RU2386898C2 - Device for combustion of liquid organic radioactive waste - Google Patents

Device for combustion of liquid organic radioactive waste Download PDF

Info

Publication number
RU2386898C2
RU2386898C2 RU2008106345/03A RU2008106345A RU2386898C2 RU 2386898 C2 RU2386898 C2 RU 2386898C2 RU 2008106345/03 A RU2008106345/03 A RU 2008106345/03A RU 2008106345 A RU2008106345 A RU 2008106345A RU 2386898 C2 RU2386898 C2 RU 2386898C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
housing
combustion
nozzle
radioactive waste
Prior art date
Application number
RU2008106345/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008106345A (en
Inventor
Игорь Юрьевич Русаков (RU)
Игорь Юрьевич Русаков
Александр Николаевич Володин (RU)
Александр Николаевич Володин
Михаил Борисович Бренчугин (RU)
Михаил Борисович Бренчугин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК") filed Critical Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК")
Priority to RU2008106345/03A priority Critical patent/RU2386898C2/en
Publication of RU2008106345A publication Critical patent/RU2008106345A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2386898C2 publication Critical patent/RU2386898C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: device for combustion of liquid organic radioactive waste includes a housing, treatment assembly of liquid organic radioactive waste and primary air, combustion chamber and catalytic probe. Treatment assembly of liquid waste and primary air includes an atomiser installed at the housing bottom coaxially to combustion chamber and heat exchanger located between the housing wall and combustion chamber. In lower housing part there located is helical channel for supply of secondary air with tangential outlets made in the housing. Lower edge of combustion chamber is located between lower and upper walls of helical channel, and aftercombustion chamber is located between combustion chamber and catalytic probe.
EFFECT: increasing combustion efficiency, reducing power consumption and simplifying the device design on condition that industrial nuclear safety requirements are met.
3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания жидких органических радиоактивных отходов, образующихся в результате эксплуатации различных механизмов в радиохимическом производстве, например, загрязненных вакуумного и других масел.The invention relates to a device for burning liquid organic radioactive waste resulting from the operation of various mechanisms in radiochemical production, for example, contaminated vacuum and other oils.

Известна установка для сжигания опасных отходов и текучих сред, имеющая удлиненную цилиндрическую камеру сгорания, трубопровод для впрыскивания отходов в камеру сгорания и воздухоподводящее приспособление, предназначенное для подачи большего расхода воздуха в камеру сгорания. В камеру сгорания введена одна или несколько форсунок, создающих стехиометрическую концентрацию топлива, воспламеняемого с помощью снабжаемого топливом электрического запального устройства (Заявка ЕПВ №0304879, опубл. 01.03.1989). Недостатком известного устройства является необходимость использования дополнительного топлива для электрического запального устройства.A known installation for burning hazardous waste and fluids, having an elongated cylindrical combustion chamber, a pipeline for injecting waste into the combustion chamber and an air supply device designed to supply more air flow to the combustion chamber. One or more nozzles are introduced into the combustion chamber, creating a stoichiometric concentration of fuel ignited by an electric ignition device supplied with fuel (EPO Application No. 0304879, published 01.03.1989). A disadvantage of the known device is the need to use additional fuel for an electric ignition device.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для обработки жидких радиоактивных отходов, содержащее корпус, камеру сгорания с нагревателем, каталитическую насадку, узел подготовки жидких отходов и первичного воздуха, представляющий собой окруженную подогревателем испарительную ячейку, в которую вставлен цилиндрический смеситель с отверстиями в боковой стенке. Внутрь смесителя введены труба для подачи обрабатываемых отходов и труба, подающая воздух, барботирующий сквозь отходы. (Заявка Японии №61-27720, опубл. 26.06.1986).The closest in technical essence to the invention is a device for the treatment of liquid radioactive waste, comprising a housing, a combustion chamber with a heater, a catalytic nozzle, a unit for the preparation of liquid waste and primary air, which is a vaporization cell surrounded by a heater, into which a cylindrical mixer with holes in the side is inserted the wall. A pipe for supplying processed waste and a pipe supplying air sparging through the waste are introduced inside the mixer. (Japanese Application No. 61-27720, publ. 06/26/1986).

