SU1716258A1 - Установка дл термического обезвреживани жидких отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  термического обезвреживани  жидких отходов и может быть использовано в различных отрасл х промышленности, где образуютс  жидкие отходы, которые необходимо подвергать обезвреживанию огневым методом. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы за счет уменьшени  вредных выбросов в атмосферу и снижени  удельного расхода топлива на процесс. Установка термического обезвреживани  жидких отходов соединена через патрубок 22 отвода парогазовой смеси с секционированным аппаратом 23, нижн   24 и верхн   25 секции которого соединены между собой трубопроводами 28. В нижней секции 24 входные концы трубопроводов снабжены решеткой 29 и погружены в кремнийорга- ническую или другую органическую жидкость или легкоплавкий металлический плав. В верхней 25 секции над выходными торцами трубопроводов установлены бар- ботажные колпаки 32 с теплоутилизирую- щими поверхност ми 33, погруженными в конденсат. Аппараты 16 и 17 ультразвуковой и магнитной обработки конденсата и устройство дл  разделени  суспензии последовательно установлены на трубопроводе подачи исходных отходов перед теплоутилизирующими поверхност ми 33. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. W Г Ј

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  термического обезвреживани  жидких отходов и может быть использовано в различных отрасл х промышленности, где образуютс  жидкие отходы, которые необходимо подвергать обезвреживанию огневым методом .

Цель изобретени  - повышение эффек-. тивности работы за счет снижени  вредных выбросов в атмосферу и удельного расхода топлива на процесс.

На чертеже схематично представлена установка термического обезвреживани  жидких отходов.

Установка состоит из камеры 1 пульсирующего горени  с резонансной трубой 2, камеры 3 предварительной обработки отходов , циклонного барботажного испарител  4, емкости 5 дл  обработки жидких отходов. В пульсирующей камере 1 горени  установлены горелочные устройства 6. Камера 1 пульсирующего горени  и резонансна  труба 2 выполнены из двух обечаек 7 и 8, образующих воздушные полости 9 и 10, причем в нижней части камеры 1 пульсирующего горени  установлена перегородка 11 в зазоре между обечайками 7 и 8. В нижней части резонансной трубы 2 расположена камера 3 предварительной обработки, котора  тангенциальными каналами 12 соединена с воздушной полостью 10 резонансной трубы 2, В емкости 5 установлены сепара- ционные устройство 13 дл  уменьшени  капельного уноса, патрубок 14 аварийного слива дл  поддержани  необходимого уровн , патрубок 15 дл  отвода концентрата , за которым установлены аппарат 16 ультразвуковой обработки, аппарат 17 магнитной обработки и устройство 18 дл  разделени  суспензии на твердую и жидкую фазы. Патрубок 19 выхода жидкой фазы соединен трубопроводом 20 с форсунками 21 камеры 1 пульсирующего горени . За патрубком 22 отвода парогазовой смеси установлен секционированный аппарат 23, нижн   24 и верхн   25 секции которого снабжены патрубками 26 и 27 аварийного слива. Нижн   24 и верхн   25 секции соединены между собой трубопроводами 28. В нижней секции входные торцы трубопроводов 28, снабженные решеткой 29, погружены в кремнийорганическую или другую органическую жидкость 30 (или легкоплавкий металлический плав 31). В верхней секции над выходными торцами трубопроводов 28 установлены барботаж- ные колпаки 32 с теплоизолирующими поверхност ми 33, которые погружены в конденсат 34. Патрубок 27 аварийного слива нижней секции 24 соединен трубопроводом 35 с патрубком 15 отвода концентрата. Патрубок 26 верхней секции соединен трубопроводами 36 с аппаратом 16 ультразвуковой обработки конденсата. Аппараты 1.6 и 17 ультразвуковой и магнитной обработки и устройство 18 дл  разделени  суспензии последовательно установлены на трубопроводе 37 подачи исходных отходов передтеп- лоутилизирующими поверхност ми 33. Аппараты 16ультразвуковой обработки размещены также перед камерой предварительной обработки 3, форсунками 21 подачи концентрата и за патрубком 15 отвода концентрата .

