Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов Советский патент 1983 года по МПК F23G7/04 

Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких производствен ных отходов и может быть использовано на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, электротехнической и машиностроительной промы ленности, а также в других отраслях Народного хозяйства, где образуются технологическиеотходы, содержащие нерастворимые примеси. Известно устройство для сжигания ..жидких отходов, использующее принци бесфорсуночного распиливания вещест ва в зону горения, содержащее ванну С барботажной. решеткой и камеру сго рания с соплами вторичного воздуха Устройство работает по принципу барботирования слоя жидкости газовым потоком через отверстия барбо тажной решетки, В результате этого в ванне образуется газожидкост, ный слой, с по верхности которого в зону горения поступают капли,и пары отхода, сжигаемые в потоке вторичного воздуха Cl}Недостатком барботажных устройст является невысокая удельная производительность слоя по брызгоуносу отхода и, как следствие, нарушение непрерывной работы устройства по причине накопления в слое твердых включений выше допустимого предела. На иболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство ,цля огневого обезвреживания жидких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой, ярусы сопел вторич ного воздуха и камеру сгорания CZj. I Недостатком известного барботасжного устройства- является невозможность надежного обезвреживания жидких отходов, содержащих механические примесиJ при частых пусках и остановах в условиях регулирования производительности установки, а так же трудоемкий ремонт распределитель устройств при подготовке к очередному пуску. Так как по услови наилучшего дробления потока барботахсного агента в слое отхода на пузыри диаметр- отверстий в распредели тельной решетке принимается в предеЛс1х 2-3 мм, то при останобе устройства, когда прекращают подачу барботажного агента происходит протекание слоя отхода через отверстия решетки и одновременное засорение отверстий частицами твердых включений. Последнее нарушает надежность работы барботажного устройства по причине засорения части отверстий к моменту следующего пуска. С увеличением числа операций Пуск-останов все большее число отверстий оказывается забитыми твердыми частицами, что требует продолжительной и трудоемкой механической чистки большого числа мелких отверстий барботажной решетки. Увеличение диаметра барботяжных отверстий при нормальных скоростях первичного воздуха 0.5 - 1,5 м/с с целью устранени-я засорения частицами твердых включений снижает .скорость истечения воздуха из отверстий до значений ниже допустимых. По этой причине даже при стационарных режимах происходит провал части отхода через отверстия решетки, что нарушает стабильность работы установки и создает аварийную ситуацию. Увеличение скорости ис.тече-: ния таза в отверстиях решетки выше нормальных значений 10-20 м/с }с целью выдувания струями воздуха твердых частиц из решетки влечет за собой рост скорости барботажа, а значит и ухудшение распыливания отхо.да и, как следствие, снижает полноту огневой обработки веществ и надежность процесса обезвреживания. Кроме того, повышение pacxo/ja первичного воздуха требует дополнительных энергозатрат, что снижает экономичность процесса, . Цель изобретения - повышение надежности .обезвреживания жидких отходов, содержащих нерастворимые примеси, и облегчение ремонта устройства барботажного типа в условиях частых пусков и остановов барботаж-. ных устройств при дискретном регулировании производительности установки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащем ванну с барботажной решеткой , ярусы сопел вторичного воздуха и и камеру сгорания, барботажная решетка снабжена цилиндрическими вкладышами с головками, установленными в отверстиях барботажной решетки, причем .вкладыши выполнены с диаметром в 1,2-1,4 раза меньше и диаметром головки в 1,3-1,5 раза больше диаметра отверстий. Установка вкладышей препятствует нарушению нормальной работы решетки при неизменной доле свободного сечения каналов для истечения струй воздуха и значительно облегчает ремонт установки, На чертеже представлена, конструкция устройства. Устройство содержит ванну 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патрубками 3 и 4 для подачи в устройство соответственно жидкого отхода и барботажного агента (первичного воздуха ). В отверстиях барботажной решетки 2 установлены цилиндрические вкладыши 5, снабженные в верхней части головками б. Устройство включает ярусы сопел 7 для подачи вторичного воздуха с- подводящим воздуховодом 8 и камеру 9 сгорания

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском устройства в работу свободно вставленные в решетку 2 вкладыши 5 примыкают головками 6 к ее поверхности. В этом положении образованные в отверстиях решетки 2 от установки вкладышей 5 кольцевые каналы полностью закрываются головками б, что препятствует попаданию в барботажные отверстия частиц твердых включений, оставшихс в ванне 1 от предыдущей растопки.

По условию включения утечек части отхода в стационарном режиме через отверстия решетки 2 и для эффективного распределения барботажного агента в слое доля сечения решетки 2, занятая кольцевыми каналами, должна составлять 3-6%, а диаметр вкладыша 5 должен быть в 1,2-1,4 раза меньше диаметра отвеостий. Для обеспечения надежного закрытия кольцевых каналов головками б диаметр последних должен S 1,3-1,5 раза превышать диаметр отверстий решетг ки 2.

