Устройство для огневого обезвреживания промышленных отходов

 

Использование: на предприятиях химической, нефтехимической, машиностроительной промышленности и в других областях народного хозяйства, где образуются жидкие и газовые отходы и имеются теплоиспользующие установки. Сущность изобретения: в устройстве над кольцевой ванной концентрично расположены два кольца из огнеупорного материала. Стенки ванны снабжены внешними и внутренними выступами, при этом в верхней части камеры обезвреживания по всему ее сечению размещен керамический диск с равномерно выполненными в нем туннелями. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для обезвреживания технологических отходов огневым методом и может быть использовано в химической, электротехнической, легкой промышленности и других отраслях народного хозяйства, где образуются одновременно жидкие горючие и ненагретые паровоздушные выбросы.

Известно устройство для огневого обезвреживания отходов, снабженное цилиндрической камерой обезвреживания, в поду которой размещена кольцевая ванна с барботажной решеткой. Паровоздушные выбросы в камеру обезвреживания вводятся тангенциально через канал в надслоевую зону ванны барботажа и подвергаются обезвреживанию в объеме факела при бесфорсуночном распыливании жидких отходов.

Недостатком известного устройства является невысокая полнота огневой обработки токсичных компонентов при совместном обезвреживании жидких горючих отходов и паровоздушных выбросов. При этом подача всего количества паровоздушных выбросов через канал в надслоевую зону камеры обезвреживания недопустима, т.к. сжигание жидких отходов будет организовано при повышенных коэффициентах избытка воздуха (более 2-3), что существенно снизит температурный уровень в ядре факела и, как следствие, приведет к недожогу органических компонентов жидких отходов и газовых выбросов. Кроме того, снижение температур в камере сгорания нарушает стабильность сжигания жидкого отхода, приводит к периодическому срыву факела с последующим нарушением непрерывности процесса обезвреживания веществ.

Подача на сжигание отходов лишь чаcти ненагретых паровоздушных выбросов при коэффициенте избытка воздуха (1,1-1,2), требуемом для обеспечения высокотемпературного уровня в камере, и последующее введение оставшейся части выбросов в факел невозможно ввиду значительного расхолаживания концевых частей факела, что снижает надежность обезвреживания токсичных компонентов оставшегося потока выбросов. Для устранения недостатка необходимо специальное устройство для предварительного нагрева второго потока паровоздушных выбросов или дополнительная печь для автономного обезвреживания, что требует повышенных капитальных затрат при усложнении обезвреживающей установки.

Технический результат состоит в повышении надежности совместного огневого обезвреживания жидких горючих отходов и паровоздушных выбросов.

Это обеспечивается сжиганием жидких горючих отходов в потоке части паровоздушных выбросов, которые используются при этом в качестве окислителя. Оставшаяся часть паровоздушных выбросов подвергается огневой обработке в факеле высокотемпературных продуктов сгорания жидких отходов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство для огневого обезвреживания промышленных отходов.

Заявляемое устройство включает цилиндрическую камеру обезвреживания 1, в нижней части сообщаемую с коробом паровоздушных выбросов 2. В верхней части короба 2 по оси камеры 1 размещена кольцевая ванна 3, снабженная барботажной решеткой 4 и патрубком 5 для подачи жидких отходов на обезвреживание. Верхняя часть стены ванны 3 снабжена внешними и внутренними выступами 6, а ниже уровня барботажной решетки 4 ванна 3 сообщается с коробом барботажного агента 7, снабженным регулирующим шибером 8. Внутри камеры обезвреживания 1 над кольцевой ванной 3 с воздушным зазором 9 концентрично размещены кольца 10 и 11, выполненные из огнеупорного материала и имеющие одинаковую высоту. Над кольцами 10 и 11 в поперечном сечении камеры 1 размещен керамический диск 12 с равномерно выполненными в нем туннелями 13. На выходе из камеры 1 над диском 12 выполнено отверстие 14 для удаления продуктов огневого обезвреживания отходов.

Устройство работает следующим образом.

