Установка для термічної очистки рідких біоорганічних відходів

Реферат: Винахід належить до пристроїв для знищення спалюванням рідких відходів, зокрема рідких біоорганічних відходів, а також рідких промислових стоків, що містять розчинені і зважені горючі компоненти. Установка для термічної очистки рідких біоорганічних відходів включає камеру згорання, обладнану пальником та форсункою, а також вентилятор, насос, бак рідких відходів та димову трубу, при цьому установка оснащена баком-кондесатором, всередині якого встановлена вертикальна перегородка, з'єднана тільки зі стелею, утворюючи сполучені між собою вхідну й вихідну секції, із встановленим на стінці патрубком підведення води, із встановленим на поді патрубком відведення води в каналізацію, а також із розміщеним на стелі бака-конденсатора над вихідною секцією вихідним патрубком продуктів згорання, до якого приєднана димова труба із насадковим краплиновловлювачем всередині труби, і з розміщеним на стелі бака-конденсатора над вхідною секцією вхідним патрубком продуктів згорання, що з'єднаний із розташованою під гострим кутом до горизонталі камерою згорання, на вхідному торці якої встановлений пальник, а на стінці встановлений патрубок підведення вторинного повітря, причому у верхній циліндричній стінці камери згорання встановлена пневматична форсунка, до якої приєднані послідовно насос та бак рідких відходів. UA 115715 C2 (12) UA 115715 C2 UA 115715 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв для знищення спалюванням рідких відходів, зокрема рідких біоорганічних відходів, а також рідких промислових стоків, що містять розчинені і зважені горючі компоненти. Установка може бути використана в медичних закладах, у нафтопереробній, хімічній, теплоенергетичній та інших галузях. Відомий пристрій обробки шламу з частинками, що містять метал, оксид металу чи гідроксид металу (патент України № 76740, МПК F23G7/04, F23G7/05, 2001 p.). Установка містить кисневий пальник, розташований на стінці печі, до якого приєднана лінія подачі палива та лінія подачі кисню. Всередині пальника розташовано трубу для подачі шламу в полум'я, до вхідного кінця якої приєднана послідовно лінія подачі шламу, живильна помпа та контейнер рідких відходів. До вихідного кінця трубки приєднаний розпилювач, який з'єднаний із набором трубок, приєднаних до лінії подачі кисню на розпилювання. Найближчою до пропонованої установки є установка для вогневого знешкодження стічних вод (Пальгунов ПП. Утилизация промышленных отходов /ПП. Пальгунов, М.В. Сумароков - М.: Стройиздат, 1990. – 352 с.: ил.), яка містить вертикальну циліндричну камеру згорання з цегляним футеруванням, обладнану чотирма пальниками, тангенційно розташованими по колу циліндричної камери у її верхній частині. Пальники з'єднані із паливопроводом та повітропроводом, який, в свою чергу, з'єднаний із вентилятором. Нижче рівня пальників до камери згорання по колу під'єднано вісім відцентрових механічних форсунок. До форсунок трубопроводами приєднані послідовно насос та бак стічних вод. В основі циліндричної камери розташований вихідний отвір конічної форми для виходу продуктів згорання та розплаву мінеральних солей, з'єднаний із димовим каналом для відведення продуктів згорання у димову трубу. Відомі пристрої потребують неперервного покриття в системі втрат води, яка випаровується і виноситься в оточуюче середовище разом із продуктами згорання, не повертаючись у систему, що призводить до збільшення витрат при експлуатації установки. Наявність футерування призводить до суттєвого збільшення масо-габаритних показників установки, а відповідно збільшення собівартості установки. Використання відцентрових механічних форсунок для розпилення потребує наявності високого тиску в лінії подачі рідини, що зумовлює потребу у потужному насосі, а відповідно й більших витратах на експлуатацію та більшу собівартість установки. