Способ сжигания пылеобразных отхо-дов и устройство для его осуществления

Способ сжигания пылеобразных отхо-дов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 270379 (2 I) 2775133/29-33 с присоединением заявки М (23) Приоритет

< 808780 (53)М. Кл.з

F 23 6 5/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 2802.81. Бюллетень М 8 (53) УДК 628.54 (088.8) Дата опубликования описания 2802.81

Г.И. Багрянцев, В.Г. Леонтьевский, В.Е. Черников, В.С. Долгополов и Е.A. Смирнов

1 1, I

Сибирский филиал Специализированного прои водственнотехнического объединения по техническому бслуживенкю„. . химической промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ПЫЛЕОБРАЗНЫХ ОТХОДОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к сжиганию пылеобраэных производственных отходов, например, графитированных отходов, которые образуются при производ- 5 стве графита и иэделий на его основе.

Известен способ огневого обезвреживания диспергированных отходов. заключающийся в распыливании отходов прямолинейными потоками навстречу друг другу, подаче топлива и воздуха тангенциально к окружности печи и отводе продуктов сгорания в зонах подачи отходов (1 j.

Недостатком известного способа является то, что распыливаемые отходы начинают непосредственно контактировать с отходящими продуктами сгорания в низкотемпературной зоне, что приводит к появлению химического и механического недожога в дымовых газах, так как наиболее мелкие частицы, обладающие кинетической энергией, не достигают зоны столкновения отходов, захватываются ниэкотемпературным потоком продуктов сгорания и выводятся

25 из циклонной печи. Наиболее крупные частицы, кинстическая энергия которых недостаточна, чтобы пройти зону отолкновения диспергированных отходов, также попадают в низкотемпературную ЗО область встречного потока и выносятся иэ камеры сгорания. Недостатком конструктивного оформления огнетехнического устройства является сложность выполнения его в связи с необходимостью удаления продуктов сгорания двумя потоками, а расположение устройств для ввода отходов э местах выхода продуктов. сгорания приводит к захвату мелких частиц отходов потоком отходящих дымовых газов и выносу их за пределы камеры сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому. эффекту является способ сжигания отходов в циклонной печи, включающий тангенциальную подачу топлива и воздуха в него, подачу отходов по оси печи в зону подачи топлива в направлении, противоположном поступательному движению продуктов сгорания, термообработку отходов и отвод продуктов сгорания.

Устройство для осуществления известного способа содержит цилиндрическую камеру сгорания с тангенциально установленными горелочными механизмами, воздушными соплами и пережимом, аксиально расположенное устройство для подачи диспергированных .отB0S780 ходов и гаэоход для отвода продуктов сгорания (2 ).

Недостатком известного способа является то, что подача отхода в виде суспензии требует увеличения расхода топлива вследствие большого содержания воды в суспензии. Кроме того, в центральной зоне камеры сгорания, обедненной по окислителю, необходимому для горения отхода, затрудняется процесс зажигания малореакционного отхода, что снижает интенсивность его горения и вызывает неполное сгорание твердых частиц отхода. Устройство для подачи диспергированного отхода вводится через боковую стенку камеры сгорания и отход не успевает прогреться, что также требует увеличения расхода топлива на прогрев отхода перед его сжиганием.

Цель изобретения — интенсификация процесса и повышение полноты сгора- 20 ния малореакционных отходов.

Указанная цель достигается тем, что в способе сжигания отходов в циклонной печи, включающем тангенциальную подачу топлива и воздуха в него, 25 подачу отходов по оси печи в зону подачи топлива в направлении, противоположном поступательному движению продуктов сгорания, термообработку отходов и отвод продуктов сгорания, перед подачей в печь пылеобраэные отходы смешивают с воздухом в соотношении (3-15):1, полученную пылевоэдушную смесь нагревают продуктами сгорания, подачу в печь осуществляют со скоростью, равной или превышающей поступательную скорость движения продуктов сгорания и термообработку ведут в присутствии воды (водяных паров), причем количество подаваемого в печь топлива составляет 0,5-10%, а воды — 40

0,5-5% от веса подаваемых пылеобразных отходов.

