Способ сжигания жидких отходов

Способ сжигания жидких отходов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (,907345

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.. свид-ву— (22) Заявлено 04.06.80 (21) 2934438/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл 3

F 23 G 7/04

Гееударетвеннмй квмнтет (53) УДК 628.54 (088.8) Опубликовано 23.02.82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.82 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Б. Л. Шелыгин, В. И. Бахирев, В. Л. Гудзюк, и М. Н. Бернадинер

".м

3

Ивановский энергетический институт им. В.. енина (7r) Заявитель (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к способам огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использовано на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях народного хозяйства, где образуются жидкие горючие технологические и топливные отходы.

Известны способы сжигания жидких отходов в топочных камерах с использованием форсуночных распыливающих устройств, включающие распыливание отхода в зону горения, подачу воздуха в количестве, необходимом для полного сжигания, собственно обезвреживание веществ, утилизацию тепла продуктов сгорания и их удаление из зоны огневой обработки (1).

Недостатком способов является невоз-. можность эффективного сжигания отходов ввиду низких удельных тепловых нагрузок и нерационального заполнения факелом топочного объема. Использование в известных способах распыливающих средств не обеспечивает надежности процесса сжигания ввиду засорения форсунок механическими примесями. Кроме того, сжигание обводненных отходов может приводить к срыву факела из-за возможного их расслоения в тракте топливоподачи.

Наиболее близким к предлагаемому технической сущности и достигаемому эффекту является способ сжигания жидких отходов, включающий подачу отходов в слой, продувание его барботажным агентом, сжигание в топке вторичного воздуха, удаление продуктов сгорания (2).

Недостатком барботажного способа сжигания веществ является невозможность эффективного, надежного и непрерывного сжигания жидких коксующих отходов ввиду образования коксовых наростов в предпламенной зоне и зоне горения, что нарушает непрерывность процесса и требует его останова для удаления коксовых наростов механическим способом.

Периодическое закоксова ние предпламенной зоны при номинальных скоростях барботажного агента (0,8 — 1,3 м/с) обусловлено высокой долей массы (> 80%) крупнодисперсных капель () 200 мкм) в общем брызгоуносе при барботировании жидкости газом. Крупнодисперсные капли при соприкосновении с ограждающими предпламен907345 ную зону поверхностями прилипают к ним и за счет теплового излучения факела разгоняются на испаряющиеся легкие фракции и коксовый остаток на поверхностях.

Непрерывно увеличиваясь, коксовые наросты постепенно перекрывают поперечное сечение предпламенной зоны, прекращают доступ отхода в зону обезвреживания, что нарушает непрерывность процесса и требует

его прекращения для удаления коксовых наростов механическим способом.

При этом значительно сокращается полезный период обезвреживания отходов и повышаются энергозатраты на его осуществление. Кроме того, коксующие отходы, в основном, являются высококалорийными веществами, в зоне сжигания которых имеют место высокие температуры. При этом температуры стенок камеры сгорания превышают допустимые значения, что вызывает их постепенное разрушение.

Уменьшение скорости барботажного агента, с целью снижения доли крупных капель в брызгоуносе из слоя для сокращения скорости коксования предпламенной зоны, зна.итель о снижает производительность IIpoцесса и уровень температур, требуемый по условию полноты обезвреживания веществ.

Кроме того, ухудшается надежность процесса в результате провала части отхода через отверстия барботажной решетки.

Увеличение высоты сепарационного пространства (предпламенной зоны) при номинальных скоростях барботажного агента (0,8 — -1,3 м/с) с целью снижения доли крупнодисперсных капель значительно повышает капитальные затраты на осуществление способа.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности сжигания жидких коксующих отходов.

Цель достигается тем, что в способе сжигания жидких отходов, включающем подачу отходов в слой, продувание его барботажным агентом и сжигание в потоке вторичного воздуха, в слой, содержащий коксующиеся отходы, подают низкокалорийные сточные воды, концентрацию которых в слое полученной смеси отходов поддерживают на уровне 0,2 — 0,4 кг/кг.

Расход подаваемых в слой сточных вод по отношению к общему расходу поступающей смеси отхода и стоков в зависимости от скорости барботажа (производительности процесса) принимают 0,15 — 0,3 кг/кг.

Способ реализуется следующим образом. жидкий коксующийся отход самотеком или под небольшим давлением () 1000 кг/м ) подают в барботажную ванну на поверхность барботажной решетки. Самостоятельяо в слой подают сточные воды в количестве, обеспечивающем концентрацию их в поступаюгцей в слой смеси на уровне 0,15—

0,3 кг/кг. Через отверстия решетки в слой

» 0

1S

З0 зз

so отходов подают барботажный агент. 3а счет вертикального прохождения барботажного агента через слой пузыри газовой фазы увлекают со дна слоя к его поверхности компоненты жидкого отхода и стоков. Вокруг осей барботажной решетки образуется множество подъемно-опускных циркуляционных контуров жидкой фазы, способствующих интенсивному перемешиванию стоков и отхода в слое и получению стойкой эмульсии с концентрацией стоков в слое эмульсии в пределах 0,2 — 0,4 кг/кг. В результате разрушения поверхностных пузырей в надслоевое пространство барботажным агентом выносятся капли эмульсии широкого фракционного состава. Крупные капли сепарируются обратно в слой. Капли размером менее

500 мкм поступают в зону горения. При этом капли представляют собой объемы сточных вод, покрытые сферической пленкой жидких компонентов коксующихся отходов.