Установка работает следующим образом .

Топливо и воздух подаютс  в камеру пульсирующего горени  1 через горелочные устройства 6. Воздух на горение перед подачей в горелочные устройства 6 нагреваетс  в воздушной полости 9, играющей роль воздухоподогревател , котора  образована

обечайками 7 и 8 камеры 1 пульсирующего горени .

Жидкие отходы насосом по трубопроводу 37 подаютс  последовательно через аппараты 16 ультразвуковой и 17 магнитной обработки в устройство 18 дл  разделени  суспензии и далее втеплоутилизирующие поверхности 33, погруженные в конденсат 34 и размещенные в верхней секции 25 секци0 онированного аппарата 23. Предварительно очищенные и подогретые в теплоутилизирую- щих поверхност х 33 жидкие отходы посту- пают в аппарат 16 ультразвуковой обработки и далее в камеру предваритель5 ной обработки 3, котора  тангенциальными каналами 12 соединена с воздушной полостью 10 резонансной трубы 12, Воздушные полости 9 и 10 разделены перегородкой 11, установленной в нижней части камеры .1

0 пульсирующего горени .

Предварительна  очистка жидких отходов , котора  осуществл етс  воздействием ультразвуковых колебаний и магнитного пол  аппаратов 16 и 17, приводит к быстрой

5 коагул ции аэрозолей и взвесей с образованием осадков и шлаков, которые удал ютс  в устройстве 18 дл  разделени  суспензии и тем самым не создают новых видов отложений на теплоутилизирующих поверхност х 33

0 и загр знений в дымовых газах при дальнейшей высокотемпературной обработке отходов в камере 1 пульсирующего горени  и резонансной трубе 2. Гор чий воздух из полости tO по тангенциальным каналам 12

5 поступает в камеру 3 предварительной обработки , где за счет его тепла происходит отгонка легкокип щей органики и частичное упаривание жидких отходов. Из камеры 3 предварительной обработки

0 обогащенна  воздухом смесь подаетс  в нижнюю часть резонансной трубы 2, где от тепла сжигани  топлива происходит окисление легко- и высококип щей органики до нетоксических соединений. Продукты обра5 ботки из резонансной трубы 2 поступают в циклонный барботажный испаритель 4, где жидкие отходы, не содержащие вредных органических примесей, окончательно упариваютс  до необходимых концентра0 ций по минеральным примес м. При работе установки в емкости 5 поддерживаетс  необходимый уровень жидких отходов путем размещени  патрубка 14 аварийного слива выше верхней кромки циклонного

5 барботажного испарител  4. Дл  уменьшени  капельного уноса с парогазовой смесью в установке примен ютс  различные сепа- рационные устройства 13, при этом донна  часть камеры 1 пульсирующего горени  и часть резонансной трубы 2 под сепарационным устройством 13 выполнены с перфорацией .

Размещение камеры 3 предварительной обработки внутри резонансной трубы 2 и соединение ее тангенциальными канала- ми 12с воздушной полостью 10, образованной обечайками 7 и 8, позвол ет отогнать легкокип щую органику из жидких отходов за счет тепла гор чего воздуха, а подачу образовавшейс  смеси осуществить в зону факела, имеющего максимальную температуру и максимальные турбулизации пульсирующего потока, тем самым обеспечить гарантированные услови  разложени  вредных органических примесей. Раздель- на  подача воздуха на горение топлива и в камеру 3 предварительной обработки жидких отходов, осуществл ема  размещением перегородки 11 между обечайками 7 и 8 и нижней частью камеры 1 пульсирующего го- рени  1, позвол ет более дифференцированно проводить эти два процесса. Так, процесс горени  топлива осуществл ют при минимальных расходах топлива при полном отсутствии- химического недожога, с обеспе- чением необходимого температурного уровн  на выходе из резонансной трубы 2. Подачу гор чего воздуха в камеру предварительной обработки 3 осуществл ют из условий , которые необходимы дл  полного окислени  вредных органических примесей . Использование тепла продуктов обработки жидких отходов в циклонном барботажном испарителе 4 за счет размещени  патрубка 14 аварийного слива выше верхней его кромки позвол ет производить упаривание отходов, не-содержащих вредных органических примесей, до необходимых концентраций минеральных составл ющих и получение кристаллов, поступающих через патрубок 15 в аппараты 16 ультразвуковой и 17 магнитной обработки концентрата и устройство 18 дл  разделени  суспензии.

