Способ огневого обезвреживания жидких отходов и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК F23G7/04 

1

Изобретение относится к способам и устройствам огневого обезвреживания производственных отходов и может быть использовано при ликвидации различных отходов химической, нефтехимической и других отраслей прокоашленности.

Известны способы огневого обезвреживания жидких отходов в циклонных печаз« с вводом жидких отходов в потоке воздуха, направленного по ходу газов тангенциально или по хорде на меньшую окружность 1 г , 3 и 4.

Недостатком известных технических решений является невозможность надежной защиты ограждающих поверхностей от сепарации жидкости из-за сосредоточения жидкостного факела в пристенной области.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эфАекту является способ огневого обезвреживания жидких отходов, включающий тангенциальную подачу топлива совместно с первичным воздухом, ввод в закрученный поток высокотемпературных продуктов сгорания топлива смеси распыленных жидких отходов и вторичного

воздуха и отвод полученных продуктов 5 .

Устройство для осуществления известного способа содержит вертикальную

5 цилиндрическую камеру с крышкой,горелки для подачи топлив.а и первичного воздуха, установленные тангенциально j сопла вторичного воздуха с расположенными в них форсунками для

10 распыливания жидких отходов, размещенные за горелками по ходу движения газов, и пережим для отвода полученных продуктов.

Недостатком известного устройстtS ва является тангенциальный ввод потока вторичного воздуха, в котором распределяется распыленный жидкий отход. Такое распределение жидкост.и в пристенном потоке, контактирую3Q щем с ограждакхцей поверхностью,приводит к интенсивному разрушению ограждающей поверхности из-за непрерывных локальных теплосмен при сепарации капель на стенке и коррозионной

2f5 активности компонентов стоков.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности процесса.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу огневого обез30 зреживания жидких-отходов, включающему подачу топлива совместно с первичным воздухом, ввод в закрученный поток высокотемпературных продуктов сгорания топлива смеси распыленных жидких отходов и вторичного воздуха и отвод полученных продуктов, смесь распыленных жидких отходов и вторичного воздуха подают соударяющимися встречными струями, а в зону контакта струй по ходу г.азов вводят осевой поток третичного воздуха.

С целью повышения эконогиичности и надежности работы устройство для осуществления способа, содержащее вертикальную цилиндрическую камеру с крышкой, горелки для подачи топлива и первичного воздуха, установленные тангенциально, сопла вторичного воздуха с расположенными в них форсунками для распыливания жидких отходов, размещенные за горелками по ходу движения газов, и пережим для отвода полученных продуктов, снабжено соплом третичного воздуха, установленным в крышке камеры по ее оси, а сопла вторичного воздуха с расположенными в них форсунками для распыливания жидких отходов размещены по диаметру камеры противоположно друг другу. При таком способе ввода жидких отходов заполняется приосевая (с низ.ким давлением) область топочного объема, что способствует повышению удельной нагрузки пеЧй по сточным водам за счет увеличения коэффициента использования рабочего объема. Пульсирующий вихревой Факел распыленной жидкостной взвеси сосредоточен в центральной зоне топочного объема и отделен от ограждающей поверхности газовым пристенным слоем (зона высокого давления). Центральный поток третичного воздуха заполняет приосевую область отрицательных давлений в зоне горения топлива и тем самым предупреждает подсасывание капель жидкости к корню топливного факела, что могло бы привести к флегматизации процесса горения.

Радиальные встречные струи отжимают .от стен топки капли стоков, которые после многократного проникновения в них и частичного испарения приобретают тангенциальную скорость,образуя подвижное пульсирующее вращающееся o6JiaKo газоводяной взвеси, в центральной зоне печи перемещающееся к выходу из топочного объема. Благодаря такой организации ввода сточных вод в топочный объем, увеличивается время пребывания распыленной жидкости в топке и интенсифицируются процессы тепло-массообмена, что улучшает условия обезвреживания отходов. Формирование жидкостного облака в центральной области обеспечивает защиту ограждающих поверхностей от эррозии.

Конструкция циклонной печи с выходом дымовых газов вверх и плавным переходом топочной камеры в газоход, заполненный теплоиспользующими элементами (воздушного рекуператора, котла-утилизатора,, водогрейного котла и т.д.) и заканчивающийся дымовой трубой, обеспечивающей отсос отходящих газов через устройство и.подсос воздуха на охлаждение наружных стен n сбрасываемых в атмосферу газов, обладает наименьшим сопротивлением системы по отходящим газам и позво.ляет использовать их, требует минимального расхода энергии на собственные нужды, экономична, удобна и 5 проста при монтаже и эксплуатации.