Поток низкотемпературных паровоздушных выбросов поступает в короб 2, откуда часть потока в качестве барботажного агента через короб 7 подводится под решетку 4. Оставшаяся часть паровоздушных выбросов, омывая по периферии стены кольцевой ванны 3, движется вертикально вверх. Т.к. диаметр кольца 10 принимается меньше диаметра внутренней стены ванны 3, а диаметр кольца 11 - больше наружного диаметра ванны 3, то часть потока паровоздушных выбросов, омывая выступы 6, через зазор 9 поступает в пространство между кольцами 10 и 11. При этом другая часть внутри кольца 10 и через зазор между кольцом 11 и стенами камеры 1 поступает в пространство камеры 1, расположенное под керамическим диском 12. Таким образом, поступающие на обезвреживание паровоздушные выбросы делятся на три потока: первый поток в качестве барботажного агента через короб 7 и барботажную решетку 4 поступает в ванну 3, второй поток в качестве окислителя жидких горючих отходов через зазор 9 - в пространство между кольцами 10 и 11 и третий поток, омывающий изнутри кольцо 10 и снаружи кольцо 11, поступает на огневое обезвреживание в пространство камеры 1 под диск 12.

Через патpубок 5 на поверхность решетки 4 ванны 3 подается жидкий горючий отход. Расход отхода принимают таким, чтобы начальная (небарботажная) высота слоя отходов в ванне 3 составляла 50-70 мм. Первая часть потока паровоздушных выбросов (барботажный агент) через отверстия решетки 4 поступает в ванну 3, в результате чего внутри нее образуется динамичный газожидкостный слой, с поверхности которого в надслоевое пространство выносятся капли и пары отхода. Поперечное сечение ванны 3 принимают с учетом расхода жидких отходов. Высоту стен ванны 3 выбирают с учетом исключения перелива пенного слоя из ванны 3 через выступы 6 в короб 2. Расход барботажного агента через короб 7 при помощи шибера 8 устанавливают таким, чтобы его скорость в сечении ванны 3 составляла 0,7-1,0 м/с по условию выноса барботажным агентом из надслоевой зоны в пространство между кольцами 10 и 11 паров и мелких капель отхода (менее 500 мкм).

Вторая часть потока паровоздушных выбросов, поступающих из короба 2, омывает снаружи стены ванны 3 и, двигаясь вверх, встречается с внутренними и внешними выступами 6. За счет выступов 6 происходит завихрение и турбулизация второй части потока паровоздушных выбросов через воздушный зазор 9 в пространство между кольцами 10 и 11. Размеры выступов 6 и величину зазора 9 принимают из условия поступления через него второй части потока со скоростью 30-40 м/с и коэффициенте избытка воздуха 1.05-1,15, что обеспечивает высокую полноту огневого обезвреживания жидких отходов.

Мелкие кали и пары жидких отходов в пространстве между керамическими кольцами 10 и 11, выполняющем роль форкамеры, сгорают во второй части потока паровоздушных выбросов, представляющих собой окислитель органических компонентов отходов.

Третья часть потока паровоздушных выбросов из короба 2, проходя внутри кольца 10, омывая снаружи кольцо 11 и нагреваясь при этом, поступает в пространство камеры 1, размещенное под диском 12, и смешивается с высокотемпературными продуктами сгорания жидких отходов. Поперечное сечение внутри кольца 10 и зазора между кольцом 11 и стеной камеры 1 принимают таким, чтобы расход третьего потока обеспечивал эффективность смешения с высокотемпературными продуктами сгорания жидких отходов.

Окончательное перемешивание третьего потока паровоздушных выбросов с продуктами сгорания жидких отходов происходит при прохождении им внутри туннелей 13 керамического диска 12. Суммарное сечение туннелей 13 принимают из условия обеспечения скорости в них паровоздушного потока порядка 20-30 м/с с целью обеспечения эффективного смесеобразования в концевых частях факела. Соотношение расходов паровоздушных выбросов и жидких отходов принимают по условию достижения средней температуры на выходе из камеры 1 уровня не ниже 1000^оС, что обеспечивает надежность полноты обезвреживания токсичных компонентов паровоздушных выбросов. Продукты огневой обработки отходов выводятся через отверстие 14 для дальнейшей утилизации в теплоиспользующей установке.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ, включающее кольцевую ванну с барботажной решеткой, размещенную в камере обезвреживания, отличающееся тем, что оно снабжено кольцевой ванной с кольцами из огнеупорного материала, стенки ванны выполнены с внешними и внутренними выступами, при этом в верхней части камеры обезвреживания по всему ее сечению размещен керамический диск с равномерно выполненными в нем туннелями.

РИСУНКИ

Рисунок 1