Циклонная печь для огневого обезвреживания жидких промышленных отходов Советский патент 1980 года по МПК F23G7/04 

(54) ЦИКЛОННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ Изобретение относится к устройствам для переработки жидких промышленных отходов и может быть использовано в химической, нефтехимической, лесохимической и других отраслях промышленности. Известна циклонная печь, содержащая камеру сгорания топлива с горелочными устройствами, водоохлаждаемую рабочую камеру с соплами вторичного воздуха и форсуночными устройствами, и пережим 1. Недостатком печи является то, что при совместном обезжиривании нескольких видов отходов одноярусное расположение форсунок предопределяет необходимость смешения различных типов жидких отходов. При этом ухудшаются основные показатели процесса - сокращается выход,расплава вследствие уменьшения начальной концентрации минеральных веществ в суммарном стоке, увеличивается расход топлива, вследствие необходимости поддержания температуры отходящих газов на уровне температур обезвреживания наиболее трудноокисляемого компонента. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является циклонная печь для огневого обезвреживания жидких промышленных отходов различных типов, содержащая камеру сгорания топлива с горелочными устройствами, водоохлаждаемую цилиндрическую рабочую камеру с расположенными на ней поясами форсуночных устройств и пережим 2. В этой печи сточные воды с различными свойствами подают в соответствующие пояса форсунок, расположенные таким образом, по отношению одна к другой и горелочным устройствам, чтобы максимально использовать теплофизические свойства стоков и осуществить, подачу каждого из них в оптимальную температурную зону для этого стока. Существенным недостатком известной печи является то, что подача всего количества топлива и воздуха,определяющая основные параметры процесса обезвоживания - температуру, состав топочной атмосферь и уровень окружных скоростей по высоте печи - сконцентрирована в одной зоне печи (в камере сгорания). Создание оптимальных условий для каждого типа стоков в соответствующем поясе

737710 подачи при такой последовательности затруднительно. . Конструкция известной циклонной печи приводит к тепловому и аэродинамическому взаимодействию рабочих зон, что не позволяет создать в соответствующей зоне необходимые условия обезвреживания стоков. Цель изобретения - повышение эффективности работы печи. Достигается цель тем, что в циклонной печи для огневого обезвреживания жидких промышленных .отходов, содержащей камеру сгорания топлива с горелочными устройствами, водоохлаждаемую цилиндрическую рабочую камеру с расположенными на ней поясами форсуночных устройств для подачи отходов и пережим, камера сгорания выполнена в виде ряда кольцевых полостей, охватывающихрабочую камеру и соединенных с ней каналами, направленными тангенциально к окружности, составляющей 0,5-1,0 диаметра рабочей камеры, и снабжённых соплами вторичного воздуха, направленными тангенциально к внешней окружнбсти кольце,вой полости, а количество кольцевых полостей соответствует количеству поясов форсуночных устройств. На фиг. 1 схематично изображена циклонная печь; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Печь содержит водоохлаждаемую цилиндрическую рабочую камеру 1, расположенную аксиально с ней камеру 2 сгорания топлива, разделенную перегородками 3 на кольцевые полости 4-6, имеющие отверстия 7-9 выполненные тангенциально к окружности, равной l-V-0,5 диаметра рабочей камеры, горелочные устройства 10-12 и форсуночные устройства 13-15, расположенные поясами на рабочей камере и проходящие через перегородки кольцевых полостей, сопла вторичного воздуха 16 и17, и пережим 18. Печь работает следующим образом.. В форсуночные .устройства 13 верхнего пояса подают высококалорийный минерализованный сток. В соответствующей кольцевой прлрстн 6 с помощью горелочного устройства 10 сжигают топливо, требующееся только для огневой обработки данного ще лочного стока, причем необходимое для окисления органических примесей количество воздуха подают в кольцевую полость б отдель.ными соплами 16. Этот воздух, не мешая горению топлива на срезе горелрчного устройства, прогревается по ходу в кольцевой п.олости и смесь нагретого воздуха и продуктов сгорания топлива выбрасывается через от.верстия 9 внутрь рабочей камеры 1, где происх одит испарение воды, окисление органических примесей, плавление и сепарация на стенки минеральных примесей. Поскольку ввод продуктов горения ивоздуха автономен Лля рассматриваемой зоны, выдерживаются параметры, требующиеся только .цля обработки {целочного стока - умеренная температура 1200°С, скорость газовоздушной смеси на выходе 200 м/с и соотношение кислорода с инертными газами в 2 раза более высокое, нежели в той же зоне известной печи. Ниже выходных отверстии 9 располагается пояс форсуночного устройства 14, для подачи в топочное пространство стоков, содержащих органические примеси в кольцевой полости 5, соответствующей этому поясу форсуночных устройств, с помощью горелочного устройства 11, сжигается топливо, требующееся для обезвреживания этих стоков (с учетом тепла, вносимого в эту зону из зоны обезвреживания минерализованно-. го стока). В кольцевую полость 5 подают также соплами 17 вторичный воз дух, необходимый для окисления органических примесей соответствующего стока. Также как и в предыдущей полости этот воздух: нагревается и выходит совместно с продуктами сгорания топлива через отверстия 8 в зону впрыска второго стока. Создаются оптимальные условия для сжигания второго стока: температура 1000°С) необходимое количество воздуха и умеренный уровень скоростей -150 м/с. .В третьей кольцевой полости 4,соответствующей поясу форсуночных устройств 15, для впрыскаСТОКОВ, содержащих минеральные вещества и. незначительное количество органических продуктов,подача вторичного воздуха отсутствует, поскольку в данном случае для сушки минерализованного раствора и плавления соли не.требуе тся воздуха. Для окисления органических продуктов используется избыточное количество воздуха из вышележащих зон. В то же время за счет создания необходимого сечения выходньгх отверстий 7 уровень вращательных скоростей газов в этой зоне поддерживается значительным 250 м/с для возможности надежной сепарации минеральных веществ, на стенках на сравнительно коротком участке рабочего пространства до пережима 18. Количество топлива, сжигаемое в кольцевой полости 4 (с учетом тепла вносимого из вышележащих зон), соответствует необходимой в этой зоне температуре 900°С. Конструкция печи позволяет создать для каждого вида подаваемых .в циклонную печь отходов оптимальные условия сжигания. Взаимное влияние зон сжигания на температуру, степень крутки и избыток воздуха уменьшается, поскольку уменьшается осевой поток газообразных продуктов, входящий в каждую последующую зону из предыдущей, создаются условия для равномерного распределения температуры по высоте рабочей камеры, так как ввод свежего теплоносителя осуществляется практически по всей высоте рабочей камеры. По этой же причине по всей рабочей камере создается равномерная крутка, что способствует более эффективному- улавливания расплава. За

