Устройство для огневого обезвреживания горючих жидких отходов

 

САН

ОП И

Союз Советских

Социалнстических

«i i916897

Реслублик

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.. свид-ву .— (22) Заявлено 19.09.80 (21) 2983076/29-33 (51) М Кч з с присоединением заявки №вЂ”

F 23 G 7/04

Гююудррстюенный комитет (23) Приоритет— (53) УДК 628.54 (088.8 ) Опубликовано 30.03.82. Бюллетень № 12 лю делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 05.04.82

Б. Л. Шелыгин, В: И. Бахирев, М. Н. Бернадииер и А. С. Кубышкин

1

1

Ивановский энергетический институт им. В. И. Ленина = -:;:.„,. «! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ

ГОРЮЧИХ ЖИДКИХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к устройствам для огневого обезвреживания жидких, вязких коксующихся отходов и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в отраслях народного хозяйства, где образуются горючие жидкие отходы, содержащие легколетучие и высококипящие компоненты.

Известны устройства для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащие распыливающие средства для подачи жидких отходов на сжигание, сопла для подачи в зону горения необходимого воздуха и камеру сгорания (11.

Эти устройства дороги, сложны и ненадежны в работе из-за возможности засорения или разрушения распыливающих средств нерастворимыми примесями, содержащими-. ся в жидких отходах. Недостатком их также является невозможность эффективного сжигания отходов ввиду низких удельных тепловых и весовых нагрузок и нерационального заполнения факелом топочного объема. Использование в известных устройствах распыливающих средств связано со значительными энергозатратами и не позволяет сжи2 гать обводненные отходы из-за возможного срыва факела в результате расслоения отходов в тракте топливоподачи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является .устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов, которое разделено перегородкой на две камеры с ваннами барботажа, барботажными решетками и соплами вторичного воздуха для отдельного сжигания частей жидкого горючего отхода соответственно с мелкими и крупными частицами нерастворимых примесей (2).

В силу особенности конструкции барботажной ванны, исключающей наличие узких каналов, которые присущи форсуночным устts ройствам, нерастворимые примеси жидких отходов не забирают подающее устройство.

Бесфорсуночная подача уничтожаемых веществ в зону огневой обработки организована в указанном устройстве по принципу барботирования газового потока через объем отхода и распыливания его в надслоевую зону в результате, разрушения пузырей на свободной поверхности. Ввиду значительного времени пребывания компонентов отхода в предпламенной зоне и интенсивности протезо

3s

4S

so

916897

3 кания тепловой подготовки их к сжиганию, указанное барботажное устройство отличается высокими удельными тепловыми напряжениями топочного пространства.

Кроме того, высокая интенсивность процессов тепло- и массообмена в слое жидких углеводородов, барботируемых газовым потоком, способствует разделению смеси жидких отходов на легколетучие и труднолетучие компоненты для отдельного обезвреживания в самостоятельных камерах сгорания.

Недостатком существующего барботажного устройства является также невозможность эффективного и надежного сжигания жидких коксующихся отходов ввиду образования коксовых наростов в предпламенной зоне и зоне горения, что нарушает непрерывность работы устройства и требует его оста- нона для удаления коксовых наростов.

Основной причиной коксообразования являются невысокие температуры (200 — 300 С) сгенок устройства, ограничивающих предпламенную зону в области сопел вторичного воздуха. Закоксовывание подготовительной зоны обусловлено наличием в первичной топливно-воздушной смеси крупнодисперсных капель, которые при соприкосновении с относительно холодными поверхностями прилипают к ним. 3а счет теплового излучения факела происходит разгонка фракций капель отходов на огра>:дающих предпламенную зону поверхностях. После частичного испарения легких фракций отхода образуются коксовые остатки, количество которых с течением времени растет. Увеличиваясь, коксовые наросты постепенно перекрывают поперечное сечение барботажного устройства в области сопел вторичного воздуха и ухудшают доступ отхода в зону обезвреживания.

