Установка для сжигания высоковлажныхОРгАНичЕСКиХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК F23G7/00 

Изобретение относится к устройствам для утилизации высоковлажиых, низкокалорийных, пастообразных материалов органического происхождения, например флотированных или механически обезвоженных осадков, образуюидихся после очистки промышленных и коммунальных сточных вод, путем их сушки с последующим сжиганием, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, а в коммунальном хозяйстве.

В последпее время при сжигании осадков сточных вод нримепяются устарювки с барабанными печами, слоевыми топками, печами с кипящим слоем. Конструкции таких устройств являюгся громоздкими, требуют больщих капитальных затрат н новышеиной энергоемкости 1.

Эти недостатки отсутствуют частично в установках, использующих для осуществления комбинированных ироцессов (сушка, измельчение, обжиг и др.) метод встречных высокоскоростных струй.

Установка, использующая метод встречиых струй для одновременной сущки, помола и обжига минерального сырья, содержит камеру встречных струй с разгонными трубами, устройства для размельчения и камеру обжига 2.

3 таких прямоточных установках для осуществления процесса сжигания материалов оргаиического происхождения (подобно процессу обжига минерального сырья) требуется регенерация высокоиотенциального тепла продуктов сгорания осадков (теплообменныс аппараты для подогрева ис.ходного материала или воздуха для сжигания топлива), что значительно иовын1ает капитальные затраты.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является установка для одновременной сущки, из: 1ельчения и сжигания высоковлажных оргаиических материалов, содержащая камеру сгорання, камеру встречпы.ч струй, разгонные трубы с течками, соединенные выходными концами с камерой встречных струй, и сепаратор 3.

Установка оборудована двумя отдельными камерами сгораиия (поточными камерами), 1 меющими газовый выиуск меньшего диаметра, чем диаметр камеры. Устаиовка имеет сеиаратор и разгонные трубы с течка.ми. Выходные концы противоположно направленных разгонных труб соединены с противоположными сторонами камеры встречных етруй, а каждый входной конец этих труб соединен с одиой из соответствующих ему камер сгорания. Камеры

сгорания имеют окиа для отсоса зольиого остатка тангенциально встроенные натрубки для подачи тонлива и воздуха. Тепло, полученное от сжигания сухого осадка, используется в процессе сушки влажного осадка, уменьшая тем самым затраты донолнительного топлива. Сухая зола удаляется из камер сгорания путем отсоса части газов с зольным остатком.

Однако в такой установке и схеме процесса сушки п сжигания осадков необходимо обеспечивать синхронную работу двух отдельных камер сгорания (топок), а присоединение камер сгорания непосредственно к разгонным трубам создает определенную зависимость устойчивости процесса горения от возмундений, возникаюш;их в потоке теплоносптеля при соударении струй. Кроме того, не достигается достаточная эффективность удаления золы из дымовых газов и отсутствует возможность регулирования скорости сушильного агента в месте ввода влажного осадка при изменении нагрззки.

Целью изобретения является повышеиие надежности работы п эффективности сжигания высушенного осадка.

Цель достигается тем, что в установке, содержаш,ей камеру сгорания, камеру встречных струй, разгонные трубы с течками, соединенные выходными концами с камерой встречных струй, и сенаратор, камера сгорания снабжена соединенной с ней посредством пережима камерой стабилизации, а камера встречных струй снабжена диффузором, расположенным над ней, причем камера стабилизации выполнена с отверстиями для подачн воздуха, расположенными в нережиме и своде камеры, и выходными патрубками для отвода продуктов сгорания, соединенными с входными концамн разгонных труб. Разгонные трубы снабжены регулируемыми иережнмами, выполиенными в виде выдвижных шиберов и установленными перед течкамр;.

На фиг. 1 изображеиа предложенная установка; на фиг. 2 - камера сгорания в разрезе; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2.

Установка для сжигания высоковлажных органических материалов содержит циклонную тонку, выполненную в виде камеры сгорания 1 с нережимом 2 н камеры стабилизации 3, которая имеет два выхода (окна) 4 и 5, соединенные с двумя противоположпо направленными разгониыми трубами 6 и 7. В з1ходные концы разгонных труб соедииепы с камерой встречных струй 8, выиолиеииой и виде вертикальной трубы. Над камерой встречных струи установлен диффузор (аэрофонтап) 9 с сенаратором 10. Для ввода влажного осадка разгонные трубы снаб;кены течками 11, перед которыми установлены регулируемые пережимы в впде выдвижных шиберов 12. В нижней части камеры сгорания имеются окно (летка) 13 и шпековый транснортер 14 для вывода шлака.

Сепаратор посредством газохода 15 соединен с цнклоном-отделителем высушенного осадка 16, который в свою очередь нодключен к скрубберу 17. Кроме того, циклон поg ередством трубопровода 18 соединен с камерой сгорания. Камера сгорания имеет тапгеициально расноложенные сонла 19 для ввода воздуха на горение топлива и создаиия вихревого (винтового) движения в тоg ночном объеме. Здесь же расположена форсунка 20 для подачн жидкого топлива, назначение которой - предварительный разогрев камеры сгораиия и поддержанне (подсветка) факела при сжигапии осадка.

g Для ввода высушенного осадка камера сгорания оборудована расноложенными тангенциально и нанравленными нод некоторым углом вниз к ее оси патрубками 21, расположенными несколько ниже но отноше„ пню к соплам 19. Для ввода воздуха на разбавлепие предусмотрены каиалы 22 в пережиме и каналы (отверстия) 23 в своде 24 камеры стабилизации.

Циклоиная тонка снаружи заключена в кожух 25, в который через патрубок 26 подается (под некоторым давлением) воздух, иредназначенный для обеспечения горения осадка и для охлаждения продуктов сгорания.

