Устройство для огневого обезвреживания сточных вод Советский патент 1983 года по МПК F23G7/04 

Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких отхоцов и может быть использовано на предприятиях хими ческой, нефтехимической, электротехнической промышленности и других отраслей народного хозяйства, гце образуются проиавоцственные сточные воды, соцерншщие токсичные компоненты. Известно устройство для огневого обезвреживания жидких отходов в вице камерных циклонных и шахтных печей, включающее распыливающие элементы для подачи отходов на сжигание, горелки для сжигания топлива, сопла для поцачи необходимого воздуха и камеру сгорания . l. Однако это устройство дорогостояще слож ное и ненацежное в работе из-за возможности засорения или разругиения распыливающих средств нерастворимыми примесями, содержащнмисявжидких ог содах.Кроме го- , rcj распьшивание отходов требует значителЬ ных затрат и применения специальных эмульгаторов для равномерного перемешивания стоков. Поэтому устройство отличается низким удельным показателем. Для нормальной работы такого устройства необходимо тонкое распыливание сточных вод. Применяемые с этой целью форсунки с малыми выходными сечениями каналов засоряются нерастворимыми примесями сточных вод, что нарушает непрерывность работы установки. Кроме того высокие скорости выхода стоков из форсунок сокращают время пребывания отходов в высокотемпературной зоне, что снижает надежность процесса обезвреживания сточных вод. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являет ся устройство для огневого обезвреживания жидких отходов, работающее по принципу бесфорсуночного распыления воцеств в результате барботирования слоя жидкости газовым потоком. Оно включает ванну с барботажной решеткой, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания. Горючий и слабореакционный отход двумя потоками направляют в самостоятельные зоны, где они отдельно продуваются газовым потоком, В надслоевом транспорте установлены сопла для поцачи вторичного воздуха. Продукты сгорания горючего отхода направляют нац слоем спабореакционного отх да. Выносимые из барботаншого слоя пары и капли слабореакционного отхода смешкваются с высокотемпературными пропрстами сгорания горючего отхода и обез вреживаются. В сипу особенности конструкции барботажной ванны, исключающей наличие УЗКИХ каналов, в известном устройстве нерастворимые примеси жидких отходов выносятЬя в зону обезвреживания с кашшjv и стоков в результате разрушения пузьфей на свободной поверхности слоя и не забивают падаю1цее устройство. Ввиду значител1ьного времени пребывания компонентов отхода в предлагаемой зоне и интенсивности протекания тепловой обработки устройства барботажного типа отличаются высокими тепловыми напряжениями топочного пространства ( О, ,. 7 - 9 МВт/м ) Г. Недостатком барботажного устройства является сложность плавного и эффективного регулирования процесса огневого обезвреживания сточных вод при утилизации тепла продуктов сгорания и тепло- использующей установки в условиях номинальной нагруз1си агрегата. При обезвреживании стоков в топке котлоагрегата в качестве обработанного агента целесообразно использование дымовых газов. Производительность известного барботажного устройства для данного типа котлоагрегата ограничена долей рециркуляции дымовых газов, которая не должна превышать значения Y О,3 по условию обеспечения в топочной камере тем- ператур t 11ОО С. Увеличение доли решфкуляции газов выше - 0,3 (увеличение скорости барботажного агента при постоянном поперечном сечении барботажз-;1ой ванны) с целью повышения производительности устройства по стокам существенно понижает температурный уровень Б топке (-fc 7 IIOO С), что ухудшает полноту огневой обработки ве- ществ. Кроме того, снижается экономичность работы .устройства ввиду повышения энергозатрат на организацию процесса. Увеличение поперечного сечения барботажного устройства с целью улучшения испарения стоков о поверхности газо- . жидкостного слоя при значениях V 0,3 и -fc р 110О° С снижает скорость барботажного агента ниже величины g ° 0,5 м/с и заметна уменьшает цолю стоков, поступающих в зону обезвреживания в виде капель. Последнее ухудшает интенсивность процесса и способствует накоплению механических примесей в слое отходов выше допустимого предела, что нарушает непрерывность работы устройства. 3.io Оель изобр€Угения cocToitr в обеспечении плавного н эффективного регулирования произвоцительнрсти. Поставленная цель постигается тем, что в устройстве для огневого обезврежи вания сточных воц, включающее топочную камеру, горелку, расположенную в поду камеры, барботажную ванну с решет кой и короб ОЛЯ подачи газов рециркуляции, барботажная ванна снабжена сообщаю щимся с ней желобом, выполненным в ви усеченной пирамиды с меньшим основание расположенным на уровне барботажной решетки, а большим - на уровне высоты барботажной ванны. На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез. Устройство включает барботажную ван ну I, ограниченную снизу барботажной решеткой 2 и стенкой 3 ванны. По периметру барботажная ванна ограничена желобом 4, сообшаюшимся с ванной через отверстия 5 стенки ванны и ограниченным с внешней стороны стенкой 6. Барботажная ванна снабжена патрубком 7для подачи в устройство сточных вод к патрубком 8 для подачи в устройство барботажного агента. Ограничивающий барботажную ванну желоб сообщается с топочной камерой 9, оборудованной горел кой 10 и окном II для удаления продук тов сгорания. