Способ огневой обработки жидких отходов Советский патент 1981 года по МПК F23G7/04 

Изобретение относвтся к способам обезвреживания прэмышленных сточных вод, а в частности, к сжиганию токсичных жидких отходов, содержащих органичесЕие я минеральные примеси, и может быть использовано в;химической, нефтехимической в других отраслях промышленности. На практике- широко применяют огн&вую обработку жидких отходов в камерных шахтшлх, барабанных печах. Наиболее э4 фективной является огневая обработка жщ ких отходов в циклонных печахСЦ.( При обезвреживании жидких отходов циклонных печах в головной зоне &&.. чи сжигают жидкое или газообразное топливо в в закрученные {цюдукты сгорания с :температуройл13ОО-16ОО С подают жидкяе отходы с помооцью форсунок, установленных на боковой поверхности печв. При этом органические примеси выгорают, минеральные вещества плавятся, сепарщ уютс:я на ограждающую поверхность и а виде расплава вытекают из печи. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ огневой обработки жидких отходов, содержащих с ганические и минеральные тфимеси, в вихревом потоке продуктов сгорания топлива, характеризующийся впрыс1 ом жидких отходов со стороны ограждающей поверхности, причем направление потока факела распыленных капель п пендикулярно вектору абсолютной скорости по;гока продуктов сгорания топлива ИЗ Недостатком способа огневой обработки жидких отходов, содержащих органические и минеральные примеси, является повышенный вынос с уходящими дымовыми газами минеральных ч,астиц,это объясняется глубоким вторичным дроблением распыленных .Капель жидких отходов, направленных 1ФОТИВ потока продуктов сгорания топлива в последствие повышенного уровня относительных ;коростей1 капель в газовом потоке, В результате дробления капель образуются мельчайшие вторичные капельки жидких отходов, после испарения которых формируются практически безинер ционные частицы минеральных примесей, уносимые из печи с дымовыми гаэами. Кроме того, ввод жидких отходов в ра бочий объем печи со стороны ограждаюцщх поверхностей, т.е. в зоне низких абсолютных или вращательных скоростей потока продуктов сгорания топлива, х актеризует ся малой интенсивностью тепломассообмена, вследствие малого, времени пребываниякапе ль в газовом потоке. Резуль татом этого является наброс на боковую поверхность печи непроплавленных частиц минеральных солей, настылесбразование . и вынос сухих частиц с дымовыми газами. Целью изобретения йвляется увеличение выхода расплава минеральных примесей при обработке отходов, содержащих органические и минеральные примеси, что приведет к повышению надежности и эффективности процесса огневой обработки жидких отходов. Цель достигается тем, что в способе огневой обработки жидких отходов в циклонной печи, включающем подачу распыленных жидких отходов в высокотемпературные продукты сгорания топлива, вывод газообразных продуктов обезвреживания и расплава минеральных солей, жидкие отходы подают по направлению движения потока продуктов сгорания топлива в зону со скоростями продуктов сгорания 4О70м/с, причем скорость жидких отходов по держивают на уровне 9О-ИО% от скорос ти продуктов сгорания. Способ реализуется следующим образом. В вертикальную циклонную печь в верх нюю головную зону подают топливо и воз дух со скоростью 4О-5ОМ/С. В результате сгорания топлива формируется закрученный поток высокотемпературных дымовых газов- газообразных продутов полного горения топлива. Скорость потока продуктов сгорания изменяется в попереч ных сечениях потока от м/с на периферии потока до уровня ВО - 10О м/с в кольцевой зоне, близкий по размерам к диаметру пережима печи, а затем при приближении к оси потока вращетельная скорость потока падает до О i- 1О м/с. В зоне рабочего объема печи, имеюще .