Способ сжигания пылеобразных отхо-дов и устройство для его осуществления

Союз Советских Социаннстических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт. саид-ву -(22) Заявлено 1)М. К 79 (21) 2775133/29-3 мнением заявки М с прис 3 6 5/ осударствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий23) Приоритет Опубл икова 8.02.81. Бю ни я описан ень М 3) УДК 628.5та опублико 28,0 И, Багрянцев, В.Г. Леонтьевский, В.Е. Черников, В.С. Долгополов и Е.А. Смирнов Авторыобретени рои водственному бслуживанкю ,Сибирский филиал Специализированноготехнического объединения по технически знерготехнологическому оборудованиюхимической промышленности 1) Заявител 4) СПОСОБ СЖИГАНИЯ И УСТРОЙСТВО ЕОБРАЗНЫХ ОТХОДОВ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к сжиганию пылеобраэных производственных отходов, например, графитированных отходов, которые образуются при производ 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 .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 га зах, так как наиболее мелкие частицы, обладающие кинетической энергией, не достигают зоны столкновения отходов, захватываются ниэкотемпературным потоком продуктов сгорания и выводятся25 из циклонной печи. Наиболее крупные частицы, кинстическая энергия которых недостаточна, чтобы пройти зону отолкновения диспергированных оходов, также попадают в низкотемпературную 30 область встречного потока и выносятся иэ камеры сгорания. Недостаткомконструктивного оформления огнетехнического устройства является сложность выполнения его в связи с необходимостью удаления продуктов сгорания двумя потоками, а расположениеустройств для ввода отходов э местахвыхода продуктов. сгорания приводит кзахвату мелких частиц отходов потоком отходящих дымовых газов и выносуих за пределы камеры сгорания.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому, эффекту является способ сжиганияотходов в циклонной печи, включающийтангенциальную подачу топлива и воздуха в него, подачу отходов по осипечи в зону подачи топлива в направлении, противоположном поступательному движению продуктов сгорания,термообработку отходов и отвод продуктов сгоранияУстройство для осуществления известного способа содержит цилиндрическую камеру сгорания с тангенциально установленными горелочными механизмами, воздушными соплами и пережи" мом, аксиально расположенное устройство для подачи диспергированных .от 808780ходов 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 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 посту. пательную 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 вколичестве 0,5-10, а воду (пар) 0,5-5 от веса сжигаемых отходов. Сжигание углеводородного топлива улучшает процесс. воспламенения мало- реакционных 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 става отходов расход углеводородного топлива (природного газа, мазута и т.п) составляет не более 10. При удовлетворительном (стабильном) воспламенении отходов углеводородноетопливо не сжигается. Повышение расхода дополнительного топлива свыше 10 при сжигании высококалорийных мало- реакционных отходов экономически нецелесообразно. При сжигании углеводородного топлива в количестве менее 3 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 отходови воздуха от 3;1 до 15:1, с размерамичастиц 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 кповышенному содержанию механическогонедожога в дымовых газах, а уменьшение размера частиц менее 1,0 мкм приводит к повышению энергозатрат наизмельчение отходов.Скорость выхода пылевоздушной смеси иэ сопла равна или превышает поступательную составляющую скорости закрученного газового потока. При скорости подачи пылевоздушной смеси меньшей, чем скорость поступательного движения закрученного газового потока, зона горения пылевоздушной смеси смещается в направлении кольцевогозазора для удаления продуктов сгорания, что приводит к повышенному содержанию продуктов неполного сгоранияв дымовых газах. На фиг. 1 схематически изображеноустройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А 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 ярусомгорелочных 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).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.10Способ осуществляется следующим образом.Углеводородное топливо и воздух подают в камеру сгорания через горелочные устройства 4, а воду (пар) через приспособления 6. В зону распыливания топлива и воды через сопло 9 вводят пылевоэдушную смесь, предварительно нагретую в радиационном теплообменнике 7 отходящими продуктами сгорания. Чтобы исключить непосредствен ный контакт отходов с отводимыми продуктами сгорания в низкотемпературной зоне, пылевоздушная смесь вводится в камеру сгорания через радиационный теплообменник. Процесс горения гра 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.П р и м е р . 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 шенин графитированных отходов и воздуха 5:1. Топливо (в количестве 5 от веса отходов) подают и сжигают в горелках верхнего яруса, расположенных тангенциально к внутрнней по 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 5 нагрев пылевоэдушной смеси улучшаютвоспламенение и стабилизируют процесс горения.Расположение сопел вторичного зоздуха в два яруса позволяет расширить 5 зону горения, что приводит к снижениюлокальных температур и следовательнок снижению соцержания окислов азотав продуктах горения и увеличению срока службы футеровкиУвеличение расстояния между ярусом горелочных устройств и ближайшим ярусом сопел вторичного воздуха, а также между ярусами сопел вторичного воздуха болеечем 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 превьавающей 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 НИИПИ Заказ 375/39 Тираж 617 Подписи илиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,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 ГССРУ 545827, кл. Г 23 С 7/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2626554/29-33,кл. Г 23 6 7/04, 1978,