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

Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких .отходов и мо-( жет быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, электротехнической промышленности и других отраслей народного хозяйства, где образуются высококалорийные -жидкие отходы и имеютсятеплоиспользующие установки.

Известны устройства для огневого обезвреживания жидких отходЬв:. камерные, циклонные и шахтные печи. Указанные устройства включают -распыливающие средства для подачи отходов на сжигание, сопла для подачи необходимого воздуха и камеру сгорания Cl.

Однако эти устройства дороги, сложны и ненадежны в работе из-за возможности засорения или разрушения распыливающих средств нерастворимыми примесями, часто содержащимися в жидких отходах. Кроме того, для распыливания отходов требуются значительные энергозатраты.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для огневого обезвреживания жидких отходов, которое включает ванну, барботажную решетку с постоянным количеством равномерно распределенных отверстий, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания f2.

-Бесфорсуночная подача уничтожаемых веществ в зону огневой обработки организована в известном устройстве по принципу барботирования газового потока через объем отхода

10 и распыливания его в надслоевую зону в результате разрушения пузырей на свободной.поверхности. Из-за особенности конструкции барботажной ванны, исключающей наличие узких

15 каналов, которые присущи форсуночным устройствам, нерастворимые примеси жидких отходов не забивают подающее устройство. Ввиду значительного времени пребы.вания компонентов отхода

20 в предпламенной зоне и интенсивности протекания тепловой подготовки их к сжиганию устройства барботажного типа отличаются высокими удельными тепловыми напряжениями топочйого 25 пространства % -9 МВт/м С2.

Недостаток известного устройства - невозможность надежного и экономичного огневого обезвреживания жидких отходов в широком диапазоне

30 изменения нагрузки. При проектироваНИИ барботажных устройств заданной производительности количество и размер отверстий в барботажной решетке принимаются постоянными в соответствии с номинальным расходом отходов. При этом скорость.барботажного агента в отверстиях решетки принимается .WOTS 15-20 м/с из условия отсутствия провала жидкости через часть отверстий решетки в короб барботажного агента. Так как в условиях безфорсуночного сжигания отходов производительность барботажного устройства регулируется изменением расхода барботажного агента (скоростью барботажа в поперечном сечении ванны), то значительные отклонения расхода барботажного агента от номинального, с целью изменения производительности процесса, сказываются на режиме работы отверстий решетки.

При уменьшении расхода барботажного агента, с целью снижения производительности известного устройства по сравне.нию с номинальной нагрузкой при постоянной характеристике, уменьшается скорость газа в отверстиях, что снижает надежность работы устройства по причине утечки жидкого отхода через часть отверстий решетки. Увеличение расхода барботажного агента для повышения произ.водителиности известного устройства по .сравнению с номинальной нагрузкой при постоянной характеристике решетки увеличивает скорость газа в отверстиях, что ухудшает структуру Ьлоя за счет струйного режима истечения. В этом случае ухудшается распыливание отходов, которое сопровождается генерацией крупных капель, что снижает надежность процесса обезвреживания веществ. Крометого, заметно увеличивается сопротивление барботажной.решетки, что увеличивает энергозатраты на проведение процесса при повышенных нагрузках и снижает экономичность работы устройства.

Частичное закрытие части отверстий огнеупорным материалом, с целью глубокого снижения нагрузки, требует специального останова обезвреживающего устройства, что нарушает непрерывность процесса. Кроме того, применение таких устройств невозможно в случае бесфорсуночного сжигания отходов в котлоагрегатак и других теплоиспользующих установках, когда требуется изменение производительности барботажных устройств в широком диапазоне.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности в работе устройства в широком диапазоне изменения нагрузки..

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для огневого обезвреживания жидких отходов, включаю1Дбм барботажиую peuieTKy с равномерно. распределенными отверстиями,( сопла вторичного воздуха и камеру сгорания, барботажная решетка выполнена в виде секций колосников с рядами щелей, причем отношение их длины к ширине 25-35, а под колосниками смонтирована перемещающаяся в

направлении щелей полоса с выполненными в ней окнами, при этом ширина окон полосы в 1,1-1,15 раза меньше чем расстояние между колосниками.

