Устройство для сжигания жидких отходов Советский патент 1984 года по МПК F23G7/04 

САЭ С35 СО 4

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, содержащее ванну с барботажной решеткой и кольцевой цилиндрической обечайкой, форкамеру и подводящий короб вторичного воздуха, отличающееся тем, что, с целью обеспечения полноты огневой обработки отходов и устойчивости процесса при неравномерных нагрузках, оно снабжено размещенной в ванне барботажа поплавковой емкостью, соединенной с нижней кромкой обечайки, при этом диаметр обечайки составляет 1,1-1,2 диаметра форкамеры, а подводящий короб вторичного воздуха соединен с ванной. (Л Л7 -K-v

/ кшпкнжя Изобретение относится к устройствам для обезвреживания жидких технологических отходов огневым методом и может быть использовано в химической, нефтехимической, электротехнической промышленности и других отрас лях народного хозяйства, где образуются горючие отходы и необходим широкий диапазон измерения нагрузки. Известны устройства барботажного типа для бесфорсуночного сжигания жидких производственных отходов, содержащие ванну с барботажной решеткой и камеру сгорания с соплами вторичного воздуха, работающие по принципу распыливания веществ со свободной поверхности за счет продувания слоя жидкости газовым потоком l . Недостатком указанных устройств является невозможность глубокого регулирования производительности устройства, так как с изменением ско рости барботажа меняется не только величина нагрузки, но и высота газо- жидкостного слоя. В этом случае при повышенных нагрузках ухудшается полнота огневой обработки веществ за счет сокращения размеров сепарационной пред пламенной зоны (ухудшение распыливания отходов). При пониженных нагрузках уменьшение высоты газожидкостного слоя может вызвать пережог решетки, что снижает надежность устройств Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для сжигания жидких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и неподвижной кольцевой цилиндрической обечайкой, форкамерус подводящим воздуховодом и соплами вторичного воздуха. Кольцевая обечайка обеспечивает постоянство высоты газожидкостного слоя в ванне в широком диапазоне изменения нагрузки независиМО от начальной (небарботируемой) высоты слоя отходов и скорости барботажного агента 2 . Недостатком известного технического решения является невозможность эффективного бесфорсуночного сжигания жидких отходов в условиях широко го диапазона изменения нагрузки (30200%). Увеличение производительности горелочного устройства вьш1е 120-130% затруднительно из-за ограниченных ъоз можностей установленного вентилятора (по напору и расходу воздуха). Если же резерв по воздуху имеется, товозможен срыв факела за счет повышенных скоростей вторичного воздуха при постоянном сечении сопел (более 40 м/с), что нарушает работоспособность устройства. Уменьшение производительности известного устройства ниже 70-80% невозможно из-за уменьшения скорости вторичного дутья до значений ниже 20 м/с, что ухудшает смесеобразование в предпламенной зоне и, как следствие, снижает полноту огневой обработки отхода (ухудшение надежности процесса обезвреживания) . Цель изобретения - обеспечение полноты огневой обработки отходов и устойчивости процесса обезвреживания веществ при нагрузках, значительно отличающихся от номинальной, за счет изменения в зависимости от производительности устройства поперечного сечения кольцевого канала, через который вводится в зону, горения вторичный воздух. Указанная цель достигается тем, что устройство для сжигания жидких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и кольцевой цилиндрической обечайкой, форкамеру и подводящий короб вторичного воздуха, снабжено размещенной в ванне барботажа поплавковой емкостью, соединенной с нижней кромкой обечайки, при этом диаметр обечайки составляет 1,11,2 диаметра форкамеры, и подводящий короб вторичного воздуха соединен с ванной. Соединение цилиндрической обечайки с поплавковой емкостью позволяет в зависимости от начального уровня тходов изменять положение верхней границы газожидкостного слоя по отошению к нижней кромке форкамеры, как следствие, в зависимости от роизводительности устройства измеять сечение для ввода вторичного оздуха в зону горения. Соединение одводящего короба вторичного воздуа с ванной барботажа позволяет отазаться от специальных сопел вторичого воздуха и упростить конструкцию стройства. Диаметр форкамеры приниается меньше, чем диаметр обечайки ля улучшения смесеобразования в адслоевой зоне. На чертеже представлена конструкия устройства. 31 Устройство содержит ванну барботажа 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патрубком 3 и 4 соответственно для подачи жидких отходов и барботаленого агента (первичного воздуха). Внутри ванны свободно расположена кольцевая цилиндрическая обечайка 5, соединенная в нижней части с поплавковой емкостью 6. Устройство содержит подводящий короб 7 для подачи вторичного воздуха, который соединен с ванной барботажа 1. Над ванной барботажа 1 размещена форкамера 8 для организации процесса обезвреживания отходов, нижняя часть которой образует с цилиндрической обечайкой 5 кольцевой канал 9 для ввода вторичного воздуха в форкамеру 8. Для удаления продуктов сгорания из форкамеры 8служит амбразура 10 Устройство работает следующим образом. Жидкий горючий отход через патрубок 3 поступает в ванну барботажа 1 на поверхность распределительной барботажной решетки 2. Через патрубок 4 к барботажной решетке 2 подводится газообразный барботажный агент (первичный воздух). Так как кольцевая цилиндрическая обечайка 5 соединена с поплавковой емкостью 6, то при подаче жидких отходов в ванну 1 последние всплывают. При этом величина кольцевого канала 9 между верхней кромкой обечайки 5 и нижней гранью форкамеры 8 зависит от началь ной высоты отходов в ванне 1. В результате истечения первичного воздуха из отверстий барботажной решетки 2 внутри кольцевой цилиндрической обечайки 5 создается динамичный слой, высота которого зависит от начальной высоты слоя отходов. Высота кольцевой обечайки 5 принимается таким образом, чтобы независимо от интенсивности барботажа при изменении скорости первичного воздуха в поперечном сечении обечайки в широком диапазоне (0,3-1.,6 м/с) имел место устойчивый перелив части отходов с поверхности гаэожидкостного слоя через верхнюю кромку обечайки 5 в небарботируемый слой жидких отходов расположенных в ванне 1 по перифери поплавковой емкости 6. В результате прохождения барботаж ного агента через слой отходов повер ностные пузыри газожидкостного слоя 4 разрушаются и в надслоевую зону поступает отход в виде паров и капель. Вторичный воздух в количестве, необходимом по условию полноты обезвреживания веществ, через короб 7 подается в кольцевое пространство между стенкой ванны 1 и обечайкой 5. При этом уровень ввода вторичного воздуха располагается выше небарботируемого уровня отходов. Таким образом, вторичный воздух к фронту горения поступает через кольцевой канал 9 между верхней кромкой обечайки 5 (верхней границей двухфазнрго слоя) и нижней гранью форкамеры 8. Ширина кольцевого канала 9 зависит от величины производительности устройства и регулируется за счет высоты начального (небарботируемого) слоя отхода так, чтобы скорость истечения вторичного воздуха из кольцевого канала 9 составляла 25-30 м/с по условию интенсивного смесеобразования в предпламенной зоне и обеспечения высокой полноты сгорания веществ. Отход, вынесенный из слоя барботажным агентом в виде капель и паров, в потоке вторичного воздуха подвергается огневому обезвреживанию в форкамере 8. Продукты сгорания из .форкамеры 8 удаляются через амбразуру 10. Изменение производительности устройства в широком диапазоне регулирования нагрузки (30-200%) осуществляют за счет изменения расхода первичного воздуха (изменения скорости барботажа в пределах 0,3-1,6 м/с). При повышенных нагрузках (150-200%) с увеличением расхода вторичного воздуха одновременно увеличивают ширину кольцевого канала 9 за счет уменьшения начальной высоты слоя и соответствующего опускания плавающей кольцевой обечайки 5. При пониенной производительности устройства (30-60%) с уменьшением расхода втоичного воздуха одновременно уменьша- . т ширину кольцевого канала 9 путем овьш1еНия начальной высоты слоя отодов в ванне 1 и соответствующего спьшивания кольцевой обечайки 5. аким образом, в зависимости от нагрузки с изменением расхода вторичного воздуха в широком,диапазоне дновременно осуществляется регулиование поперечного сечения канала 9 ля ввода вторичного воздуха в зону горения, что во всех режимах позволяет поддерживать скорость вторичного дутья на оптимальном по условию горения уровне (25-30 м/с).