В надслоевой зоне (между поверхностью барботажного слоя и уровнем ввода вторичного воздуха) поступающие в зону горения капли эмульсии нагреваются до температур (250--350 С), превышающих температуру кипения воды. Вследствие кипения стоков внутри капель водяные пары разрывают оболочки капель, что приводит к вторичному дроблению отходов с образованием мельчайших капель отходов (менее 150 мкм).

При этом компоненты последних интенсивно испаряются, в результате чего в зону горения и к стенам, ограничивающим предпламенную зону (сепарационное пространство), по мере полного испарения жидкой фазы поступают пары отхода и «сухие» твердые коксовые частицы.

Таким образом в ходе предпламенной подготовки образуются продукты газификации отходов в паровой и твердой фазах, не представляющие опасности для элементов барботажного устройства с точки зрения его коксования высококипящими компонентами отходов. Присутствие в предпламенной зоне паров отходов, паров стоков,,барботажного агента (первичного воздуха) и их перемешивание по ходу движения газовой смеси способствует окислительному крекингу, улучшает предпламенную подготовку веществ, интенсифицирует процессы горения и повышает полноту огневого. обезвреживания токсичных компонентов отхода. Продукты огневой обработки непрерывно удаляют из зоны горения.

Пример. В устройстве барботажного типа производительностью 30 кг/ч подвергают огневому обезвреживанию два вида жидких коксующих отходов соответственно с плотностями, равными 800 и 959 кг/м .

Отдельное сжигание указанных отходов приводит к постепенному выкоксовыванию барботажного устройства.

При сжигании отходов по условию устранения коксования в обоих случаях в слой

907345

Формула изобретения

Составитель T. Лепахина

Редактор А. Шишкина Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 567/48 Тираж 598 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подают сточные воды с концентрацией органических компонентов 0,05 кг/кг. По условию полноты обезвреживания веществ начальная высота слоя отходов поддерживается на уровне 0,07 — 0,09 м, а скорость барботажного агента устанавливается в пределах 0,8 — 1,2 м/с. Слоевая концентрация сточных вод в зависимости от плотности отходов по условию исключения расслоения эмульсии поддерживается в пределах 0,2—

0,4 кг/кг (большее значение для отхода с плотностью 959 кг/мз). Уменьшение слоевой концентрации стоков меньше значения

0,2 кг/кг, как показывает опыт, приводит к образованию в ванне коксовых наростов.

Увеличение слоевой концентрации стоков выше 0,4 кг/кг вызывает расслоение сточных вод и отходов в ванне, нарушает стабильность горения и приводит к срыву факела.

Для поддержания концентрации сточных вод в слое в пределах 0,2 — 0,4 кг/кг, в зависимости от производительности процесса (расхода барботажного агента), требуется устанавливать различный расход сточных вод в слой, чтобы концентрация стоков в поступающей в слой смеси стоков и отхода находилась в пределах 0,15 —,0,3 кг/кг. При низкой производительности барботажного устройства 25 кг/ч (при скорости барботажного агента 0,8 м/с) начальная концентрация стоков в смеси должна составлять

0,15 кг/кг. Уменьшение этого значения ниже

0,15 кг/кг не устраняет коксования предпламенной зоны. При высокой производительности барботажного устройства 35 кг/ч за счет лучшего выноса первичной смеси в зону горения начальная концентрация стоков в смеси составляет 0,3 кг/кг. Превышение этого значения приводит к расслоению эмульсии в слое и нарушает непрерывность процесса.

Реализация способа позволяет надежно и эффективно подвергать огневому обезврежива нию жидкие коксующие отходы, включающие высококипящие компоненты.

15 Способ сжигания жидких отходов, включающий подачу отходов в слой, продувание его барботажным агентом и сжигание в потоке вторич ного воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности процесса сжигания коксующихся отходов, в слой, содержащий коксующиеся отходы, подают низкокалорийные сточные воды, концентрацию которых в слое полученной смеси отходов поддерживают на уровне 0,2 — 0,4 кг/кг.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Термические методы обезвреживания отходов. Под ред. Богушевской К. К., Беспамятнова Г. П: Л., «Химия», 1975, 46 — 95.

2. Авторское свидетельство СССР

3О № 189503, кл. F 23 D 5/02, 1965.