Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов Советский патент 1985 года по МПК F23G7/04 

1 Изобретение относится к устройствам обезвреживания жидких технологических отходов огиевым методом и может быть использовано в химической, нефтехимической промьшшенности в промышленной энергетике и в других отраслях народного хозяйства, где образуются горючие отходы и необходим широкий диапазон изменения нагрузки теплоиспользукицей установки Известны устройства барбрталсного типа, для бесфорсуночного (слоевого сжихания жидких производственньпк отходов содержащее ванну с барботаж ной решеткой и камеру сг.орания с cou лом вторичного воздуха, работают по принципу распылйвания веществ со свободной поверхности за счет продувания слоя жвдкости газовым потоком l .. Недостатком данных устройств является невозможность глубокого регулирования производительности устройства. При неизмедаом количестве барботажных отверстий в распределительной решетке увеличение нагрузки устройства выше номинального значения осуществляется за счет повьшения расхода барботажного агента, что влечет за собой повышение сопротивле ния ванны барботажа (снижается эконо мичность ). Кроме того, за счет увели чения скорости истечения воздуха из барботажных отверстий ухудшается качество брызгоуноса из слоя в зону горения, что снижает надежность обез вреживания веществ. Уменьшение произ водительности устройства ниже номинальной величины невозможно по причине провала отхода через отверстия решетки, что.нарушает работоспособность устройства. Известно барботаяяое устройство для обезврежив ия отходов, снабженное решеткой с отверстиянН, выполнен ными в виде щелей, которые могут перекрываться сдвигающейся полосой, оборудованной специальными окнами 2 Недостатком этого устройства явля ется сложность управления работой при частом изменении режимов подачи отходов в зону горения за бесфорсуночного распылйвания веществ. При глубоком регулировании нагрузки и соответствующем изменении расхода барботажного агента необходимо одновременное изменение доли свободного сечения отверстий барботалоной ре68шетки. При этом в случае частых колЪбаний нагрузки требуется пропорциональное расходу барботажного агента открытие или прикрытие части отверстий на заданную нагрузкой величину, что является сложным в условиях длительной эксплуатации устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов, содержащее камеру сгорания с соплами вторичного воздуха, ванну барботажа с распределительной решеткой, в отверстия которой равномерно вставлены одинаковые по форме и размеру вкладьшш-. Наличие вкладьш1ей защищает барботажные отверстия от загрязнений механическими примесями и позволяет быстро ремонтировать решетку З . Недостатками известного технического решения являются надежная работа вкладышей лишь в узких пределах регулирования () и невозможность регулирования производительности в широком диапазоне изменения нагрузки (ЗО 190%I Уменьшение производительности устройства ниже 80% от номинального значения невозможно из-за закрытия барботажных отверстий вкладышами в результате уменьшения кинетической знергии барботажного агента при прохождении через распределительную решетку. С увеличением производительности устройства выше 120% необ ходимо увеличить расход барботажного агента и соответственно скорость истечения первичного воздуха через отверстия распределительной решетки при неизменной доли живого сечения барботера. Повышенные скорости истечения барботажного агента из отверстий решетки являются источником возникновения глубокого брызгоуноса и наличия в нем повышенной доли крупнодисперсных капель, ухудшакщих Надежность обезвреживания токсичных веществ. Цель изобретения - обеспечение регулирования производительности устройства в широком диапазоне изменения нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для огневого обезвреживания жидких отходовj содержащем ванну барботажа с распределительной решеткой с вкладышами в ввде цилиндра с плоскими головками, камеру сгорания с соплами вторичного воздуха, каждый вкладыш выполнен в виде сво- ; боДНО:вставленных один в другой цилиндров , причем внешний диаметр головки каждого последующего цилиндра больше внутреннего диаметра каждого предьодущего цилиндра.

Регулирование осуществляется путем самопроизвольного изменения доли живого сечения отверстий (кольцевых щелей.) распределительной решетки в зависимости от требуемой производительности устройства и от соответствующего расхода барботажного агента (первичного воздуха),

С увеличением нагрузки (скорости барботажа) доля свободного сечения отверстий увеличивается, а с уменьшением нагрузки уменьшается скорость барботажа при одновременном снижении доли свободного сечения отверстий. При этом, независимо от величины нагрузки (от расхода барботажного агента) за счет соответствующего изменения доли свободного сечения отверстий, скорость истечения первичного воздуха из барбртажных отверстий находится на оптимальном уровне (1015,0 M/q),предотвращающем утечку жидкого отхода через решетку и ограничивающем неэффективный брызгоунос, из ванны в камеру сгорания.

С установкой вкладышей, соосно расположенных один в другом, обеспечивается ступенчатое включение в работу (по частям) каналов для истечения барботажного агента в газо яащкостный слой,дзаполняющий ванну. С постепенным увеличением расхода барботажного агента обеспечивается поочередное открытие кольцевых щелей решетки для истечения первичного Q воздуха. Между смеляьми вкладьш1ами имеются заз10ры для прохождения первичного воздуха и регулирования вкла дышей на изменение расхода барботаж кого агента. Головки вкладышей необходимы для закрытия части щелей при последовательном уменьшении нагрузки (расходе первичного воздуха ).

На чертеже изображена конструкция устройства.

Устройство содержит ванну 1, ограниченную вертикальными стенами 2 и ПЛОСКИМ дном 3 с отверстием. Через стену 2 в ванну 1 введен патрубок 4 для подачи жидких отходов. Ко дну 3 ванны 1 присоединен патрубок 5 для

подачи барботажного агента (первичного воздуха).