5 На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Устройство включает ванну 1 барботажа, снабженную барботажной

0 решеткой 2, которая выполнена в виде секций колосников 3. В колосниках 3 имеются ряды щелей 4, выполняющие функции каналов дляделения потока барботажного агента на отдельные струи. Устройство снабжено . патрубками 5 и б для подачи в ванну 1 соответственно жидкого отхода и барботажного агента ((первичного воздуха)). Под барботажной решеткой 2

Q расположена сдвигающаяся в направлении щелей 4 полоса 7 с выполненными в ней окнами 8. Устройство включает сопла 9 для подачи вторичного воздуха и камеру 10 сгорания, снабJ женную отверстием 11 для удаления . продуктов огневой обработки.

Устройство работает следующим образом.

0 Жидкий горючий отход через патрубок 5 поступает в ванну 1 на поверхность барботажной решетки 2. Начальную (статическую) высоту слоя отходов в ванне поддерживают на уровне Нр 5 0,05-0,1 м. Через патрубок 6 в устройство поступает барботажный агент (первичный воздух) в требуемом по условию нагрузки количества, обеспечивающем скорость барботажного агента в поперечном сечении ванны в пределах )(/5 0,1-2,0 м/с.

За счет сдвига полосы 7, снабженной окнами 8, в, направлении щелей 4 колосников 3 имеется возможность при регулировании, нагрузки изменять ве личину поперечного сечения щелей:. Это позволяет при изменении производительности устройства в пределах 10-150% для каждого значения скорости барботажного агента в поперечном сечении ванны 1 устанавливать полосу 7 в определенное положение, при котором скорость воздуха в отверстиях, образованных щелями 4, во всех режимах составляетWp.g 155 20 м/с. Для обеспечения устойчивости истечения барботажного агента из щелей 4 (дпя предотвращения про вала жидкости; их ширина должна находиться в пределах 5 2-3 мм. С целью достижения глубины регулирования производительности устройства (широкого диапазона изменении скорости барботажа в сечении устройства), для обеспечения, прочности конструкции колосников 3 и облегчения их изготовления длина В щелей 4 в 25-35 раз должна превышать их ширину S. Так как ширина окон 8 Ъ в 1,1-1,15раза меньше чем расстояния между колосниками 3 -Ьк то имеется возможность как частичного открытия щелей 4 для прохода барботажного агента, так и полного открытия или закрытия целей участками полосы 7, существующими между окнами 8.

В результате прохождения барботажного агента через щели 4 решетки 2 в барботажной ванне 1 создается динамичный газожидкостный слой, с поверхности которого в надслоевое устройство выносятся компоненты отхода в виде капель и паров. Капли отхода и часть отхода, упаренная в слое, потоком барботажного агента подаются к фронту горения, образуя первичную топливно-воздушную смесь. Вторичный воздух в количестве, необходимом по условию полноты обезвреживания веществ, в устройство подается через сопла 9. Отход в составу первичной топливно-вЬздушной смеси из предпламенной зоны поступает в камеру 10 сгорания, где подвергается огневому обезвреживанию в потоке вторичного воздуха. Продукты огневой обработки отхода из камеры 10 сгорания удаляются через отверстие 11..

При переходе с одного режима работы на другой для изменения производительности устройства необходимо уменьшить (или увеличить) подачу отходов в слой через патрубок-5,.установить в соответствующее положени полосу 7, частично сдвинув ее вправо (или влево), установить требуемый расход первичного воздуха.

Оптимальное отношение длины щелей колосников к их ширине составляет е/5 25-35. Увеличение зтого отношения выше 35 при ширине щели Ssr2-3 мм увеличивает длину щелей, что снижает прочность конструкции колосников, усложняют их изготовление и надежность при эксплуатации. Кроме того, увеличиваются расстоя-. ния между колосниками, в результате Чего увеличиваются зоны решетки, . небарботируемые первичным воздухом. При этом уменьшается доля отхода.

