Устройство для огневого обезвреживания отходов Советский патент 1983 года по МПК F23G7/04 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ОГНЕВОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ Изобретение относится к огневому обезвреж ванию жидких отходов и может быть использовано на предп|жятиях химической промышленности и других отраслей народного хозяйста где образуются жидкие отхода 1 с высоким соде жанием растворенных (о.рганнческих ипи кшнеральных) веществ. По основному авт. св. У 727946 известно устройство для огаевого обезвреживания отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой сопла для подачи вторичного воздуха и камеру сгорания. Ввиду особенности барботажной ванны, исключающей наличие узких каналов, присущих форсуношым устройствам, содержащиеся в отходах нерастворимые примеси на заСвшают подающее устройство, работающее по щжнщшу &1рботирования газового поЮка через объем жидкости и расФшивания веществ со свободной поверхности слоя 1.ъ Шдастатком известного устройства является невозможность надежного «Непрерывного огневого обезвреживания жидких промыпленных отходов с повышенным содержанием (более 20%) растворенных (органических или минеральных) веществ. В результате теплового излучения факела 35-50% отходов, направляемых., в барботажную ванну, в зону обезвреживания поступают в виде паров. Испарение части отходов в слое П жводит к непрерывному возрастанию слоевой концентрации растворенных веществ, превыщающей значение концентрации растворенных веществ в потоке отходов, которые поступают в ванну барботажа. njMi достижении Значения концентрации раствореннът веществ в слое предела растворимости происходит их выделение из раствора и выпадения в осадок с последним образованием отложений на поверхности бгфботажной решетки. Последнее приводит к постепенному перекрьтанию отверстий барботажной рещетки, что прекршцает доступ в ванну барботажного агента (первичного в6:|духа), нарушает работоспособность извесШого устройства и непрерывность процесса обезвреживания отходов. Повьппоте скорости барботажного агента в указанном устройстве с целью увеличения доли отхода, поступающего из слоя в зону 398 обезвреживания в виде капель, и устранения выпадения осадка за счет уменьшения слоевой концентрации {ястворенных веществ ведет к увеличению энергозатрат, что снижает экономичность процесса. Кроме того, ухудшается надежность обезвреживания отходов в результа те роста доли и размеров генерированных слоем капель, для устранения чего необходимо увеличение габаритов сепарационной зоны бар ботажного устройства и камеры сгорания. Это ведет к возрастанию капитальных затрат. Уменьшение начальной высоты слоя с целью снижения слоевой концентрации растворенных веществ исключает циркуляцию отходов в ванне. Это повышает скорость образования отложений на участках решетки между отверстиями для прохода барботажного агента. Последнее нарушает непрерывность процесса. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и обеспечение непрерывности процесса огневого обезвреживания жидких отходов с высоким содержанием растворенных веществ. Цель достигается тем, что устройство для огневого обезвреживания отходов снабжено вращающимся диском, выполненным в виде секторов, высота которых равна ширине их оснований в среднем сечении, и размещенным на барботажной решетке, при этом доля сечения решетки, закрытая секторами, составляет 0,45-0,55. Установка на поверхности решетки вращающегося диска способствует благоприятному режиму работы барботажных отверстий :И пре пятствует отложению осадка на дне барботажной ванны. На чертеже изображено предложенное устройство. Устройство содержит барботажную ванну 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патруб ками 3 и 4 для подачи в устройство соответственно жидкого отхода и барботажного агента (первичного воздуха). В барботажной ванне 1 на поверхности решетки 2 установлен вращающийся диск 5, выполненный в виде секторов. Устройство включает сопла 6 ,дия подачи вторичного воздуха и камеру 7 сгорания, снабженную отверстием 8 для удаления Продуктов огневой обработки. Устройство работает следующим образом. ЯСвдкий отход с высоким содержанием растворенных через патрубок 3 поступ ет в ванну 1 на поверхность барботажной решетки 2. При этом доля сечения решетки, занятая отверстиями, составляет 7-10%. Началь ную (статическую) высоту слоя отходов в ванне поддерживают на уровне Нд- 15-20 мм Так как на пове рхности решетки 2 установлен вращающийся диск 5, выполненный в виде секторов, то при вращении диска 5 часть отперстий решетки 2 периодически оказьгеаются закрытыми для прохода первичного воздуха. Учитывая, что доля сечения ванны, занятая секторами, составляет 0,45-0,55, скорость истечения барботажного агента из отверстий барботажной решетки находится в пределах 20- 35 м/с. При прохождении барботажного агента через отверстия решетки 2 происходит дробление тонкого слоя отхода высокоскоростными струями первичного воздуха с образованием большого количества мелких капель. В этом случае отход в зону обезвреживания диспергируется в виде мелких (менее 300 мкм) транспортируемых капель при скоростях, близких к скоростям газа в отверстиях решетки и в несколько раз больших скорости барботажного агента в поперечном сечении ва1шы. Высокие начальные скорости выхода капель отхода с поверхности слоя и небольшие их размеры способствуют подаче в зону обезвреживания всего диспергированного отхода преимушественно в виде капель. При этом доля отхода, поступающая в зону обезвреживания в виде паров, не превышает 10%. В результате вращения диска с секторами вокруг оси отверстия барботажной решетки работают поочередно (поочередно продуваются воздухом при скоростях истечения воздзоса из отверстий - 20-35 м/с). Наличие высоких скоростей воздуха в отверстиях решетки препятствует забиванию отверстий в случае вьшадения растворенных веществ .