SU945595A1 - Устройство дл огневого обезвреживани жидких отходов - Google Patents

Description

Изобретение относится к огневому обезвреживанию жидких отходов и может быть использовано на предприятиях' химической промышленности и других отраслей народного хозяйства, где образуются жидкие горючие отходы, содержащие мелкодисперсные нерастворимые примеси й являющиеся вязкими коксующимися продуктами.

Известны устройства для огневого обезвреживания жидких отходов такие, как камерные, циклонные и шахтные печи [1 ]·

Однако устройства, включающие форсунки для подачи отхода на сжигание, сопла для подачи необходимого воздуха, камеру сгорания, дороги, сложны и ненадежны по причине засорения или разрушения распыливающих средств нерастворимыми примесями, часто содержащихся в жидких отходах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для огне2 вого обезвреживания жидких отходов, которое включает ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой, сопла вторичного воздуха и камеру сгорания [2 J.

⁵ Недостатком известного устройства является его невысокая удельная производительность (производительность единицы поверхности барботажного ₁₀ слоя), которая в номинальном режиме не превышает 0,55 кг/см²-. Кроме того, наличие в диспергируемом к фронту горения отходе крупных капель (до 3000 мкм), отрицательно влияет на на₁₅ дежность обезвреживания веществ. Повышение скорости барботажного агента в известном устройстве с целью увеличения его удельной производительности приводит к увеличению энерго гозатрат на установку (возрастает необходимый напор и расход барботажного агента), ухудшает надежность обезвреживания веществ за счет роста доли генерируемых крупных капель и требуснижает надежность” его провала части жидкого отверстия барботажной ет увеличения габаритов как сепарационной зоны, так и камеры сгорания. Уменьшение скорости барботажного агента в известном устройстве с целью снижения энергозатрат приводит к снижению удельной производительности устройства и работы ввиду отхода через решетки.

Цель изобретения - повышение интенсивности и надежности при обезвреживании вязких отходов.

Цель достигается тем, что устройство для огневого обезвреживания жидких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой , сопла вторичного воздуха и камеру сгорания, снабжено перфорированными пластинами с долей свободного сечения 0,35 θ ,45, установленными в кольцевой вставке параллельно барботажной решетке, при этом верхняя ..пластина расположена над барботажной решеткой на расстоянии 0,85“0,95 высоты вставки, а нижняя на расстоянии 0,35-0,40 высоты вставки.

945595 4

9, снабженную отверстием 10 для удаления продуктов огневой обработки.

Устройство работает следующим образом.

Жидкий отход через патрубок 3 поступает в часть в-анны 1 , не продуваемую барботажным агентом, а затем через отверстия 7 кольцевой вставки 5 поступает на поверхность барботажной решетки 2. Через патрубок 4 в устройство поступает барботажный агент (первичный воздух), в результате прохождения которого чер.ез отверстия барботажной решетки 2 внутри кольцевой вставки 5 образуется динамичный газо-жидкостный слой. Расход барботажного агента через патрубок 4 вы бирают таким образом, чтобы скорость барботажного агента в сечении вставки 5 составляла 0,9-1,4 м/с. Высоту слоя отходов в небарботируемой газом части ванны 1 устанавливают из условия постоянного перелива части отхода из внутреннего объема вставки 5 через верхнюю кромку в небарботи- . руемую часть ванны 1 и поддерживают в пределах 0,06-0,09 м.

Установка по высоте газо-жидкостного слоя перфорированных пластин позволяет организовать в ванне рациональный гидродинамический режим, способствующий формированию благоприятного с?пектра капель, что снижает коксование устройства и повышает его удельную производительности.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство включает барботажную ванну 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патрубками 3 и 4 для подачи в устройство соответственно жидкого отхода и барботажного агента (первичного воздуха). В барботажной ванне 1 на поверхности решетки 2 установлена кольцевая вставка 5, делящая объем ванны 1 на барботируемую и небарботируемую газом части. В поперечном сечении кольцевой вставки 5 параллельно барботажной решетке 2 размещены две перфорированные пластины 6 с долей свободного сечения 0,35-0,45. В нижней части вставки 5 по периметру предусмотрены отверстия 7 Для сообщения барботируемой и небарботируемой частей ванны 1. Устройство включает сопла 8 для подачи вторичного воздуха и камеру сгорания