Недостатками данного устройства являются следующие.The disadvantages of this device are as follows.

1. Технологическая неэффективность получения паров жидких радиоактивных отходов путем барботирования воздухом обрабатываемых отходов.1. Technological inefficiency in the production of liquid radioactive waste vapors by air sparging of treated waste.

2. Экономическая неэффективность из-за наличия двух нагревателей: нагревателя испарительной ячейки и нагревателя камеры сгорания.2. Economic inefficiency due to the presence of two heaters: an evaporator cell heater and a combustion chamber heater.

3. Сложность конструкции из-за наличия раздельных узлов испарения и сжигания смеси отходов и воздуха.3. The complexity of the design due to the presence of separate units of evaporation and combustion of a mixture of waste and air.

4. Отсутствие дожигательной камеры ведет к неэффективности утилизации отходящих газов и вероятности образования сажи и ее накопления на поверхности катализатора.4. The absence of a afterburner leads to inefficiency of waste gas utilization and the likelihood of soot formation and its accumulation on the catalyst surface.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке конструкции устройства, обеспечивающей повышение эффективности сжигания за счет наиболее полного сгорания жидких органических радиоактивных отходов, снижение энергозатрат и упрощение конструкции устройства при условии выполнения требований промышленной ядерной безопасности.The problem to which the invention is directed is to develop a device design that provides increased combustion efficiency due to the most complete combustion of liquid organic radioactive waste, reduced energy consumption and simplified device design, subject to the requirements of industrial nuclear safety.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для сжигания жидких органических радиоактивных отходов, содержащее корпус, узел подготовки жидких органических радиоактивных отходов и первичного воздуха, камеру сгорания, каталитическую насадку. Причем узел подготовки отходов и первичного воздуха включает установленную в днище корпуса коаксиально камере сгорания форсунку и теплообменник, расположенный между стенкой корпуса и камерой сгорания. В нижней части корпуса расположен улиткообразный канал для подачи вторичного воздуха с тангенциальными выходами в корпусе, при этом нижний торец камеры сгорания расположен в зоне между нижней и верхней границами улиткообразного канала, а дожигательная камера находится между камерой сгорания и каталитической насадкой.To solve this problem, a device for burning liquid organic radioactive waste is proposed, comprising a housing, a unit for preparing liquid organic radioactive waste and primary air, a combustion chamber, a catalytic nozzle. Moreover, the unit for the preparation of waste and primary air includes a nozzle installed in the bottom of the housing coaxially to the combustion chamber and a heat exchanger located between the wall of the housing and the combustion chamber. In the lower part of the housing there is a cochlear channel for supplying secondary air with tangential exits in the housing, while the lower end of the combustion chamber is located in the zone between the lower and upper boundaries of the cochlear channel, and the afterburner is located between the combustion chamber and the catalytic nozzle.

