Устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов Советский патент 1981 года по МПК F23G7/04 

Изобретение относится к области огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использовано на пред приятиях химической, нефтехимической электротехнической промышленности и других отраслей народного хозяйства, где образуются высококалорийные жидкие отходы. Известны устройства для огневого обезвреживания жидких отходов и содержащие распыливающие средства, для подачи отходов на сжигание, сопла дпя подачи необходимого воздуха и камеру сгорания ГП. Эти устройства дороги, сложны и не надежны в работе из-за возможности засорения или разрушения распьшивающих средств нерастворимыми примесями содержащимися в жидких отходах. Кроме того, для распыливания отходов тр буются значительные энергозатраты. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство дл огневого обезвреживания жидких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой, и патрубком для подачи первичного воздуха, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания Г21. Недостатком существующего устройства является невозможность эффективного сжигания в нем высококалорийных жидкостей (Q 9000-11000 ккал/кг) . При сжигании отходов с большими значениями теплоты сгорания в зоне горения имеют место повышенные температуры, что вызывает быстрое разрушение внутренних стен камеры сгорания. Кроме того, недостатком является также недостаточное смесеобразование в концевых частях факела, вызывающее неполноту обезвреживания токсичных компонентов отходов. Снижение скорости барботажного агента в существующем устройстве с целью уменьшения производительности обезвреживания отходов и тепловьзделения в камере сгорания недопустимо us за провала жидкости через отверстия барботажной решетки и нарушения надежной работы устройства. Применение дифицитных огнеупорных материалов повышает капитальные затраты на установку. Уменьшение числа сопел вторичного воздуха для увеличения скорости истечения из них окислителя и турбулизации в корне факела с целью улучшения смесеобразования и полноты обезвреживания веществ приводит как к увеличению энергозатрат на организацию процесса, так и к срыву фажела (нарушению непрерывности процесса). Цель изобретения - повьшение надеж ности работы устройства и эффективно ти процесса обезвреживания компонентов высококалорийных жидких горючих отходов. Поставленн ая цель достигается тем что устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и патрубком дпя подачи первичного воздуха, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания, снабжено установленной над соплами вторичного воздуха и выполненной в виде воздушного к роба камерой смешения с соплами, раз мещенными на выходе из полости короба, сообщающейся на входе с соплами вторичного воздуха, причем соотношение площадей поперечного сечения сопел камеры смешения и сопел бторично го воздуха составляет 0,3-0,4, а пло щадь сечения камеры смешения - 3-4 площэди сечения ванны. На чертеже представлено устройств для термического обезвреживания жидких горючих отходов. Устройство состоит из барботажкой ванны 1, снабженной барботажной реше кой 2 и патрубками 3 и 4 для подачи в ванну соответственно отхода и бар- ботажного агента. Устройство содержи камеру смещения 5 в виде короба, воз душная полость 6 которого сообщена с соплами 7 вторичного.воздуха и сопла ми 8 воздушного короба. Дпя подачи и регулирования необходимого количества окислителя предусмотрены воздуш ный патрубок 9 и регулирующий прибор 10. Устройство содержит также камеру сгорания 11, которая сообщается с во душным коробом 5 через отверстие 12 оборудована отверстием 13 для удаления из устройства продуктов сгорания Устройство работает следующим обазом. Через патрубок 3 в нижнюю часть арботажной ванны 1 на поверхность барботажной решетки 2 подают жидкий горючий отход. Через отверстия барботажной решетки 2 продувают барботажный агент (первичный воздух), подаваемый к устройству через патрубок 4. В результате прохождения агента через отверстия барботажной решетки 2. в барботажной ванне 1 создается динамичный газо-жидкостный слой, с по- верхности которого в надслоевое пространство выносятся компоненты отхода в виде капель и паров. Необходимый по условию полноты сжигания отходов воздух в установку подают через воздушный патрубок 9 и делят его регулирующим шибером 10 на два потока. Первый поток воздуха поступает через сопла.7 вторичного воздуха к фронту горения нижней части камеры 5, в объеме которой возникает и развивается процесс горения отхода. При этом коэффициент расхода воздуха в камере 5 не превыша.ет oL 0,85. Второй поток воздуха, проходя воздушную полость 6, нагревается от вну тренних стенок камеры 5, расхолаживая последние, и вводится в концевые участки факела через сопла 8 со скоростью равной скорости окислителя в соплах 7 вторичного воздуха (25-30 м/с). При этом достигается интенсивное перемешивание продуктов газификации отхода с окислителем, поданным через сопла 8. В результате эффективного смесеобразования обеспечивается хороший конг такт горючий части с окислителем в концевых частях факела, что способствует интенсификации процесса догорания отхода в камере сгорания I1 при коэффициенте расхода воздуха oL ,2, устранению сажеобразования и повышению полноты обезвреживания веществ. Распределение потока окислителя по соплам 7 и 8 приводит к выравниванию поля температур по длине факела, в результате чего снижается величина тепловых потокой в зоне максимальных температур (ядре факела), что снижает температуру внутренних стенок устройства. Газообразные продукты огневой обработки отхода удаляются из устройства через отверстие 13. По условию надежной работы устройства и эффективноЬти протекания процесса оптимальная величина отношения площади, сопел камеры 5 к площади сопел вторичного воздуха находится в пределах 0,3-0,4. Увеличение этого отношения выше 0,4 ухудшает устойчивость воспламенения в районе корня факела, так как скорость окислителяв соплах вторичного воздуха значительно уменьшается. Кроме того, эффективность процесса снижается по при чине неудовлетворительного смесеобразования, горение затягивается и протекает неполностью. Уменьшение этого отношения ниже 0,3 приводит к тому, что основное количество окислителя подается в топочный объем через сопла вторичного воздуха. При этом на уровне сопел вторичного воздуха возникает зона максимальных температур при cL 1,0 и расплавляется обмуровка. Оптимальная величина отношения пло щадей поперечных Сечений камеры и бар ботажной ванны составляет 3-4. Увеличение этого отношения вьш1е 4,0 увеличивает размеры камеры, капитальные за траты и снижает тепловое напряжение в корне факела, что ухудшает предпламен ную подготовку отходов к сжиганию. Пр уменьшении отношения ниже 3,0 ухудшается аэродинамика топочных газов (уст раняется поджигательный эффект) и создается обстановка для закоксовывания поперечного сечения устройств в случа сжигания жидких горючих отходов, соде жащих высококипяпще компоненты. Конструкция устройства позволяет надежно и эффективно осуществлять ог3 , 6 невое обезвреживание высококалорийных жидкик горючих отходов. Формула изобретения Устройство для огневого обезвреживания жидких горючих отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и патрубком для подачи первичного воздуха, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания, отличающего е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и эффективности процесса обезвреживания отходов, оно снабжено установленной над соплами вторичного воздуха и вьтолненной в виде воздушного короба камерой смешения с соплами, размещенными на выходе из полости короба, сообщающейся на входе с соплами вторичного воздуха, причем соотношение площадей поперечного -сечения сопел камеры смешения и сопел вторичного воздуха составляет 0,3-0,4, а площадь сечения камеры смешения составляет 3-4 площади сечения ванны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Термические методы обезвреживания отходов. Под ред. Богушевской К. К. и др. Л., Химия, 1975, с. 176. 2. Авторское свидетельство СССР № 330304, кл. 23 5/02, 1972 (прототип).