уровень скоростей потока газов-4О-7Ом/ вводят по направлению потока жидкий отход, причем помимо совпадения направления газов и капель распыленных жидких ТХОДОВ соблюдается практически равенсто величины скоростей газового потока жидкости в точках впрыска отхода так ак скорость жидких отходов поддерживат равной 90-11О% от скорости проуктов сгорания в указанной зоне. При том капли жидких отходов имеют очень малую величину относительной скорбсти и не подвергаются щробпенкю газовым потоком. За счет длительного времени ребывания в объеме жидкая фаза испаряетя, органические компоненты окисляются oCOjJ , , N5 , а минеральные частицы плавятся и сепарируются на ограждающую поверхность печи с следующим выводам из печи в виде расплава. Вследствие отсутствия эффекта вторичого дробления капель жидких отходов частицы минеральных солей после испа- 1зения жидкой фазы имеют средний размер не мение 30-40 микрон и подвергаются инерционной сепарации закрученным потоком газов на огражцающуто поверхность печи. Что увеличивет выход распАава. В то же время за счет относительно большого времени пребывания капель в . высокотемпературной зоне рабочего объеа обеспечивается полное окисление токсичных органических примесей. Подача жидких отходов в зону рабочего объема печи со скоростями газов не ниже 40 м/с по направлению газового потока позволяет предотвратить инерционную сепарацию капель на ограждающую поверхность. При вводе жидкости в печи в периферийную зону с уровнем скоростей менее 4О м/с наблюдается наброс неиспар1.вшихся капель на стенки печи. Ввод отходов в nt.4b в приосевую зону с уровнем скоростей не менее 4О м/с приводит к перегрузке этой зоны факелом капельной смеси и неполноте обезвреживания жидких отходов. Подача жидких отходов в зону рабочего объема печи со скоростью продуктов сгсрания не выше 7 О м/с искл1бчает дробление крупных капель, движущихся после впрыска жидких отходов по инерции в (Соответствии с начальным импульсом. При более высокой скорости газов возможно достижение уровня относительных скоростей, достаточного для нарушения устойчивости крупных капель. Скорость жидких отходов в момент впрыска не должна быть ниже или выше скорости потока продуктов сгорания более, чем на 1О%. В противном случае начальная относительная скорость капель может достигать критической величины, достаточной для дробления капель, что щэнведет к увеличению пылеуноса из печ Пример конкретного осуществления способа. Огневому обезвреживанию подвергает ся щелочной сток производства капролактама, содержащий до 25% натриевых солей низких дикарбоновых кислот, а так же до 2% циклогексанола и смол. Расход стоков -4м /ч. Щелочной сток подвергают огневой обработке в вертикальной циклонной печи с гарнисажной футеровкой. В Головной зоне сжигают мазут с помощью четьфех горелок. В продукты горения с температурой впрыскивают шапочной сток с помсяцью 8 механических центробежных форсунок, установленных непосредственно в объеме по ходу дымовых газов в поперечном сечении циклонной печи, в зоне скоростей продуктов сгорания 65-7О м/с Давление щелочного стока перед форсунками поддерживают, исходя из величины начальной скорости струи капель из сопла форсунок равной 60-75 м/с. Капли щелочного стока испаряются, ор ганические примеси окисляются, а соли натрия переходят в карбонат натрия, который в виде расплава вытекает из лётки циклонной печи. Выход расплава составляет 80% от исходного содержания нагрия (теоретический расход) в сточной во де. Отходящие дымовые газы содержат: CO,f 1О,0%, ,1%, ,О%, ,0%. При огневой обработке щелочного стока по известному способу-прототипу наблюдается повыщенный унос соды с дымовымя газами. Коффициент уплавпввания расплава составлял в этом случав 65%. Таким образом, за счет подавления процесса вторичного дробления капель жидких отходов при одновременном увеличении времени их пребывания в цнкловной печи обеспечивается увеличение выхода расплава минеральных солей, что в целом приводит к повыщенню надежноети и эффективности процесса огневой обработки токсичных жидких отходов, содержащих органические и минеральные компоненты. Формула изобретения Способ огневой обработки жидких отходов в циклонной печи, включающий подачу распыленных жидких отходов в высокотемпературные продукты сгорания топлива, вывод газообразных гфодуктов ;обезвреживания и расплава минеральных солей, отличающийся тем, чгто с целью увеличения выхода расплава и повыщения надежности и эффективности процесса, жидкие отходы подают по направлению движения потока продуктов сгорания топлива в зону со скоростями продуктов сгорания 40-7 О м/с, причем скорость подачи жидких отходов поддерживают на уровне 9О-11О% от скорости щзодуктов сгорания. Источники информации, принятые во внимание при экспертиза - . 1.Шурыгин А.П. и др. Огневое обезвреживание промышленных сточных вед, Киев, Техника, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР N9 219735, кл. С О2 С 5/О4, 1967.