Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов Советский патент 1987 года по МПК F23G7/04 

Изобретение относится к устройствам для огневого обезврежир ания высококалорийных жидких отходов и может быть использовано на предприятиях химической, электротехнической промышленности и других отраслей народного хозяйства, где образуются жидкие технологические отходы с высококипящими органическими компонентами.

Цель изобретения - повын1ение надежности обезвреживания коксующихся отходов при сохранении производительности устройства.. На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.

Устройство содержит ванну 1, снабженную стабилизирующей вставкой 2, в нижней части которой предусмотрены отверстия 3. Внутри вставки 2 установлена барботажная рещетка 4 в виде югнутого перфорированного листа, по периферии соединенного со стенками стабилизирующей вставки 2 ниже отверстия 3. Ванна 1 оборудована патрубком 5 для подачи отходов, а снизу к барбо- тажной решетке 4 по всему периметру стабилизирующей вставки 2 подсоединен короб 6 для подачи барботажпого агента. Устройство содержит камеру 7 сгорания, оборудованную амбразурой 8 для удаления продуктов огневой обработки. Камера 7 сгора- пия от ванны. 1 отделена соплами 9, сообщенными с коробом 10 вторичного воздуха. Устройство работает следующим образом. Из расходной емкости жидкий горючий отход fiacocoM через патрубок 5 поступает в пространство между степкой ванны 1 и стабилизирующей вставкой 2, откуда че)ез отверстий 3 отход поступает внутрь стаби лизирующей вставки 2 на поверхность бар- ботажной рещетки 4, снабженной отверстиями диаметром 4-5 ,мм, просверленными с равномерным щагом. Доля поверхности барботажной рещетки, запятой отверстиями, 8-12%.

Через короб б под барботажяую рещет- ку 4 подводится барботажный агент (первичный воздух). При истечении воздуха из отверстий барботажной penjeTKH 4 на ее поверхности внутри стабилизирующей вставки 2 образуется динамический газожидкостный слой с горизонтально расположенной верхней границей, высота расположения которой равна высоте стабнлизируюн ей вставки 2. Смизу газожидкостный слой ограничен барботажной ре неткой 4.

Таким образом, на поверхности барботажной 4 внутри стабилизирующей вставки 2 находится барботируемый первичным воздухом с. юй отходов, высота которого непрерывно уменьшается максиг/1а.мьного значения на периферии до минимального значения в центре стабилизирующей pc i aB- ки 2. Для обеспечения устойчивого переливм части отхода с поверхности слоя через кромки стабилизирующей вставки 2 небарботу 5

5

0

5

0

5

0

руемую высоту слоя отходов в ван le поддерживают на уровне 70-90 мм. Расход первичного воздуха через короб 6 устанавливают с.учетом предотврап1ения провала отходов через отверстия барботажлюй j)e- щетки 4.

Изменение высоты газожидкостно о слоя в пределах стабилизирующей вставки 2 приводит к постепенному уменьщению со стороны слоя сопротивления барботажному агенту при переходе от ериферии к центру барботажной решетки. Соответствующим образом возрастает расход барботажного агента через верхнюю границу слоя; от 1лн- пимального значения по краям слоя до максимального значения в его центральной части.

В результате барботирования i-азом объема жидкости в условиях переменной высоты слоя имеет место непрерывное изменение гидродинамического режима газожидкостной системы: переход от барботажного режима у границы слоя к режиму динамической турбулизированпой пены в его центре.

Таким образом, при постепенном переходе от цонтра к краю слоя изменяется и удельная производительность слон по брыз- гоуносу от 0.45--0,65 до 0--О, кг/м с.

Изменение производительности бессрор- суночного расныливапия веществ обуслов- ;|ено зависимостью от скорости барботажа частоты разрушения ,oвepxнocтнux пузырей и, как следствие, количества капель, ге.чс- рируем1,1х, слоем в единицу времени. того, скорость барботажа влияет на дисперсный состав выносимых из слоя капель и условия их сепарации в предпламенной зоне. При слабой интенсивности барботажа у границы слоя (0--0,5 м/с) в зону горения поступают мелкодисперсные капли (менее 200 мкм), которые проходят эффективную тепловую подготовку к Надслоеиом пространстве (нагрев и испарение) и не представ-пнют опасности с точки зрения коксования подготовительной зоны, доля крупнодисперсны капель в данном режиме незначительна. К тому же малая стартовая скорость крупнодисперсных капс ль и низ кая скорость барботажа способствуют vix .сепарации и исключают контакт этих капель с ограждающими предпламеиную зону поверхностями, что предупреждает их коксова 1ие. При высокой интенсивности барботажа в центральной области слоя (0,5--2,0 м/с) доля образования крупнодисперсных капель в общем брыз- гоуносе увел;1чивается и улучшаются условия их транспорта в 30iiy обезвреживания, что способствует повышению локальной производительности слоя.