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення установки для термічної очистки рідких біоорганічних відходів, в якій у результаті оснащення установки баком-конденсатором, димовою трубою з краплиновловлювачем та пневматичною форсункою, а також змінення розташування камери згорання та взаємного розташування пальника й форсунки забезпечується мінімізація втрат води в системі та зменшення габаритних розмірів камери згорання і за рахунок цього досягається зменшення витрат при виготовленні, транспортуванні, монтажі та експлуатації. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що установка для термічної очистки рідких біоорганічних відходів, що включає камеру згорання, обладнану пальником та форсункою, а також вентилятор, насос, бак рідких відходів та димову трубу, згідно з винаходом, оснащена баком-кондесатором, всередині якого встановлена вертикальна перегородка, з'єднана тільки зі стелею, утворюючи сполучені між собою вхідну й вихідну секції, із встановленим на стінці патрубком підведення води, із встановленим на поді патрубком відведення води в каналізацію, а також із розміщеним на стелі бака-конденсатора над вихідною секцією вихідним патрубком продуктів згорання, до якого приєднана димова труба із насадковим краплиновловлювачем всередині труби, і з розміщеним на стелі бака-конденсатора над вихідною секцією вхідним патрубком продуктів згорання, що з'єднаний із розташованою під гострим кутом до горизонталі камерою згорання, на вхідному торці якої встановлений пальник, а на стінці встановлений патрубок підведення вторинного повітря, причому у верхній циліндричній стінці камери згорання встановлена виконана пневматичною форсунка, до якої приєднані послідовно насос та бак рідких відходів. Сукупність ознак дозволяє конденсувати пару з рідких відходів та водяні пари продуктів згорання палива за рахунок проходження потоку пари й продуктів згорання через шар рідини у баці-конденсаторі, цим забезпечуючи відсутність втрати води в замкнутій системі водопостачання. У випадку утворення конденсату безпосередньо в камері згорання, він самопливом стікає до бака-конденсатора. Розпилювання рідких відходів відбувається безпосередньо в факел пальника, а не на нагріті стінки камери згорання, що дозволяє відмовитися від футерівки й відповідно зменшити габаритні розміри камери згорання. Використання стисненого повітря для розпилювання рідких відходів дозволяє підтримувати менший тиск у форсунці, а відповідно і в лінії подачі рідких 1 UA 115715 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 відходів, що дозволяє зменшити навантаження на насос або використовувати насос меншої потужності. В результаті подачі вторинного повітря в камеру згорання відбувається рівномірне надходження повітря в різні зони горіння палива та органічної частини відходів, чим забезпечується їх краще згорання та покращується регулювання співвідношення "паливоповітря" при різних режимах навантаження. Таким чином, сукупність відмінних ознак дозволяє одержати додаткові позитивні ефекти. Схема установки для термічної очистки рідких біоорганічних відходів представлена на кресленні. Установка містить нахилену камеру згорання 1 з пальником 2, розміщеним на вхідному торці камери згорання, з патрубком підведення вторинного повітря 3 - на стінці камери згорання та з пневматичною форсункою розпилювання рідких відходів 4 - на стелі камери згорання. До пневматичної форсунки розпилювання рідких відходів 4 приєднані послідовно насос 5 та бак рідких відходів 6. Пальник 2, патрубок вторинного повітря 3 та форсунка 4 повітропроводом 7 приєднані до вентилятора 8. До вихідного торця камери згорання за допомогою вхідного патрубка продуктів згорання 9 під'єднаний бак-конденсатор 10, у якому встановлена вертикальна перегородка 11, з'єднана тільки зі стелею, утворюючи сполучені між собою вхідну 12 й вихідну 13 секції. Вхідний патрубок продуктів згорання 9 розташований на стелі бакаконденсатора 10 над вхідною секцією 12, а над вихідною секцією 13 розташований вихідний патрубок продуктів 14, до якого під'єднана вертикальна димова труба 15, всередині якої встановлений насадковий краплиновлювлювач 16. На стінці бака-конденсатора 10 вхідної 