Устройство для огневой обработки сульфатсодержащих отходов Советский патент 1984 года по МПК F23G7/04 

Изобретение относится к устройствам обезвреживания отходов и может быть ислользовано в химической, нефт xи в чecкoй, лесохимической и других отраслях проиьшшенности, имеющих отходи, содержащие сульфат натрия. Известны устройства для огневой обработки сульфатсодержащих отходов с восстановлением сульфата натрия в сульфид натрия, содержащие циклонную камеру и копильник с леткой и перегородкой СП. Однако при обработке серойодержа щей шихты химическое тепло восстановительных газов в известных устро ствах не используется и эти газы до жигаются на стороне без пользы для процесса. Известно также устройство, содер жащее циклонную камеру для огневой обработки сульфатсодержащих отходов и вращающийся копильник для восстан ления сульфата в сульфид L21 и СЗ. Недостаток такого устройства, также как и предьщущего - невозможность использования всего количеств химического тепла восстановителя (угля) внутри процесса. Кроме того, рассматриваемое устройство не позволяет проводить восстановление газовым восстановителем что более удобно с точки зрения дал нейшей обработки сульфида, так как не требуется очистка полученного сульфида от угольных частиц. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее циклонную.камеру обеэврёживания отходов (загрязненный твердый сульфат или загрязненные сульфатсодержащие сточные воды) с леткой для вывода расплава сульфата натрия генератор восстановительного газа, восстановительную шахту с инертной насадкой и леткой для вывода расплава сульфида натрия С4. Отработанный восстановительный газ, содержащий значительное количество горючих компонентов, смешивается с продуктами горения из циклонной камеры и выводится вместе с ними за пределы устройства. Существенным недостатком данного устройства является то, что химическое тепло восстановительного газа содержащее до 50% горючих составляющих, не используется внутри устройст ва, а для плавления сульфата и уничтожения загрязнений расходуется целевое топливо, подаваемое через горелочные устройства циклонной камеры. Кроме того, недостатками устройства являются неравномерное распределение расплава сульфата по насадке восстановительной шахты вследствие центральной подачи расплава на насадку и неравномерный прогрев массивной иялиндрической насадки, что снижает удельную нагрузку насадки и соответственно уменьшает производительность устройства. Цель изобретения - повьш1ение эффективности, экономия топлива за счет использования химического тепла, восстановительного газа внутри устройства и увеличение производительности за счет равномерного распределения расплава сульфата натрия по насадке в восстановительной шахте и равномерного прогрева насадки. Цель достигается тем, что устройство, содержащее циклонную камеру с леткой для вывода расплава сульфата натрия, генератор восстановительного газа, восстановительную шахту с инертной насадкой и леткой для вывода расплава сульфида натрия,снабжено камерой окисления, расположенной коаксиально циклонной камере, генератор восстановительного газа расположен по оси устройства, а восстановительная шахта выполнена в виде кольцевой полости коаксиальной генератору восстановительного газа, и соединена с последним в нижней части, а в верхней - с камерой окисления вертикальными каналами, разделенными перегородками и направленными тангенциально внутренней поверхности циклонной камеры и летками для вывода расплава сульфата, количество которых соответствует количеству вертикальных каналов. При этом летки расположены над перегородкаю, разделяющими верти- . кальные каналы. На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2- разрез А-А на фиг.1. Устройство состоит из циклонной камеры 1 с .приспособлением 2 для ввода отходов и отверстием 3 для выхода дымовых газов, камеры окисления 4, соединенной с циклонной камерой каналами 5, имеющей сопла 6 для ввода окислителя, леток 7 для

выпуска расплава сульфата, вертикальных каналов 8, соединяющих камеру окисления с восстановительной шахтой 9, которая заполнена инертной насадкой 10, перегородок 11 мел вертикальными каналами, генератора. 12 восстановительного газа, сообщающегося с восстановительной шахтой и леткой 13 для выпуска расплава сульфида.

Устройство работает следующим образом.

