Способ огневого обезвреживания жидких горючих отходов Советский патент 1982 года по МПК F23G7/04 

(54) СПОСОБ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ

ЖИДКИХ ГОРЮЧИХ отходов

1

Изобретение относится к способам огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, электротехнической промышленности и других отраслей народного хозяйства, где образуются трудносмешиваемые жидкие отходы с различной плотностью.

Известны способы огневого обезвреживания жидких отходов в камерных, цикл.онных и шахтных печах, включаюш,ие распыливание отхода, подвод воздуха в количестве, необходимом для полного сгорания компонентов отхода, продуктов огневой обработки 1.

Недостатками этого способа являются низкие удельные показатели, ненадежность и высокая стоимость вследствие дополнительного использования специальных эмульгаторов для равномерного перемешивания смеси отходов и предотвраш,ения их расслоения. В противном случае нарушается устойчивость процесса обезвреживания веществ, сопровождающаяся периодическим срывом факела. Кроме того, встречающиеся в жидких отходах нерастворимые примеси нарущают надежность и непрерывность процесса из-за засорения твердыми включениями распыливающих средств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ огневого обезвреживания жидких горючих отходов, включающий подачу жидких отходов в слой, продувание через слой барботажного агента, подвод к фронту горения топливно-воздушной смеси, содержащей компоненты с меньщей плотностью, сжигание ее в потоке вто10ричного воздуха, удаление продуктов сгорания, накапливание в слое компонентов отходов с повышенной плотностью и вывод их из слоя для дальнейщего обезвреживания одним из известных способов.

Бесфорсуночная подача уничтожаемых 5 веществ в зону огневой обработки организована в известном способе по принципу барботирования газового потока через объем отхода и распыливания его в надслоевую зону в результате разрушения пузырей на свободной поверхности.

