Способ огневого обезвреживания жидких горючих отходов Советский патент 1984 года по МПК F23G7/04 

САЭ О)

00

сл Изобретение относится к способам огневой обработки жидких высококалорийных отходов и может быть использо вано на предприятиях химической, неф техимической, электротехнической промьшшенности и других отраслей производства, где образуются коксующиеся отходы с высококипящими органическими компонентами и имеются теплоиспользующие установки с камерным сжиганием топлива. Известен бесфорсуночный .способ огневого обезвреживания жидких отходов, включающий подачу жидких отходов в слой с одновременным продуванием газообразным барботажным агентом, слоевое распыливание веществ с последующим сжиганием в потоке вторичного воздуха и удаление продуктов обезвреживания ЛНедостатком этого способа является коксование в зоне барботажа при обезвреживании жидких горючих отходов с высококипящими компонентами, что требует периодического останова для соответствующего ремонта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ огнево го обезвреживания жидких отходов, включакяций подачу жидких отходов в слой, подвод под слой барботажного агента, распределение его по всему сечению слоя с последующим продуванием объема отходов, равномерную подачу отходов с поверхности слоя в зону обезвреживания и сжигание в потоке вторичного воздуха. Периодическое прекращение подачи отходов и последующее продувание предпламенной зоны дополнительным количеством первичного воздуха позволяет осуществлять механическое удаление коксовых наростов в области йодачи вторичного воздуха в результате воздействия на них кипящего слоя шаров, являющегося составным элементом равномерного распределения барботажного агента 2J Недостатком известного технического решения является сложность технологического процесса обезвреживания коксующихся отходов: периодическая работа в две стадии (стадия непосредственного обезвреживания отходов и стадия раскоксовьшания наделоевой зоны), Организация процесса в две стадии нарушает тепловъй режим в камере сгорания, так как при раскоксовывании подача отхода прекращается (снижается тепловьщеление) и одновременно за счет продувки увеличивается коэффициент избытка воздуха в зоне горения. Отмеченное не позволяет применять указанный способ для сжигания вторичных энергоресурсов в теплоиспользующей установке с заданным графиком нагрузки. Кроме того, усложняется конструктивная организация процесса (сложность элементов горелки) и его обслуживание, что снижает надежность в целом. Наличие дополнительных энергозатрат снижает экономичность процесса. Цель изобретения - повышение надежности обезвреживания коксующихся отходов при сохранении производительности процесса. Это обеспечивается изменением условий генерации и транспорта капель, отхода в зону горения в центральной области газожидкостного слоя по отношению к его периферийной части. Процесс организуют таким образом, чтобы по мере движения от центра слоя к его краю уменьшилась как стартовая скорость капель, так и доля крупных капель в брызгоуносе, являющихся источником коксования. Цель достигается тем, что согласно способу огневого обезвреживания жидких горючих отходов, включающему подачу отходов в слой, подвод под слой барботажного агента, распределение его по всему сечению слоя с последующим продуванием объема отходов, равномерную подачу отходов с поверхности слоя в зону обезвреживания и сжигание в потоке вторичного воздуха, осуществляют неравномерное по сечению барботирование слоя, при этом локальное значение скорости барботажа изменяют от 0,1-0,5 м/с у границы слоя до 2,0 м/с в его центре. Неравномерное барботирование слоя отходов первичным воздухом при изменении локального значения скорости барботажа от 0,1 м/с у границы слоя до 2,0 м/с в его центре снижает локальную производительность слоя у его границы за счет уменьшения интенсивности барботажа. Повьщ1ение производительности в центральной части за счет непрерывного увеличения расхода барботажного агента обеспечивает сохранение значения средней производительности слоя на прежнем уровне. Способ осуществляется следующим образом. Жидкий отход подают в слой на поверхность распределительной решетки а под решетку подают барботажный агент (первичный воздух). Общий расход барботажного агента, продуваемого через слой, принимают из условия исключения утечки жидких компонентов в поток первичного воздуха. Для этого выполняют решетку с непрерывно изменяющейся долей свободного сечения отверстий (максимальной в центре слоя и минимальной - по его краям) при обеспечении скорости истечения первичного воздуха из отверстий решетки не ниже 10 м/с. Изменение доли свободного сечения отверстий решетки осуществляют таким Образом, чтобы при постоянной скорое ти истечения газа из отверстий решет ки обеспечивалось постепенное непрерывное изменение локальной скорости барботажа на поверхности слоя от О у его границы до 2,0 м/с в центре слоя. Это изменение может быть дости нуто также за счет позонной подачи первичного воздуха при постоянной для всей решетки доли свободного сечения отверстий. В результате барботирования газом объема жидкости в условиях постоянной начальной высоты слоя имеет мест непрерывное изменение гидродинамичес кого режима газожидкостной системы: переход от барботажного режима у границы слоя к режиму динамической турбулизированной пены в его центре. Таким образом, при постепенном переходе от центра к краю слоя изменяется и удельная производительность сло по .брызгоуносу от 0,45-0,65 до 0,1 ). Данное изменение производительности бесфорсуночного распыливания веществ обусловлено зависимостью от скорости барботажа частоты разрушения поверхностных пузырей, и как следствие, количеством капель, генерированных слоем в единицу времени. Кроме того, скорость барботажа влияет на дисперсный состав выносимых из слоя капель и условия их сепарации в предпламенной зоне. При слабой интенсивности барбо тажа у границы слоя 0,1-0,5 м/с в 30