Это нарушает непрерывность процесса и требует его прекращения для удаления коксовых наростов механическим способом. При этом значительно сокращается продолжительность работы устройства, снижается производительность процесса и повышаются энергозатраты на его осуществление.

Уменьшение скорости барботажного агента, при постоянных поперечных сечениях камер устройства, с целью снижения доли крупных капель в брызгоуносе из слоя для сокращения скорости коксования предпламепной зоны значительно снижает производительность процесса и уровень температур, требуемый по условию полноты обезвреживания веществ. Кроме того, ухудшается надежность работы устройства в результате провала части отхода через отверстия барботажной решетки.

Увеличение высоты сепарациойного пространства (предпламенной зоны) при номинальных скоростях барботажного агента

0,8 — 1,3 м/с, с целью снижения доли крупнодисперсных капель, значительно повышает капитальные и эксплуатационные затраты на осуществление процесса в существующем устройстве.

Повышение температуры поверхностей, ограничивающих предпламенную зону в области сопел вторичного воздуха выше значения 500 С, с целью исключения коксообразования при сжигании тяжелых жидких отходов, требует подвода к ним значительного количества энергии (электрообогрев, обогрев продуктами сгорания от сжигания товарного топлива), что снижает экономичность устройства.

Цель изобретения — обеспечение надежности и непрерывности процесса огневого обезвреживания жидких горючих отходов, содержащих легколетучие и высококипящие компоненты при исключении коксования устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для огневого обезвреживания горючих жидких отходов, содержащее две камеры сгорания с ваннами барботажа, барботажными решетками и соплами вторичного воздуха для последовательного обезвре-. живания легколетучих и высококипящих веществ, снабжено коробом, охватывающим камеру сгорания высококипящих веществ и соединенным с камерой сгорания легколетучих веществ.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

Устройство содержит камеру сгорания легколетучих органических веществ отхода, в нижней части которой расположена барботажная ванна 2 с барботажной решеткой 3, Барботажная ванна камеры сгорания легколетучих веществ снабжена патрубком 4 для подачи жидких отходов в устройство и патрубком 5 для подачи барботажного агента в ванну камеры сгорания легколетучих веществ отходов. Для подачи вторичного воздуха в камеру сгорания легколетучих веществ предусмотрены сопла 6, сообщаемые с воздушным коробом (штуцером) 7. Для удаления продуктов огневой обработки камера сгорания легколетучих веществ отходов снабжена выходным окном 8. Устройство содержит также камеру 9 сгорания высококипящих веществ отхода, в нижней части которой расположена барботажная ванна 10, ограниченная барботажной решеткой 11. Барботажная ванна камеры сгорания высококипящих веществ отходов снабжена патрубком

12 для подачи барботажного агента и через перекачивающее устройство . 13 сообщается с барботажной ванной камеры сгорания легколетучих веществ отходов. Для подачи вторичного воздуха в камеру сгорания высококипящих веществ предусмотрены сопла 14, сообщаемые с коробом 15, который охватывает камеру сгорания высококипящих ве- . ществ и соединен с камерой сгорания легколетучих веществ отходов. Для удаления продуктов огневой обработки отходов из устрой916897

Высококипящие компоненты отхода, накапливающиеся в барботажной ванне 2 в результате испарения легколетучих веществ, непрерывно выводятся перекачивающим устройством 13 в барботажную ванну 10 камеры 9 сгорания высококипящих веществ. Через патрубок 12 в камеру 9 сгорания подают барботажный агент. В результате прохождения барботажного агента через отверстия барботажной решетки 11 в ванне 10 образуется динамичный газожидкостный слой, с поверхности которого в камеру 9 сгорания поступают высококипящие вещества (оставшаяся часть отхода) преимущественно в виде капель и частично паров. По условию устойчивой подачи в зону горения оставшейся час55 ства камера сгорания высококипящих веществ снабжена выходным окном 16.