На фиг.1 показан продольный разрез устройства для сжигания жидких органических радиоактивных отходов, на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - продольное сечение Б-Б на фиг.1.Figure 1 shows a longitudinal section of a device for burning liquid organic radioactive waste, figure 2 is a cross section aa in figure 1, figure 3 is a longitudinal section bb in figure 1.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 (см. фиг.1) с теплоизолирующим кожухом 2 и теплоизолированным днищем 3. В нижней части корпуса 1 расположен улиткообразный канал 4 с патрубком 5 для входа воздуха и тангенциальными выходами 6 (см. фиг.2). В корпусе 1 (см. фиг.1) коаксиально ему установлена на стойках 7 камера сгорания 8, состоящая из открытых электронагревательных спиралей 9, изолятора 10 и токоподводов 11 (см. фиг.3). Нижний торец 12 (см. фиг.1) камеры сгорания 8 расположен между верхней 13 и нижней 14 границами улиткообразного канала 4. Узел подготовки жидких органических радиоактивных отходов (ЖОРО) и первичного воздуха включает центробежную внешнего смешения форсунку 15 и теплообменник, выполненный в виде змеевиков 16 и 17. Форсунка 15 установлена в днище 3 коаксиально корпусу 1. Змеевик 16 снабжен патрубком 18, присоединенным к насосу-дозатору ЖОРО (не показан), и патрубком 19, присоединенным к патрубку 20 форсунки 15. Змеевик 17 снабжен патрубком 21, присоединенным к компрессору (не показан), и патрубком 22, присоединенным к патрубку 23 форсунки 15. Теплообменник расположен между стенкой корпуса 1 и камерой сгорания 8. Над камерой сгорания расположены дожигательная камера 24 и каталитическая насадка 25. Патрубок 26 в верхней части корпуса предназначен для выхода газообразных продуктов горения, а патрубок 27 вместе с взрывной мембраной 28 служит для сброса давления в аварийных ситуациях. Для контроля работы устройства установлены фотодатчик 29 и необходимые датчики температуры (не показаны).The device comprises a cylindrical housing 1 (see FIG. 1) with a heat-insulating casing 2 and a heat-insulated bottom 3. In the lower part of the housing 1 there is a cochlear channel 4 with a pipe 5 for air inlet and tangential outputs 6 (see FIG. 2). In the housing 1 (see FIG. 1), a combustion chamber 8 consisting of open electric heating spirals 9, an insulator 10 and current leads 11 (see FIG. 3) is coaxially mounted on the racks 7 thereof. The lower end 12 (see figure 1) of the combustion chamber 8 is located between the upper 13 and lower 14 borders of the cochlear channel 4. The unit for preparing liquid organic radioactive waste (LRW) and primary air includes an external centrifugal mixing nozzle 15 and a heat exchanger made in the form of coils 16 and 17. The nozzle 15 is installed in the bottom 3 coaxially to the housing 1. The coil 16 is equipped with a nozzle 18 connected to the metering pump ЖОРО (not shown), and a nozzle 19 connected to the nozzle 20 of the nozzle 15. The coil 17 is equipped with a nozzle 21 connected toan compressor (not shown) and a nozzle 22 connected to the nozzle 23 nozzle 15. The heat exchanger is located between the wall of the housing 1 and the combustion chamber 8. Above the combustion chamber are a afterburner 24 and a catalytic nozzle 25. The nozzle 26 in the upper part of the housing is designed to exit gaseous combustion products, and the pipe 27 together with the explosive membrane 28 serves to relieve pressure in emergency situations. To monitor the operation of the device installed photosensor 29 and the necessary temperature sensors (not shown).

Устройство для сжигания ЖОРО работает следующим образом.A device for burning ZhORO works as follows.