Так как внутри кольцевой вставки 5 ₃₀ установлены перфорированные пластины

6, то по сравнению с известным устройством, когда пузыри барботажного агента не претерпевают изменения за счет внешних сил, в устройстве внутри вставки по высоте ванны 1 происходит преобразование структуры газожидкостного слоя. По мере движения барботажного агента от поверхности барботажной решетки 2 к поверхности газожидкостного слоя происходит постоянное резрушение газовых пузырей сначала в пределах нижней, а затем в пределах верхней перфорированных пластин 6. Дробление пузырей барботажного агента пластинами 6 препятствует образованию крупных пузырей, являющихся источниками крупных капель и способствующих закоксовыванию устройства. При этом в режиме турболизированного пенного слоя в рез’уль⁵⁰ тате изменения его структуры за счет пластин 6 обеспечиваются условия образования на поверхности слоя большого числа относительно мелких пузырей, которые при разрушении яв⁵⁵ ляются источниками мелких капель (75% массы брызгоуноса составляют капли размером 500 мкм). Основная масса генерированных слоем капель з 945595 6 отхода, не сепарируясь обратно в слой, выносится в надслоевое пространство. Капли отхода и часть отхода, упаренная в слое, потоком барботажного агента подаются к фронту горения. Необ- 5 ходимый по условию полноты обезвреживания веществ вторичный воздух подается в устройство через сопла 8. Отход в составе первичной топливновоздушной смеси поступает в камеру 1° сгорания 9, где подвергается огневой обработке в потоке вторичного воздуха. Продукты обезвреживания отхода из камеры сгорания 9 удаляются через отверстие 10. В кольцевой вставке 15 устанавливаются, две перфорированные отверстиями пластины. Установка большего числа пластин усложняет изготовление вставки и повышает сопротивление ванны, что влечет за собой увели- 20 чение капитальных затрат и энергозатрат на подачу барботажного агента. Одной пластины недостаточно для обеспечения требуемого режима газожидкостного слоя. 25

Оптимальное значение доли свободного сечения перфорированных пластин составляет 0,35“0,45· Увеличение, этого отношения выше 0,45 не-способствует эффективному разрушению пу- 30 зырей’барботажного агента. Уменьшение отношения ниже 0,35 повышает энергозатраты на продувание барботажного агента и снижает удельную производительность устройства ввиду уменьшения 35 на поверхности слоя центров каплеобразования.

Оптимальное отношение расстояния от верхней пластины до барботажной решетки к высоте вставки равно 0,85~ 40 0,95· Уменьшение этого отношения ниже 0,85 способствует коалесценции пузырей вблизи поверхности слоя, что , ухудшает дисперсный состав генерированных капель (нарушает надежность ра-45 боты устройства) и снижает удельную производительность процесса.

Увеличение отношения выше 0,95 недопустимо ввиду пережега верхней плас тины при возможных неровностях в основании устройства.

Оптимальное отношение расстояния от нижней пластины до барботажной решетки к высоте вставки равно 0,35“ 0,4. Уменьшение этого отношения ниже 0,35 ухудшает разрушение пузырей внутри слоя (ухудшает структуру слоя). Увеличение отношения выше 0,4 препятствует стабилизации ценного режима в промежутке между нижней и верхней перфорированными отверстиями пластинами . '

Конструкция устройства позволяет интенсивно и надежно обезвреживать жидкие горючие промышленные отходы при непрерывном проведении процесса и повышенной удельной производительности устройства.