На фиг. 1 представлена циклонная печь для огневого обезвреживания сточных вод, продольный разрез;на фиг. 2 - вид В-Б на фиг. 1 (1 пояс);

0 на фиг. 3 - вид В-В на фиг. 1 (2 пояс).

Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов содержит цилиндрическую вертикальную камеру 1

5 сгорания переходящую в газоход 2, заполн.енный теплоиспользующими элементами 3 котла-утилизатора, воздухоподогревателя, водогрейного котла и т.д. В первом по ходу отходящих 0 газов поясе расположены тангенциальные топливные горелки 4 природного газа, мазута, технологического газа и т.д. Во втором поясе на расстоянии не менее 0,5 диаметра камеры

J расположены две пары сопел 5 и б вторичного воздуха, с установленными в них форсунками 7 сточных вод. Расстояние между пвясами определяется необходимостью полного сгорания топлива. Каждая пара сопел 5 или б расположена на одной оси по диаметру цилиндрической камеры. В торце камеры, противоположном выходу отходящих газов, по оси цилиндра установлено воздушное сопло 8 третичного воздуха.

Установка дымовой трубы, над га зоходом обеспечивает дополнительную тягу, способствует сокращению затрат на тягодутьевые механизмы и VмeньшaQ ет объем монтажных работ.

Устройство работае следующим образом.

В камеру 1 сгорания через горелки 4 предварительного смешения, установ,- ленные тангенциально, подается совместно с первичным воздухом природный газ в количестве 1100-1500 нм /ч. Коэффициент расхода воздуха в горелках составляет 1,2-1,3.

В закрученный поток продуктов рания при температуре 1500-1 б00°С через противоположные сопла 5 и 6 с установлен.ными в них Форсунками 7 сточных вод, вводится газожидкостная взвесь вторичного воздуха со сточными водами-состава, %:

Дикарбоновые кислоты 10-18 Циклогексанон до 2 Циклогексанол до 1 ВодаОстальное

Расход вторичного воздуха - 710 тыс. нм/ч. Скорость вылета - 6070 м/сек. Расход сточных вод 7-10 т/ч.

Через воздушное сопло 8, установленное в торце печи, подается закрученный поток третичного воздуха (20% от вторичного) - 1,4-2 тыс.нм./ч.

Удельная весовая нагрузка рабочего объема циклонной печи составляет 0,87 .

В процессе обезвреживания этой сточной воды при температуре отходящих дымовых газов 1000 С и коэффициенте расхода воздуха 1,08-1,1 органические составляющие окисляются до устойчивых соединений СО и .

Экспериментальные исследования показали отсутствие сепарации капель сточных вод на футеровке печи.

Реамуация изобретения позволяет .повысить экономичность и надежность процесса за счет увеличения нагрузки печи вследствие улучшения использования рабочего объема печи, заполнения приосевой зоны и улучшения условий распыливания и дробления капель соударяющимися струями, увеличения межремонтного рабочего пробега и повышения полного обезвреживания вследствии исключения сепарации капель на стенки камеры.

Формула изобретения

1. Способ огневого обезвреживания жидких отходов, включакяций тангенциальную подачу топлива совместно с первичным воздухом, ввод в закрученный поток высокотемпературных продуктов сгорания топлива смеси распыленных жидких отходов и вторичного воздуха и отвод полученных продуктов, отличающийся - тем, что, с целью повышения экономичности и надежности процесса, смесь распыленных жидких отходов и вторичного воздуха подают соударяющимися встречными струями, а в зону контакта струй по ходу газов вводят осевой

0 поток третичного воздуха.

2. Устройство для осуществления способа, содержащее вертикальную цилиндрическую кгилеру с кры111кой, горелки для подачи топлива и первичного воздуха, установленные тангенциально, сопла вторичного воздуха с расположенными в них форсунками для распыливания жидких отходов, размещенные за горелками по ходу движения газбв, и пережим для отвода продуктов, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности работы, оно снабжено соплом третичного воздуха,

5 установленным в крышке камеры по ее оси, а сопла вторичного воздуха с расположеннь ли в них форсунками для распыливания жидких отходов размещеHfcJ по диаметру камеры и установлены

Q навстречу друг другу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 545В28, кл. F 23 & 7/04, 1974.

2.Заявка ФРГ 2359730, 5 кл. 24 d 2, опублик.. 1975.

3.Патент Швейцарии № 486667, кл. F 23 С 7/00, опублик. 1970.

4.Патент Великобритании

№ 1438221, кл. F 4 В, опублик. 1975. 0 5. Патент Великобритании

№ 1353613, кл. F 4 В, опублик. 1971 (прототип).