В устройстве для осуществления способа, содержащем цилиндрическую камеру сгорания с тангенциально установленными горелочными устройствами, воздушными соплами и пережимом, аксиально расположенным устройством для подачи диспергированных отходов и газоходом для отвода продуктов сгорания, устройство для подачи отходов выполнено в виде радиационного тепло обменника с соплом на конце и размещено в камере сгорания с образованием в пережиме кольцевого зазора.

Углеводородное топливо подают в количестве 0,5-10%, а воду (пар)

0,5-5% от веса сжигаемых отходов.

Сжигание углеводородного топлива улучшает процесс. воспламенения малореакционных отходов и стабилизирует 60 их горение. Кроме того, при сжигании углеводородного топлива образуются пары воды, оказывающие каталитическое воздействие на горение углерода, при этом в зависимости от со- 65 става отходов расход углеводородного топлива (природного газа, мазута и т.п..) составляет не более 10%. При удовлетворительном (стабильном) воспламенении отходов углеводородное топливо не сжигается. Повышение расхода дополнительного топлива свыше 10% при сжигании высококалорийных малореакционных отходов экономически нецелесообразно. При сжигании углеводородного топлива в количестве менее

ЗЪ для интенсификации процесса горения добавляется вода (пар) в количестве не более 5% от веса сжигаемых отходов. Введение воды в количестве более 5% не приводит к дальнейшему увеличению скорости горения отходов, а лишь снижает температуру процесса.

На сжигание подают пылевоэдушную смесь в весовом соотношении отходов и воздуха от 3:1 до 15:1, с размерами частиц 1-100 мкм. Меньшая концентрация твердых частиц в пылевоздушной смеси приводит к ухудшению условий радиационного теплообмена, что приводит к ухудшению воспламенения пылевоздушной смеси. Большее содержание твердой фазы в пылевоэдушной смеси усложняет условия ее транспортировки и подачи. Увеличение размера частиц отхода свыше 100 мкм приводит к повышенному содержанию механического недожога в дымовых газах, а уменьшение размера частиц менее 1,0 мкм приводит к повышению энергозатрат на измельчение отходов.

Скорость выхода пылевоздушной смеси иэ сопла равна или превышает поступательную составляющую скорости закрученного газового потока. При скорости подачи пылевоздушной смеси меньшей, чем скорость поступательноro движения закрученного газового потока, зона горения пылевоздушной смеси смещается в направлении кольцевого зазора для удаления продуктов сгорания, что приводит к повышенному содер. жанию продуктов неполного сгорания в дымовых газах.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, вертикальный разрез, на фиг. 2 — сечение А-A на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство для сжигания пылеобраэных отходов содержит цилиндрическую камеру 1 сгорания, пережим 2 и газоход 3. В камере сгорания тангенциально к ее внутренней поверхности установлены горелочные устройства 4 и сопла 5 вторичного воздуха, расположенные в два яруса по длине камеры сгорания. Расстояние между ярусом горелочных устройств и ближайшим ярусом сопел вторичного воздуха составляет не более 1/4 длины камеры сгорания. В ярусе горелочных устройств радиально установлены приспособления б для подачи воды (пара).

808780

Формула изобретения

Устройство для подачи отходов выполнено в виде радиационного теплообменника 7, проходящего .через газоход и введенного в камеру сгорания не более, чем на 3/4 ее длины через пережим, образуя с последним кольцевой зазор 8 для удаления продуктов сгорания. Радиационный теплообменник заканчивается соплом 9, через которое в камеру сгорания вводят пылевоэдушную смесь. 10

Способ осуществляется следующим образом.

