Устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов

 

Использование: на предприятиях электротехнической, химической промышленности и других отраслей народного хозяйства, где образуются горючие отходы и необходимо их обезвреживание в теплоиспользующей установке, нагрузка которой изменяется в широком диапазоне. Сущность: в кожухе размещен короб вторичного воздуха, выполненный в виде керамической трубы, равномерно перфорированной по всей длине одним рядом прямоугольных окон, высота которых равна высоте щелей в стенах форкамеры. 2 ил.

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

Известно устройство для огневого обезвреживания жидких отходов [1], содержащее форкамеру с соплами, заключенную в кожух вторичного воздуха. Снизу форкамера сообщается с ванной, оборудованной плоской распределительной решеткой, в барботажные отверстия которой вставлены конические вкладыши.

С изменением расхода барботажного агента меняются его напор под распределительной решеткой, положение вкладышей (они или приподнимаются, или опускаются глубже в отверстия решетки). Таким образом, при изменении производительности устройства в широком диапазоне изменения нагрузки (20-170%) осуществляется изменение живого сечения барботажных отверстий при постоянной и оптимальной скорости истечения первичного воздуха (10-15 м/c) без увеличения сопротивления распределительной решетки (при минимальных энергозатратах).

Недостатком устройства является низкая надежность огневого обезвреживания веществ при широком изменении производительности устройства по отходам.

Данное устройство эффективно может работать при нагрузках, близких к номинальным (30-110% ) при скорости вторичного воздуха в соплах 30-35 м/c. При значительном снижении производительности (до 20-40%) необходимо соответствующее снижение расхода вторичного воздуха при сохранении оптимальных значений скоростей вторичного воздуха в соплах. Для этого необходимо остановить устройство и заложить огнеупорным металлом часть существующих сопел. Наоборот, при повышенных нагрузках (150-180%) потребовалось бы в камере сгорания выполнить дополнительные сопла. Отмеченные мероприятия по реорганизации вторичного дутья требуют частых периодических остановов устройства в соответствии с изменяющейся нагрузкой (производительностью), что не только нарушает непрерывность процесса обезвреживания отходов, но и повышает затраты, связанные с дополнительными пусками, остановами и ремонтными работами, средствами автоматического регулирования.

В случае изменения нагрузки в широких пределах значительное увеличение или уменьшение расхода вторичного воздуха при постоянном сечении сопел ухудшает надежность обезвреживания веществ из-за плохого смесеобразования при пониженных скоростях воздуха или существенно повышает сопротивление сопел при повышенных скоростях (снижается экономичность устройства).

Цель изобретения - обеспечение надежности обезвреживания отходов при экономической подаче вторичного воздуха в широком диапазоне изменения нагрузки.

Это осуществляется за счет поддержания на постоянном уровне скорости истечения вторичного воздуха из сопел независимо от величины нагрузки, независимо от расхода вторичного воздуха. При этом во всех режимах работы (и при низких, и при высоких нагрузках) оптимальное значение скорости вторичного воздуха, поступающего в зону обезвреживания, составляет 30-35 м/c при постоянном коэффициенте избытка воздуха (1,05-1,1). Тем самым, независимо от производительности устройства при широком диапазоне изменения нагрузки поддержание оптимальной скорости вторичного воздуха обеспечивает всегда наиболее эффективные условия смесеобразования, способствующие максимальной полноте сгорания веществ без увеличения напора вторичного воздуха.

С изменением производительности устройства по отходам поворотом вокруг своих осей меняется положение керамических труб и, как следствие, увеличение или снижение высоты прямоугольных окон труб. Тем самым при изменении производительности устройства и соответствующем изменении расхода вторичного воздуха пропорционально изменяется живое сечение прямоугольных окон (выполняющих роль сопел) керамических труб при постоянной и оптимальной скорости истечения вторичного воздуха в зону горения. При предельно максимальной нагрузке устройства керамические трубы внутри кожуха поворачивают так, чтобы высота их окон совпадала с высотой щелей в стенах форкамеры, что обеспечивает максимальное живое сечение окон при максимальном расходе вторичного воздуха. При всех остальных пониженных нагрузках параллельно снижению расхода вторичного воздуха поворотом керамических труб снижают высоту их окон (живое сечение), поддерживается постоянной скорость подачи окислителя в форкамеру (30-35 м/c).

На чертеже изображено устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов.

