Устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов

 

Изобретение относится к области огневого обезвреживания жидких технологических отходов и может быть использовано в химической, нефтехимической, электротехнической промышленности и других отраслях народного хозяйства, где образуются жидкие горючие отходы. Сущность: устройство снабжено гильзой, выполненной с вертикальными щелями и установленной с возможностью вертикального перемещения, камера сгорания и короб первичного воздуха выполнены с вертикальными щелями, совпадающими со щелями гильзы. При этом щели камеры сгорания имеют ширину, в 10 : 15 раз превышающую ширину щелей короба первичного воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к области огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использовано на предприятиях химической, электротехнической промышленности и других отраслях народного хозяйства, где образуются жидкие технологические отходы с изменяющимся во времени расходом.

Известно устройство [1] , содержащее цилиндрическую камеру сгорания, ограниченную снизу коробом первичного воздуха с барботажной решеткой. На поверхности решетки концентрично установлены обечайки, высота которых ступенчато возрастает по мере приближения к стенкам ванны. При этом достигается ступенчатое увеличение высоты слоя отходов по мере приближения от центра ванны и соответственно меняются условия генерации капель (исключается образование крупных капель в периферийных участках слоя и снижается опасность коксования устройства).

Недостатком устройства является невозможность эффективного обезвреживания отходов в широком диапазоне регулирования производительности устройства при отсутствии синхронного изменения расходов первичного и вторичного воздуха. При изменении производительности устройства за счет изменения расхода первичного воздуха (барботажного агента) необходимо соответствующее, пропорциональное изменение расхода вторичного воздуха для обеспечения коэффициента избытка воздуха в зоне горения 1,05-1,1. Использование заслонок или шибером в тракте вторичного воздуха известных устройств без дополнительных специальных систем автоматического регулирования не обеспечивает строго соответствия указанных воздушных потоков. Кроме того, при постоянном поперечном сечении сопел вторичного воздуха с изменением расхода окислителя скорость истечения вторичного воздуха при широком изменении нагрузки значительно отклоняется от оптимального значения 30-35 м/с. При этом очень низкие или высокие скорости вторичного дутья снижают надежность обезвреживания веществ или повышают энергозатраты на организацию работы устройства.

Цель изобретения - повышение эффективности обезвреживания веществ в широком диапазоне изменения нагрузки устройства.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство включает цилиндрическую камеру 1 сгорания, снабженную по периферии вертикальными щелями 2, а в верхней части выходным окном 3 для удаления продуктов обезвреживания. Снизу камера 1 сгорания ограничена коробом 4 первичного воздуха, снабженным по периферии вертикальными щелями 5, высота которых равна высоте щелей 2. Ширина щелей 2 в 10-15 раз превышает ширину щелей 5. Выше щелей 5 короб 4 первичного воздуха по всему сечению перекрыт плоской барботажной решеткой 6, перфорированной отверстиями 7 и снабженной патрубком 8 для подачи отходов на обезвреживание. На решетку 6 установлено кольцо 9, ограничивающее объем ванны 10 и снабженное снизу отверстиями 11. Камера 1 с коробом 4 заключены в перемещающуюся в вертикальном направлении гильзу 12, снабженную вертикальными щелями 13 и 14, соответственно совпадающими с щелями 2 и 5. Гильза 12 окружена кожухом 15, снабженным патрубками 16 для подачи воздуха.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Через патрубок 8 и отверстия 11 кольца 9, ограничивающего ванну 10, на поверхность барботажной решетки 6 поступает жидкий горючий отход. Барботажный агент (первичный воздух) из патрубка 16 через полость кожуха 15 сквозь щели 14 и 5 поступает в короб 4 первичного воздуха под решетку 6 в требуемом по условию нагрузки количестве, обеспечивающем скорость барботажного агента в поперечном сечении ванны 10 в пределах 0,3 - 1,7 м/с. При истечении барботажного агента из отверстий 7 решетки 6 внутри ванны 10 создается динамичный газо-жидкостной слой, с поверхности которого при разрушении оболочек пузырей в надслоевую зону выносятся мелкие капли и пары отхода. Начальную (статическую) высоту слоя отходов в ванне 10 поддерживают на уровне (70-80 мм), обеспечивающем надежный перелив части отходов через верхнюю кромку кольца 9 с последующим возвращением в ванну 10 через отверстия 11.