ну -горения поступают мелкодисперсные капли, которые проходят высокую тепловую подготовку в надслоевом пространрывного изменения локального значения скорости барботажа от 0,3 м/с у границы слоя до 2,0 м/с в его центстве и не представляют опасности с точки зрения коксования подготовительной зоны. Числовая доля-крупнодисперсных капель в данном режиме незначительна. К тому же малая стартовая скорость крупнодисперсных капель и низкая скорость барботажа способствуют их сепарации и исключают контакт этих капель с ограждающими предпламенную зону поверхностями, что предупреждает их коксование. При высокой интенсивности барботажа в центральной области слоя доля образования крупнодисперсных капель в общем,брызгоуносе увеличивается и улучшаются условия их транспорта в зону обезвреживания, что способствует повышению локальной производительности слоя. Отдаленное расположение координат точек генерации капель от границ слоя позволяет использовать периферийные области слоя в качестве заш 1тной зоны для возможной сепарации части крупнодисперсных капель, выходящих в момент разрушения пузырей в направлении ограждающих предпламенную зону поверхностей. В этом случае крупные капли, не успевая пройти предпламенную разгонку, падают обратно в слой, не достигнув ограждающих поверхностей. Таким образом, к фронту горения барботажным агентом подаются мелкодисперсные капли с поверхности всего слоя и основная часть крупнодисперсных капель из центральной области слоя, не представляющих опасности с точки зрения коксования. Диспергированные капли отхода, а также их пары поступают в зону горения и подвергаются огневой обработке в потоке вторичного воздуха. Образовавшиеся продукты сгорания удаляются за пределы зоны обезвреживания. Пример. На огневую обработку в барботажное устройство с расходом В 0,041 кг/с поступает жид- . кий коксующийся отход, содержащий высококипяцще фракции. Плотность отхода 890 кг/м, а теплота сгорания 37,5 . Отход в слой поступает с температурой 15-20°С. За счет регулятора уровня начальная высота слоя отходов в ванне поддерживается в пределах 0,05-0,07 м. Для непрере доля свободного сечения отверстий диаметром 0,003 м изменяется от 3% у границы слоя до 20% в его центре.. Таким образом, осуществляется изменение гидродинамического режима газожидкостной системы при постепенном удалении от центра к границе слоя и меняются условия генерации капель (дисперсного состава) и их транспорта с поверхности слоя в зону горения При вводе вторичного возд5гха со скоростью 25-28 м/с и коэффициенте расхода воздуха 1,05-1,1 капли и пары отхода подвергаются огневой обработке при средней нагрузке слоя 0,26 кг/(м2.с) без образования коксовых наростов в пределах сепарацион- ного пространства и сопел вторичного воздуха.

Увеличение скорости барботажного агента в центре слоя выше 2,0 м/с снижает полноту огневой обработки веществ вследствие механического недожога в результате ухудшения распыливания веществ и условий сепарации крупнодисперсных капель. Кроме того, создаются благоприятные условия для наброса этих капель на стенки сепарационной зоны, что является причиной коксования и нарушает надежность процесса. Увеличение скорости барботажа выше 2,0 м/с при прежнем расходе барботажного агента уменьшает скорость истечения первичного воздуха из отверстий барботажной решетки по ее периферийной части что создает вероятность утечки отхода через отверстия решетки в короб первичного воздуха и нарушает надежность процесса. Уменьшение скорости барботажа.в центре слоя ниже 2,0 м/с снижает удельную производительность слоя и требует увеличения габаритов обезвреживающего устройства при сохранении его прежней производительности (повышение капитальных затрат) Увеличение скорости барботажного агента у границы слоя выше 0,5 создает условия для генерации крупных капель у границы слоя и способствует коксованию предпламеиной зоны.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с базовым объектом (прототипом) позволяет повысить надежность огневого обезвреживания жидких коксующих отходов при сохранении прежней производительности процесса в условиях сжигания отходов в качестве вторичных энергоресурсов в котлоагрегатах.

СПОСОБ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ, включающий подачу отходов в слон, подвод под слой барботажного агента, распределение его по всему сечению слоя с последующим продуванием объема отходов, равномерную подачу отходов с поверхности слоя в зону обезвреживания и сжигание в потоке вторичного воздуха, отличающийс я тем, что, с целью повьшения надежности обезвреживания коксующихся отходов при сохранении производительности процесса, осуществляют неравномерное по сечению барботирование слоя, при этом локальное значе- S9 ние скорости барботажа изменяют от f/ 0,1-0,5 м/с у границы слоя до 2,0 м/с |м/ в его центре.