на камеру горения, оборудованную тангенциально размещенными в нижней части горелками и соплами для подачи воздуха, и камеру дожигания, в которой на перфорированной перегородке размещена насадка, насадка выполнена многоярусной из огнеупорного кирпича со сквозными лабиринтными каналами, сообщенными с отверстиями перфорированной перегородки, а перфорированная перегородка выполнена в виде арки.
На фиг,1 изображена установка для сжигания газообразных отходов, разрез; на фиг.2 — разрез А — А на фиг,1; на фиг.3— разрез Б — Б на фиг.1.
Установка для сжигания газообразных отходов состоит из топочного устройства 1 с вертикально расположенной цилиндрической камерой, разделенной перфорированной перегородкой 2 на камеру горения 3 и камеру дожигания 4. Камера горения 3 представляет собой циклонную топку, с подовой частью которсй соединен подводящий газоход 5 сбросных газов. В нижней части камеры горения 3 тангенциально установлены горелки 6 для сжигания топливного газа, например природного. Количество горелок
6 определяется размерами камеры;-орешкиs:
3, но должно быть не менее двух. Горелки 6 расположены взаимно перпендикулярно с противоположных сторон камеры горения
3, Между горелками 6 на одном с ними уровне также тангенциально установлены сопла
7 дпя подачи в реакционную зону подогретого в рекуператоре 8 вентиляторного воздуха. Количество сопел 7 должно соответствовать числу горелок 6. В камере дожигания 4 на перфорированной перегородке2 расположена многоярусная насадка
9, выполненная из стандартных огнеупорных кирпичей, Перфорированная перегородка 2 выполнена в виде арки. Насадка 9 снабжена сквозными лабиринтными каналами 10 для прохода газов из камеры горения 3. Лабиринтные каналы 10 насадки 9 сообщены с отверстиями 11 перфорированной перегородки 2, Перфорация в перегородке 2 выполняется путем устройства щелей между соседними кольцами, образу1788390 ющими арку, ширина которых равна 1/2 длины стандартного кирпича. Кольца арки выравниваются в горизонтальной плОскости с помощью тесаного кирпича, после чего выкладывают ярусы решеток, образующих насадку 9. Первый ярус насадки 9 выкладывают на горизонтальной плоскости арочной перегородки 2 так, что ось каждого ряда кирпичей перпендикулярна в плане осям щелей арочной перегородки 2, а каждый ряд кирпичей отстоит от соседнего на расстояние, равное 1/2 кирпича. Второй ярус насадки 9 выкладывается с опорой на первый ярус так, что оси рядов кирпичей второго яруса перпендикулярны осям рядов кирпичей первого яруса, а между рядами кирпичей второго яруса оставляется зазор в 1/2 кирпича. При этом ряды кирпичей второго яруса выкладываются с опорой на первый ярус так, что их продольные оси совпадают в плане с продольными осями щелей арочной перегородки 2, а зазоры между рядами кирпичей второго яруса получаются смещенными на 1/2 кирпича относительно щелей арочной перегородки 2. Следующие ярусы насадки 9, количество которых определяется требуемой степенью очистки газов, выкладываются аналогично. Такое перекрестное расположение рядов кирпичей, образующих ярусы насадки 9, при котором каждый ряд кирпичей одного яруса смещен на 1/2 кирпича относительно параллельного ряда кирпичей другого вышележащего яруса и образует лабиринтные каналы 10 для проходящих газов, Установка содержит также взрывной клапан 12, дымопровод 13, соединенный с рекуператором 8. Взрывной клапан 12 предназначен для нейтрализации повышенного давления в топочном устройстве при взрывах печной атмосферы, возможных при нарушении правил эксплуатации установки.
Установка работает следующим образом.
Отходящие от технологической установки, например, печи обжига изделий из углеродистой массы продукты сгорания топлива, например природного газа, содержащие продукты технологических выделений (сажистые частицы, капли конденсата, смол, газообразные летучие вещества), поступают через газоход 5 в нижнюю часть камеры горения 3 и вовлекаются во вращательное по восходящей спирали движение газовых факелов горелок 6 и струй воздуха из сопел 7, B процессе этого движения сбросные газы перемешиваются с продуктами сгорания горелок 6, воздухом сопел 7, и нагреваются. При этом происходит выго5
55 рание основной массы вредностей, содержащихся в сбросных газах, в первую очередь сажи, смол, конденсата, "летучих".
Далее через отверстия 11 перфорированной перегородки 2 сбросные газы поступают в лабиринтные каналы 10 насадки 9, При прохождении через перфорированную перегородку 2 происходит частичное дожигание горючих компонентов с участием раскаленных керамических поверхностей, играющих роль катализатора. Окончательное окисление трудоокисляемых компонентов, таких, например, как бензпирен, происходит в процессе прохождения газов по лабиринтным каналам 10 насадки 9 на активных центрах огнеупоров. В каждом лабиринтном канале 10 движущийся поток газов вынужден менять направление на 90 при переходе на очередной уровень насадки 9, Эти достигается увеличение времени контакта газов с горячей огнеупорной поверхностью насадки 9 и соответственно увеличение степени окисления вредностей на активных центрах контактной поверхности и, следовательно, эффективности очистки газов в установке.
В предлагаемой установке применение принципа циклонной топки в камере горения обеспечивает высокую степень качества перемешивания газообразных отходов с продуктами сгорания и воздухом из сопел, что обеспечивает быстрый и равномерный нагрев всей массы газов до требуемых рабочих температур, Кроме того, характер перемещения газа по восходящей спирали в камере горения, представляющей собой циклонную топку, обеспечивает достаточно длительное пребывание частиц вредностей в реакционной зоне высоких температур и тем самым обеспечивает сгорание (окисление) сажистых, каплевидных частиц и большей части газообразных летучих соединений.
Выполнение перфорированной перегородки, отделяющей камеру горения от камеры дожигания, в виде арки, позволяет на этой перегородке устанавливать многоярусную насадку без дополнительной опоры под этой перегородкой и тем самым исключить имеющуюся в известном устройстве вертикальную опору, поддерживающую перфорированную перегородку, что способствует интенсификации указанных процессов массо- и теплообмена газов в камере горения, Насадка с проходными лабиринтными каналами обеспечивает одинаковую скорость протекания газов в любом месте по ее сечению и, следовательно, одинаковое время окисления любого микрообъема газов, проходящих через нее, что в свою очередь обес7 1788390 8 печивает высокую эффективность оконча- ально размещенными в нижней части готельногоокислен*йя токсичныхкомпонентов релКами и соплами для подачи воздуха и газов. Таким образом в результате установ- камеру дожигания, в которой на перфорика обеспечивает высокую эффективность рованной перегородке раЗмещена насадочистки всей массы сбросных газов. 5 ка, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности сжигания газоф о р м у л )а и з о б р е т е н и я бразных отходов, насадка выполнена мноУстановка для сжигания газообразных гоярусной иэ огнеупорного кирпича со отходов, содержащая вертикально располо- сквозными лабиринтными каналами, сообженную цилйндринеску)ю камеру, разделен- 10 щенными с отверстиями перфорированной ную перфорированной перегородкой на перегородКи; а" перфорированная перегокамеру горения, оборудованную тангенци- родка выполнена в виде арки, «Л:.
Ю- Б
40
50
Составитель С. Полозов
Техред М.Моргентал, Корректор Н;.,Кешеля
Редактор О,Ходакова,), (.(Заказ 67 Тираж -,:,,,:Подписное;.;;„-, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
