Способ огневого обезвреживания промстоков и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК F23G7/04 

п

б 9

Ч 1 10

а ее а

С

с с

; Изобретение относится к технике сжигания жидкого топлива и может быть использовано для сжигания низкокалорийных жидких отходов и промстоков, содержащих органические и минеральные примеси.

Цель изобретения - повышение эффек- 5 тивности процесса.

На чертеже представлено устройство для огневого обезвреживания промстоков.

кольцевой канал 11, регулируется как температура в зоне горения, так и избыток воздуха в газо оздушной смеси, что приводит к снижению как температуры продуктов сгорания., покидающих камеру сгорания 6, так и окислов азота, содержащихся в них. Снижение температуры в зоне горения ограничивается полнотой окисления органических примесей, содержащихся в промстоках.

Изобретение иллюстрируется следующи- Устройство содержит корпус 1, с патруб- ми примерами, о „.,„ „ .. Ярылер/. Термическому обезвреживанию

подлежат промстоки в количестве 1800 кг/ч, имеющие температуру 20°С, содержание 0,6% СНзОН и 2% .NaCl. На сжигание по|ком 2 для подвода воздуха и патрубком 3 для подвода газа. Внутри корпуса 1 коак- сиально установлен стабилизатор 4 с образованием кольцевого зазора 5. По оси корпуса 1 в камере 6 сгорания установлена форсунка 7,

дается 410 м /ч газа и 5500 м /ч воздуха.

вокруг которой расположена труба 8 с рас- 15 Согласно известному способу весь газ сжи|ширяющимся насадком 9. Труба 8 со стаби- Ьизатором 4 образует кольцевой зазор 10, а эасширяющийся насадок 9 с форсункой 7 образует кольцевой канал 11. Труба 8 с пат- эубком 3 для подвода газа соединена тру- Зопроводом 12.20

I Горелка работает следующим образом. i По патрубку 3 в горелку подается газ, по патрубку 2 - воздух. В кольце- ом зазоре 5, образованном корпусом 1 и Стабилизатором 4, газ перемешивается с воз- 25 |iyxoM и полученная газовоздущная смесь Поступает в камеру 6 сгорания. За срезом Стабилизатора 4 газовоздушная смесь вос- рламеняется и сгорает.

Часть газа от общего количества, постугается в смеси с воздухом. В этом случае калориметрическая температура горения 1540°С. Промстоки подаются в зону горения без предварительного подогрева. Температура продуктов сгорания на выходе из горелки 850°С, содержание окислов азота 0,003 об.%, продукты недожога отсутствуют. По предлагаемому способу термическому обезвреживанию подлежат 1800 кг/ч промстоков, а на сжигание подается 390 газа и 5000 воздуха. 80 газа отбирается от общего количества и используется для предварительного подогрева промстоков. 0с- тавщееся количество газа (310 ) сжигается в смеси с воздухом. В этом случае калориметрическая температура горе(1ающего на сжигание отбирается и по тру- 30 ния 1320°С. Промстоки подаются в зону го35

40

опроводу 12 подается в трубу 8, при этом в Газовоздушной смеси образуется избыточное Количество воздуха.

Через форсунку 7, в камеру 6 сгорания впрыскиваются промстоки в виде копусооб- Ьазного факела, а параллельным потоком из трубы 8 и расширяющегося насадка 9 через кольцевой канал 11 подается газ. Так как скорость истечения промстоков из форсунки 7 больше, чем скорость истечения газа через кольцевой канал 11, то газ вокруг поверхности конусообразного факела и в контакте с ним движется в зону горения. Проходя через зону рециркуляции продуктов сгорания, газ поджигается от вза- нмодейстия с высокотемпературными газами рециркуляции, содержащими избыточный кислород, отдавая при сгорании теплоту промстокам, в результате чего промстоки поступают в факел подогретыми.

В факеле в результате взаимодействия с продуктами сгорания газовоздушной смеси промстоки испаряются, перегреваются, а ор- анические примеси окисляются. При испарении промстоков выделяются минеральные нримеси в виде твердых частиц, которые также поступают в зону горения, где нагреваются д о температуры продуктов его- с рания.

Изменяя расстояние от торца форсунки 7 До среза стабилизатора 4 и количество газа, вводимое в зону горения из трубы 8 через

45

50

рения предварительно подогретые.