Устройство включает ванну барботажа 1, ограниченную снизу распределительной решеткой 2 и снабженную патрубком 3 для подачи жидких отходов и коробом 4 первичного воздуха. Сверху ванна 1 сообщается с форкамерой 5, на противоположных стенах которой выполнены горизонтальные щели 6. На уровне щелей 6 форкамера 5 окружена кожухом 7, внутри которого вдоль щелей 6 размещены короба 8 вторичного воздуха, выполненные в виде керамических труб. Керамические трубы 8, имеющие возможность поворачиваться вокруг своей оси; по всей длине снабжены рядом прямоугольных окон 9, высота которых равна высоте щелей 6 в стенах форкамеры 5. В верхней части форкамера 5 снабжена отверстием 10 для удаления продуктов обезвреживания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Через патрубок 3 в ванну 1 на поверхность решетки 2 подается жидкий горячий отход. Барботажный агент (первичный воздух) в требуемом по условию нагрузки количестве через короб 4 поступает под решетку 2. Расход барботажного агента через короб 4 устанавливают таким, чтобы его скорость в поперечном сечении ванны 1 изменялась в пределах 0,3-1,7 м/c.

При истечении барботажного агента из отверстий решетки 2 внутри ванны 1 создается динамический газожидкостный слой, с поверхности которого при разрушении оболочек пузырей в надслоевую зону выносятся мелкие капли и пары отхода. Начальную (статическую) высоту слоя отходов в ванне 1 поддерживают на уровне (60-70 мм), обеспечивающем структуру слоя с минимальной долей крупных капель в брызгоуносе.

При работе теплоизолирующей установки в зимнем режиме эксплуатации (при нагрузке 160-170% от номинальной) расход первичного воздуха через короб 4 увеличивают до величины, при котором его скорость в поперечном сечении ванны 1 составляла 1,6-1,7 м/c. Одновременно пропорционально производительности устройства увеличивают расход вторичного воздуха внутри коробов 8 и поворачивают их вокруг оси, чтобы высота окон 9 соответствовала высоте щелей 6 в стенах форкамеры 5. Высота щелей 6 и окон 9 принимается такой, чтобы при максимальных нагрузке устройства и расходе вторичного воздуха внутри труб при наибольшей площади поперечного сечения окон 9 обеспечивалась скорость истечения вторичного воздуха на уровне 30-35 м/c. При такой оптимальной скорости вторичного дутья создаются наиболее эффективные условия смесеобразования, способствующие максимальной полноте сгорания веществ.

Барботажный агент (первичный воздух) выносит пары и мелкие капли отхода из надслоевого пространства ванны 1 в форкамеру 5, где они сгорают в потоке вторичного воздуха, подаваемого в количестве, обеспечивающем высокую полноту огневого обезвреживания веществ при коэффициенте избытка воздуха 1,05-1,1. Продукты огневого обезвреживания из форкамеры 5 через выходное окно 10 удаляются за пределы устройства (в термоиспользующую установку).

При средней нагрузке (80-100% от номинальной) снижают расход первичного воздуха, чтобы скорость барботажа в ванне 1 составляла 0,8-1,0 м/c. Одновременно при снижении производительности устройства пропорционально снижают расход вторичного воздуха, и керамические трубы (короба 8) внутри кожуха 7 поворачивают вокруг своих осей так, чтобы при уменьшении живого сечения окон 9 их высота снизилась до величины, составляющей 0,5-0,6 высоты щелей 6 форкамеры 5. Снижение расхода вторичного воздуха через керамические трубы (короба 8) и снижение живого сечения окон 9 происходит параллельно, что поддерживает на прежнем оптимальном уровне скорость истечения вторичного воздуха в пределах 30-35 м/c.

При работе устройства с минимальной нагрузкой летнего режима (30-40%) дополнительно снижают расход первичного воздуха, чтобы скорость барботажа в ванне 1 составляла 0,3-0,4 м/c. Параллельно при снижении производительности устройства пропорционально снижают расход вторичного воздуха и поворачивают вокруг своей оси керамические трубы (короба 8) так, чтобы при уменьшении живого сечения окон 9 их высота снизилась до величины, составляющей 0,2-0,3 высоты щелей форкамеры 5. При этом одновременное снижение расхода вторичного воздуха и живого сечения окон 9 сохраняет в оптимальных пределах скорость вторичного воздуха на уровне 30-35 м/c.

Таким образом, независимо от величины нагрузки (от производительности устройства) обеспечивается соответствие расхода вторичного воздуха внутри керамических труб (коробов 8) и живого сечения окон 9 при постоянном и оптимальном значении скорости истечения вторичного воздуха (30-35 м/c), обеспечивается эффективное смесеобразование в форкамере 5 при высокой полноте огневого обезвреживания компонентов отхода.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ, включающее ванну барботажа и форкамеру со щелями, заключенную в кожух, отличающееся тем, что оно снабжено коробом вторичного воздуха, размещенным в кожухе и выполненным в виде керамической трубы, равномерно перфорированной по всей длине одним рядом прямоугольных окон, высота которых равна высоте щелей форкамеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2