Устройство работает следующим образом;

Через патрубок 4 в барботажную ванну

2 камеры 1 для сжигания легколетучих веществ поступает жидкий горячий отход, со- ° держа щи и легколетучие и высо кокипящие вещества. Через патрубок 5 в камеру 1 подают барботажный агент. При прохождении барботажного агента через отверстия барботажной решетки 3 в ванне 2 образуется динамичный газожидкостный слой. В результате интенсивного перемешивания отхода в слое восходящим потоком барботажного агента и за счет теплового излучения факела, в ванне 2 с большой скоростью протекают процессы тепло- и массообмена, сопровождающиеся испарением легколетучих компонентов отхода в пузыри барботажного агента и с поверхности слоя. Пары легколетучих веществ барботажным агентом подаются к соплам 6 вторичного воздуха, куда также поступают образующиеся в результате разрушения поверхностных пузырей мелкие капли отхода, которые не представляют опасности с точки зрения коксования. Для исключения в первичной топливно-воздушной смеси крупных капель в зависимости от содержания в отходе легколетучих веществ высоту сепарационного пространства . (расстояние от поверхности газожидкостного слоя до уровня сопел вторичного воздуха) принимают в пределах-0,3 — 0,4 м, а скорость барботажного агента устанавливают порядка 0,4 — 0,5 м/с.

Топливно-воздушная смесь (пары легколетучих веществ отхода и мелкодисперсные капли) сжигают в камере 1 в потоке холодного вторичного воздуха, подаваемого через штуцер 7 и сопла 6. Высокотемпературные продукты огневой обработки (tp >1400 С) из камеры 1 удаляются через выходное окно 8 в короб 15 камеры сгорания высококипящих компонентов 9. ти отхода скорость барботажного агента принимают в пределах 0,8 — 1,1 м/с, высоту се1арационного пространства устанавливают на уровне 0,15 — 0,2 м.

1О

25 эо

В качестве окислителя в камере 9 сгорания используется газовоздушная смесь, получаемая в коробе 15 в результате смешения холодного вторичного воздуха с высокотемпературными продуктами огневой обработки легколетучих веществ, поступающими из камеры 1 сгорания через выходное окно 8.

Расход вторичного воздуха в камеру 9 сгорания выбирают по условию полноты обезвреживания веществ, а расход продуктов сгорания из камеры 1 в камеру 9 сгорания устанавливают из условия обеспечения температуры газовоздушной смеси в пределах

500 — 600 С. Газовоздушная смесь в зону горения поступает через сопла 14. В результате этого в области сопел 14 вторичного воздуха создается температурный уровень, превышающий конечную температуру кипения высококипящих веществ отхода. При этом капли отхода, попадающие на внутренние поверхности стен камеры 9 сгорания, независимо от их дисперсности не прилипают к ним из-за интенсивного испарения высококипящих веществ с образованием так называемой «паровой подушки». Разогрев ограждающих стен до температур 500 — 600 С исключает их орошение жидкой фазой отхода и не создает блатаприятных условий для образования коксовых наростов.

Все высококипящие вещества отхода барботажным агентом из ванны !0 подаются в камеру 9 сгорания и в потоке окислительной высокотемпературной газовоздушной смеси подвергаются огневой обработке с последующим удалением продуктов сгорания из устройства через выходное окно 16.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет надежно и непрерывно осуществлять огневое обезвреживание бесфорсуночным способом жидких горючих отходов, содержащих легколетучие и высококипящие вещества при исключении коксования устройства.

Формула изобретения

Устройство для огневого обезвреживания горючих жидких отходов, содержащее две камеры сгорания с ваннами барботажа, барботажными решетками и соплами вторичного воздуха для последовательного обезвреживания легколетучих и высококипящих веществ, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежности и непрерывности процесса, оно снабжено коробом, охватывающим камеру сгорания высококипящих веществ и соединенным с камерой сгорания легколетучих веществ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термические методы обезвреживания отходов. Под ред. Богушевской К. К. и Беспамятнова Г. П. Л., «Химия», 1975, с. 43—

95. .2. Авторское свидетельство СССР № 589502, кл. F 23 G 7/04, 1978 (прототип).

916897

Фиг. 2

Составитель Т. Лепахина

Редактор Е. Папп Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 848/54 Тираж 598 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4