Сульфатсодержащие отходы через приспособления 2 вводятся в циклонную камеру, -где в вихревом потоке высокотемпературных газов примеси выгорают, а сульфат натрия плавится и Стекает по стенам камеры в летки 7, расположенные таким образом, чтобы расплав поступал на перегородки 11 меяаду вер.тикальными каналами 8, а с перегородок по их периметру - в восстановительную шахту 9. На инертной насадке 10, заполняющей восстановительную шахту происходит взаимодействие сульфата натрия с восстановительным газом, поступающим в насадку противоточно из генератора12. В результате взаимодействия сульфат натрия восстанавливается Б сульфид натрия, который в расплавленном виде выпускают через летку 13. ВосстановИ|тельный газ в процессе восстановления теряет часть горючих коьшонентов (часть водорода и окиси углерода) , однако обладает значительными xи в чecким и физическим тепловыми потенциалами. Пройдя насадку 10, отработанньй восстановительньй газ дожигается в камере окисления 4 за счет подачи туда окислителя (воздуха или кислорода) через сопла 6. Полученные высокотемпературные продукты сгорания по каналам 5 поступают в циклонную камеру 1, где за счет их тепла происходит процесс обезвреживания отходов - сгорание примесей, испарение влаги, плавки сульфата натрия. Через выходное отверстие 3 продукты сгорания покидают устройство.

Наличие камеры окисления, сообщающейся одновременно с восстановительной шахтой вертикальными каналами и с циклонной камерой каналами, направленными по касательной к окружности последней, дает возможность использовать химическое и физическое тепло обработавших восстановительных газов, превратить их в источник тепла и вихревого движения в циклонной камере, что

приводит к экономии топлива по сравнению с принятым прототипом, где на обезвреживание и восстановление подают отдельные потоки топлива. Расположение леток дгя вывода расплава сульфата натрия над перегородками меязду вертикальными каналами позволяет расплаву сульфата равномерно распределиться по насадке восстановительной шахты, что повышает

удельньй съем продукта с насадки и увеличивает тем самым производительность устройства. Этой же цели служит кольцевое расположение насадки вокруг генератора восстановительного

газа - объем насадки, заключенный в кольцевой полости, граничащей с нагретой стеной генератора восстановительного газа, равномерно прогревается, что предотвращает возникновение переохлажденных зон и застывание расплава сульфида в отдельных участках насадки.

Конструкция устройства позволяет при подаче в циклонную камеру сухого загрязненного сульфата натрия экономить 100% топлива, требующегося на плавление сульфата и дожигание вредных примесей. При подаче загрязненных растворов сульфата натрия экономия топлива составляет 20-30% в зависимости от содержания органических примесей в отходе,

Продукты горения топлива про ходят весь тракт установки, включая и восстановительную шахту, таким образом это позволяет создать в восстановительной шахте четырехкратньй

избыток восстановителя над стехиометрическим и тем способствует интенсивному протеканию реакции восстановления сульфата и увеличивает выход целевого продукта - сульфида натрия.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОЙ ОБРАБОТКИ СУЛЬФАТСОДЕРЖАВДХ ОТХОДОВ, содержащее циклонную камеру с леткой для вьюода ра сплава сульфата натрия, генератор восстановительного газа, восстановительную шахту с инертной насадкой и леткой для вьшода расплава сульфида натрия, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, оно снабжено камерой окисления, расположенной коаксиально циклонной камере, генератор восстановительного газа расположен по оси устройства, а восстановительная шахта вьтолнена в виде кольцевой полости, коаксиальной генератору восстановительного газа, и соединена с последним в нижней части, а в верхней - с камерой окисления вертикальными каналами, разделенными перегородками и направленными танген1щально внутренней поверхности циклонной камеры и летками для вывода g расплава сульфата, количество которых (Л соответствует количеству вертикальных каналов. 2. Устройство по п.1, о т л ичающ.ееся тем, что летки для вывода расплава сульфата натрия расположены под перегородками, разделяющими вертикальные каналы.