Циклонная печь для сжигания жидких отходов Советский патент 1990 года по МПК F23G7/04 

(21)4401381/23-33

(22)01„04.88

. (46) 23.01.90. Бкш. V 3

(71)Ленинградский технологический институт холодильной промышленности

(72)Н.Б.Ульянов, С.В.Грудин и А.У.Бичурин

(53) 628.54(088.8)

(56) Патент США № 3500775,

кл. 110-8R, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 781503, кл. F 23 G 7/04, 1980.

А-А

(54) ЦИКЛОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ

(57) Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких отходов и может быть использовано для сжигания шлама сточных вод, отходов, образующихся при работе судовых установок, отходов нефтяной, химической и других отраслей промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности выгорания крупных фракций отходов. Циклонная печь для сжигания

Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких отходов и может быть использовано для сжигания шлама сточных вод, отходов, образующихся при работе судовых установок, отходов нефтяной, химической и других отраслей промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности выгорания крупных фракций отходов. Циклонная печь для сжигания жидких отходов содержит цилиндрическую камеру сжигания 1, тангенциальную горелку 2, форсунку 3 для подачи отходов, установленный напротив форсунки отражательный щиток 4 и выходной газоход. Отражательный щиток 4 оснащен скребком 8, прижатым к его рабочей поверхности. Рабочая поверхность щитка выполнена плоской, скребок 8 закреплен на конце вала 7 и прижат пружиной 12 к рабочей поверхности щитка. Через шестерню 9, закрепленную на другом конце вала 7, и находящуюся с ней в зацеплении зубчатую рейку 10 скребок 8 приводится в движение от пневмоцилиндра 11, шток которого соединен с зубчатой рейкой 10. Пневмоцилиндр 11 работает в автоматическом режиме и управляется от реле времени через электромагнитный манипулятор и усилитель электрических сигналов. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1Z

17

(Л

:л

го

Фие.2

жидких о г о ч,о в содержит цилин гричес- кую камеру скитания 1, тангешц. л 1ьну горелку 2, форсунку 3 для попами отходов, усыновленный напрошн форсунки отражательный щиток ч и выходной газоход. Отражательный щиток 4 оснащен ci гч бком 8, поилатнм i i рабочей пот р люсти, n i ч ол- ност ь щигк нгпошепа плоской, икро- бок 8 закреплен на конце нала 7 и примат чр./кчнин 12 к раЬочоь мл-ир HlO pOl i 41 О О I НОСИТСЯ К г ( U I И oi ItepOi О П pt -чИГ-К НИЯ КИ U 1 N Г Л1- ДОН И I ч ч I ЫГ ь , Mi ль tup HI i 1 - ( Я it Г пНИЯ lILilJN 1 i. I О f 1Мл ПОП, О ч t , h-

paj ioim vv-/i при раиогс. судовыл v id. новок, oix Ч1 В нефтяной, чд -м , м к и и других провопленное тн .

ЦеНЬЬ Ч Kinpr ГЧЧШЯ ЧЬЛЯе.С I Л -Ч D lc

ние ф(Х ь 1ппно(. ги }щгоранп/1 пидГч Фракции ) i он

На фиг. 1 iL.efs,L i авлрна .i юн ii in. 41 HI,i i %iii аттн жидких . a Ьиг,i iЛ на ЛУП i

ф ЛГ l1 , I

Ml oil , с П

HUe 1 i .

, д i t iii f чг 14нь

MI н i ;

,t i TIMi i - HI;i ч

с ОДОПijpllir с1ЛЬ п MUM

рИЧеС Ml l Mv P 1 C/KH1 ПГ Л t i l.n I Ii

циальчои f орочкоч 2., к гот т ч i,

ТнеДСНЬ Д/Л И rulIJU ,.0, ti

1 (, / 111 Hid 111 КИ

доч I i a i p1 i -a ни/ . п

ные ци ки 4, закреп (-ш.ьк

ф pcN чок ч а t о i и .i i r i i ieponKiiамер 11 1 L ч.-ч - i /

имеет чычо °i г и-мстороны i i p i i ель п о г о ч и i - + v гл- новлен ь , iijionv i,-i ны i u i. 11 и ку РчЯме ь i „JKiii aii.-Hi . ila a riaiu вала 7 KI t б -1ч rn

РОМ КОНЦ lilt РрНЧ ) inЯ|н,1ИСл

jailLH Н ИЛИ би ОЙ Р- illi

реп тенч i1 ia ни i К пн иг л i шнпрп i чомг, Т г -а1 тv i 0С)о

ИМ Т1Ч IV 1HI I И II I и 1 I I i vt-t i t л

4 ( НОМ I i Ii j ,lО i

, ir о И f Р п г 1ИРГ ПI Г f 1 ч

I 1 НИИ HI Hi i , 1 iM I-с HU

СО(-)КИ М i t1 III Ь1 i иОЧ

щитка. Морс i шестерню 9, ча- t реши .io ча другом конце в ыа /, и находиться с ней в зацеплении vo м i мо ройку 10 скребок 8 приводится н я мнение ог пневмоцичиндра 11, un oik Koioporo соединен с зубчатой PL по 10. Пнепмоцилиндр 11 работает в (.топ тическом режиме и управляет- C i от реле времьш. через шектромаг- H.iraii.i ыннпучя ор л усилитечь элект i 4f Г М Х ГНГН L I Ґ. 1 Т.П. (Ь-ЧЫ, 6 ИЧ ,