поступающая в зону горения за счет капель, что снижает удельную производительность устройства (интенсивность процесса) и создает опасность образования коксовых наростов в реп: зультате разгонки в слое фракцииотхода (снижается надежность работы устройства).

Уменьшение отношения в/5 ниже 25 при данной площади барботажиого

0 решетки требует большего количества колосников и предъявляет повышенные требования к их монтажу. Кроме того, сокращается рабочая величина сдвига полосы (пределы ее хода), что услож5няет эксплуатацию устройства.

Оптимальное отношение расстояния между колосниками к ршрине окон сдвигающейся полосы составляет - 1/1-1,15. Увеличение этого отношения выше 1,15 coKpauiaeT диапа0зон регулирования производительности устройства, таис как ширина окон ставится меньше длины щелей колосников. Кроме того, имеет место холостой ход, когда при некотором

5 сдвиге полосы ее окна, находящиеся в центре колосников, не способны изменить поперечное сечение щелей я, следовательно, нарушается соответстрие расхода отходов в устройство

0 и расхода барботажного агента при дистанционном управлении процессом. Уменьшение отношения1 к /Ьд ниже 1,1 ухудшает плотность закрытия щелей колосников промежутками между

5 окнами сдвигающейся полосы в случае полного прекращения подачи .б арботажного агента в слой отходоЪ (например, в режиме испарения стоков при минимальной нагрузке).

0

П р и м е р. В устройстве барботажного типа с расходом Bf, 1040 кг/ч подвергается огневому обезвреживанию жидкий горючий отход с характеристикой, близкой к дизель5ному топливу. В барботажной ванне с поперечным сечением ,0855Ю,085м установлен колосник (один элемент барботажной решетки) с длиной щелей В -75 мм и шириной каждой щелИ

0 ,5 мм.

Статическая высота слоя отходов Нд 50-бО мм, а скорость барботажного аген.та изменяется в пределах Wr г 0,4-1,6 м/с. При этом для каждого

5 значения производительности горелЬч- ного устройства изменяется расход барботажного агента (-первичного воздуха) и устанавливается соответствующее .положение сдвигающейся

0 полосы таким образом,, чтобы скорость истечения газа из щелей находилась в оптимальных пределах(,т-д 15-20 м/с, исключающих провал жидкого отхода, под решетку при неизменных статнческих напорах барботажного агента.

5

В таблице представлены результаты изменения производительности предлагаемого устройства,,

В указанных условиях наблюдается интенсивное и устойчивое сжигание отходов при отсутствии провала отхода через щели решетки, что свидетельствует о надежности работы предлагаемого устройства. Отклонение от оптимальных пределов .конструктивных параметров уху,цшает эксплуатационные показатели.

Предлагаемое устройство позволяет надежно и экономично подвергать огневому обезвреживанию жидкие отходы бесфорсуночным способом при изменении производительности процесса в широком диапазоне.

Скорость барботажа, Wj , м/с

Доля сво бодного сечения,

f./f«,MVM оте

Скорость барботажного агента

из щелей решетки, /отб i / 18

Формула изобретения

Устройство для огневого обезвреживания жидких отходов, включающее барботажную решетку с равномерно . распределенными отверстиями, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания, отличающееся тем, что, с повышения надежности и экономичности в работе .устройства в широком диапазоне изменения нагрузки, барботажная решетка выполнена в виде секций колосников с рядами щелей , причем отношение их длины к ширине 25-35, а под колосниками смон1,3

1,6

0,069

0,094 19 17

30 тирована перемещающаяся в направлеНИИ щелей полоса с выполненными в

ней окнами, при этом ширина окон

полосы в 1,1-1,15 раза меньше чем расстояния между колосниками.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидет-ельство СССР № 727947, кл. F 23 G, 7/04, 1980 (прототип).