Способ сжигания отходов и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК F23G7/00 

2. Устройство для сжигания отходов, содержащее вертикальную цилиндрическую камеру сгорания, с пережимом, установленные аксиально в камере сгорания и направленные одно навстречу другому сопла для ввода смесей отходов с воздухом, тангенциально расположенные устройства для подачи вторичного воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности

сжигания крупнодисперсных отходов, верхнее сопло расположено ниже устройства для подачи вторичного воздуха и установлено с возможностью вертикального перемещения в пределах нижней части камеры сгорания, выполненной конической, а нижнее сопло у.становлено в вершине конической 4асти камеры сгорания.

Изобретение относится к способам и устройствам для термического обезвреживания отходов и может быть использовано в тех отраслях промышленности, где образуются отходы с высоким содержанием органических веществ, а также для сжигания малозольных топлив. Известен способ сжигания отходов, вклю.чающий ввод отходов в закрученный поток продуктов сгорания, термообработку отходов с разделением их на мелкие и крупные фракции и последующую дообработку крупных фракций в псевдоожиженном слое 1. Известно устройство для осуществления способа сжигания отходов, содержащее вертикальную цилиндрическую камеру с соосно расположенной конической камерой псевдоожижения, устройство для отвода дымовых газов, тангенциально расположенные горелочные устройства и воздушные сопла и устройство для подачи отходов 2. Недостатком данных способа и устройства является низкая эффективность сжигания отходов, имеющих неоднородный гранулометрический состав, за счет уноса мелкодисперсной фракции отходящим потоком газов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сжигания отходов, включающий подачу отходов (топлива) вертикальными соосными потоками навстречу, друг другу, подачу вторичного воздуха в виде закрученного потока, термообработку отходов и отвод продуктов сгорания 3. Устройство, в котором осуществляется способ, содержит цилиндрическую камеру сгорания с пережимом, устройство для подачи топлива, тангенциально расположенные сопла для подачи воздуха, расположенные аксиально цилиндрической камере, и направленные навстречу друг другу распыливающие устройства 3. Недостатком известных способа и устройства является повыщенный механический недожог при сжигании крупнодисперсных отходов вследствие расположения сопел для ввода вторичного воздуха между устройствами для распыливания отходов, что ведет к повышенному выносу частиц отходов из зоны столкновения распыленных потоков за счет центробежного эффекта. Цель изобретения - повышение эффективности сжигания крупнодисперсных отходов. Указанная цель достигается тем, что со гласно способу сЯсигания отходов, включающему подачу отходов вертикальными соосными потоками навстречу друг другу, подачу вторичного воздуха в виде закрученного потока, термообработку отходов и отвод продуктов сгорания, потоки смесей отходов с воздухом подают таким образом, чтобы зона их столкновения была расположена ниже зоны коаксиального закрученного газового потока, при этом скорость ввода нижнего вертикального потока поддерживают выше скорости витания наиболее крупных частиц отходов, а скорость потока газов, отходящих из зоны столкновения, уменьшают по мере приближения к зоне закрученного газового потока. В устройстве для сжигания отходов, содержащем вертикальную цилиндрическую камеру сгорания с пережимом, установленные аксиально в камере сгорания и направленные навстречу друг другу сопла для ввода смесей отходов с воздухом, тангенциально расположенные устройства для подачи вторичного воздуха, верхнее сопло расположено ниже устройства для подачи вторичного воздуха и установлено с возможностью вертикального перемещения в пределах нижней части камеры сгорания, выполненной конической, а нижнее сопло установлено в вершине конической части камеры сгорания. Зона столкновения потоков смесей отходов (топлива) с воздухом, размещенная ниже зоны коаксиального закрученного газового потока, снижает вынос частиц отходов из соударяющихся потоков, что повышает полноту выгорания отходов. Уменьшение скорости потока газов при переходе от одной зоны к другой позволяет организовать возвратно-поступательное движение крупных частиц отходов в соударяющихся потоках и предотвратить их вынос из зоны интенсивной обработки, чем также повышается полнота выгорания отходов. Поддержание скорости ввода нижнего потока смеси отходов (топлива) с воздухом выше скорости витания наиболее крупных частиц отходов позволяет исключить оседание частиц отходов (размером до нескольких миллиметров) в нижней части камеры сгорания и интенсифицировать их обдув в соударяюш.