Установка для огневого обезвреживания жидких отходов

 

Изобретение относится к технологии сжигания жидких отходов и может быть использовано в химической, металлургической, радиотехнической и других отраслях промышленности для обезвреживания жидких отходов различных типов. Технический результат: повышение выхода расплава, снижение уноса минеральных веществ и влаги дымовыми газами, улучшение эксплуатационной надежности и экологической эффективности работы установки. Установка содержит циклонную печь с отверстием для выпуска расплава, соединенный с ней термохимический реактор с форсунками для обработки дымовых газов аминосодержащей присадкой, воздушный рекуператор, скруббер-охладитель, центробежный каплеуловитель с выходными патрубками, сообщающими пространство каплеуловителя с атмосферой и с сухим пылеуловителем, за которым, по ходу дымовых газов, размещена дымовая труба. Форсунки в боковых стенках термохимического реактора размещены на расстоянии не более одного диаметра циклонной печи от оси последней. В центре днища циклонной печи выполнен выступ из огнеупорного материала диаметром не более 0,3 диаметра циклонной печи и высотой, равной высоте нижней отметки выходного отверстия для дымовых газов. Воздушный рекуператор соединен с горелками циклонной печи и смесительной камерой. Смесительная камера размещена между скруббером и дымовой трубой. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии сжигания жидких отходов и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности при совместном термическом обезвреживании различных типов жидких отходов.

Известна установка для огневого обезвреживания жидких отходов, включающая вертикальный реактор - циклонную печь с выходным отверстием для выпуска расплава, воздушный рекуператор для подогрева дутьевого воздуха, конвективный котел-утилизатор-охладитель для снятия тепла дымовых газов, сухой пылеуловитель - электрофильтр для очистки дымовых газов от минеральных частиц и дымовую трубу /Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М. Химия. 1990, с.226-227, рис.6.24а/.

Недостатками известной установки являются: сбор расплава минеральных веществ осуществляют на поду копильника - газохода циклонной печи, представляющем собой плоскую поверхность значительных размеров /3-5 м/. При обтекании высокотемпературными газами сжигания пода печи с относительно тонким слоем расплава происходит интенсивное испарение расплава. При этом существенно уменьшается выход расплава и увеличивается унос минеральных веществ с каплями расплава дымовыми газами, что осложняет эксплуатацию газоочистного оборудования.

Конвективный котел-утилизатор характеризуется значительным капельным уносом воды с дымовыми газами, что снижает эффективность охлаждения и ухудшает условия эксплуатации газоочистного оборудования установки. Дымовые газы охлаждаются по тракту установки, и их высокая влажность /около 60%/ обуславливает значительный капельный вынос в дымовую трубу.

При аварийных остановках, в частности при отключении электроэнергии, горячие дымовые газы из циклонной печи, образующиеся при остывании кладки и других элементов установки, попадают на элементы электрофильтра, что может привести к выходу его из строя.

Решаемой задачей является устранение указанных недостатков, улучшение, тем самым, эксплуатационной надежности и экологической эффективности работы установки.

Для решения сформулированной задачи установка для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащая циклонную печь с отверстием для выпуска расплава, воздушный рекуператор для подогрева воздуха, охладитель для снятия тепла дымовых газов, сухой пылеуловитель и дымовую трубу дополнительно снабжена соединенным с циклонной печью термохимическим реактором для обработки дымовых газов аминосодержащей присадкой с форсунками, расположенными на его боковых стенках, на расстоянии не более 1 диаметра циклонной печи от оси последней, охладитель выполнен в виде скруббера, между скруббером-охладителем и сухим пылеуловителем расположен центробежный каплеуловитель, выходная труба которого выполнена с двумя патрубками, один из которых сообщен с атмосферой, а другой - с сухим пылеуловителем, причем в центре днища циклонной печи выполнен выступ из огнеупорного материала, имеющий диаметр не более 0,3 диаметра циклонной печи и высоту, равную высоте нижней отметки выходного отверстия для дымовых газов.

Воздушный рекуператор может быть соединен воздуховодами с горелками циклонной печи и со смесительной камерой. Между скруббером и дымовой трубой может быть размещена смесительная камера для смешивания дымовых газов с горячим воздухом.

На чертеже схематично представлена установка для огневого обезвреживания жидких отходов различных типов.