Количество теплоты, необходимое для подогрева промстоков до 100°С: QnpoMci. Св xQ. At 603-10 кДж/ч.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании 80 м 7ч газа, Qr Vr Qn 2850Х X 10 кДж/ч.

Часть этого количества теплоты (603 X 10 кДж/ч идет на предварительный нагрев промстоков до 100°С, а остальное количество расходуется на частичное испарение промстоков и повышение температуры продуктов сгорания. На выходе из горелки продукты сгорания имеют температуру 850°С, а содержание окислов азота снижается до 0,002 об.% продукты недожога отсутствуют.

Пример 2. Термическому обезвреживанию подлежат промстоки в количестве 1800 кг/ч, имеющие температуру 20°С, содержащие 0,6% СНзОН и 2% NaCl. Согласно известному способу на сжигание подается 465 газа и 5000 M V4 воздуха. Калориметрическая температура горения 1820°С. Промстоки подаются в зону горения без предварительного подогрева. Температура продуктов сгорания на выходе из горелки 880°С, содержание окислов азота 0,005 об.%, продукты недожога отсутствуют.

По предлагаемому способу термическому обезвреживанию подлежат промстоки в количестве 1950 кг/ч. На сжигание подается

кольцевой канал 11, регулируется как температура в зоне горения, так и избыток воздуха в газо оздушной смеси, что приводит к снижению как температуры продуктов сгорания., покидающих камеру сгорания 6, так и окислов азота, содержащихся в них. Снижение температуры в зоне горения ограничивается полнотой окисления органических примесей, содержащихся в промстоках.

Изобретение иллюстрируется следующи- ми примерами, Ярылер/. Термическому обезвреживанию

дается 410 м /ч газа и 5500 м /ч воздуха.

Согласно известному способу весь газ сжигается в смеси с воздухом. В этом случае калориметрическая температура горения 1540°С. Промстоки подаются в зону горения без предварительного подогрева. Температура продуктов сгорания на выходе из горелки 850°С, содержание окислов азота 0,003 об.%, продукты недожога отсутствуют. По предлагаемому способу термическому обезвреживанию подлежат 1800 кг/ч промстоков, а на сжигание подается 390 газа и 5000 воздуха. 80 газа отбирается от общего количества и используется для предварительного подогрева промстоков. 0с- тавщееся количество газа (310 ) сжигается в смеси с воздухом. В этом случае калориметрическая температура горе ния 1320°С. Промстоки подаются в зону го5

0

с

5

0

рения предварительно подогретые.

Количество теплоты, необходимое для подогрева промстоков до 100°С: QnpoMci. Св xQ. At 603-10 кДж/ч.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании 80 м 7ч газа, Qr Vr Qn 2850Х X 10 кДж/ч.

Часть этого количества теплоты (603 X 10 кДж/ч идет на предварительный нагрев промстоков до 100°С, а остальное количество расходуется на частичное испарение промстоков и повышение температуры продуктов сгорания. На выходе из горелки продукты сгорания имеют температуру 850°С, а содержание окислов азота снижается до 0,002 об.% продукты недожога отсутствуют.

Пример 2. Термическому обезвреживанию подлежат промстоки в количестве 1800 кг/ч, имеющие температуру 20°С, содержащие 0,6% СНзОН и 2% NaCl. Согласно известному способу на сжигание подается 465 газа и 5000 M V4 воздуха. Калориметрическая температура горения 1820°С. Промстоки подаются в зону горения без предварительного подогрева. Температура продуктов сгорания на выходе из горелки 880°С, содержание окислов азота 0,005 об.%, продукты недожога отсутствуют.

По предлагаемому способу термическому обезвреживанию подлежат промстоки в количестве 1950 кг/ч. На сжигание подается

465 MV4 газа и 5500 воздуха. 90 газа отбирается из общего количества и используется для предварительного подогрева промстоков. Оставшееся количество газа (375 ) сжигается в смеси с воздухом. Калориметрическая температура горения 1410°С. Промстоки подаются в зону горения пр едварительно подогретые.

Количество теплоты, необходимое для подогрева промстоков до 100°С, QnpoMcr

603- 10 Дж/ч.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании 90MV4 газа, Qr 3200- 10 кДж/ч.