Claims (2)

1. у1зобретение относитс  к огневому обезвреживанию жидких отходов и может быть использовано на предпри ти х химической промышленности и других отраслей народного хоз йства, где образуютс  жидкие горючие отходы, содержащие мелкодисперсные нерастворимые примеси и  вл ющиес  в зкими коксующимис  продуктами. Известны устройства дл  огневого обезвреживани  жидких отходов такие, как камерные, циклонные и шахтные печи р Однако устройства, включающие фор сунки дл  подачи отхода на сжигание, сопла дл  подачи необходимого воздуха , камеру сгорани , дороги, сложны и ненадежны по причине засорени  или разрушени  распыливающих средств нерастворимыми примес ми, часто содержащихс  в жидких отходах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство дл  огн &6го обезвреживани  жидких отходов, которое включает ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой, сопла вторичного воздуха и камеру сгорани  1.2, Недостатком известного устройства  вл етс  его невысока  удельна  производительность (производительность единицы поверхности барботажного сло ), котора  в номинальном режиме не превышает 0,55 кг/см. Кроме того, наличие в диспергируемом к фронту горени  отходе крупных капель (до 3000 мкм), отрицательно вли ет на надежность обезвреживани  веществ. Повышение скорости барботажного агента в известном устройстве с целью увеличени  его удельной производительности приводит к увеличению энергозатрат на установку (возрастает необходимый напор и расход барботажного агента), ухудшает надежность обезвреживани  веществ за счет роста доли генерируемых крупных капель и требует увеличени  габаритов как сепарационной зоны, так и камеры сгорани . Уменьшение скорости барботажного агента в известном устройстве с цель снижени  энергозатрат приводит к снижению удельной производительности устройства и снижает надежности- его работы ввиду провала части жидкого отхода через отверсти  барботажной решетки. Цель изобретени . - повышение интенсивности и надежности при обезвреживании в зких отходов. Цель достигаетс  тем, что устройство дл  огневого обезвреживани  жид ких отходов, содержащее ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой , сопла вторичного воздуха и каме ру сгорани , снабжено перфорированны ми пластинами с долей свободного сечени  0, установленными в кольцевой вставке параллельно барботажной решетке, при этом верхн   пластина расположена над барботажной решеткой на рассто нии О,,95 высоты вставки, а нижн   на рассто нии 0,,40 высоты вставки. Установка по высоте газо-жидкостного сло  перфорированных пластин позвол ет организовать в ванне рацио нальный гидродинамический режим, спо собствующий формированию благопри тного с пектра капель, что снижает кок сование устройства и повышает его удельную производительности. На чертеже изображено предлагаемо устройство. Устройство включает барботажную ванну 1, снабженную барботажной решеткой 2 и патрубками 3 и дл  пода чи в устройство соответственно жидкого отхода и барботажного агента (первичного воздуха). В барботажной ванне 1 на поверхности решетки 2 установлена кольцева  вставка 5, дел ща  объем ванны 1 на барботируемую и небарботируемую газом части. В поперечном сечении кольцевой вставки 5 параллельно барботажной решетке 2 размещены две перфорированные пластины 6 с долей свободного сечени  0,,5- В нижней части вставки 5 по периметру предусмотрены отверсти  7 дл  сообщени  барботируемой и небарботируемой частей ванны 1 . Устройство включает сопла 8 дл  подачи вторичного воздуха и камеру сгорани  Э 5 9, снабженную отверстием 10 дл  удалени  продуктов огневой обработки. Устройство работает следующим образом . Жидкий отход через патрубок 3 поступает в часть в-анны 1 , не продуваемую барботажным агентом, а затем через отверсти  7 кольцевой вставки 5 поступает на поверхность барботажной решетки 2. Через патрубок k в устройство поступает барботажный агент (первичный воздух), в результате прохождени  которого через отверсти  барботажной решетки 2 внутри кольцевой вставки 5 образуетс  динамичный газо-жидкостный слой. Расход барботажного агента через патрубок k вы бирают таким образом, чтобы скорость барботажного агента в сечении вставки 5 составл ла 0,9-1, м/с. Высоту сло  отходов в небарботируемой газом части ванны 1 устанавливают из услови  посто нного перелива части отхода из внутреннего объема вставки 