Барботажный агент (первичный воздух ) через патрубок 4 поступает под решетку 2. Напор барботажного агента принимается таким, чтобы при истечении первичного воздуха из кольцевых каналов вкладыши 5 с голоками 6 находились во взвешенном состоянии. При этом их масса принимается из условия обеспечения между головками б и поверхностью решетки 2 кольцевых щелей толщиной не более 0,001 Мо Вытекая из кольцевых каналов отверстий решетки 2, воздух соприкасается с нижней поверхностью головки 6, частично гасит свою энергию и радиально распределяется по поверхности решетки 2. При этом изменение направления ввода барботажного агента в ванну 1 не только препятствует засорению отверстий механическими примесями, но и благоприятно сказывается на условиях генерации капель отхода газожидкостным слоем.

Жидкий отход с механическими примесями поступает в ванну 1 через патрубок 3. Начальную (статическую) высоту слоя отходов в ванне поддерживают на уровне 0,05-0,08 м, а скорость барботажного агента в пределах Ор5-1,5 м/с. При прохождении ба15ботажного агента через кольцевые каналы решетки 2 в ванне 1 образуется газожидкостный слой, с поверхнести которого в результате разрушения пузырей генерируются капли отхода. Пары и капли отхода с частицами механических примесей с поверхности слоя потоком барботажного аген

та, образуя первичную топливно-воздушную смесь, , подаются в надслоевую зону к фронту горения. Вторичный вэздух в количестве, необходимом по условиям полноты обезвреживания веществ, поступает в устройство из подводящего воздуховода 8 через ярусы сопел 7. Отход в составе первичной топливно-воздушной смеси в по.токе вторичного воздуха подвергается 01невой обработке в камере 9, сгорания, а газообразные продукты огневой обработки отхода удаляются за.пределы устройства.

При останове устройства после прекращения подачи отхода и барботажного агента соответственно через патрубки 3 и 4 головки 6 вкладышей 5 так же, как и до пуска, примыкают к поверхности решетки 2, закрывают кольцевые каналы и предотвращают забивани-е их механическими примесями при опорожнении ванны. При текущем ремонте ванны 1 вкладыши 5 вынимаются и механическая чистка отверстий не требуется.

Оптимальное соотношение диаметров барботажных отверстий и вкладышей равно 1,2-1,4. Увеличение этого отношения выше Д,4 увеличивает толщину кольцевых щелей и при прежних значениях скорости барботажного агента в сечении ванны создается опасность провала части отхода через отверстия решетки, что снижае надежность работы устройства. Уменьшение отношения ниже 1,2 повышает сопротивление решетки (снижается экономичность процесса), снижает расход барботажного агента, что понижает производительность устройства.

По условию лучшего закрытия кольцевых щелей головками вкладышей от-г ношение диаметра головки к диаметру отверстия равно 1,3-1,5. Увеличение этого отношения вьл.ие 1,5 повышает громоздкость головок, сопротиБление истечению барботажного агета и ухудшает равномерность его распределения по поверхности решетк что сказывается на экономичности работы устройства Уменьшение отношения ниже 1,3 создает опасность неполного перекрытия кольцевых щелей головками вкладышей при смещении последних от центрального расположения.

Пример, Испытывают опытный образец устройства производительностью 80 кг/ч,

Бесфорсуночному сжиганию подвергают жидкий горючий отход, содержащий 4%. механических примесей с размером частиц 100-300 мкм. Площадь барботажа на поверхности слоя равна 0,05 м, В дне ванны просверлено 50 отверстий диаметром 0,0125 м, в которые установлены вкладыши высотой 0,03 и диаметром 0,01 м с диаметрами головки 0,014 м. Доля свободного сечения решетки, занятая кольцевыми каналами для прохода первичного воздуха, равна 4,39% (0,0439 , Скорость барботажнрго агента устанав ливают менее 1,0 м/с, а начальную высоту отходов в ванне поддерживают на уровне 0,05-0,08 м. При этом статический напор первичного воздуха в нормальном режиме эксп туатации находится в пределах 80-120 кг/м, а средняя удельная производительность .газожидкостного слоя составляет 2300 кг/м.ч. Исследованиями установ лено, что при увеличении диаметра отверстий более 0,014 м имеют место утечки части отхода под ршыетку. уменьшение диаметра отверстий менее 0,012 м заметно повышает сопротивление решетки барботажному агенту и на 30-60% снижает производительность устройства, При переходе от ранее существовавшей конструкции барботажной решетки, оборудованной 400 отверстиями диаметром 0,0025 м, к испытанному обрг&цу эксплуатационные затраты не меняются, а продолжительность чистки решетки снижается в 6-10 раз и составляет 3-5 мин. При останове устройст,ва частицы . механических примесей остаются на поверхности решетки вокруг головок, не засоряя барботажных каналов и не нарушая работоспособность устройства, Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет повысить надежность работы и облегчить его ремонт в случае бесфорсуночного огневого обезвреживания жидких производственных отходов, содерг ащих механические примеси.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, содержащее ванну с барОотажной решеткой, ярусы сопел вторичного воздуха и камеру сгорания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности обезвреживания жидких отходов, содержащих нерастворимые примеси, и облегчения ремонта устройства, барботажная решетка снабжена цилиндрическими вкладышами с головками, установленными в отверстиях барботг жной решетки, причем вкладыши выполнены с диаметром в 1,2-т1,4 раза меньше и диаметром головки в 1,3-1,5 раза-больше диаметра отверстий. (Л mi О 4 4 iOO CD 00