Устройство для огневого обезвреживания отходов

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >989246 (6l ) Дополммтельмое к авт. свмд-ву Х 727946 (Si)M. Кл.

F 23 G 7!04 (22) Заявлено 02.0681 (21) 3300839/29 — 33 с присоединением заявки,)та

Гааударстаеай каматат

ЕСС1 по аааам азабретеккй и атарьпмй (23) П рморитет

Опубликовано 15.0183. Бюллетень М 2

Дата опубликования опмсаммя 15.01.83 (53) УДК 62854 (088.8) Б. Л. Шелыгнн, В. И. Бахирев, М. Н. Бернадийер н Б. А. Баллод (72) Авторы изобретения

Ивановский ордена Знак Почета" энергетический институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ

ОТХОДОВ

Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких отходов и может быль использовано Hs предприятиях химической промьппленности и друтих отраслей народного хозяйства, где образуются жидкие отходы с высоким содержанием растворенных (органических нли ми- S иеральных) веществ.

По основному авт. св. У 727946 известно устроиство для огневого. обезвреживания отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой, сопла для подачи вторичного воздуха и камеру сгорания.

Ввиду особенности барботажной ванны, исключающей наличие узких каналов, присущих форсуночным устройствам, содержащиеся в отходах нерастворимые примеси на забивают подаинцее устройство, работакнцее по притпппту барботирования газового потока через объем жидкости и расцьшивания веществ со свободной поверхности слоя fl ).

Недостатком известного устройства является невозможность надежного и ттепрерывного огневого обезвреживания жидтсих промышленных отходов с повышенным содержанием (более

297o) растворенных (органических нлн минеральных) веществ. В результате теплового излучения факела 35 — 50% отходов, направляемых.; в барботажную ванну, в зону обезвреживания поступают в виде паров. Испарение части отходов в слое приводит к непрерывному возрастанию слоевой концентрации растворенных веществ, превышающей значение концентрации растворенных веществ в потоке отходов, которые поступают в ванну барботажа. При достижении значения концентрации растворенных веществ в слое предела растворимости происходит их выделение иэ раствора н выпадения в осадок с последним образованием отложений на поверхности барботажной решетки. Последнее приводит к постепенному перекрыванию отверстий барботажной решетки, что прекращает доступ в ванну барботажного агента (первичного во духа), нарушает работоспособность иэвестттого устройства и непрерывность процесса обезвреживания отходов.

Повышение скорости барботажного агента в указанном устройстве с целью увеличения доли отхода, поступаклцего нз слоя в зону

3 989246 обезвреживания в виде капель, и устранения выпадения осадка за счет уменьшения слоевой концентрации растворенных веществ ведет к увеличению энергозатрат, что снижает эко" номичность процесса. Кроме того, ухудшается надежность обезвреживания отходов в результате роста доли и размеров генерированных слоем капель, для устранения чего необходимо увеличение габаритов сепарационной зоны барботажного устройства и камеры сгорания. Это IO ведет к возрастанию капитальных затрат.

Уменьшение начальной высоты слоя с целью снижения слоевой концентрации растворенных веществ исключает циркуляцию отходов в ванне. Это повышает скорость образования отложений на участках решетки между отверстиями для прохода барботажного агента. Последнее нарушает непрерывность процесса.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства и обеспечение непрерывности процесса огневого обезвреживания жидких отходов с высоким содержанием растворенных веществ.

Цель достигается тем, что устройство для огневого обезвреживания отходов снабжено вращающимся диском, выполненным в виде секторов, высота которых равна ширине их оснований в среднем сечении, и размещенным на барботажной решетке, прн этом доля сечения решетки, закрытая секторами, составляет

0,45 — 0,55.

Установка на поверхности решетки вращающегося диска способствует благоприятному режиму работы барботажных отверстий .и пре" пятствует отложению осадка на дне барботажной ванны.

На чертеже изображено предложенное устройство.