да осадок. Так как вращающийся диск оборудован секторами с поперечным сечением тр езтольной формы и основания секторов скользят по поверхности бар« ботажной решетки, то исключается образование отложений из вьшавших в осадок растворенных веществ на з астках между отверстиями барботажной рещетки. Осадок растворе шых веществ, счищенный движущимися секторами в результате вращения диска, в виде частиц попадает в высокоскоростные струи первичного воздуха, истекающего из отверстий решетки, и барботажным агентом вьшосится в высокотемпературную зону обезвреживания. Для лучших условий чистки решетки и обеспечения прочности конструкции высота секторов диска в среднем сечешш равна его ширине. Капли жидкого отхода с высоким содержанием растворенных веществ, незначительная часть отхода, упаренная в лое, и частицы выпавших в осадок растворенных веществ ттоком барботажного агента попадаются к фронту горения. Вторичный воздух в количестве, необходимом по условшо полноты обезвреживания веществ, подается в устройство через сопла 6. Отход в составе первичной тогошвно-воздушной смеси поступает в камеру 7 сгорания, где подвергается огневой обработке в потоке вторичного воздуха. Продукты огневого обезвреживания отхода из камеры 7 сгорания удаляются через отверстие 8. Оптимальное значение доли сечения ванны, закрытой секторами, составляет 0,45-0,55. Увеличение этого отношения вьпые 0,55 повышает сопротивление барботажного устройства и энергозатраты на организавдпо процесса. Кро того, снижается удельная производительность слоя (снижается интенсивность процесса) н уве лнчивается неравномерность работы газожидкостного слоя по секторам. Уменьшение отношения ниже 0,45 снижает скорость истечения первичного воздуха из отверстий барботатююй решетки, способствует забивгатю отверстий отложениями растворенных веществ, выпавших в осадок, что снижает надежность работы устройс а. Кроме того, ухудшаются дисперснонны характеристики распьшиваемого отхода, что снижает полноту обезвреживания отходов. Наилущние условия работы устройства обеС печиваются, когда высота секторов диска равна ширине основания сектора в его среднем сечении. Если высота сектора больше его ширины, то создается опасность пережега верхней кромки секторов при поддерживании высоты слоя отходов в пределах 10 мм. Кроме того, возрас тают затраты на изготовление врашающегося диска. Если высота сектора меньше его , то снижается прочность конструкции (снижается . надежность устройства). Кроме того, ухудшагот условия обдувания наклонных поверхностей секторов струями барботажного агента, что создает благоприятные условия для образования на секторах отложений из вьшавших в осадок растворенных веществ. П р и м е р. В устройстве барботажного типа произврдительносп ю 10 кг/ч подвергается огаевой обработке топливно-отходная смесь, которая состоит из 40% дизельного топлива и 60% стока производства капролактама, содержащего 45% растворенных . Площадь поперечного сечения барботажной ван : ны равна 0,00514 мм, доля сечения ванны,занятая отверстиями 0 3 мм, равна 7,5%. На поверхяоста решетки расположен стапыюй ZQICK 0 0,081 м,вращающшйся вокруг своей ош со скоростью 30 - 60 об/мин. При этом доля сечения ванпы, зак{Я ггая шестью секторами, равна 0,5. Средняя ширтгаа сектора равна его высоте и принята 12 мм. Скорость барботажного агента пршгамае ся в пределах 1,0-1,1 м/с, а высота слоя отходов поддерживается на уровне 15 мм. Удельная производительность устройства при высоте барботажной ванны 0,2 м составляет 2100-2600 кг/м ч. В этом случае фракционный состав капель отхода в холодных условиях без горення на расстоянии 100 мм от поверхности слоя имеет следующий вид: О- . 300 мкм - 45%, 30-600 мкм - 32%, 600900 мкм - 18%, более 900 мкм - 5%. Исследованиями в холодных условиях установлено, что при увеличении доли сечения ванны, закрытой секторами более 0,55, сопротивление устройствапревышает 180 кг/м, уменьшается количество генерированных капель. В условиях горения удельная производительность процесса менее 2000 кг/м.ч, т. е. снижается интенсивность процесса. Исследованиями в холодных условиях установлено, что при уменьшении этой доли менее 045 ухудшаются дисперсионные характеристики генерированных капель (0-300 мкм составляет менее 20%) . В условиях горения отмечено наличие сажистых частац в продзтстах огневой обработки что свидетельствует об ухудшении полноты обезвреживания веществ. Кроме того, намнается забивание отверстий барботажной решетки отложениями вьшавших в осадок растворенных веществ, о чем свидстсльстаует повьпиение сопротивления барботажной ванны. Конструкция предложенного устройства позволяет надежно и непрерывно осуществлять бесфорсуноадым способом огневое обезвреживает кие жидких отходов с вьюоким содержанием растворенных веществ. Ф о р м ула изобретения Устройство для огневого обезвреживания тходов по авт. св. № 727946, отличащееся тем, что, с целью повышения адежности работы устройства и обеспечения епрерывности процесса огневого обезврежиания жидких отходов с высоким содержанием астворенных веществ, оно снабжено вращан иа мся диском, выполненным в виде секторов, ысота которых равна ширине их оснований среднем сечении, и размещенным на барбоажной решетке, при этом доля сечения реетки, зак{я 1тая секторами, составляет 0,45,55. ИСточннки информации, пртнятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 727946, л. F 23 G 7/04, 198О (прототип).