RU2020380C1

RU2020380C1 - Device for flame neutralization of combustible liquid waste

Info

Publication number: RU2020380C1
Authority: RU
Inventors: Б.Л. Шелыгин; М.Н. Бернадинер
Original assignee: Ивановский государственный энергетический институт
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: flame neutralization of liquid waste in chemical, petrochemical and electrical industries producing liquid combustible waste. SUBSTANCE: device comprises sleeve provided with vertical slots and capable of vertical movements. Combustion chamber and primary air duct have vertical slots coinciding with slots of the sleeve. Slots in combustion chamber are 10-15 times wider than those in the primary air duct. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использовано на предприятиях химической, электротехнической промышленности и других отраслях народного хозяйства, где образуются жидкие технологические отходы с изменяющимся во времени расходом. The invention relates to the field of fire neutralization of liquid waste and can be used at enterprises of the chemical, electrical industry and other sectors of the economy, where liquid technological waste is generated with a time-varying flow rate.

Известно устройство [1] , содержащее цилиндрическую камеру сгорания, ограниченную снизу коробом первичного воздуха с барботажной решеткой. На поверхности решетки концентрично установлены обечайки, высота которых ступенчато возрастает по мере приближения к стенкам ванны. При этом достигается ступенчатое увеличение высоты слоя отходов по мере приближения от центра ванны и соответственно меняются условия генерации капель (исключается образование крупных капель в периферийных участках слоя и снижается опасность коксования устройства). A device [1] is known, comprising a cylindrical combustion chamber bounded below by a duct of primary air with a bubble grate. Shells are concentrically mounted on the surface of the grating, the height of which increases stepwise as one approaches the walls of the bathtub. This achieves a stepwise increase in the height of the waste layer as it approaches the center of the bath and, accordingly, the conditions for the generation of drops change (the formation of large drops in the peripheral sections of the layer is eliminated and the risk of coking of the device is reduced).

Недостатком устройства является невозможность эффективного обезвреживания отходов в широком диапазоне регулирования производительности устройства при отсутствии синхронного изменения расходов первичного и вторичного воздуха. При изменении производительности устройства за счет изменения расхода первичного воздуха (барботажного агента) необходимо соответствующее, пропорциональное изменение расхода вторичного воздуха для обеспечения коэффициента избытка воздуха в зоне горения 1,05-1,1. Использование заслонок или шибером в тракте вторичного воздуха известных устройств без дополнительных специальных систем автоматического регулирования не обеспечивает строго соответствия указанных воздушных потоков. Кроме того, при постоянном поперечном сечении сопел вторичного воздуха с изменением расхода окислителя скорость истечения вторичного воздуха при широком изменении нагрузки значительно отклоняется от оптимального значения 30-35 м/с. При этом очень низкие или высокие скорости вторичного дутья снижают надежность обезвреживания веществ или повышают энергозатраты на организацию работы устройства. The disadvantage of this device is the inability to effectively dispose of waste in a wide range of regulation of the productivity of the device in the absence of a synchronous change in the flow of primary and secondary air. When changing the productivity of the device due to changes in the flow rate of the primary air (bubbling agent), a corresponding, proportional change in the flow rate of the secondary air is necessary to ensure a coefficient of excess air in the combustion zone of 1.05-1.1. The use of dampers or gates in the secondary air path of known devices without additional special automatic control systems does not strictly comply with the indicated air flows. In addition, with a constant cross section of the nozzles of the secondary air with a change in the flow rate of the oxidizing agent, the outflow velocity of the secondary air with a wide change in load significantly deviates from the optimal value of 30-35 m / s. At the same time, very low or high rates of secondary blasting reduce the reliability of the neutralization of substances or increase the energy consumption for organizing the operation of the device.