Устройство содержит барботажную ванну 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патрубками 3 и 4 для подачи в устройство соответ40 ственно жидкого отхода и барботажного агента (первичного воздуха)., В барботажной ванне 1 на поверхности решетки 2 установлен вращающийся диск 5, выполненный в виде секторов. Устройство включает сопла 6 для подачи вторичного воздуха и камеру 7 сгорания, снабженную отверстием 8 дпя удаления продуктов огневой обработки.

Устройство работает следующим образом.

Жидкий отход с высоким содержанием растворенных веществ через патрубок 3 поступает в ванну 1 на поверхность барботажной решетки 2. При этом доля сечения решетки, занятая отверстиями, составляет 7 — 10%. Начальную (статическую) высоту слоя отходов s 55 ванне поддерживают на уровне Н вЂ” 15 — 20 мм.

Так как на поверхности решетки 2 установлен вращающийся диск 5, выполненный в

4 виде секторов, то при вращении диска 5 часть отверстий решетки 2 периодически оказываются закрытыми для прохода первичного воздуха, Учитывая, что доля сечения ванны, занятая секторами, составляет 045 — 0,55, скорость истечения барботажного агента из отверстий барботажной решетки находится в пределах 20—

35 м/с.

При прохождении барботажного агента через отверстия решетки 2 происходит дробление тонкого слоя отхода высокоскоростными струями первичного воздуха с образованием большого количества мелких капель. В этом случае отход в зону обезвреживания диспергируется в виде мелких (менее 300 мкм) транспортируемых капель при скоростях, близких к скоростям газа в отверстиях решетки и в несколько раз больших скорости барботажного агента в поперечном сечении ванны. Высокие начальные скорости выхода капель отхода с поверхности слоя и небольшие их размеры способствуют подаче в зону обезвреживания всего днспергированного отхода преимущественно в виде капель. При этом доля отхода, поступающая в зону обезвреживания в виде паров,. не превышает 10%. В результате вращения диска с секторами вокруг оси отверстия барботажной решетки работают поочередно (ноочередно продуваются воздухом при скоростях истечения воздуха из отверстии — 20 — 35 м/с). Наличие высоких скоростей воздуха в отверстиях pemетки препятствует забиванию отверстий в случае выпадения растворенных веществ..в осадок, Так как вращающийся диск оборудован секторами с поперечным сечением треугольной формы и основания секторов скользят по поверхности Gapботажной решетки, то исключается образование отложений из выпавших в осадок растворенных веществ на участках между отверстиями барботажной решетки. Осадок растворенных веществ, счищенный движущимися се сторами в результате вращения диска, в виде частиц попадает в высокоскоростные струи первичного воздуха, истекающего из отверстий решетки, и барботажным агентом выносится в высокотемпературную зону обезвреживания. Для лучших условий чистки решетки н обеспечения прочности конструкции высота секторов диска в среднем сечении равна его ширине.

Капли жидкого отхода с высоким содержанием растворенных веществ, незначительная часть отхода, упаренная в слое, и частицы выпавших в осадок растворенных веществ потоком барботажного агента попадаются к фронту горения. Вторичный воздух в количестве, необходимом по условию полноты обезвреживания веществ, подается в устройство через сопла 6. Отход в составе первичной топливно — воздушной смеси поступает в каме989246

5 ру 7 сгорания, где подвергается огневой обработке в потоке вторичного воздуха. Продукты огневого обезвреживания отхода из камеры 7 сгорания удаляются через отверстие 8.

Оптимальное значение доли сечения ванны, S закрытой секторами, составляет 045 — 0,55.

Увеличение этого отношения выше 0,55 повышает сопротивление барботажного устройства и энергозатраты на организацию процесса. Кроме того, снижается удельная производительность 10 слоя (снижается интенсивность процесса) и уве- личивается неравномерность работы гаэожидкостного слоя по секторам. Уменьшение опешения ниже 0,45 снижает скорость истечения первичного воздуха из отверстий барботажной 15 решетки, способствует забиванию отверстий отложениями растворенных веществ, выпавших в осадок, что снижает надежность работы устройс ва. Кроме того, ухудшаются дисперсионные характеристики распыливаемого отхода, что 20 снижает полноту обезвреживания отходов.

