Способ обезвреживания газовых выбросов Советский патент 1992 года по МПК F23G7/06 

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, в частности к способам термического обезвреживания паровых выбросов промышленных предприятий, установок коммунального хозяйства и других объектов, загрязняющих воздушный бассейн ядовитыми, дурнопахнущими газообразными и парообразными веществами, в особенности для воздушных потоков, содержащих нежелательные компоненты с малой концентрацией.

Известны способы термического обезвреживания газообразных выбросов, для очистки дренажных и вентиляционных выхлопов. Эти способы заключаются в сжигании выбросов в камерных топках с использованием газообразного или жидкого топлива. Технологическая схема процесса включает подачу газовых выбросов в горелку, куда также поступает топливо, на выходе из горелки развивается факел, расположенный в камерной топке, где и происходит химическое разложение (окисление) вредных веществ на безвредные соединения (двуокись углерода, пары воды и другие

окислы). Эти методы выгодно отличаются от других (мокрой очистки, использование низкотемпературных реакторов) более высокой степенью очистки, отсутствием высококоррозионных сред, исключением сточных вод.

Недостаток способов - обязательное наличие большого объема реагирования из- за недостаточной интенсификации перемешивания, химической реакции разложения, это приводит к большим габаритам обезвреживающих установок, требованию наличия высокого уровня температуры, высоконапорных тягодутьевых машин.

Прототипом заявляемого способа служит способ, когда газообразные отходы вводятся в камеру пульсирующего горения, а воздух засасывается через смешивающее сопло, служащее аэродинамическим клапаном. После сжигания дымовые газы выбрасываются наружу, часть их выходит из аэродинамического клапана при росте давления и снова засасывается при снижении давления.

Ё

Недостаток этого способа - малое время пребывания обезвреживаемых веществ в зоне реакции, т.к. скорости в устройстве велики (20 - 50 м/с), а длина резонансной трубы, при которой реализуется пульсирующее горение, составляет 1,5 - 2м, поэтому надежность и полнота обезвреживания снижается, а допустимые расходы газообразных выбросо.в очень малы, т.к. они вводятся в устройство только через узкий клапан в центре камеры горения, ибо при увеличении размеров этого клапана рабочий режим срывается.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в извес тном способе сжигания газообразных выбросов продукты сжигания устройства пульсирующего горения и газовые выбросы подают на слой огнеупорного кускового материала, часть газовых выбросов (5...50%) подают непосредственно в устройство пульсирующего горения, газовые выбросы предварительно подогревают продуктами сжигания устройства пульсирующего горения, при форсировках подают добавочное топливо на слой огнеупорного материала.

На чертеже схематически показан принцип реализации способа, где 1 - камера пульсирующего горения, 2 - слой кускового огнеупорного материала, 3 - приемный газоход, 4 - выхлопной газоход, 5 - поверхностный теплообменник, 6 - соединительный газоход, 7 - воздушный патрубок, 8 - топливопровод, 9 - форсажный топливопровод, 10 - диффузорный газоход.

Предлагаемый способ обезвреживания газовых выбросов реализуется следующим образом.

В камеру 1 пульсирующего горения подается топливопроводом 8 топливо (газообразное, жидкое, расход топлива 5...10 кг/ч), а воздух поступает через воздушный патрубок 7.

При помощи электросвечи камера пульсирующего горения запускается, устанавливается ее рабочий режим:

Температура на.выхлопе 900 - 1500°С

Средняя скорость газов 10 - 200 м/с

Амплитуда пульсаций скорости на выхлопе камеры пульсирующего горения 20 - 50 м/с

Выхлопная струя из камеры 1, располагаясь в расширяющемся диффузорном газоходе 10, в конце которого установлен слой 2 кускового огнеупорного материала, заполняет весь газоход, действуя на все поперечное-сечение слоя 2. Камера 1 работает, как газ бвый насос, засасывая воздух из воздушного патрубка 7 и нагнетая газы в слой 2. Продукты сгорания выбрасываются в атмосферу через выхлопной газоход 4.

Обрабатываемые газовые выбросы подаются в приемный газоход 3 и далее проходят через поверхностный теплообменник 5, соединительным газоходом б подогретые газовые выбросы направляются в газоход, где расположена камера 1. омывают ее, на0 греваются добавочно и, взаимодействуя с факелом, попадают в слой 2.

Обезвреживание идет в факеле после камеры 1 и, в основном, в слое 2, Токсичные органические вещества подаются на раска5 ленную поверхность кускового огнеупора, разлагаются от высокой температуры и окисляются кислородом воздуха, поступающим из воздушного патрубка 7. Огнеупорный материал - битый кирпич, куски

0 шамота, могут содержать различные катализаторы, способствующие обезвреживанию. Продукты горения топлива и разложения токсичных или вредных (дурнопахнущих) веществ выбрасываются наружу выхлоп5 ным газоходом 4

Часть газовых выбросов из газохода 6 попадает непосредственно в камеру 1. Эта часть составляет 5...50% и обусловлена свойствами обезвреживаемого газа, его

0 концентрацией, конструктивными особенностями, условиями внешнего охлаждения камеры 1.

Воздух перед воздушным патрубком 7 может подогреваться в подогревателе, ана5 логичном подогревателю 5.

Так как камера 1 обладает насосными свойствами, введение добавочного аэродинамического сопротивления в технологический процесс обезвреживания в виде слоя 2

0 и подогревателя 5 не потребует добавочных расходов энергии на прокачку газовых потоков.

Для повышения температуры в слое 2, для залповых выбросов включается форсаж

5 схемы: подается топливо при помощи форсажного топливопровода 9.

Эффективность предлагаемого способа обезвреживания газовых выбросов заключается в повышении эффективности

0 процесса за счет интенсификации тепломассообмена в газовых потоках после камеры пульсирующего горения, попадающих в развитую раскаленную поверхность слоя огнеупорного материала. Кроме того, повыша5 ется надежность обезвреживания благодаря увеличению тракта и времени реагирования. Эти эффекты достигаются без привлечения добавочных энергетических средств благодаря работе устройств пульсирующего горения.

Формула изобретения

1. Способ обезвреживания газовых выбросов путем воздействия на них продуктами сжигания устройства пульсирующего горения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, продукты сжигания устройства пульсирующего горения и газовые выбросы подают на слой огнеупорного кускового материала.

0

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что часть (5...50%) газовых выбросов подают непосредственно в устройство пульсирующего горения.

3.Способ по п.1,отличающийся тем, что газовые выбросы предварительно подогревают продуктами сжигания устройства пульсирующего горения.

4.Способ по п.1,отличающийся тем, что подают добавочные топливо на слой огнеупорного кускового материала.

Сущность изобретения: способ включает воздействие на газовые выбросы пульсаций выхлопов устройств пульсирующего горения при подаче на слой огнеупорного кускового материала газовых выбросов и выхлопов из устройств пульсирующего горения. Часть обезвреживаемых газов в количестве 5-50% подают непосредственно в камеру пульсирующего горения. Газовые выбросы предварительно подогревают продуктами процесса. На слой огнеупорного пускового материала подают дополнительно топливо, 3 з.п. ф-лы, 1 ил.