Устройство также содержит стабш1изирукяцую вставку 6, установленную . внутри ванны 1 на ее дне 3, свободно вставленные соосно один в другом вкладьш1и,7-9 с головками, установленные в отверстии дна 3 ванны 1,при-. соединенную к ванне 1 камеру 10 сгорания, которая снабжена по боковым сторонам воздушным коробом 11 и соплами 12 для подачи вторичного воздуг ха и в верхней части отверстием 13 для удаления продуктов сгорания.

Устройство работает следующим образом.,

Через патрубок 4 в ванну 1 на поверхность дна 3 поступает жидкий горючий отход. Через патрубок 5 под дно 3 ванны 1 подводится газообразный барботажный агент (первичный воздух/, Начальную высоту слоя отходов в ванне принимают таким образом, чтобы при минимальной скорости барботажа, соо.тветствукяцей нижнему предельному значению нагрузки, обеспечивался устойчивый перелив части отходов с поверхности газожидкостного слоя через верхнюю кро14су стабилизирующей вставки 6 .в небарботируемую часть ванны. Расход барботажного агента через патрубок 5 выбирают..из условия обеспечения изменения скорости барботажа на поверхности слоя в преде-лах 0,3-2,0 м/с.

При низкой относительной нагрузке (50-80%) расход барботажного агента устанавливают на уровне, обеспечивающем скорость барботажа на поверхности слоя порядка 0,4-0,7 м/с. В этом случае статический напор, первичного воздуха под плоским дном 3 минимальное значение. В этом случае два нижние вкладыша (7 и 8J прижаты один к другому и к основанию ванны (дну 3) . При этом арботажный агент проходит в слой через кольцевую щель между верхним 9 и средним 8 вкладышами, поддерживая верхний вкладыш 9 во : взвешенном состоянии. Зазор между головками вкладышей 8 и 9 устанавливается самопроизвольно из условия предотвращения утечки жидкого отхода через кольцевую щель под дном 3, а скорость истечения барботажного агента из кольцевой щели устанавливается в пределах 10-15 м/с. В результате прохождения барботажного агента через слой отходов внутри стабшшзирующей вставки 6 создается динамичный газожидкостный слой, высота которого, независимо от нагрузки, ограничивается вставкой 6 и поддерживается постоянной. При этом часть о ходов с поверхности двухфазного сло через вбрхнюю кромку вставки 6 переливается в небарботируемый объем ванны,, ограниченный вставкой 6 и стенками 2 ванны I. Через отверстия расположенные в нижней части вставки 6-, перелившаяся часть отхода с новыми порциями отхода, подводимого че:рез патрубок 4, поступает в зону барботажа (внутрь вставки 6). При прохолодении барботажного агента через слой в результате разрушения поверхностных пузырей в надслоевую зону поступают пары и капли отхода, расход которых пропорционален скорости барботажа. Для увеличения относительной нагрузки до 80-120% расход барботажного агента через патрубок 5 повышают таким образом, чтобы скорость барботажа на поверхности слоя составляла порядка 0,7-1,1 м/с. При этом статический напор первичного воздуха под дном 3 увеличивается до среднего значения и приподнимается средний вкладьш 8 на величину, необходимую по условию предотвращению утечки отхода. Таким образом, расход барботажного агента увеличивается, а скорост истечения первичного воздуха из отверстий решетки остается на прежнем уровне за счет увеличения доли сечения решетки, занимаемой ее отверстиями С кольцевыми щелями). С увеличением скорости барботажа возрастает расход паров и капель отхода в зону горения. При дальнейшем увеличении нагрузки до 129-190% в работу вклю68Ьчается самый нижний вкладыш 7. С увеличением расхода барботажного агента через патрубок 5 статический напор первичного воздуха повьш1ается до максимального значения и за счет поднятия вкладьш1а 7 через кольцевую щель между вкладышем 7 и дном 3 подается дополнительное количество первичного воздуха. При зтом скорость барботажа составляет 1,1-1,8 м/с при оптимальной скорости истечения барботажного агента из отверстий решетки 10-15 м/с. С увеличением величины скорости бар- ботажа увеличивается производительность устройства. Таким образом, доля свободного сечения решетки регулируется самопроизвольно в зависимости от нагрузки устройства (расхода барботажного агента) за счет открытия (или закрытия) части кольцевых щелей при постоянной оптимальной скорости истечения из них первичного воздуха. Независимо от величины нагрузки жидкий отход в виде паров и капель потоком барботажного агента подается в надслоевую зону, где сгорает в пределах камеры 10 сгорания в потоке вторичного воздуха, постУпакщего к фронту горения из короба 11 через сопла 12. Продукты огневого обезвреживания из камеры 10 сгорания удаляются через отверстие 13 для последующей утилизации. Реализация изобретения позволяет в широком диапазоне изменять нагрузку теплоиспользующей установки при облегчении регулирования производительности устройства и минимальных энергозатратах на организаций процесса за счет обеспечения оптимальных скоростей истечения первичного воздуха из отверстий барботажной решетки во всех режимах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, содержащее ванну барботажа с распределительной решеткой с вкладьшами в виде цилиндра с плоскими головками, камеру сгорания с соплами вторичного воздуха, отличающееся тем, что, с целью обеспечения регулирования производительности устройства в широком -диапазоне изменения нагрузки, каждый вкладыщ выполнен в виде свободно вставленных один в другой цилиндров, причем внешний диаметр головки каждого последующего цилиндра больше внутреннего диаметра, каждого предьиущего цилиндра..