Устройство для обезвреживания жидких токсичных отходов

Предлагаемое техническое решение относится к установкам термического обезвреживания жидких токсичных промышленных отходов и может быть использовано в составе технических комплексов, предназначенных для полного обезвреживания отходов такого типа.

Устройство содержит металлический кессон 1 с крышкой 2, закрепленную на опорах 4 металлическую трубу-теплообменник 3, камеру 5 сгорания, чугунную трубу 6 для отходящих газов, инжекционное устройство 7.

Новым в устройстве является экономайзер 11, установленный в средней части металлической трубы-теплообменника, гомогенизатор 12, соединенный с системой 8 подачи топлива, устройством 14 подачи катализатора горения и каналом 13 подачи жидких токсичных отходов.

Технический результат заключается в увеличении производительности устройства и повышении качества обезвреживания жидких токсичных отходов.

1 з.п. ф-лы, 1 илл.

Предлагаемое техническое решение относится к установкам термического обезвреживания жидких токсичных промышленных отходов и может быть использовано в составе технических комплексов, предназначенных для полного обезвреживания отходов такого типа.

Известно устройство по патенту РФ №2159392, в котором описано изобретение, относящееся к огневому обезвреживанию жидких отходов.

По известному техническому решению устройство имеет в своем составе сборник отходов, устройство упаривания отходов, устройство дополнительного подогрева парогазовой смеси обезвреживаемых отходов, фильтры и печь для сжигания твердой фазы отходов.

Жидкие отходы, содержащие минеральные и органические компоненты поступают в сборник и далее направляются на упаривание.

Продукты упаривания смешиваются с горячим воздухом и направляются на осушку и последующую очистку на фильтрах. Возникающая при упаривании твердая фаза отходов направляется в печь для сжигания.

Дымовые газы от сжигания твердой фазы отходов используют для подогрева отходов, поступающих в сборник. В устройстве предусмотрен дополнительный подогрев парогазовой смеси обезвреживаемых отходов, при этом тепловая энергия парогазовой смеси используется для дополнительного подогрева поступающих в сборник отходов.

Основным недостатком устройства является то, что технологический цикл обезвреживания отходов содержит две положительные обратные связи, которые в случае даже незначительного нарушения регулировок могут привести к самовозбуждению системы, а возникающие при этом резонансные эффекты, как правило, приводят к аварийным ситуациям.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному устройству, является устройство для обезвреживания жидких токсичных отходов, описанное в диссертации П.Б.Таукина "Комплекс средств по защите окружающей среды от воздействия токсичных отходов на полигоне "Красный Бор" (г.Санкт-Петербург, 2004, оригинал диссертации находится в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета (СЗТУ)).

Оно состоит из металлического кессона цилиндрической формы, металлической трубы-теплообменника, расположенной внутри кессона. Труба-теплообменник оборудована камерой сгорания.

В кессон подаются жидкие токсичные отходы. За счет тепловой энергии топлива, выделяющейся в камере сгорания, происходит разогрев и испарение жидких отходов. Образующиеся пары через инжектор поступают в высокотемпературную зону, где токсичные вещества деструктурируются на элементарные соединения. Далее через газоотвод образующиеся продукты поступают либо в атмосферу, либо на доочистку.

Недостатком устройства является неравномерность температурного поля вдоль трубы-теплообменника, что приводит к неполному разложению токсичных веществ.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение производительности устройства и повышение качества обезвреживания жидких токсичных отходов.

Это достигается тем, что устройство для обезвреживания жидких токсичных отходов, содержащее металлический кессон с крышкой, внутри которого расположена закрепленная на опорах металлическая труба-теплообменник, в левой части которой находится камера сгорания, а в правой - чугунная труба для отходящих газов, инжекционное устройство, систему подачи топлива и канал подачи воздуха в камеру сгорания, канал подачи

жидких токсичных отходов в кессон и контрольно-измерительную аппаратуру, отличается тем, что дополнительно снабжено экономайзером, установленным в средней части металлической трубы-теплообменника между камерой сгорания и чугунной трубой для отходящих газов, гомогенизатором, соединенным с системой подачи топлива, устройством подачи катализатора горения в гомогенизатор и каналом подачи жидких токсичных отходов, при этом в гомогенизаторе образуется эмульсия «отходы-топливо», легированная катализатором горения, которая подается в камеру сгорания по каналу подачи топливной смеси, при этом вход экономайзера соединен с системой подачи топлива, а выход - с гомогенизатором.

Заявляемая совокупность конструктивных элементов и связей позволяет решить поставленную задачу.

При изучении известных технических решений в данной области техники совокупность признаков, отличающих заявляемый объект, не была выявлена. Данное решение отличается от известных.

Представленный на фигуре чертеж поясняет суть предлагаемого технического решения.

На фиг. приведена функциональная схема устройства для обезвреживания жидких токсичных отходов.