Установка работает следуюшим образом.

Через патрубок 26 в прострапство под кожухом подается воздух, который поступает в камеру сгорапия через тангенциальные сонла 19, а через каналы 22 и 23 в камеру стабилизации. В то же время форсункой 20

5 в камеру сгорания подается топливо. Таким образом осуществляется розжиг н сжигаиие тонлива для разогрева тонки н всей установки в целом.

После достижения тенлоносителем (продуктами сгорапия топлива) расчетной температуры, в обе течки И разгониых труб (по стрелке А) подают влажный осадок. Далее этот осадок транспортируется высокоскоростным потоком теплоносителя вразгои5 пых трубах, где одиовременно происходят процессы диспергирования и сушки влажного осадка, которые значительно интенсифицируются при соударепии струй, выходяHUIX КЗ разгониых труб в камеру встречных

0 струй. После соударения (слияния) струй газовзвесь попадает в аэрофонтан 9, в котором происходит досушка дисиергируемого осадка н более иолное использование тепла газов. В сепараторе 10 производится отделе5 1пе более крунных частиц п их возвращенпе в течкн разгопных труб на досушку. Мелкодпсперснаи фаза (высушеппый осадок) уносится теплоносителем и отделяется в циклоне 10. Из циклона 16 высушенный осадок

0 пневмотранспортом по трубопроводу 18 подается в камеру сгорания. При сжигании осадка происходит расплавление золы (минеральной части осадка). Стекая по стенкам, шлак попадает на пол камеры сгора5 ния и через летку 13 поступает в ил-1ековый

транспортер 14. Продукты сгорания из камеры сгорания 1 попапают в камеру стабилизации 3, куда по каналам 22 и 23 (отверстиям) в пережиме 2 и в своде 23 нодаетск воздух, который снижает температуру теплоносителя до требуемой величины. Отработанный теплоноситель проходит санитарную очистку в скруббере 17 и выбрасывается в атмосферу.

Конструкция установки с одной топкой (камерой сгорания) нри наличии камеры стабилизации, имеющей капалы (отверстия) для подачи воздуха и два выхода продуктов сгорания, повышает надежность работы всей установки, так как в этом случае отпадает необходимость синхронного регулирования расходов топлива, воздуха и высушенного осадка.

Камера стабилизации обеспечивает снижение температуры теплоносителя до требуемой величины благодаря иптенспвиому смешению теплоносителя со струями во:;духа, равномерно распределяет теплоноситель по двум противоположным направлениям, а также создает буферную зону между камерой сгорания и разгонными трубами, что необходимо для сглаживания возмущений газового нотока, возникающих при соударении теплоносителя в камере встречных струй и при неравномерности подачи влажного осадка в разгонные трубы. В камере стабилизации благодаря наличию пережима и свода с каналами для струйной иодачи воздуха создается специальная аэродинамическая структура газового потока, нозволяю1цая исключить (наделспо погасить) воздействие вышеописаииых возмущепий па горения осадка, чем и обеспечивается стабильная и надежная работа камеры сгорания. Наличие зоны интенсивного турбулентного смещения теилоносителя с воздушными струями способствует эффективному дожиганию продуктов сгорания, что новышает полноту сгорапия осадка.

Переход на жидкое золоудаление дает возможность значительно полнее осуш,ествить вывод минеральной части осадка из камеры сгорания, благодаря чему до минимума сокращается вынос зольного остатка с тенлоносителем в .циркуляционный контур, что новышает устойчнвость горения и в целом приводит к снижению затрат электроэнергии и тепла на сжигание осадка по сравнению с прототипом. Кроме того, налпчпе

регулируемых нережимов (выдвижных шиберов) перед местом ввода влажного осадка из течек в разгонные трубы обеспечпзает более щнрокнй диапазон регулирования производптельности установки и фракционного состава высушенного осадка. Поддерживание необходнмого фракционного состава доС1игается путем варьировапня выдвнжнымн шиберами площади поперечного сечения

разгонных труб неред течками, соответственно изменяя скорость потока (струи) теплоносителя (продуктов сгорапия) при первичном дроблении вводнмого осадка. Паличие аэрофонтана над камерой встречных

струй позволяет осуществить более глубокую сущку осад,ка за счет его дополнительпого диспергировання н увеличения времени нребывания взвещенных частнц осадка в потоке аэрофонтапа.

.

Формула изобретения

1. Установка для сжигания высоковлажных органпческнх материалов, содержащая

камеру сгорания, камеру встречных струй, разгонные трубы с течками, соедииенные выходнымн концамн с камерой встречных струй, и сенаратор, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности

работы и эффективностн сжигания, камера сгорания снабжена соедииенной с пей посредством перелсима камерой стабилизации, а камера встречных струй снабжена диффузором, расноложенным над ней, прнчем камера стаоилизации выполпена с отверстнямп для подачи воздуха, расположенными в перелчиме и своде камеры, и выходными патрубками для отвода продуктов сгорания, соединенными с входными концамн разгонных труб.

2. Установка но п. 1, отличающаяс я тем, что разгонные трубы снабжены регулируемымн нерел нмами, выполненнымн в виде выдвижных щиберов и устаиовленными перед течкамп.

Источники информации, принятые во вниманпе при экспертизе

1. «Сл игание осадков сточных вод, ГОСИНТИ, М., 1971, N. 17-71, с. 11-34. 2. Авторское свидетельство СССР N° 224366, кл. F 27 В 15/00, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР Л 502194, кл. F 27 В 15/02, 1975.

16

15

10

5

if

J I

-A

19

(Pi/g.i)