Установка содержит циклонную печь 1 с выходным отверстием для выпуска расплава, в центре днища которой выполнен выступ 2 из огнеупорного материала диаметром не более 0,3 диаметра циклонной печи и высотой, равной высоте нижней отметки выходного отверстия печи для дымовых газов, образующий с боковыми стенками кольцевую ванну 3 для расплава минеральных веществ. С печью соединен термохимический реактор 4, оборудованный форсунками 5 для подачи аминосодержащей присадки, размещенными на боковых стенках реактора 4 на расстоянии не более 1 диаметра циклонной печи от оси последней. Далее размещен воздушный рекуператор 6 с воздуховодами 7,8, сообщающими пространство рекуператора с горелками циклонной печи и со смесительной камерой 15 соответственно. За воздушным рекуператором, по ходу дымовых газов, размещены: скруббер-охладитель 9, центробежный каплеуловитель 10 с выходными патрубками 11 и 12, сообщающими пространство каплеуловителя 10 с атмосферой и сухим пылеуловителем 13, соответственно дымосос 14, смесительная камера 15 и дымовая труба 16. Установка оборудована регулирующими клапанами 17, 18, 19, 20, установленными в воздуховодах 7, 8 и выходных патрубках 11, 12 каплеуловителя.

Топливо, жидкие отходы, например сточные воды, дутьевой воздух для сжигания топлива и окисления органических составляющих отходов подают в циклонную печь 1, где происходит сжигание топлива, испарение воды из отходов, перегрев ее паров до рабочей температуры процесса, окисление органических составляющих отходов, сушка, плавление минеральных веществ. Образующийся расплав стекает в образованную выступом 2 в центре днища печи и ее стенками кольцевую ванну 3 с выходным отверстием для выпуска расплава. За счет уменьшения поверхности и увеличения глубины слоя расплава снижается унос капель расплава дымовыми газами и увеличивается выход расплава.

Дымовые газы из циклонной печи 1 поступают в термохимический реактор 4, где обрабатываются раствором аминосодержащей присадки, например карбамида, для снижения содержания окислов азота. Форсунки 5, размещенные на боковых стенках реактора на расстоянии не более 1 диаметра циклонной печи от оси последней, обеспечивают высокую остаточную турбулизацию газового потока и, соответственно, более полное смешение дымовых газов с каплями раствора. При большем расстоянии эффективность смешения снижается. В диапазоне температур дымовых газов 950-1050^oC происходит реакция восстановления оксидов азота карбамидом до молекулярного азота.

Горячие дымовые газы из термохимического реактора 4 поступают в воздушный рекуператор 6, где нагревают воздух, подаваемый по воздуховоду 7 в циклонную печь 1, а по воздуховоду 8 в смесительную камеру 15. Смешение дымовых газов с нагретым воздухом перед выводом их в дымовую трубу 16 обеспечивает снижение относительной и абсолютной влажности дымовых газов и капельного уноса влаги.

После воздушного рекуператора 6 дымовые газы поступают на охлаждение в скруббер-охладитель 9 испарительного типа.

Для улавливания капельного уноса из скруббера 9 дымовые газы подают в центробежный каплеуловитель 10. Патрубок 11 каплеуловителя служит для аварийного сброса горячих газов до сухого пылеуловителя 13 с целью предотвращения термического повреждения элементов пылеуловителя. По патрубку 12 дымовые газы подают из каплеуловителя 10 в сухой пылеуловитель 13. Выходящие из сухого пылеуловителя дымовые газы имеют низкую температуру /110-120^oC/ и содержащаяся в них влага может конденсироваться по тракту дымосос 14 - дымовая труба 16. Конденсация влаги из дымовых газов, содержащих даже незначительное количество кислот и окислов, образовавшихся при сжигании отходов /SO₂, HCl, P₂O₅ и т.д./ вызывает коррозию оборудования и трубопроводов. Для исключения конденсации влаги после дымососа 14 дымовые газы смешивают в смесительной камере 15 с горячим воздухом, поступающим из рекуператора 6 по воздуховоду 8. Подогретая газовоздушная смесь выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу 16.

Сбрасываемые дымовые газы практически не содержат вредных примесей.

Формула изобретения

1. Установка для огневого обезвреживания жидких отходов, включающая циклонную печь с выходным отверстием для выпуска расплава, воздушный рекуператор для подогрева воздуха, охладитель для снятия тепла дымовых газов, сухой пылеуловитель и дымовую трубу, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена соединенным с циклонной печью термохимическим реактором для обработки дымовых газов аминосодержащей присадкой с форсунками, расположенными на его боковых стенках на расстоянии не более 1 диаметра циклонной печи от оси последней, охладитель выполнен в виде скруббера, между скруббером-охладителем и сухим пылеуловителем расположен центробежный каплеуловитель, выходная труба которого выполнена с двумя патрубками, один из которых сообщен с атмосферой, а другой - с сухим пылеуловителем, причем в центре днища циклонной печи выполнен выступ из огнеупорного материала, имеющий диаметр не более 0,3 диаметра циклонной печи и высоту, равную высоте нижней отметки выходного отверстия циклонной печи для дымовых газов.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что между сухим пылеуловителем и дымовой трубой размещена смесительная камера для смешения дымовых газов с горячим воздухом.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что воздушный рекуператор соединен воздуховодами с горелками циклонной печи и со смесительной камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.05.2004

Извещение опубликовано: 10.03.2005        БИ: 07/2005

---