Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов Советский патент 1982 года по МПК F23G7/04 

у1зобретение относится к огневому обезвреживанию жидких отходов и может быть использовано на предприятиях химической промышленности и других отраслей народного хозяйства, где образуются жидкие горючие отходы, содержащие мелкодисперсные нерастворимые примеси и являющиеся вязкими коксующимися продуктами. Известны устройства для огневого обезвреживания жидких отходов такие, как камерные, циклонные и шахтные печи р Однако устройства, включающие фор сунки для подачи отхода на сжигание, сопла для подачи необходимого воздуха, камеру сгорания, дороги, сложны и ненадежны по причине засорения или разрушения распыливающих средств нерастворимыми примесями, часто содержащихся в жидких отходах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для огн &6го обезвреживания жидких отходов, которое включает ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания 1.2, Недостатком известного устройства является его невысокая удельная производительность (производительность единицы поверхности барботажного слоя), которая в номинальном режиме не превышает 0,55 кг/см. Кроме того, наличие в диспергируемом к фронту горения отходе крупных капель (до 3000 мкм), отрицательно влияет на надежность обезвреживания веществ. Повышение скорости барботажного агента в известном устройстве с целью увеличения его удельной производительности приводит к увеличению энергозатрат на установку (возрастает необходимый напор и расход барботажного агента), ухудшает надежность обезвреживания веществ за счет роста доли генерируемых крупных капель и требует увеличения габаритов как сепарационной зоны, так и камеры сгорания. Уменьшение скорости барботажного агента в известном устройстве с цель снижения энергозатрат приводит к снижению удельной производительности устройства и снижает надежности- его работы ввиду провала части жидкого отхода через отверстия барботажной решетки. Цель изобретения. - повышение интенсивности и надежности при обезвреживании вязких отходов. Цель достигается тем, что устройство для огневого обезвреживания жид ких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой , сопла вторичного воздуха и каме ру сгорания, снабжено перфорированны ми пластинами с долей свободного сечения 0, установленными в кольцевой вставке параллельно барботажной решетке, при этом верхняя пластина расположена над барботажной решеткой на расстоянии О,,95 высоты вставки, а нижняя на расстоянии 0,,40 высоты вставки. Установка по высоте газо-жидкостного слоя перфорированных пластин позволяет организовать в ванне рацио нальный гидродинамический режим, спо собствующий формированию благоприятного с пектра капель, что снижает кок сование устройства и повышает его удельную производительности. На чертеже изображено предлагаемо устройство. Устройство включает барботажную ванну 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патрубками 3 и для пода чи в устройство соответственно жидкого отхода и барботажного агента (первичного воздуха). В барботажной ванне 1 на поверхности решетки 2 установлена кольцевая вставка 5, делящая объем ванны 1 на барботируемую и небарботируемую газом части. В поперечном сечении кольцевой вставки 5 параллельно барботажной решетке 2 размещены две перфорированные пластины 6 с долей свободного сечения 0,,5- В нижней части вставки 5 по периметру предусмотрены отверстия 7 для сообщения барботируемой и небарботируемой частей ванны 1 . Устройство включает сопла 8 для подачи вторичного воздуха и камеру сгорания Э 5 9, снабженную отверстием 10 для удаления продуктов огневой обработки. Устройство работает следующим образом. Жидкий отход через патрубок 3 поступает в часть в-анны 1 , не продуваемую барботажным агентом, а затем через отверстия 7 кольцевой вставки 5 поступает на поверхность барботажной решетки 2. Через патрубок k в устройство поступает барботажный агент (первичный воздух), в результате прохождения которого через отверстия барботажной решетки 2 внутри кольцевой вставки 5 образуется динамичный газо-жидкостный слой. Расход барботажного агента через патрубок k вы бирают таким образом, чтобы скорость барботажного агента в сечении вставки 5 составляла 0,9-1, м/с. Высоту слоя отходов в небарботируемой газом части ванны 1 устанавливают