Отдаленное располо.жение координат го- чек генерации капель от границ позоо.чяет использовать периферийные об, слоя в качестве «защитной зоны для возможной cenapaiiHH части крупнодисперскых капель, выходящих о момент разр 1иенпя пУзырей

в иапраплснии ограждающих предпламен- иую зону поверхностей. В этом случае крупные кайли; по успевая пройти мредпламсн- ную разгонку, падают обратно в слой, не достигнув о.граждаюид,их поверхностей.

Таким образом, к фронту горения бар- ботажным агентом подаются .мелкодиснсрс- iibie 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 его пары первичным воздухом с поверхности слоя подаются к уровню расположения сопел 9. Подготовленная топливно-воздушная смесь сгорает в объеме камеры 7 сгорания в потоке вторичного воздуха, поступающего из короба 10 через сопла 9 со скоростью 30-35 м/с. Образовавшиеся газообразные продукты огневого обезвреживания удаляются за пределы камеры 7 сгорания через амбразуру 8.

Оптимальное отношение расстояния от зер1иины барботажной решетки до уровня ее основания к ширине основания барботажной решетки 0,3-0,4- Уменьшение этого отношения ниже 0,3 ухуди ает неравномерность барботирования слоя воздухом, так как при этом барботирование слоя воздухом становится более интенсивным по периферии слоя с образованием в этой области опасных с точки зрения коксования крупных капель.

Увеличение отношения выше 0,4 повьииает различие в гидродинамических режимах при переходе от ггериферии слоя к его центральной части. В этом случае барботажный агент прорывается через отверстия центральной части решетки, а через отверстия решетки вблизи ее основания имеет место «провал отхода, так как в периферийных участках гидростатическое давление отходов превь шает напор .воздуха под решеткой. Оптимальное отношение высоты стаби- изируюи1ей вставки к расстоянию от вершины решетки до уровня ее основания 1,05- 1,1. Увеличение этого отношения выше 1,1 заметно повышает высоту газожидкостного лоя в центральной части решетки, что уменьшает расход барботажного агента через ентральную часть ванны. В этом случае нижается производительность устройства ухудшается дисперсный состав генерированных капель за счет возрастания доли рупнодисперснь1х капель, являющихся исочником коксования.

Уменьшение отношения ниже 1.05 преельно снижает высоту газожидкостного лоя на поверхности решетки в ее центральСоставитель Т. Л(м1ахи11а

Редактор И. ГорнаяТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 2495/30Тираж 494. ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР но делям и.чобретоннй и ()Ткр1,:т11И

I 13035, Москва, Ж---35, Раччлския наб.. д. 4/5 Пронгшодственно-иолнгрпфнчсское нрелприятис. г. Ужгород, ул. Просктипи. -1

ной части, что создает oiiaciuHTii пережогл решетки, снижая надежность рлботы устройства.

-Выполнение |;ен.1етки в пндс м п 11утого 5 перфорированного листа, размепюнного пну- три вставки, в условиях работы устройства позволяет обеспечить локальное изменение высоты газожидкостного слоя в ванне и соответствующий неравномерный профи.1ь ско ростей барботажного агента на уровне верхней кромки стабилизирующей вставки наннь1 Изменение условий генерации и транспорта капель отхода в зону горения в центральной области газожидкостного слоя по отно- шению- К его периферийной части обеспечи5 вается путем организации процесса так, что по мере движения от центра слоя к его краю уменьшается как стартовая скорость капель, так и доля крупных капель в брызгоуносе, являющихся источником коксования. Конструкция устройства позволяет осуществить

неравномерное барботирование слоя отходов первичным воздухом. При этом локальное значение скорости барботажа изменяется от нуля у границы слоя до 2,0 м/с в его центре. Снижение значения локальной про5 изводительности слоя у его границы за счет уменьшения интенсивности барботажа компенсируется повышением производительности в центральной части за счет непрерывного увеличения расхода барботажного агента, что обеспечивает сохранение значения сред0 ней производительности слоя.

Реализация нзоб ретения позволяет Организовать непрерывное надежное огневое обезвреживание коксующихся жидких отходов при сохранении неизменной производительности устройства.

35

Формула изобретения Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и стабилизирующей вставкой и камеру сгорания с соплами вторичного воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности обезвреживания коксующихся отходов при сохранении производительности устройства, барботажная рещетка выполнена в виде выгнутого в сторону камеры сгорания перфорированного листа, по периферии соединенного со стенками стабилизирующей вставки, при этом отношение расстояния от вершины решетки до ее основания к ширине основания |)е1иетки

0,3-0,4, а отношение высоты стабилизирующей вставки к расстоянию от вершины решетки до ее основания ,05--1,1.