Часть этого количества теплоты (603- 10 Кдж/ч идет на предварительный подогрев промстоков до 100°С, а остальное количество расходуется на частичное испарение промстоков и повышение температуры продуктов сгорания. На выходе из горелки продукты сгорания имеют температуру 800°С, а содержание окислов азота снижается до 0,002 об.%, продукты недожога отсутствуют.

Способ огневого обезвреживания промстоков и устройство для его осуществления опробованы в лабораторных условиях.

Основные показатели огневого обезвреживания промстоков по известному и предлагаемому способам представлены в табл. 1.

Благодаря тому, что осуществляется предварительный подогрев промстоков, обеспечивается полное сжигание газовоздушной смеси, полное окисление органических примесей, снижение образования окислов азота и сокращение длины факела.

Большое влияние на процесс оказывает расстояние от торца форсунки до среза стабилизатора.

Результаты исследования конструктивных особенностей устройства, оптимизация расстояния от торца форсунки до среза стабилизатора представлены в табл. 2.

Постоянная величина п в формуле 1- п/ /п- W определялась экспериментальным методом. В зависимости от низшей теплоты сгорания топлива величина п принимает значения от 5 до 10. Так,- например, для природного газа с низшей тепловой сгорания 8500 ккал/м , величина п равна 6,6.

Из данных, приведенных в табл. 2, видно,

что интервал значений 1,2. 1,3 является переходным от устойчивого к неустойчивому режиму: в этом интервале наблюдается наличие СО в продуктах горения.

Из табл. 2 видно, что уменьшение значения т; ;--т-до 0,6 не нарушает горения. При 55

дальнейшем уменьшении значения

11 -W

мень

ше чем 0,6, процесс горения нарушается и сопровождается срывом факела (табл. 2,

режим 6).

Наиболее оптимальным является интервал

0

5

0

5

0

5

0

-от 0,6 до 1,2, т.е.

0,6-

значений г 1,2.

Таким образом, использование предлагаемого способа огневого обезвреживания промстоков и устройства для его осуществления позволяет снизить образование окислов азота в продуктах сгорания при полном сжигании органических примесей, регулировать температуру продуктов сгорания на выходе из горелки и уменьшить длину факела.

Формула изобретения

1.Способ огневого обезвреживания пром.- стоков, включающий их впрыскивание в факел, образованный сжиганием предварительно подготовленной газовоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, внутри факела дополнительно формируют факел меньшей мощности путем сжигания в контакте с промстоками части газа, подаваемого на предварительную подготовку 1 азовоздушной смеси.

2.Устройство для огневого обезвреживания промстоков, содержащее корпус с пат.- рубками подачи газа и воздуха, камеру сгорания, коаксиально установленную относительно корпуса и форсунку для подачи стоков, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оно снабжено коаксиально разещенными относительно форсунки трубой и стабилизатором, а патрубок подачи газа соединен с трубой, оборудованной на конце расширяющимся насадком, концентрично расположенным вокруг форсунки и образующим с ней кольцевой канал, причем форсунка с расположенным вокруг нее расширяющимся насадком смещена относительно среза стабилизатора на величину, опреде.чяемую из соотношения

,6- 1,2,

где 1 - расстояние от среза стабилизатора

до торца форсунки; h - ширина кольцевого зазора между

корпусом и стабилизатором; п-постоянная величина, зависящая

от состава газа;

W - скорость газовоздушной смеси на выходе кольцевого зазора; 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что кольцевой канал, образованный расширяющимся насадком и форсункой, выполнен геометрически подобным конусу рас- пыла форсунки.

Таблица 1

Изобретение относится к технике сжигания жидкого топлива и может быть использовано для сжигания низкокалорийных жидких отходов и направлено на повышение эффективности процесса. По патрубку 3 в устройство-горелку подается газ, а по патрубку 2 подается воздух. В кольцевом зазоре 5 газ перемешивается с воздухом и полученная газовоздушная смесь поступает в камеру сгорания 6. За срезом стабилизатора 4 смесь зажигается и сгорает. Часть газа до смешения с воздухом отбирается и по трубопроводу 12 подается в трубу 8, где сжигается в дополнительно формируемом факеле, подогревая при этом промстоки, которые поступают в основной факел подогретыми и эффективно сгорают, не понижая температуры в зоне горения. В устройстве регулируется температура в зоне горения и избыток воздуха путем перемещения форсунки 7 вдоль оси относительно среза стабилизатора 4. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. i (/ С