Цель изобретения - повышение эффективности обезвреживания веществ в широком диапазоне изменения нагрузки устройства. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the neutralization of substances in a wide range of load changes of the device.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Устройство включает цилиндрическую камеру 1 сгорания, снабженную по периферии вертикальными щелями 2, а в верхней части выходным окном 3 для удаления продуктов обезвреживания. Снизу камера 1 сгорания ограничена коробом 4 первичного воздуха, снабженным по периферии вертикальными щелями 5, высота которых равна высоте щелей 2. Ширина щелей 2 в 10-15 раз превышает ширину щелей 5. Выше щелей 5 короб 4 первичного воздуха по всему сечению перекрыт плоской барботажной решеткой 6, перфорированной отверстиями 7 и снабженной патрубком 8 для подачи отходов на обезвреживание. На решетку 6 установлено кольцо 9, ограничивающее объем ванны 10 и снабженное снизу отверстиями 11. Камера 1 с коробом 4 заключены в перемещающуюся в вертикальном направлении гильзу 12, снабженную вертикальными щелями 13 и 14, соответственно совпадающими с щелями 2 и 5. Гильза 12 окружена кожухом 15, снабженным патрубками 16 для подачи воздуха. The device includes a cylindrical combustion chamber 1, equipped with peripheral vertical slots 2, and in the upper part of the outlet window 3 to remove the products of neutralization. From below, the combustion chamber 1 is limited by a primary air duct 4, equipped with vertical slots 5 at the periphery, the height of which is equal to the height of the cracks 2. The width of the slots 2 is 10-15 times the width of the slots 5. Above the cracks 5, the primary air duct 4 is covered by a flat bubbler over the entire section lattice 6, perforated holes 7 and equipped with a pipe 8 for supplying waste for disposal. A ring 9 is installed on the grating 6, which limits the volume of the bath 10 and is provided with holes 11 from below. The chamber 1 with the duct 4 are enclosed in a vertically moving sleeve 12 equipped with vertical slots 13 and 14, respectively coinciding with the slots 2 and 5. The sleeve 12 is surrounded by a casing 15 provided with nozzles 16 for supplying air.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Через патрубок 8 и отверстия 11 кольца 9, ограничивающего ванну 10, на поверхность барботажной решетки 6 поступает жидкий горючий отход. Барботажный агент (первичный воздух) из патрубка 16 через полость кожуха 15 сквозь щели 14 и 5 поступает в короб 4 первичного воздуха под решетку 6 в требуемом по условию нагрузки количестве, обеспечивающем скорость барботажного агента в поперечном сечении ванны 10 в пределах 0,3 - 1,7 м/с. При истечении барботажного агента из отверстий 7 решетки 6 внутри ванны 10 создается динамичный газо-жидкостной слой, с поверхности которого при разрушении оболочек пузырей в надслоевую зону выносятся мелкие капли и пары отхода. Начальную (статическую) высоту слоя отходов в ванне 10 поддерживают на уровне (70-80 мм), обеспечивающем надежный перелив части отходов через верхнюю кромку кольца 9 с последующим возвращением в ванну 10 через отверстия 11. Through the pipe 8 and the holes 11 of the ring 9, limiting the bath 10, liquid combustible waste enters the surface of the bubbler grate 6. A bubbling agent (primary air) from the nozzle 16 through the cavity of the casing 15 through the slots 14 and 5 enters the duct 4 of the primary air under the grill 6 in the quantity required by the load condition, ensuring the speed of the bubbling agent in the cross section of the bath 10 in the range of 0.3 - 1 , 7 m / s. When the bubbling agent expires from the openings 7 of the grate 6, a dynamic gas-liquid layer is created inside the bath 10, from the surface of which, when the shells of the bubbles are destroyed, small drops and waste vapors are carried into the superlayer zone. The initial (static) height of the waste layer in the bath 10 is maintained at a level (70-80 mm), which provides a reliable overflow of part of the waste through the upper edge of the ring 9 with subsequent return to the bath 10 through the holes 11.

При работе теплоиспользующей установки в летнем режиме эксплуатации (при нагрузке 30-40% от номинальной) гильза 12 (а значит и ее щели 13 и 14) перемещается вниз, в результате чего щели 5 короба 4 первичного воздуха и щели 2 камеры 1 сгорания максимально перекрываются корпусом гильзы 12. При этом высота щелей 2 и 5 синхронно снижается до минимальной высоты, обеспечивающей минимальные живые сечения для прохода первичного воздуха (через щели 5) и вторичного воздуха (через щели 2). Ширина щелей 2 камеры 1 сгорания выбирается с учетом того, что при максимальном их прикрытии корпусом гильзы 12 в условиях минимального расхода вторичного воздуха через щели 2 (30-40% от номинального) скорость его истечения из щелей 2 составляла бы 30-35 м/с. Одновременно при смещении щелей 14 гильзы 12 вниз щели 5 короба 4 первичного воздуха максимально прикрыты корпусом гильзы 12, что не обеспечивает минимального расхода первичного воздуха (барботажного агента) и минимальной скорости барботажа (0,3-0,4 м/с) в поперечном сечении ванны 10, соответствующей минимальной нагрузке устройства по отходам. When the heat-using plant is operating in summer operation (at a load of 30-40% of the nominal), the sleeve 12 (and hence its slots 13 and 14) moves down, as a result of which slots 5 of the duct 4 of the primary air and slots 2 of the combustion chamber 1 overlap as much as possible the case of the sleeve 12. In this case, the height of the slots 2 and 5 synchronously decreases to a minimum height, providing minimum living sections for the passage of primary air (through slots 5) and secondary air (through slots 2). The width of the slots 2 of the combustion chamber 1 is selected taking into account the fact that if they were maximally covered by the sleeve body 12 under the conditions of the minimum secondary air flow through slots 2 (30-40% of the nominal), its velocity from slots 2 would be 30-35 m / s . At the same time, when the slots 14 of the sleeve 12 are displaced downward, the slots 5 of the primary air duct 4 are covered as much as possible by the shell of the sleeve 12, which does not provide a minimum consumption of primary air (bubbling agent) and a minimum speed of bubbling (0.3-0.4 m / s) in the cross section bath 10 corresponding to the minimum waste load of the device.