Посредством электронагревательной спирали 9 камера сгорания 8 нагревается до температуры вспышки утилизируемых ЖОРО. Через патрубок 18 подают ЖОРО с заданным расходом, а через патрубок 21 подают первичный воздух в количестве достаточном для распыления отходов через форсунку 15. Проходя через змеевики 16 и 17, ЖОРО и воздух нагреваются от внешней поверхности камеры сгорания 8 за счет конвективного теплообмена, при этом у ЖОРО снижается вязкость. Смешивание ЖОРО пониженной вязкости с горячим воздухом создает наиболее благоприятные условия для мелкодисперсного распыления ЖОРО через форсунку 1 5 и частичного испарения и подачи его в камеру сгорания 8, где за счет высокой температуры электронагревательной спирали 9 происходит вспышка каплевоздушной смеси. Контроль наличия пламени производят посредством фотодатчика 29. Сгорание ЖОРО без образования сажи происходит при стехиометрическом избытке воздуха, поэтому в корпус дополнительно подают вторичный воздух через патрубок 5 и тангенциальные выходы 6. Вторичный воздух поступает в корпус 1, поднимаясь по спирали вдоль стенок. При этом поток вторичного воздуха не сбивает факел каплевоздушной смеси из форсунки 15. Часть поступающего вторичного воздуха эжектируется потоком смеси из форсунки 15 в камеру сгорания 8, что дополнительно увеличивает степень сгорания ЖОРО. Остальная часть вторичного воздуха проходит между стенкой корпуса 1 и внешней поверхностью камеры сгорания 8. Этот закрученный поток вторичного воздуха нагревается, обеспечивая равномерное обогревание змеевиков 16 и 17, предотвращая их перегрев со стороны камеры сгорания 8. В дожигательной камере 24 происходит смешивание нагретого вторичного воздуха с раскаленным потоком из камеры сгорания 8. В раскаленном потоке могут содержаться частицы образовавшейся сажи, которые полностью сгорают в дожигательной камере 24 при дополнительном избытке кислорода из потока вторичного воздуха. Далее образующиеся газы проходят через слой каталитической насадки 25. Вредные примеси окисляются до углекислого газа и воды и выходят из корпуса через патрубок 26 на очистку от радионуклидов.By means of an electric heating coil 9, the combustion chamber 8 is heated to the flash point of the utilized LRW. Through the nozzle 18, LFER is supplied with a given flow rate, and through the nozzle 21, primary air is supplied in an amount sufficient to spray waste through the nozzle 15. Passing through the coils 16 and 17, the LUMB and the air are heated from the outer surface of the combustion chamber 8 due to convective heat transfer, while in ZhORO viscosity decreases. Mixing LRWF of low viscosity with hot air creates the most favorable conditions for finely dispersed LRWR through nozzle 1 5 and partial evaporation and feeding it into the combustion chamber 8, where, due to the high temperature of the electric heating coil 9, an outbreak of a droplet-air mixture occurs. The flame is monitored by means of a photosensor 29. LRW combustion without soot formation occurs with a stoichiometric excess of air, therefore secondary air is additionally supplied to the housing through the nozzle 5 and tangential outputs 6. Secondary air enters the housing 1, rising in a spiral along the walls. In this case, the secondary air stream does not bring down the torch of the droplet-air mixture from the nozzle 15. A part of the incoming secondary air is ejected by the mixture flow from the nozzle 15 into the combustion chamber 8, which further increases the degree of combustion of the LRW. The rest of the secondary air passes between the wall of the housing 1 and the outer surface of the combustion chamber 8. This swirling stream of secondary air is heated, providing uniform heating of the coils 16 and 17, preventing them from overheating from the side of the combustion chamber 8. In the afterburner 24, the heated secondary air is mixed with incandescent stream from the combustion chamber 8. In the incandescent stream may contain particles of soot that are completely burned in the afterburner 24 with an additional excess of oxygen from a stream of secondary air. Next, the generated gases pass through the layer of the catalytic nozzle 25. Harmful impurities are oxidized to carbon dioxide and water and exit the housing through the nozzle 26 for purification from radionuclides.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет более полно сжигать ЖОРО за счет их интенсивного распыления форсункой и частичного испарения в потоке первичного воздуха и обеспечивает гарантированный поджиг образующейся мелкодисперсной каплевоздушной смеси без использования дополнительного топлива. Наличие дожигательной камеры обеспечивает сжигание ЖОРО без образования сажи.The design of the proposed device allows more complete burning of LRW due to their intensive atomization by the nozzle and partial evaporation in the primary air stream and ensures guaranteed ignition of the resulting finely divided droplet-air mixture without the use of additional fuel. The presence of a afterburner ensures the burning of LRW without the formation of soot.

Предлагаемое конструктивное решение узла подготовки ЖОРО и первичного воздуха с использованием одного нагревателя и для подогрева ЖОРО и первичного воздуха, и для сжигания каплевоздушной смеси позволяет уменьшить энергозатраты и упростить конструкцию аппарата при условии выполнения требований промышленной ядерной безопасности.The proposed constructive solution for the LRW and primary air preparation unit using a single heater for both heating the LRW and primary air and for burning the air-drop mixture makes it possible to reduce energy consumption and simplify the design of the device, provided that the requirements of industrial nuclear safety are met.