Ci см).,я напр шляю1ч,тя тр/бт 1 н йша t i J , I HI1 . Hi ЫН Н.1 ГРУ 6V 14,

Ритке i KI н)шг1 ч oivm 1(и 1о к стакану I , 1 м рочпсн ii t-. i камере 1 сжнга- i, . к i/пдом о i ча ITCLI ьном uijiiKe ч цм,, |сн .нверстие 18 ч-мметром, чос- ) мо(ным чрохочт истекающих из 1о /ни) if i . Г енмоцчлиндр1 1 11

1 11ЮЧ( Но К ПИ «МОГ ИСТОМС 1 ЦИКЛОН- ЧиП MI и че-рс чегырг / с мокни ндект- pori i luiiHiu паи i Р/ПК o 0, упрявляе- м1 i us DeiiH /1 времени и усилит ечя 22

i ,li . , JC1 П (. 111 Н tllOH „ ibiLRMOIl, I IH НДР

1 icт i) j. 111 j i yw i о i т (. iii -1, пит1

u Li ML. i ,ь i 1,(Г1 25.

IL т i j i 411 a JT i. lu i п м обп ikUI r «HI ашя 41 , с з т iM енi i Н i i i POI-IT-V - 1да i МО т ЛИ - 1 ч i i U i t г . , Го1 JjHbO

10 ,n P ,,nvr, nupvr iiJio iT irne- L i . L luiHb. | ллГоко i «-мпе а rvpHuo

lyi-T l TuIiIiHB 1 ЫлчГ ЧИНаuii-j io, оси камеры a in iHuiiiOT- 4 r i HI. -IIP . IP} ri i ичч i аэо l1 l Г i i ,j Hr oG I t ч. Я

i , г , L. an r п -. - i с op 1. ,... it., Hi не ) ЧЧ1 и i и , I и С I i и1Т т pbi

IM ь j in L-. n i j n4jb 14 шеры, TL.

uij 1 , i. tjj Lj,rllh in rl КоИерЫ до FL

ч-i т i га ii ер Ф ) 3

ь ит i. J,,.F ii.) uinM или СМРСЬ iiiia- ,,, г р,,., |П1 ь,,у м t- епчие ч 1Сти ч .I.LIK ч) шлам,-- пои дв1гжл1| 1и

г з i f - i ч г ч отг птгртт ; ныч гро- ., i i-.вика-леи по ьр i, ательное

,т г г о п ( i к i I i п1 т пне ч - С т И- ii t r3v .1ам i ь; . ,т wu1( /MI lrr ч и и с Tin ai п I ll HOi и Iti lbl 4 Ч-)гтт, }р ЧП1ЬГ ЧЗС,1 i, , i i i оСчт с i , i тI i i Mi ii i i p ie г i гч ic OK о

температурном потоке газов или на поде камеры 1 сжигания. Другая часть крупных частиц осаждается на щиток и выжигается на нем закрученным потоком .высокотемпературных продуктов сгорания топлива, набегающим на плоскую рабочую поверхность щитка со стороны факела. Сгоранию отходов на щитке способствует также их нагрев излучением от факела и нагрев за счет теплоты от продуктов сгорания топлива, омывающих щиток с его тыльной стороны, обращенной к футеровке 5 и переданной отходам через щиток теплопроводностью

По мере образования на рабочей поверхности щитка нароста из очаговых остатков сгорания отходов его очищают скребком 8. Для этого производят поворот вала 7, с которым скреплен скребок 8, прижатый пружиной 12 к рабочей поверхности отражательного щитка 4. Перемещаясь в соответствии с вращением вала 7 по поверхности щитка, скребок счищает с нее загрязнения. Очаговые остатки при этом подают на под камеры 1 сжигания, где полностью сгорают. Заранее отрегулировав жесткость пружины 12 с помощью гайки 13, добиваются необходимого для очистки усилия прижатия скребка к поверхности щитка. В промежутках между рабочими ходами поворотом вала 7 в любое крайне положение скребок выводится из области осаждения на щиток частиц шлама и, тем самым, не загрязняется отходами. Щиток защищает трубу 14 с заключенным в ней валом 7 как от осаждения частиц шлама, так и от теплового излучения от ядра горения топлива. Привод скребка и очистка отражательного щитка производятся автоматически по определенно заданной, в зависимости от состава отходов и режимных параметров процесса сжигания, программе.