В устройстве 18 дл  разделени  суспен- зии, в качестве которого могут примен тьс  фильтрующие центрифуги со шнековой выгрузкой осадки, центрифуги типа Sharpies SDC, многороторные центрифуги карусельного типа, происходит разделение суспен- зии на твердую и жидкую фазы. Отделенные кристаллы минеральных и других примесей направл ютс  на захоронение либо на их последующую обработку и использование в технологических цел х.

Жидка  фаза раствора по трубопроводу 20 направл етс  в аппарат 16 ультразвуковой обработки и далее через форсунки 21 впрыскиваетс  в камеру 1 пульсирующего горени , где обеспечиваетс  необходимый

температурный уровень дл  гарантированного обезвреживани  концентрата. Избыточное тепло продуктов обработки концентрата используетс  дл  обезвреживани  и упаривани  жидких отходов, что позвол ет отказатьс  от применени  второй огневой камеры и, как следствие, приводит к значительному снижению расхода топлива на процесс обезвреживани  и уменьшению вредных выбросов в атмосферу. Аппараты 16 ультразвуковой и 17 магнитной обработки концентрата ускор ют образование центров кристаллизации, повышают их концентрацию и размер. Очередность воздействи  на концентрат сначала ультразвуком, а затем магнитным полем, св зана с активизирующим действием ультразвука на магнитное поле, вследствие чего концентраци  центров кристаллизации возрастает, что в свою очередь позвол ет повысить эффективность работы устройства 18 дл  разделени  суспензии.

Размещение аппарата 16 ультразвуковой обработки перед камерой 3 предварительной обработки и форсунками 21 впрыска концентрата и обработка в них жидких отходов ультразвуковыми волнами ускор ет диффузионные процессы, способствующие выделению вредных органических примесей из отходов, и интенсифицируют процессы окислени  последних в камере 1 пульсирующего горени  и резонансной трубе 2, что позвол ет обеспечить гарантированное разложение вредных органических примесей.

Дл  уменьшени  капельного уноса с парогазовой смесью в установке примен ютс  различные сепарационные устройства 13, при этом донна  часть камеры пульсирующего горени  и часть резонансной трубы под сепарационным устройством 13 выполнены с перфорацией.

Общий капельный унос  вл етс  суммой двух уносов: перва  составл юща  образована тонкодисперсными капл ми, скорость витани  которых ниже скорости парогазовой смеси в сепарационном пространстве , не зависит от его высоты и составл ет около 20% от общего уноса; втора  составл юща  - крупные капли, поднимающиес  на различную высоту над газожидкостным слоем. Этот унос зависит от высоты сепарационной зоны и скорости парогазовой смеси и улавливаетс  в установке перечисленными выше способами. Дл  улавливани  тонкодисперсного уноса емкость 5 с отходами через патрубок 22 отвода парогазовой смеси соединена с секционированным аппаратом 23, разделенным на нижнюю 21 и верхнюю 25 секции , которые снабжены патрубками аварийного слива 26 и 27. Нижн   24 и верхн   25 секции сообщены между собой трубопроводами 28, Причем в нижней секции 25, заполненной кремнийорганической или другой органической жидкостью 30 (или легкоплавким металлическим сплавом 31), входные торцы трубопроводов 28 снабжены решеткой 29 и погружены в жидкость 30 или сплав 31. При барботировании парогазовой смеси через слой кремнийорганической жидкости 30 (или легкоплавкого металлического сплава 31) происходит улавливание уноса и удаление его через патрубок 27 аварийного слива, размещенный выше входных торцов трубопроводов 28, по трубопроводу 35 в патрубок 15 отвода концентрата и далее на повторную обработку в камеру 1 пульсирующего горени . Парогазова  смесь, очищенна  от уноса, не содержаща  вредных органических и др, примесей по трубопроводу 28 поступает в верхнюю секцию 25, снабженную барбо- тажными колпаками 32 с теплоутилизирую- щими поверхност ми 33, погруженными в конденсат 34.