Предлагаемое устройство (см. фиг.) содержит металлический кессон 1 с крышкой 2. Внутри кессона 1 расположена металлическая труба-теплообменник 3, закрепленная на опорах 4. В левой части трубы-теплообменника 3 находится камера 5 сгорания, а в правой - чугунная труба 6 для отходящих газов. Металлическая труба-теплообменник 3 снабжена инжекционным устройством 7, системой 8 подачи топлива и каналом 9 подачи воздуха. Жидкие токсичные отходы подаются в кессон 1 по каналу 10. В средней части трубы-теплообменника установлен водяной экономайзер

11 между камерой 5 сгорания и чугунной трубой 6 для отходящих газов, имеющий спиралевидную форму. Предлагаемое устройство для обезвреживания жидких токсичных отходов дополнительно содержит гомогенизатор 12, обеспечивающий обогащение топлива жидкими токсичными отходами, которые подаются в него по каналу 13. Гомогенизатор 12 соединен с устройством 14 подачи катализатора горения, которое связано с каналом 9 подачи воздуха. В гомогенизаторе 12 образуется тонкая эмульсия «отходы-топливо», легированная катализатором горения, которая по каналу 15 подается в камеру 5 сгорания. Канал 10 подачи жидких токсичных отходов в кессон 1 в своем составе содержит водяной насос и расходомер-счетчик количества (на фиг. не показаны).

Аналогично в канале 9 подачи воздуха предусмотрены воздушный насос и регулирующие или запорные вентили. Контрольно-измерительная аппаратура состоит из нескольких термопар 16 и реле 17 уровня отходов, расположенных внутри металлической трубы-теплообменника 3. Система 8 подачи топлива обеспечивает первичный подогрев топлива и подачу его в камеру 5 сгорания.

Работает устройство следующим образом.

Жидкие токсичные отходы по каналу 10 поступают внутрь кессона 1, их количество регистрируется расходомером-счетчиком количества. Уровень жидких отходов контролируется реле 17 уровня. Количество поступающих отходов регулируется запорным вентилем. Топливо после первичного подогрева подается в водяной экономайзер 11, расположенный внутри трубы-теплообменника 3, в котором происходит дополнительный подогрев топлива. Подогретое топливо поступает в гомогенизатор 12. Одновременно в гомогенизатор по каналу 13 подачи жидких токсичных отходов поступают подогретые в кессоне 1 жидкие токсичные отходы, причем их подача осуществляется за счет силы гидростатического давления, определяемого

уровнем жидких токсичных отходов, находящихся в кессоне 1. Регулировка количества отходов, поступающих в гомогенизатор 12, осуществляется запорным вентилем. С помощью устройства 14 в гомогенизатор поступает катализатор горения. Высокогомогенизированная топливная смесь, состоящая из тонкой эмульсии «жидкие отходы-топливо», легированной катализатором горения, по каналу 15 поступает в камеру 5 сгорания. Количество топливной смеси, поступающей в камеру сгорания, регулируется запорным вентилем. Для выравнивания давлений в системе 8 подачи топлива и устройстве 14 подачи катализатора предусмотрен канал передачи давления из канала 9 подачи воздуха в устройство 14 подачи катализатора. Необходимый для сгорания топлива воздух подается в камеру 5 сгорания по каналу 9 подачи воздуха с помощью воздушного насоса. Количество подаваемого воздуха регулируется запорным вентилем. В камере 5 сгорания происходит сгорание топливной смеси, сопровождающееся эффективным разложением токсичных отходов в самой высокотемпературной зоне горения. При этом пары отходов, находящиеся в кессоне 1, поступают в трубу-теплообменник 3 через инжекционное устройство 7, где они испытывают высокотемпературное воздействие, обеспечивающее обезвреживание содержащихся в них токсичных веществ. Отходящие газы отводятся из установки по чугунной трубе 6 для отходящих газов. Температура в трубе-теплообменнике 3 контролируется термопарами 16.

Испытания показали высокую эффективность работы устройства, а именно увеличение производительности и повышение качества обезвреживания жидких токсичных отходов.

1. Устройство для обезвреживания жидких токсичных отходов, содержащее металлический кессон с крышкой, внутри которого расположена закрепленная на опорах металлическая труба-теплообменник, в левой части которой находится камера сгорания, а в правой - чугунная труба для отходящих газов, инжекционное устройство, систему подачи топлива и канал подачи воздуха в камеру сгорания, канал подачи жидких токсичных отходов в кессон и контрольно-измерительную аппаратуру, отличающееся тем, что дополнительно снабжено экономайзером, установленным в средней части металлической трубы-теплообменника между камерой сгорания и чугунной трубой для отходящих газов, гомогенизатором, соединенным с системой подачи топлива, устройством подачи катализатора горения в гомогенизатор и каналом подачи жидких токсичных отходов, при этом в гомогенизаторе образуется эмульсия «отходы-топливо», легированная катализатором горения, которая подается в камеру сгорания по каналу подачи топливной смеси, при этом вход экономайзера соединен с системой подачи топлива, а выход - с гомогенизатором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контрольно-измерительная аппаратура включает расходомер-счетчик количества отходов, термопары и реле уровня жидких отходов.