Claims (1)

Устройство для сжигания жидких органических радиоактивных отходов, содержащее корпус, узел подготовки жидких органических радиоактивных отходов и первичного воздуха, камеру сгорания и каталитическую насадку, отличающееся тем, что узел подготовки жидких отходов и первичного воздуха включает установленную в днище корпуса коаксиально камере сгорания форсунку и теплообменник, расположенный между стенкой корпуса и камерой сгорания, в нижней части корпуса расположен улиткообразный канал для подачи вторичного воздуха с тангенциальными выходами в корпусе, при этом нижний торец камеры сгорания расположен между нижней и верхней стенками улиткообразного канала, а дожигательная камера находится между камерой сгорания и каталитической насадкой. A device for burning liquid organic radioactive waste, comprising a housing, a unit for preparing liquid organic radioactive waste and primary air, a combustion chamber and a catalytic nozzle, characterized in that the unit for preparing liquid waste and primary air includes a nozzle and a heat exchanger installed in the bottom of the housing coaxially to the combustion chamber, located between the wall of the housing and the combustion chamber, in the lower part of the housing there is a cochlear channel for supplying secondary air with tangential passages in the housing, the lower end of the combustion chamber is located between the lower and upper walls ulitkoobraznogo channel and dozhigatelnaya chamber located between the combustion chamber and a catalyst packed.
RU2008106345/03A 2008-02-18 2008-02-18 Device for combustion of liquid organic radioactive waste RU2386898C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106345/03A RU2386898C2 (en) 2008-02-18 2008-02-18 Device for combustion of liquid organic radioactive waste

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106345/03A RU2386898C2 (en) 2008-02-18 2008-02-18 Device for combustion of liquid organic radioactive waste

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008106345A RU2008106345A (en) 2009-08-27
RU2386898C2 true RU2386898C2 (en) 2010-04-20

Family

ID=41149299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008106345/03A RU2386898C2 (en) 2008-02-18 2008-02-18 Device for combustion of liquid organic radioactive waste

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2386898C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542357C1 (en) * 2013-07-16 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ОАО "НЗХК") Combustion method for liquid organic radioactive waste, and plant for its implementation
RU2584398C2 (en) * 2013-03-18 2016-05-20 Сергей Николаевич Шафранов Device for environmentally safe recycling of liquid combustible wastes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2584398C2 (en) * 2013-03-18 2016-05-20 Сергей Николаевич Шафранов Device for environmentally safe recycling of liquid combustible wastes
RU2542357C1 (en) * 2013-07-16 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ОАО "НЗХК") Combustion method for liquid organic radioactive waste, and plant for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008106345A (en) 2009-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4309380B2 (en) Multistage combustion system with ignition assisted fuel lance
RU2450207C1 (en) Burner device
RU2386898C2 (en) Device for combustion of liquid organic radioactive waste
TW200848150A (en) Gas treating apparatus and, using the apparatus, gas treating system and method of gas treatment
ES2841931T3 (en) Asymmetric low NOx burner apparatus and method
PT1031000E (en) PROCESS AND REACTOR FOR FUEL BURNING
EP1899642B1 (en) Method for burning hydrogen and burner therefor
CN104583677B (en) Fuel injection system in the catalytic heater and reactor of operating liquid fuel catalytic combustion
US7959431B2 (en) Radiant tube with recirculation
RU2611700C1 (en) Autonomous heat gun
RU2301942C2 (en) Method of the fluid fuel combustion and the device for the fluid fuel combustion
RU2543648C1 (en) Plasma pulverised coal burner
RU73054U1 (en) GAS-BURNER
RU2361150C1 (en) Mixing gas heat generator
RU2813936C1 (en) Coaxial stepped burner of flare combustion of fuel-air mixture
CN205448309U (en) Gaseous heat conduction oil furnace of burning VOC
RU2180075C1 (en) Method and plant for no-oil starting of power boiler and for pulverized-fuel flame firing
RU2795361C1 (en) Steam gas generator
RU2705536C1 (en) Gas burner
RU2508501C2 (en) Fuel combustion method, and device for its implementation
RU2187756C1 (en) Gas multiflame torch
RU60676U1 (en) STEAM GENERATOR
KR100879800B1 (en) Hybrid gas scrubber
RU161033U1 (en) UNIVERSAL DEVICE FOR FUEL BURNING
SU1208418A1 (en) Burner

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100404