Размещение теплоутйлизирующих поверхностей 33, погруженных в слой конденсата 34, в верхней секции 25 секционированного аппарата 23 интенсифицирует процесс теплопередачи от парогазовой смеси к жидким отходам (предварительно очищенным от взвесей и прочих загр зн ющих включений) за счет выравнивани  частных термических сопротивлений при прохождении парогазовой смеси через слой конденсата , что увеличивает коэффициент теплоотдачи более чем в 3 раза по сравнению с обычным рекуперативным теплообменником .

Таким образом, за счет избыточного тепла парогазовой смеси (возможность использовани  скрытой теплоты конденсации вод ных паров) исходные жидкие отходы нагреваютс  в теплоутйлизирующих поверхност х 33, вод ные пары конденсируютс , а образовавшийс  конденсат 34 по мере необходимости через патрубок 26 аварийного слива по трубопроводу 36 удал етс  из установки дл  технологических целей, предварительно пройд  обработку в аппарате 16 ультразвуковой обработки, в котором благодар  воздействию ультразвуковых волн, проход щих через конденсат, происходит выделение растворенных газов (С02. 02 и др.), что значительно повышает качество последнего.

Размещение в верхней секции над выходными торцами трубопроводов 28 барбо- тажных колпаков 32, в которых установлены

теплоутилизирующие поверхности 33, погруженные в конденсат 34,уровень которого поддерживаетс  размещением патрубка 26 аварийного слива ниже выходных торцов

трубопроводов 28, позвол ет максимально использовать скрытую теплоту конденсации вод ных паров дл  нагрева жидких отходов, тем самым снизить расход топлива на процесс обезвреживани ,

Несконденсированные вод ные пары и дымовые газы из секционированного аппарата 23 удал ютс  через дымовую трубу в атмосферу. При необходимости в верхней секции дл  увеличени  степени конденсации вод ных паров и поддержани  необходимого уровн  конденсата предусмотрена подача чистой охлаждающей воды (или конденсата ).

Использование предлагаемой установки позвол ет значительно уменьшить вредные выбросы в атмосферу за счет предварительной очистки жидких отходов в аппаратах ультразвуковой и магнитной обработки и устройстве дл  разделени 

суспензии (удал ть из процесса обезвреживани  взвешенные вещества, шламы и прочее , которые при высокотемпературной обработке могут привести к новым видам загр знений), использовани  аппаратов

ультразвуковой обработки перед камерой предварительной обработки и форсунками подачи концентрата, которые позвол ют увеличить глубину обезвреживани  вредных органических примесей путем интенсификации процессов окислени  и диффузии ультразвуковыми волнами, выделени  из концентрата минеральных и др. примесей в устройстве дл  разделений суспензии и улавливани  уноса с парогазовой смесью в

нижней секции секционированного аппарата и повторной его обработки, а также снизить расход топлива на процесс обезвреживани  за счет отказа от второй огневой камеры и более полного использовани  избыточного тепла внутри процесса дл  обезвреживани  и упаривани  жидких отходов и нагрева последних в теплоутйлизирующих поверхност х, и получить конденсат необходимого качества в процессе обезвреживани  жидких отходов путем обработки в аппарате ультразвуковой обработки, который можно использовать дл  технологических нужд.