из условия постоянного перелива части отхода из внутреннего объема вставки 5 через верхнюю кромку в небарботи- . руемую часть ванны 1 и поддерживают в пределах 0,06-0,09 м. Так как внутри кольцевой вставки 5 установлены перфорированные пластины 6, то по сравнению с известным устройством, когда пузыри барботажного агента не претерпевают изменения за счет внешних сил, в устройстве внутри вставки по высоте ванны 1 происходит преобразование структуры газожидкостного слоя. По мере движения барботажного агента от поверхности барботажной решетки 2 к поверхности газожидкостного слоя происходит постоянное резрушение газовых пузырей сначала в пределах нижней, а затем в пределах верхней перфорированных пластин 6. Дробление пузырей барботажного агента пластинами 6 препятствует образованию крупных пузырей, являющихся источниками крупных капель и способствующих закоксовыванию устройства. При этом в режиме турболизированного пенного слоя в результате изменения его структуры за счет пластин 6 обеспечиваются условия образования на поверхности слоя большого числа относительно мелких пузырей, которые при разрушении являются источниками мелких капель (75 массы брызгоуноса составляют капли размером 500 мкм), Основная масса генерированных слоем капель 39 отхода, не сепарируясь обратно в сло выносится в надслоевое пространство. Капли отхода и часть отхода, упаренная в слое, потоком барботажного аге та подаются к фронту горения. Необходимый по условию полноты обезвреживания веществ вторичный воздух подается в устройство через сопла 8. Отход в составе первичной топливновоздушной смеси поступает в камеру сгорания 9, где подвергается огневой обработке в потоке вторичного воздуха. Продукты обезвреживания отхода из камеры сгорания 9 удаляются через отверстие 10. В кольцевой вставке устанавливаются, две перфорированные отверстиями пластины. Установка большего числа пластин усложняет изготов ление вставки и повышает сопротивление ванны, что влечет за собой увеличение капитальных затрат и энергозатрат на подачу барботажного агента. Одной пластины недостаточно для обеспечения требуемого режима газожидкостного слоя, Оптимальное значение доли свободного сечения перфорированных пластин составляет 0,,45. Увеличение этого отношения выше 0,5 .не-способствует эффективному разрушению пузырейбарботажного агента. Уменьшение отношения ниже 0,35 повышает эне гозатраты на продувание барботажного агента и снижает удельную производительность устройства ввиду уменьшения на поверхности слоя центров каплеобразования. Оптимальное отношение расстояния от верхней пластины до барботажной решетки к высоте вставки равно 0,85 0,95- Уменьшение этого отношения ниже 0,85 способствует коалесценции пу зырей вблизи поверхности слоя, что , ухудшает дисперсный состав генериро.ванных капель (нарушает надежность ра боты устройства) и снижает удельную производительность процесса. Увеличение отношения выше 0,95 не допустимо ввиду пережега верхней плас 5 тины при возможных неровностях в основании устройства. Оптимальное отношение расстояния от нижней пластины до барботажной решетки к высоте вставки равно 0,35 О,. Уменьшение этого отношения ниже 0,35 ухудшает разрушение пузырей внут.ри слоя (ухудшает структуру слоя). Увеличение отношения выше О, препятствует стабилизации ценного режима в промежутке между нижней и верхней перфорированными отверстиями пластинами . Конструкция устройства позволяет интенсивно и надежно обезвреживать жидкие горючие промышленны1В отходы при непрерывном проведении процесса и повышенной удельной производительности устройства. Формула изобретения Устройство для огневого обезвреживания жидких otxoAOB, содержащее ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности и надежности при обезвреживании вязких отходов, оно снабжено перфорированными пластинами с долей свободного сечения 0,35 0,5 установленны(1 в кольцевой вставке параллельно барботажной решетке, при этом верхняя пластина расположена над барботажной решеткой на расстоянии 0,85-0,95 высоты вставки, а нижняя на расстоянии , высоты вставки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Термические методы обезвреживания отходов. Под ред. К.К. Богушевс-. кой и Г.П. Беспамятновой. Л., Химия, 1975, с. . 2.Авторское свидетельство СССР № 5 «829, кл. F 23 D 5/02, 1977 (прототип).