По условию эффективности работы с целью обеспечения полноты огневой обработки отхода и устойчивости процесса оптимальное отношение диаметра обечайки к диаметру.форкамеры .составляет 1,1-1,2. При уменьшении этого отношения менее 1,1 и постоянном диаметре форкамеры обечайка значительно отстоит от стенки ванны барботажа, что для регулирования скорости истечения вторичного воздуха из кольцевого канала требует значительного изменения начальной высоты слоя отходов. Кроме того, появляется возможность неравномерного ввода вторичного воздуха из-за возможного смещения плавающей обечайки относительно своего центрального (осевого) положения. Недостатком также является устранение эффекта поперечного воздействия потока вторичного воздуха на первичную топливо-воздушную смесь что ухудшает качество процесса обезвреживания из-за плохого смесеобразования и снижает производительность устройства.

При увеличении отношения вьше- 1,2 в условиях постоянного диаметра форкамеры корпус обечайки приближается к стенке ванны барботажа, что ухудшает распределение вторичного воздуха вокруг обечайки и способствует неравномерности ввода вторичного воздуха в зону горения. Кроме того, вторичный воздух начинает поступать к фронту горения вблизи поверхности газожидкостного слоя, чтоухудшает сепарационный эффект надслоевой зоны и приводит к выносу в зону горения относительно крупных капель отхода и соответствующий механический недожог (снижение надежности работы). Недостатком является увеличение габаритов ванны и соответствующий рост капитальных затрат.

Конструкция устройства в сравнении с базовым обьектом (прототип) применительно к теплоиспользующей установке позволяет обеспечить высокую полноту огневой обработки жидких горючих отходов при необходимой устойчивости процесса сжигания токсичных веществ и нагрузках, значительно отличающихся от номинальной.