От реле 21 времени через усилитель электрических сигналов 22 подается электрическое питание на электромагнит стандартного четырехходового электромагнитного манипулятора 20, который постоянно включает в пневмо- систему 19 сжатого воздуха и соединен своей полостью А с поршневой полостью 23 пневмоцилиндра 11, а второй полостью 1 - со штоковой полостью 25. При обесточенном электромагните полость А манипулятора сообщается с магистралью сжатого воздуха, а полостью

20

ю15

5055

79616

Б - с атмосферой, соответственно, поршневая полость 23 находится под давлением сжатого воздуха, а што- ковая полость 25 сообщается с атмосферой. Поэтому поршень 24 пневмоцилиндра 11 сдвинут вниз и находится в крайнем нижнем положении. При подаче электропитания на электромагнит манипулятора происходит переключение, в результате которого полость А манипулятора сообщается с атмосферой, а полость Б - с пневмосистемой 19 сжатого воздуха. Соответственно штоковая полость 25 находится под давлением, а поршневая полость 23 сообщается с атмосфервй.

Под действием силы, обусловленной разностью давлений, поршень 24 пневмоцилиндра 11 перемещается в направлении меньшего давления из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее. При этом зубчатая рейка 10, соединенная с поршнем 24 через шток, также

25 перемещается. Находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой 10 шестерня 9, закрепленная на валу 7, поворачивается и вращает вал 7, который, в свою очередь, сообщает движение за30 крепленному на нем скребку 8. В результате, при движении поршня 24 в пневмоцилиндре 11 из одного крайнего положения в другое скребок 8 также переводится из одного крайнего положеjr ния в другое, совершая при этом свой рабочий ход и очищая отражательный щиток 4.

Установкой форсунки на стенке камеры, диаметрально противоположной отражательному щитку, обеспечена возможность максимального удлинения траектории движения крупных частиц отходов и, за счет этого, максимального подсушивания и сгорания частиц до встречи с отражательным щитком, что снижает вероятность налипания несгоревших частиц на отражательный щиток.

Оснащение отражательного щитка скребком обеспечивает возможность периодической очистки рабочей поверхности щитка от образующей корки, т.е. постоянное поддержание наиболее благоприятных условий для быстрого сжигания налипающих на щиток отходов.

40

45

Выполнением рабочей поверхности щитка плоской, а также креплением скребка на валу, пропущенном через стенку камеры сжигания, и упругим

поджатием скребка к рабочей поверхности щитка достигнута наиболее простая и надежная для условий высоких температур конструкция отражательного щитка с очищающим устройством. Кроме того, благодаря плоской поверхности, щитка увеличен угол атаки набегающего на щиток вращающегося потока продуктов сгорания, что вызывает турбу- лизацию пограничного слоя у поверхности щитка, в результате чего интенсифицируется сжигание отходов на щитке.

Размещением вала с тыльной стороны щитка обеспечена наилучшая защита опор вала от воздействия горячих потоков газа, что способствует повышению надежности работы печи.

Наличие автоматического механизма поворота, соединенного со скребком, обеспечивает возможность автоматической (без участия оператора) очистки отражательного щитка от налипающих отходов по оптимальной программе с учетом крупности частиц отходов, их состава и консистенции, температуры горячих газов и других параметров.

Оптимальная программа работы механиз-30 ческую камеру сжигания, тангенциальма поворота может быть установлена опытным путем.

Вьптолнением механизма поворота в виде, взаимодействующих между собой пневмоцилиндра с зубчатой рейкой, шестерни, закрепленной на валу, электромагнитного манипулятора и управляющей сети командного устройства обеспечена возможность не только периодического поворота вала вместе со скребком на заданный угол, но и возможность автоматической остановки скребка в положении, когда он находится вне зоны осаждения частиц. Это достигается тем, что пневмоцилиндр легко останавливается при крайних положениях штока.

Использование изобретения позволяет повысить полноту и надежность процесса сжигания жидких отходов, содержащих крупнодисперсные твердые включения, повысив эффективность выгорания крупных фракций отходов. В устройстве обеспечены условия для полного сгорания крупных частиц жидких отходов в совокупности с созданием оптимальных условий для сжигания собственно жидкости. Несгоревшие крупные твердые частицы и капли отходов, достигшие стенки камеры сжигания, либо возвращаются для догорания в ядро горения после удара об отражательный щиток, либо улавливаются на щитке и выжигаются на нем до полного сгорания либо после очистки щитка скребком падают на под камеры сжигания, где сгорают. Это позволяет уменьшить диаметр и рабочий объем камеры сжигания циклонной печи до размеров, соответствующих условиям оптимального сжигания основной массы распыленной жидкости, при условии обеспечения высокой полноты сгорания и твердых частиц отходов, а тажке исключить осаждение частиц и капель отходов на футеровке камеры сжигания, в целом предохранить футеровку от разрушения.

I

Формула изобретения

0

5

0

ную горелку, форсунку для подачи отходов и выходной газоход, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности выгорания крупных фракций отходов, она снабжена плоским отражательным щитком, установленным напротив форсунки с зазором относительно футеровки и оснащенным скребком, причем скребок упруго поджат к рабочей поверхности щитка, закреплен на валу, пропущенном через стенку камеры сжигания с тыльной стороны щитка, и соединен с механизмом поворота.

, t

t/e. J

7 t /f /

г Xх x

..xx s/ л

«

16 4, +

Фие.5