Формул а изобретени 1 . Установка дл  термического обезвреживани  жидких отходов, содержаща  емкость с отходами с патрубками аварийного слива и отвода конденсата, камеру пульсирующего горени  с горелочными устройствами и форсунками подачи концентрата, резонансную трубу, камеру предварительной обработки, циклонный барботажный испаритель , сепарационное устройство, аппарат магнитной обработки, устройство дл  разделени  суспензии, патрубок отвода парогазовой смеси и трубопровод подачи исходных стоков, отличающа с  тем что, с целью повышени  эффективности работы за счет уменьшени  вредных вы- бросов в атмосферу и снижени  удельного расхода топлива на процесс, она снабжена аппаратами ультразвуковой обработки и соединенным с патрубком отвода парогазовой смеси секционированным аппара- том, нижн   и верхн   секции которого оборудованы патрубками аварийного слива и сообщены между собой трубопроводами , причем в нижней секции входные торцы трубопроводов снабжены решеткой и погружены в кремнийорганическую или другую органическую жидкость или легкоплавкий металлический плав, а в верхней секции над выходными торцами трубопроводов установлены барботажные колпаки с теплоутилизирующими поверхност ми, погруженными в конденсат, при этом патрубок аварийного слива нижней секции размещен выше входных торцов трубопроводов и соединен с патрубком отвода концентрата, а патрубок аварийного слива верхней секции размещен ниже выходных торцов трубопроводов .

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а   - с   тем, что аппараты ультразвуковой обработки размещены перед камерой предварительной обработки, форсунками подачи концентрата за патрубками концентрата и конденсата и на трубопроводе подачи исходных стоков, при этом на трубопроводе исходных стоков за аппаратом ультразвуковой обработки последовательно установлены аппарат магнитной обработки и устройство дл  разделени  суспензии.

Boidt/fr

Охлаждают® Копа /

lx/гаждающа  вода /

ДшА

ок

-.35

35

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Установка для термического обезвреживания жидких отходов, содержащая емкость с отходами с патрубками аварийного слива и отвода конденсата, камеру пульсирующего горения с горелочными устройст1716258 вами и форсунками подачи концентрата, резонансную трубу, камеру предварительной обработки, циклонный барботажный испаритель, сепарационное устройство, “аппарат магнитной обработки, устройство для разделения суспензии, патрубок отвода парогазовой смеси и трубопровод подачи исходных стоков, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет уменьшения вредных выбросов в атмосферу и снижения удельного расхода топлива на процесс, она снабжена аппаратами ультразвуковой обработки и соединенным с патрубком отвода парогазовой смеси секционированным аппаратом, нижняя и верхняя секции которого оборудованы патрубками аварийного слива и сообщены между собой трубопроводами, причем в нижней секции входные торцы трубопроводов снабжены решеткой 20 и погружены в кремнийорганическую или другую органическую жидкость или легко10 плавкий металлический плав, а в верхней секции над выходными торцами трубопроводов установлены барботажные колпаки с теплоутилизирующими поверхностями, по5 груженными в конденсат, при этом патрубок аварийного слива нижней секции размещен выше входных торцов трубопроводов и соединен с патрубком отвода концентрата, а патрубок аварийного слива верхней секции 10 размещен ниже выходных торцов трубопроводов.
2. 2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что аппараты ультразвуковой обработки размещены перед камерой предвари15 тельной обработки, форсунками подачи концентрата за патрубками концентрата и конденсата и на трубопроводе подачи исходных стоков, при этом на трубопроводе исходных стоков за аппаратом ультразвуковой обработки последовательно установлены аппарат магнитной обработки и устройство для разделения суспензии.