12 або вихідної 13 секцій розташований вхідний патрубок води 17, з'єднаний із мережевим водопроводом. На поді бака-конденсатора 10 розміщений вихідний патрубок води 18, з'єднаний із каналізацією. Установка працює таким чином. Камеру згорання 1 нагрівають пальником 2, в який подають паливо та повітря від вентилятора 8. З бака рідких відходів 6 насосом 5 до пневматичної форсунки 4 подають рідкі відходи, які розпилюють стисненим повітрям від вентилятора 8 безпосередньо в факел пальника 2, завдяки чому рідину випаровують, а органічну частину відходів спалюють. Для кращого згорання палива та органічної частини відходів, а також для кращого регулювання, у камеру згорання 1 через патрубок вторинного повітря 3 подають додаткове повітря від вентилятора 8. Продукти згорання та пара через вхідний патрубок продуктів згорання 9 подають у бак-конденсатор 10, у якому підтримують постійний рівень води шляхом підживлення з мережі через вхідний патрубок води 17. Продукти згорання та пара проходять через воду у вхідній 12 та вихідній 13 секціях, огинаючи перегородку 11, завдяки чому пару конденсують, а продукти згорання охолоджують. Охолоджені продукти згорання через вихідний патрубок продуктів згорання 14 подають у димову трубу 15, в якій завдяки краплиновловлювачу 16 запобігають виносу крапель продуктами згорання із установки. Надлишок води, утворений у результаті конденсації, через вихідний патрубок 18 подають у мережу. Результати дослідно-промислових випробувань, що здійснювали в експериментальному залі Інституту газу НАН України у м. Києві по вул. Дегтярівська 39, показали, що при витраті 6070 л/год. рідких відходів із часткою твердих органічних відходів до 10 % та витраті води з мережі на підживлення бака-конденсатора в кількості 40-50 л/год. втрат води відсутній і навіть отримується 5-6 л/год. додаткової води із температурою до 85 °C за рахунок конденсації парів, що утворилися при спалюванні органічних відходів та палива. Частка мінеральної частини у воді, яку зливають в мережу, складає 0.5…2 % в залежності від вихідного складу органічних відходів. Викиди продуктів згорання в атмосферу відповідають встановленим нормам та вимогам. Установка для термічної очистки рідких біоорганічних відходів у порівнянні з установкоюпрототипом не має втрат води у системі, а відповідно не має необхідності підживлення мережі додатковою водою. Установка має менші габаритні розміри камери згорання за рахунок відсутності футерування, а відповідно меншу вартість її виготовлення, транспортування та монтажу. Використання пневматичної форсунки дозволяє подавати рідкі відходи у камеру згорання під тиском, який є меншим, ніж необхідний при використанні механічних форсунок, що дозволяє зменшити експлуатаційні витрати на подачу рідких відходів. 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 Установка для термічної очистки рідких біоорганічних відходів, що включає камеру згорання, обладнану пальником та форсункою, а також вентилятор, насос, бак рідких відходів та димову трубу, яка відрізняється тим, що оснащена баком-кондесатором, всередині якого встановлена 2 UA 115715 C2 5 10 вертикальна перегородка, з'єднана тільки зі стелею, утворюючи сполучені між собою вхідну й вихідну секції, із встановленим на стінці патрубком підведення води, із встановленим на поді патрубком відведення води в каналізацію, а також із розміщеним на стелі бака-конденсатора над вихідною секцією вихідним патрубком продуктів згорання, до якого приєднана димова труба із насадковим краплиновловлювачем всередині труби, і з розміщеним на стелі бакаконденсатора над вхідною секцією вхідним патрубком продуктів згорання, що з'єднаний із розташованою під гострим кутом до горизонталі камерою згорання, на вхідному торці якої встановлений пальник, а на стінці встановлений патрубок підведення вторинного повітря, причому у верхній циліндричній стінці камери згорання встановлена пневматична форсунка, до якої приєднані послідовно насос та бак рідких відходів. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3