ихся потоках, чем достигается более эффективное сжигание крупнодисперсных отходов. Расположение устройства для подачи вторичного воздуха выше верхнего сопла для ввода смеси отходов с воздухом позволяет ограничить вынос частиц отходов из зоны столкновения потоков смесей отходов с воздухом и обеспечить интенсивное перемешивание газовоздушных потоков на выходе из камеры сгорания, а также организовать улавливание несгораюших частиц отходов. Размещение нижнего сопла для смеси отходов с воздухом (при необходи мости и с топливом) в вершине конической части позволяет получить симметричный восходящий газовый поток, препятствующий образованию застойньгх зон и оседанию частиц отходов в нижней части камеры сгорания, а размещение верхнего сопла для ввода смеси отходов с воздухом в пределах конической части камеры сгорания позволяет исключить унос частиц из осевой зоны и преждевременную сепарацию крупных частиц отходов на стенках цилиндрической части камеры сгорания под действием закрученного газового потока. Возможность вертикального перемещения верхнего сопла позволяет при изменении производительности и изменении дисперсного состава отходов подбором расстояния между соплами организовать интенсивный обдув частиц в соударяющихся газовоздушных струях. На чертеже представлено устройство дл,я сжигания отходов. Устройство для сжигания отходов содержит вертикальную цилиндрическую камеру 1 сгорания, выполненную в нижней части в виде конуса 2, оснащенную аксиально направленными навстречу друг другу соплами 3 и 4 для ввода смесей отходов с воздухом (при необходимости и с топливом). Сопло 3 установлено в пределах конуса 2 с возможностью вертикального перемеще-, ния, а сопло 4 установлено в вершине конуса 2. Камера i сгорания снабжена устройствами 5 для подачи вторичного воздуха, установленными тангенциально к окружности диаметром, равным 0,5-0,7 внутреннего диаметра камеры. В верхней части камеры 1 сгорания выполнен пережим 6, через который удаляют продукты сгорания. Устройство работает следующим образом. В камеру 1 сгорания через сопло 4 подают аксиально топливовоздушную смесь со скоростью 70 м/с и тангенциально - вторичный воздух через устройство 5. Через сопло 3 аксиально навстречу потоку топливовоздушной смеси подают воздух. Топливо воспламеняют и прогревают камеру сгорания- до температуры 700-800°С затем через сопло 3 в камеру сгорания подают поток смеси отходов с воздухом навстречу потоку топливовоздушной смеси и продуктов сгорания. Объем и скорость подачи топливовоздушной смеси через сопло 4 поддерживают равными или близкими объему и скорости подачи смеси отходов с воздухом через сопло 3. Вторичный воздух со скоростью 80 м/с подают в виде коаксиального закрученного потока таким образом, чтобы зона столкновения встречных потоков смесей отходов с возду ом и топливом располагалась ниже зоны коаксиального закрученного потока, что снижает вынос частиц отходов из соударяющихся потоков за счет центробежного .эффекта. Скорость потока газов, отходящих из зоны столкновения, уменьшают до 0,8 м/с. При указанной скорости из зоны столкновения встречных потоков выносятся частицы отходов с размером менее 200мкм, которые догорают в зоне коаксиального закрученного газового потока. Так как скорость подачи нижнего потока топливовоздушной смеси (70 м/с) больше скорости витания (28 м/с) наиболее крупных частиц отходов, то тем самым исключено оседание частиц отходов в нижней части камеры сгорания и интенсифицирован их обдув в соударяющихся потоках. Основная масса отходов выгорает в зоне соударения потоков. Полноту выгорания обеспечивают удержанием частиц отходов в камере сгорания за счет сил тяжести и инерционных сил, возникающих под действием потоков смесей отходов с воздухом и топлива с воздухом, а также под действием закрученного потока вторичного воздуха, поступающего через устройства 5, и интенсивным перемешиванием продуктов горения вихревым потоком вторичного воздуха. Возможность вертикального перемещения сопла 3 расширяет пределы регулирования по производительности устройства и дисперсному составу сжигаемых расходов. Скорость отвода продуктов горения отходов поддерживают равной или близкой к скорости витания частиц, которые могут догореть в закрученном газовом потоке.

Продукты сгорания удаляют из камеры через пережим 6.

Температуру продуктов сгорания на выходе из камеры поддерживают в пределах 850-950°С за счет соответствующего расходу топлива, подаваемого через сопло 4. Использование изобретения обеспечивает высокую эффективность сжигания крупнодисперсных отходов за счет ограничения выноса частиц отходов из соударяющихся

потоков, обеспечения интенсивного перемещивания газовоздушных потоков и отсутствия застойных зон, исключения преждевременной сепарации крупных частиц отходов на стенках камеры сгорания, а также улавливания несгоревших частиц отходов, что в конечном счете повышает эффективность сжигания отходов и тем самым снижает уровень загрязнения окружающей среды продуктами неполного сгорания отходов (величина механического и химического недожога в продуктах сгорания составляет менее 1°/о)-.