Наилучшие условия работы устройства обеспечиваются, когда высота секторов диска равна ширине основания сектора в его среднем сечении. Если высота сектора больше его ширины, 25 то создается опасность пережега верхней кромки секторов нри поддерживании высоты слоя отходов в пределах 10 мм. Кроме того, возрастают затраты иа изготовление вращающегося диска. Если высота сектора меньше его ширины, то снижается прочность конструкции (снижается . надежность устройства). Кроме того, ухудшаются условия обдувания наклонных поверхностей. секторов струями барботажного агента, что создает благоприятные условия для образования

35 на секторах отложений из выпавших в осадок растворенных веществ.

Пример. В устройстве барботажного типа производительностью 10 кг/ч подвергается огневой обработке топливно — отходная смесь, 40 которая состоит из 40% дизельного топлива и 60% щелочного стока производства капролактама, содержащего 45% растворенных веществ., Площадь поперечного сечения барботажной saaны равна 0,00514 мм, доля сечения ванны, занятая отверстиями ф 3 мм, равна 7„Ъ%. На поверхности

45 решетки расположен стальной диск ф 0,081 м, вращающийся вокруг своей оси со скоростью 30—

60 об/мин. При этом доля сечения ванны, закрьпая шестью секторами, равна 0,5. Средняя ширина сектора равна его высоте и принята

12 мм. Скорость барботажного агента принимается в пределах 1,0 — 1,1 м/с, а высота слоя отходов поддерживается на уровне 15 мм.

Удельная производительность устройства при высоте барботажной ванны 0,2 м составляет

2100 — 2600 кг/м ч. В этом случае фракционный состав капель отхода в холодных условиях без горения на расстоянии 100 мм от поверхности слоя имеет следующий вид: 0- .

300 мкм — 45%, 30 — 600 мкм — 32%, 600900 мкм — 18%, более 900 мкм — 5%.

Исследованиями в xoaomwx условиях уста- новлено, что при увеличении доли сечения ванны, закрытой секторами более 0,55, сопротивление устройства превышает 180 кг/м, уменьшается количество генерированных капель. В условиях горения удельная производительность процесса менее 2000 кг/м ° ч, т. е. снижается интенсивность процесса.

Исследованиями в холодных условиях установлено, что при уменьшении этой доли менее

0 45 ухудшаются дисперсионные характеристики генерированных капель (Π— 300 мкм составляет менее 20%) . В условиях горения отмечено наличие сажнстых частиц в продуктах огневой обработки что свидетельствует об ухудшении полноты обезвреживания веществ.

Кроме того, начинается забивание отверстий барботажной решетки отложениями выпавших в осадок растворенных веществ, о чем свидетельствует повьппение сопротивления барботажной ванны.

Конструкция предложенного устройства позволяет надежно и непрерывно осуществлять бесфорсуночным способом огневое обезврежива.". ние жидких отходов с высоким содержанием растворенных веществ.

Формула изобретения

Устройство для огневого обезв реживания отходов по авт. св. л"- 727946, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и обеспечения непрерывности процесса огневого обезвреживания жидких отходов с высоким содержанием растворенных веществ, оно снабжено врашающимся диском, выполненным в виде секторов, высота которых равна ширине их оснований в среднем сечении, и размещенным на барботажной решетке, при этом доля сечения решетки, закрытая секторами, составляет 045—

0,55.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 727946,. кл. Р 23 6 7/04, 1980 (прототип).

989246 р !Ск-Сы) 5

Составитель Л. Мацук

Техред Л.Пекарь Корректор А. Дзятко

Редактор М. Келемеш краж 580 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаушСкая наб., д. 4/5

Заказ 11079/53

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, .4