Углеводородное топливо и воздух подают в камеру сгорания через горелочные устройства 4, а воду (пар) через приспособления 6. В зону распы- 15 ливания топлива и воды через сопло 9 вводят пылевоэдушную смесь, предварительно нагретую в радиационном теплообменнике 7 отходящими продуктами сгорания. Чтобы исключить непосредствен- 20 ный контакт отходов с отводимыми про.дуктами сгорания в низкотемпературной зоне, пылевоздушная смесь вводится в камеру сгорания через радиационный теплообменник. Процесс горения гра- д фитированных отходов интенсифицируется за счет каталитического влияния паров воды, образующихся за счет сжигания углеводородного топлива и (или) распыливания воды (пара), содержание которых в зоне горения составляет

1-10% от веса сжигаемых отходов.

Пример . На сжигание подают графитированные отходы в количестве

1000 кг/ч, основную массу которых составляет графит (99%) с теплотой сгорания 8100 ккал/кг и выходом летучих менее 1%. Отходы измельчают в шаровой мельнице, классифицируют и из фракции менее 50 мкм готовят пылевоздушную смесь в весовом соотно- 40 шенин графитированных отходов и воздуха 5:1. Топливо (в количестве 5% от веса отходов) подают и сжигают в горелках верхнего яруса, расположенных тангенциально к внутренней по- 4 верхности камеры сгорания. Воду подают через приспособление б в количестве 3% от веса сжигаемых отходов.

Пылевоздушную смесь нагревают в радиационном теплообменнике 7 и через сопло 9 подают в камеру сжигания со скоростью выхода пылевоэдушной смеси из сопла 30 м/с.

Дополнительный воздух подают через сопла 5. Температуру поддерживают 1500 С. В отходящих дымовых газах отсутствуют химический и механический недожоги.

Совместное сжигание малореакционных отходов, углеводородного топлива и воды, а также предварительный ф() нагрев пылевоэдушной смеси улучшают воспламенение и стабилизируют процесс горения.

Расположение сопел вторичного зоздуха в два яруса позволяет расширить зону горения, что приводит к снижению локальных температур и следовательно к снижению соцержания окислов азота в продуктах горения и увеличению срока службы футеровки. Увеличение расстояния между ярусом горелочных устройств и ближайшим ярусом сопел вторичного воздуха, а также между ярусами сопел вторичного воздуха более чем на 1/4 длины камеры сгорания, могло бы привести к затягиванию процесса горения и увеличению содержания недожога в дымовых газах.

Расположение радиационного теплообменника 7 по оси камеры сгорания с кольцевым зазором 8 в пережиме 3 смещает зону горения в пристенную область, что приводит к интенсификации процесса горения и препятствует выносу несгоревших частиц через приосевую область.

Расположение сопла 9 в камере сгорания обусловлено скоростью вылета пылевоздушной смеси, максимальное расстояние сопла от пережима не должно превышать 3/4 длины камеры сгорания с целью исключения заброса частиц отходов на торцовую стенку.

1. Способ сжигания пылеобразных отходов в циклонной печи, включающий тангенциальную подачу топлива и воздуха в него, подачу отходов по оси печи в зону подачи топлива в. направлении, противоположном поступательному движению продуктов сгорания, термообработку отходов и отвод продуктов сгорания, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения полноты сгорания малореакционных отходов,.перед подачей в печь пылеобразные отходы смешивают с воздухом в соотношении (3-15):1, полученную пылевоздушную смесь нагревают продуктами сгорания, подачу в печь осуществляют со скоростью, равной или превышающей поступательную скорость движения продуктов сгорания и термообработку ведут в присутствии воды (водяных паров), причем количество подаваемого в печь топлива составляет 0,5-10%, а воды — 0,5-5% от веса пылеОбразных отходов.

2. Устройство для осуществления способа, содержащее цилиндрическую камеру сгорания с тангенциально установленными горелочными устройствами, воздушными соплами и пережимом, аксиально расположенное устройство для подачи диспергированных отходов и гаэоход для отвода продуктов сгорания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что устройство .для подачи отходов выполнено в виде радиационного теплообменни808780

Б-Б

ВНИИПИ Заказ 375/39 Тираж 617 Подписное филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 ка с соплом на конце и размецено в камере сгорания с образованием в пережиме кольцевого зазора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ГССР

9 545827, кл. F 23 G 7/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2626554/29-33, кл. F 23 G 7/04, 1978.