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В гопочной камере 9 при помоши горелки 10сжигается высококалорийное товарное топливо (мазут, газ), -в результате чего топочная камера 9 заполняется факелом расположенным над барботажной ванной 8барботажную ванну I через патрубок 7 на поверхность барботажной решетки 2 подают сточные воды, подлежащие обезвреживанию. Через патфубок 8 в устройс во подают барботажный агент (часть ухо дящих дымовых .ггазов с температурой fcj. в 100-140 С). В результате прохождения барботажного агента через отверстия барботажной решетки 2 и слой сточных вод в ванне I образуется динамичный газ о жидкостный слой. Расход барботажного агента через патрубок 8 выб1фают таким, чтобы его скорость в поперечном сечении ванны I была в пределах VX/j- 0,6 - 1,3 м/с. Так как ва на I и.; ограничивающий ее желоб 4 сообщаются через верхнюю кромку стен ки 3 и через отверстия 5, то внутри же лоба 4 между стенками 3 и 6 устанавл вается небарботируемый газами слой сто 744 ных вод. Начальную (небарботируемую) высоту слоя в ванне 1 устанавливают на уровне 0,О4-ОД м, а высоту стенки 3 принимают из условия устойч1того перелива части стоков через ее верхнюю кромку в небарботируемую часть слоя, образованную в желобе 4. За счет теплового излучения надслоевого факела, обра зующегося от схшгания высококалорийного топлива, поступающие в устройство сточные воды испаряются с поверхности слоя как в барботажной ванне так и в желобе 4. Часть стоков испаряется в i. uпузьфи барботажного агента в ванне I. Таким образомубарботажным агентом в топочную камеру 9 (зону обезвреживания) подаются стоки в вице паров и капель, образующихся в результате разруше ния пузырей на поверхности газожидкостного слоя в ванне I. При этом удельная производительность слоя в ванне 1, определяемая выносом в зону обезвреживания стоков в виде паров и капель, составляет 40О- i 60О кг/м - ч в зависимости от скорости, барботажа (0,5 - 1,3 м/с). Удельная производительность небарботируемого слоя отходов в желобе 4, опрепеляиугая только испарением стоков с поверхности .слоя, составляет 2ОО-300 кг/м ч в зависимости от тепловой нагрузки котлоагрегата. Так как окружающий ванну желоб 4 вьтолнен в виде усеч«€ной пирамиды за счет наклонно расположенных стенок 6 путем изменения начальной (небарботируемой) высоты слоя в желобе 4 можно менять в допустимых пределах величину зеркала испарения небарботируемой части слоя. Таким образом, при прежнем расходе барботажного агента путем изменения зацатчика положения регулятора уровня стоков, расположенного за пределами устройства, удается. обеспечить плавное регулирование скорости упаривания стоков. По мере увеличения начальной высоты стоков в устройстве за счет наклона стенок 6 поц углом 20-40 осуществляется пропорциональное увеличе-кие площади зеркала испарения и соответствукяцее плавное повышение производительности устройства за счет роста доли стоков, поступающих в зону обезвреживания в вице паров. Оборудование ванны 1 желобом 4 позволяет при прежних энергозатратах обеспечить более эффект1тное регулирование производитель- ности устройства по сравнению с анапогичHbiNf относительным возмещением на веЛ1ГЧ 1ну расхоца барботажного агента. 51О В высокотемпературной зоне топочной камеры 9 (-Ь 1100 ) токСЕРШые компоненты, входящие в состав паров и квп&ть стоков, подвергаются термическому рвзпоженшо с последующим образова1шем безвредных соединений. Продукты огневого обейвреживания сточных вод удаляются из топочной камеры 9 через выходное окно 11, последователь но тепло поверхностям нагрева установки. П р и м е р . В теплоиспользукяцей установке подвергаются огневому обезвреживанию сточные воды с концентрацией органических компонентов 0,08 кг/кг. Подающее устройство состоит из ванньз барботажа площадью 0,5 м , окруженной по периметру желобом, .внешние стеихда которого наклонены к горизонту под углом ЗО . Высота стенки барботажной ваннь равняется ОД 4 м, а доля свободного сечения отверстий решетки 0,04 м /м Скорость барботажного агента в ванне составляет 0,9 м/с, а его температура находится в. пределах 40-8О° С. В качестве топлива используют мазут. При начальной высоте слоя стоков в вбнне HO 0,05 м производительность устройства составляет 255 кг/ч. При 74 постепенном 5шешгченин высоты небарВотируемого слоя до величины Н, « 0,08 м 1фоизвоцительность устройства непрерывно изменяется до значения 310 кг/ч за счет плавного изменения вет5чш5ы зеркала испарения при прежней интенсивности барботажа. Увеличение начальной высоты стоков на 60% приводит к возрастанию производительности устройства на 21 - 23% в то время кш .соответствующее возмещение при увеличении скорости барботанса увеличивает щюизводительность на 8090%. Последнее не только снижает эконо-i; мичность (увеличиваются энергозатраты) к надежность (снижается температурный уровень в зоне обезвреживания) процесса, Но и не обеспечивает плавного регупироБа1«ш нагрузки установки по стокам в узком диапазоне регулирования производительности устройства. Использование предлагаемого устройства в сравнении с известным позволяет обеспечить плавкое и эффективное регулирование производительности устройства для бесфорсуночной подачи токсичных сточных BOD: в зону огневой обработки при номинальной нагрузке -теплриспользующей установки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, включающее топочную камеру, горелку, расположенную в поду камеры, барботажную ванну с решеткой и короб цля подачи газов рециркуляции, отличающееся тем, что, с целью обеспечения плавного и эффективного регулирования производительности, барботажная ванна снабжена сообщающимся с ней желобом, выполненным в вице усеченной : пирамиды с меньшим основанием, расположенным на уровне барботажной решетки, а большим - на уровне высоты барботажной ванны.