Барботажный агент (первичный воздух) выносит пары и мелкие капли отхода из надслоевого пространства ванны 10 в камеру 1 сгорания0 где они сгорают в потоке вторичного воздуха, поступающего в качестве окислителя из щелей 2. Продукты огневого обезвреживания из камеры 1 через выходное окно 3 удаляются за пределы устройства. A bubbling agent (primary air) carries vapors and small droplets of waste from the superlayer space of the bath 10 into the combustion chamber 1 where they are burnt in the stream of secondary air entering as an oxidizing agent from the slots 2. The products of fire neutralization from the chamber 1 through the exit window 3 are removed outside devices.

При относительной средней нагрузке (90-110% от номинальной) гильзу 12 смещают вверх и синхронно перемещаются вверх ее щели 13 и 14, что одновременно и пропорционально приоткрывает щели 2 камеры 1 сгорания и щели 5 короба 4 первичного воздуха. При этом синхронно и пропорционально увеличиваются расход первичного и вторичного воздуха при прежнем аэродинамическом сопротивлении устройства по воздуху в условиях возрастания живых сечений по отдельным потокам. Щели 5 короба 4 приоткрываются гильзой 12 на столько, чтобы при средней нагрузке (90-110%) скорость первичного воздуха в сечении ванны 10 составляла 0,9-1,1 м/с. Одновременно с приоткрытием щелей 5 короба 4 пропорционально приоткрываются щели 2 камеры 1 сгорания, что увеличивает живое сечение щелей 2 и при повышенном расходе вторичного воздуха обеспечивает оптимальные скорости его истечения (30-35 м/с) без увеличения напора воздуха в кожухе 15. With a relative average load (90-110% of the nominal), the sleeve 12 is displaced upward and its slots 13 and 14 move synchronously upward, which simultaneously and proportionally opens the slots 2 of the combustion chamber 1 and the slit 5 of the primary air duct 4. At the same time, the flow rate of primary and secondary air increases simultaneously and proportionally with the previous aerodynamic drag of the device through the air under conditions of increasing living cross sections for individual flows. The slots 5 of the box 4 are slightly opened by the sleeve 12 so that, with an average load (90-110%), the velocity of the primary air in the section of the bath 10 is 0.9-1.1 m / s. Simultaneously with the opening of the slots 5 of the box 4, the slots 2 of the combustion chamber 1 are proportionally opened slightly, which increases the live section of the slots 2 and, with an increased consumption of secondary air, ensures optimal flow rates (30-35 m / s) without increasing the air pressure in the casing 15.

При работе устройства с максимальной нагрузкой (150-170%) (в зимнем режиме) гильза 12 дополнительно перемещается вверх и при одновременном смещении вверх щелей 13 и 14 гильзы 12 синхронно и пропорционально дополнительно приоткрываются щели 5 и 2 соответственно короба 4 и камеры 1 сгорания. В этом случае увеличивается расход первичного воздуха под решетку 6 с возрастанием скорости барботажного агента в сечении ванны 10 до 1,5-1,7 м/с. When the device is operating with a maximum load (150-170%) (in winter mode), the sleeve 12 is additionally moved upward and while the slots 13 and 14 of the sleeve 12 are simultaneously shifted upward, the slots 5 and 2, respectively, of the duct 4 and the combustion chamber 1 are opened ajar. In this case, the flow rate of primary air under the grate 6 increases with increasing speed of the bubbling agent in the cross section of the bath 10 to 1.5-1.7 m / s.

При этом пропорционально расходу первичного воздуха с приоткрытием щелей 2 возрастает расход вторичного воздуха при сохранении скорости его истечения в оптимальном диапазоне 30-35 м/с. In this case, in proportion to the flow rate of primary air with ajar slots 2, the flow rate of secondary air increases while maintaining its flow rate in the optimal range of 30-35 m / s.

Таким образом независимо от величины нагрузки перемещением гильзы 12 (вверх или вниз) достигается синхронное соответствие расходов первичного и вторичного воздуха (пропорциональное производительности устройства по отходам) при неизменном сопротивлении устройства и постоянной скорости истечения вторичного воздуха из сопел (из щелей 2) на уровне 30-35 м/с, обеспечивающих эффективное смесеобразование в камере 1 сгорания при высокой полноте огневого обезвреживания компонентов отхода. Thus, regardless of the magnitude of the load by moving the sleeve 12 (up or down), a synchronous correspondence of the primary and secondary air flow rates (proportional to the waste device capacity) is achieved with a constant resistance of the device and a constant velocity of secondary air flow from the nozzles (from slots 2) at the level of 30- 35 m / s, providing effective mixture formation in the combustion chamber 1 at high completeness of fire neutralization of the waste components.

Claims

DEVICE FOR FIRE CLEANING OF LIQUID COMBUSTION WASTE, including a cylindrical combustion chamber bounded below by a primary air duct with a sparger grill, characterized in that it is provided with a sleeve with vertical slots installed with the possibility of movement along the axis of the device, the combustion chamber and the primary air duct slots that coincide with the slots of the liner, while the width of the slots of the combustion chamber is 10 to 15 times the width of the slots of the primary air duct.