5 через верхнюю кромку в небарботи- . руемую часть ванны 1 и поддерживают в пределах 0,06-0,09 м. Так как внутри кольцевой вставки 5 установлены перфорированные пластины 6, то по сравнению с известным устройством , когда пузыри барботажного агента не претерпевают изменени  за счет внешних сил, в устройстве внутри вставки по высоте ванны 1 происходит преобразование структуры газожидкостного сло . По мере движени  барботажного агента от поверхности барботажной решетки 2 к поверхности газожидкостного сло  происходит посто нное резрушение газовых пузырей сначала в пределах нижней, а затем в пределах верхней перфорированных пластин 6. Дробление пузырей барботажного агента пластинами 6 преп тствует образованию крупных пузырей,  вл ющихс  источниками крупных капель и способствующих закоксовыванию устройства. При этом в режиме турболизированного пенного сло  в результате изменени  его структуры за счет пластин 6 обеспечиваютс  услови  образовани  на поверхности сло  большого числа относительно мелких пузырей, которые при разрушении  вл ютс  источниками мелких капель (75 массы брызгоуноса составл ют капли размером 500 мкм), Основна  масса генерированных слоем капель 39 отхода, не сепариру сь обратно в сло выноситс  в надслоевое пространство. Капли отхода и часть отхода, упаренна  в слое, потоком барботажного аге та подаютс  к фронту горени . Необходимый по условию полноты обезвреживани  веществ вторичный воздух подаетс  в устройство через сопла 8. Отход в составе первичной топливновоздушной смеси поступает в камеру сгорани  9, где подвергаетс  огневой обработке в потоке вторичного воздуха . Продукты обезвреживани  отхода из камеры сгорани  9 удал ютс  через отверстие 10. В кольцевой вставке устанавливаютс , две перфорированные отверсти ми пластины. Установка большего числа пластин усложн ет изготов ление вставки и повышает сопротивление ванны, что влечет за собой увеличение капитальных затрат и энергозатрат на подачу барботажного агента . Одной пластины недостаточно дл  обеспечени  требуемого режима газожидкостного сло , Оптимальное значение доли свободного сечени  перфорированных пластин составл ет 0,,45. Увеличение этого отношени  выше 0,5 .не-способствует эффективному разрушению пузырейбарботажного агента. Уменьшение отношени  ниже 0,35 повышает эне гозатраты на продувание барботажного агента и снижает удельную производительность устройства ввиду уменьшени  на поверхности сло  центров каплеобразовани . Оптимальное отношение рассто ни  от верхней пластины до барботажной решетки к высоте вставки равно 0,85 0,95- Уменьшение этого отношени  ниже 0,85 способствует коалесценции пу зырей вблизи поверхности сло , что , ухудшает дисперсный состав генериро .ванных капель (нарушает надежность ра боты устройства) и снижает удельную производительность процесса. Увеличение отношени  выше 0,95 не допустимо ввиду пережега верхней плас 5 тины при возможных неровност х в основании устройства. Оптимальное отношение рассто ни  от нижней пластины до барботажной решетки к высоте вставки равно 0,35 О,. Уменьшение этого отношени  ниже 0,35 ухудшает разрушение пузырей внут .ри сло  (ухудшает структуру сло ). Увеличение отношени  выше О, преп тствует стабилизации ценного режима в промежутке между нижней и верхней перфорированными отверсти ми пластинами . Конструкци  устройства позвол ет интенсивно и надежно обезвреживать жидкие горючие промышленны1В отходы при непрерывном проведении процесса и повышенной удельной производительности устройства. Формула изобретени  Устройство дл  огневого обезвреживани  жидких otxoAOB, содержащее ванну с барботажной решеткой и кольцевой вставкой, сопла вторичного воздуха и камеру сгорани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  интенсивности и надежности при обезвреживании в зких отходов, оно снабжено перфорированными пластинами с долей свободного сечени  0,35 0,5 установленны(1 в кольцевой вставке параллельно барботажной решетке , при этом верхн   пластина расположена над барботажной решеткой на рассто нии 0,85-0,95 высоты вставки, а нижн   на рассто нии , высоты вставки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Термические методы обезвреживани  отходов. Под ред. К.К. Богушевс-. кой и Г.П. Беспам тновой. Л., Хими , 1975, с. .
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 5 «829, кл. F 23 D 5/02, 1977 (прототип).