20

Вследствие значительного времени пребывания компонентов отхода в предпламенной зоне и интенсивности протекания тепловой подготовки их к сжиганию, устройства барботажного типа отличаются высокими удельными тепловыми напряжениями топочного пространства с 7-9 МВт/м 2. Недостатком способа является невозможность надежного и непрерывного огневого обезвреживания смеси трудносмешиваемых жидких отходов вследствие постепенного накопления в слое компонентов отхода с повышенной плотностью, например, воды. Это происходит потому, что при умеренных скоростях барботажного агента в сечении слоя (менее 1,0 м/с), характерных для известного технического решения, не удается получить равномерную по всему объему слоя эмульсию смеси отходов. Поэтому, в результате неудовлетворительного перемешивания барботажным агентом слоя и вследствие различной плотности отходов, входяш,их в состав смеси, происходит расслоение составляюш,их отходов в слое. В верхней части слоя сосредотачиваются относительно легкие компоненты смеси (например, органические вешества), в нижней - более тяжелые компоненты (например, вода). Это обстоятельство приводит к нарушению непрерывности процесса, удалению накопившихся тяжелых составляюш.их смеси отходов для отдельного обезвреживания известным способом, что усложняет процесс и не обеспечивает его надежности и непрерывности. В противном случае для получения стойких эмульсий требуется применение дорогостояш,их поверхностно-активных веществ. Увеличение скорости барботажного агента до 3,0 м/с с целью интенсификации барботажного перемешивания смеси отходов в слое и предотвраш.ения их расслоения приводит к образованию первичной топливно-воздушной смеси, поступаюш,ей из слоя в зону горения, с наличием крупнодисперсных капель более 500 мкм. Это приводит к неполноте сжигания веществ, что снижает надежность обезвреживания токсичных соединений отходов. Увеличение сепарационной зоны с целью осаждения обратно в слой относительно крупных капель уменьшает экономичность процесса (возрастают капитальные затраты) и спижает его производительность. Цель изобретения - обеспечение нанепрерывности процесса при дежности и огневом обезвреживании смеси трудносмешиваемых отходов с различной плотностью. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу огневого обезвреживания жидких горючих отходов, включающему подачу отходов в слой, продувание слоя барботажным агентом, сжигание в потоке вторичного воздуха и отвод продуктов обезвреживания, барботажный агент продувают через нижнюю часть слоя со скоростью 2,5-3,0 м/с, постепенно уменьшают ее по высоте слоя до значения на поверхности слоя 0,5-0,7 м/с. При осуществлении способа достигается постепенный переход по высоте двухфазного слоя от гидродинамического режима турбулизированной пены (на дне слоя) к режиму структурированной ячеистой пены (в верхней части слоя), Продувание барботажного агента в нижней части слоя со скоростью 2,5-3,0 м/с приводит к образованию высокоскоростных подъемно-опускнь х контуров жидкой фазы слоя, в результате чего обеспечивается интенсивное барботажное перемешивание веш,еств вблизи распределительной решетки и получается стойкая э.мульсия смеси отходов, разделенная пузырями барботажного агента. Прохождение барботажного агента через слой организуют таким образом, что его скорость по высоте газожидкостного слоя постепенно уменьшается до значения на выходе из слоя 0,5-0,7 м/с (например, за счет непрерывного увеличения поперечного сечения газожидкостного слоя). При этом в верхней части слоя образуется тонкостенная, стойкая, ячеистая пена, являющаяся генератором мелкодисперсных капель отхода (менее 200 мкм), состав которых соответствует среднему составу барботажного слоя, а размер удовлетворяет качеству обезвреживания токсичных соединений. В этом случае достигается равенство начального состава смеси отходов, поступающих в газожидкостный слой и выносимых из слоя барботажным агентом в зону горения, что обеспечивает надежность и непрерывность процесса. Пример. На огневое обезвреживание барботажное юрелочное устройство. производительностью 30 кг/ч, поступает смесь отходов, содержащий 65% органических компонентов типа керосиновых фракций с плотностью 760 кг/м и 35% воды. Для осуществления способа стенки ванны выполнены в виде усеченного конуса: площадь нижнего основания 0,0046 м площадь верхнего основания 0,023 м. Расход барботажного агента составляет 49,5 м 1ч, а суммарное сопротивление барботажного устройства не превышает ООкг/м Осуществление способа показало, что оптимальная величина скорости барботажного агента на поверхности барботажного слоя находится в пределах 0,05-0,7 м/с. Уменьшение этой величины ниже значения 0,5 м/с снижает стойкость эмульсии отходов, а увеличение выше значения 0,7 м/с ухудшает полноту обезвреживания

веществ по причине ухудшения дисперсного состава капель отходов.

Оптимальная величина скорости барботажного агента на дне газожидкостного слоя находится в пределах 2,5-3,0 м/с. Уменьшение этой величины ниже значения 2,5 м/с снижает интенсивность перемешивания смеси отходов и приводит к «провалу части отходов слоя через отверстия барботажной решетки. Увеличение скорости выше 3,0 м/с вызывает увеличение гидродинамического сопротивления барботажного устройства, что снижает экономичность процесса в результате повышения энергозатрат на организацию обезвреживания веществ.

Реализация способа позволяет надежно и непрерывно подвергать- огневому обезвреживанию смеси жидких трудносмешиваемых отходов с различной плотностью входящих в них составляющих.

Формула изобретения Способ огневого обезвреживания жидких горючих отходов, включающий подачу отходов в слой, продувание слоя барботажным агентом, сжигание в потоке вторичного Еоздуха и отвод продуктов обезвреживания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежности и непрерывности процесса при обезвреживании смеситрудносмещиваемых отходов с различной плотностью, барботажный агент продувают через нижнюю часть слоя со скоростью 2,5-3,0 м/с, постепенно уменьшают ее по высоте слоя до значения на поверхности слоя 0,5-0,7 м/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Термические методы обезвреживания отходов. Под ред. К. К. Богушевской., Г. Н. Беспамятнова, Л., «Химия, 1975, с. 52-95.

2.Авторское свидетельство СССР № 189503, кл. F 23 D 5/02, 1965.