При работе теплоиспользующей установки в летнем режиме эксплуатации (при нагрузке 30-40% от номинальной) гильза 12 (а значит и ее щели 13 и 14) перемещается вниз, в результате чего щели 5 короба 4 первичного воздуха и щели 2 камеры 1 сгорания максимально перекрываются корпусом гильзы 12. При этом высота щелей 2 и 5 синхронно снижается до минимальной высоты, обеспечивающей минимальные живые сечения для прохода первичного воздуха (через щели 5) и вторичного воздуха (через щели 2). Ширина щелей 2 камеры 1 сгорания выбирается с учетом того, что при максимальном их прикрытии корпусом гильзы 12 в условиях минимального расхода вторичного воздуха через щели 2 (30-40% от номинального) скорость его истечения из щелей 2 составляла бы 30-35 м/с. Одновременно при смещении щелей 14 гильзы 12 вниз щели 5 короба 4 первичного воздуха максимально прикрыты корпусом гильзы 12, что не обеспечивает минимального расхода первичного воздуха (барботажного агента) и минимальной скорости барботажа (0,3-0,4 м/с) в поперечном сечении ванны 10, соответствующей минимальной нагрузке устройства по отходам.

Барботажный агент (первичный воздух) выносит пары и мелкие капли отхода из надслоевого пространства ванны 10 в камеру 1 сгорания0 где они сгорают в потоке вторичного воздуха, поступающего в качестве окислителя из щелей 2. Продукты огневого обезвреживания из камеры 1 через выходное окно 3 удаляются за пределы устройства.

При относительной средней нагрузке (90-110% от номинальной) гильзу 12 смещают вверх и синхронно перемещаются вверх ее щели 13 и 14, что одновременно и пропорционально приоткрывает щели 2 камеры 1 сгорания и щели 5 короба 4 первичного воздуха. При этом синхронно и пропорционально увеличиваются расход первичного и вторичного воздуха при прежнем аэродинамическом сопротивлении устройства по воздуху в условиях возрастания живых сечений по отдельным потокам. Щели 5 короба 4 приоткрываются гильзой 12 на столько, чтобы при средней нагрузке (90-110%) скорость первичного воздуха в сечении ванны 10 составляла 0,9-1,1 м/с. Одновременно с приоткрытием щелей 5 короба 4 пропорционально приоткрываются щели 2 камеры 1 сгорания, что увеличивает живое сечение щелей 2 и при повышенном расходе вторичного воздуха обеспечивает оптимальные скорости его истечения (30-35 м/с) без увеличения напора воздуха в кожухе 15.

При работе устройства с максимальной нагрузкой (150-170%) (в зимнем режиме) гильза 12 дополнительно перемещается вверх и при одновременном смещении вверх щелей 13 и 14 гильзы 12 синхронно и пропорционально дополнительно приоткрываются щели 5 и 2 соответственно короба 4 и камеры 1 сгорания. В этом случае увеличивается расход первичного воздуха под решетку 6 с возрастанием скорости барботажного агента в сечении ванны 10 до 1,5-1,7 м/с.

При этом пропорционально расходу первичного воздуха с приоткрытием щелей 2 возрастает расход вторичного воздуха при сохранении скорости его истечения в оптимальном диапазоне 30-35 м/с.

Таким образом независимо от величины нагрузки перемещением гильзы 12 (вверх или вниз) достигается синхронное соответствие расходов первичного и вторичного воздуха (пропорциональное производительности устройства по отходам) при неизменном сопротивлении устройства и постоянной скорости истечения вторичного воздуха из сопел (из щелей 2) на уровне 30-35 м/с, обеспечивающих эффективное смесеобразование в камере 1 сгорания при высокой полноте огневого обезвреживания компонентов отхода.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ, включающее цилиндрическую камеру сгорания, ограниченную снизу коробом первичного воздуха с барбежаненой решеткой, отличающееся тем, что оно снабжено гильзой с вертикальными щелями, установленной с возможностью перемещения вдоль оси устройства, камера сгорания и короб первичного воздуха выполнены с вертикальными щелями, совпадающим со щелями гильзы, при этом ширина щелей камеры сгорания в 10 - 15 раз превышают ширину щелей короба первичного воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1