счет позонного ввода теплоносителя снижается избыток воздуха и средняя температура в печи, что влечет за собой снижение расхода топлива и создается равномерное гарниссажное покрытие ограждений уменьшающее потери в окружающую среду. Печь допускает любое расположение поясов форсуночных устройств без ущерба для процесса и совместное огневое обезвреживание любых жидких отходов в максимально требующихся для этих отходов условиях с управляемым влиянием на работу данной зоны, соседних зон рабочей камеры. Расположение выходных .отверстий тангенциально .1-0,5 ди- аметра рабочей камеры обусловлено разнообразием подаваемых в печь сточных вод. В тех случаях когда в зоне подачи стоков требуется максимальный уровень вращающих скоростей, т. е. в случаях обработки минерализованных отходов, выходные отверстия размещаются тангенциально к окружности, равной диаметру рабочей камеры: В тех случаях когда проводят сжигание сточных вод, концентрированных по органическим продуктам т. е., когда вопросы равномерного распределения окислителя, по сечению рабочей камеры превалируют над требованиями интенсивной крутки, выходные отверстия ориентируют тангенциальность к мнимой окружности не менее 0,5 диаметра рабочей камеры, поскольку в противном случае теряется и изчезают преимущества циклонного принципа.

Формула изобрет,ения

Циклонная печь для огневого обезвреживаниз жидких промышленных отходов, содержащая камеру сгорания топлива с горелочными устройствами, водоохлаждаемую цилиндрическую рабочую камеру с расположенными на. ней поясами форсуночных устройств для подачи отходов и пережимом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы печи, камера сгорания выполнена в виде ряда кольцевых полостей, охватывающих рабочую камеру и соединенных с ней каналами, направленными тангенциально к окружности, составляющей 0,5--1,0 диаметра рабочей камеры, и снабженных соплами вторичного воздуха, направленными тангенциально к внешней окружности кольцевой полости, а количество кольцевых полостей соответствует количеству поясов форсуночных устройств.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 317314, кл. F 23 G 7/04, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 545828, кл. F 23.G 7/04, 1975 (прототип).

7.77

G3uz.2

А