УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ОТХОДОВ (ВАРИАНТЫ)

Полезные модели относятся к установкам для сжигания газообразных выбросов и могут быть использованы любых отраслях промышленности, а также на объектах жилищно-коммунального хозяйства и в лечебно-профилактических учреждениях.
Известна установка для нейтрализации токсичных и вредных выбросов сжиганием (патент РФ №2024794, 5 F 23 G 7/06, опубл. 15.12.1994). Установка включает вертикальную футерованную камеру с топливными горелками, систему подвода нейтрализуемой среды, сопла подвода третичного воздуха и выхлопную трубу. В системе подвода нейтрализуемой среды установлен смеситель. Сопла подвода нейтрализуемой среды расположены над топливными горелками, установлены тангенциально и направлены навстречу топливным горелкам. Сопла подвода третичного воздуха расположены выше сопел подвода нейтрализуемой среды. Система подвода нейтрализуемой среды содержит подводящий трубопровод с регулирующей заслонкой, смеситель для смешивания нейтрализуемой среды с нагретым в теплообменнике воздухом, коллектор и сопла ввода в камеру обедненной смеси. Топливные горелки установлены в нижней части футерованной камеры и направлены навстречу друг другу.
Известна также установка для сжигания газообразных отходов, содержащая вертикальную цилиндрическую камеру, разделенную перфорированной перегородкой на камеру горения и камеру дожигания (авторское свидетельство СССР №1788390, 5 F 23 G 7/06, опубл. 15.01.1993). Камера горения оснащена горелками и соплами для подачи воздуха, размещенными в ее нижней части в той же горизонтальной плоскости. Горелки установлены тангенциально на противоположных сторонах камеры горения и направлены встречно по параллельным линиям с разных сторон от оси камеры горения. Сопла размещены между горелками и направлены по линиям, перпендикулярным направлениям горелок. В подовой части камеры горения по ее оси установлен подводящий газоход для подачи газообразных отходов в камеру горения. На перфорированной перегородке размещена насадка, выполненная из огнеупорного кирпича со сквозными лабиринтными каналами, сообщающимися с отверстиями, выполненными в перфорированной перегородке. На верхней части камеры дожигания установлен дымоход для отвода обработанных газообразных отходов.
Газообразные отходы поступают в нижнюю часть камеры горения по ее оси и вовлекаются во вращение по восходящей траектории под действием факелов от тангенциально направленных горелок и струй воздуха, истекающих из тангенциально направленных сопел. При этом выгорает часть вредных частиц, содержащихся в газообразных отходах. Дожигание горючих компонентов происходит в лабиринтных каналах насадки.
Однако, работает установка ненадежно вследствие быстрого засорения лабиринтных каналов продуктами сгорания, нарастающими на их стенках.
Наиболее близкой к предлагаемой установке для термического обезвреживания газообразных отходов является известная установка для термического обезвреживания парогазовых выбросов, содержащая вертикальную цилиндрическую камеру сгорания с цилиндрической, нижней и верхней стенками, тангенциально установленную горелку, патрубок ввода газообразных отходов, сопла подачи воздуха и патрубок вывода обезвреженных отходов (авторское свидетельство СССР №1778447, 5 F 23 G 7/06, опубл. 30.11.1992). Горелка является частью газогорелочного устройства, установленного тангенциально на цилиндрической стенке камеры сгорания вблизи с ее нижней стенкой. К газогорелочному устройству подведены патрубки подачи топливного газа, газовых выбросов и воздуха. Над газогорелочным устройством расположены тангенциальный патрубок ввода газообразных отходов и воздуховод для подачи
воздуха. Над камерой сгорания размещена камера охлаждения, состоящая из цилиндрической и конической частей. На стыке камеры сгорания и камеры гашения установлены тангенциально два патрубка для подачи вентиляционного или чистого воздуха, снижающего температуру очищенных газов. Окружные направления горелки, патрубков ввода газообразных отходов и патрубков подачи воздуха совпадают. В верхней части камеры гашения по ее оси установлен патрубок вывода обезвреженных отходов, снабженный воздуховодом для его охлаждения.
Эта установка для термического обезвреживания газообразных отходов работает надежнее, чем вышеописанная установка для сжигания газообразных отходов, поскольку не содержит насадку с лабиринтными каналами. Ее недостатком является низкая степень обезвреживания газообразных отходов.
Предлагаемые полезные модели позволяют устранить указанный недостаток, а именно повысить степень обезвреживания газообразных отходов при обеспечении высокой надежности работы установки.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для термического обезвреживания газообразных отходов, содержащей вертикальную цилиндрическую камеру сгорания с цилиндрической, нижней и верхней стенками, тангенциально установленную горелку, патрубок ввода газообразных отходов, сопла подачи воздуха и патрубок вывода обезвреженных отходов, согласно полезной модели в первом варианте конструктивного исполнения, горелка установлена с наклоном к оси камеры сгорания вниз под углом от 5° до 45°, патрубок ввода газообразных отходов расположен по высоте камеры сгорания между горелкой и нижней стенкой.
Горелка, установленная тангенциально с наклоном к оси камеры сгорания вниз под углом от 5° до 45°, позволяет удлинить траекторию движения горячих газов, отходящих от горелки, и усилить их обезвреживающее воздействие на газообразные отходы. Размещением патрубка ввода газообразных отходов по высоте камеры сгорания между горелкой и нижней стенкой улучшено перемешивание газообразных отходов с горячими газами, отходящими от горелки. В результате чего улучшается выгорание трудно сгораемых компонентов газообразных отходов.
Во втором варианте конструктивного исполнения установка для термического обезвреживания газообразных отходов, содержащая вертикальную камеру сгорания с цилиндрической, нижней и верхней стенками, тангенциально установленную горелку, патрубок ввода газообразных отходов, сопла подачи воздуха и патрубок вывода обезвреженных отходов, согласно второй полезной модели, снабжена овальным выступом, размещенным в камере сгорания на ее нижней стенке с кольцевым зазором относительно цилиндрической стенки, причем горелка направлена в кольцевой зазор, а патрубок ввода газообразных отходов расположен по высоте камеры сгорания между горелкой и нижней стенкой.
Овальный выступ увеличивает площадь раскаленной поверхности в камере сгорания, контактирующей с газообразными отходами. Кольцевой зазор, в который направлена горелка, и размещение патрубка ввода газообразных отходов по высоте камеры сгорания между горелкой и нижней стенкой камеры способствуют длительному удержанию газообразных отходов в зоне максимальных температур между раскаленной поверхностью овального выступа и раскаленной поверхностью цилиндрической стенки камеры. При этом повышается полнота выгорания трудно сгораемых компонентов газообразных отходов.
В третьем варианте конструктивного исполнения установка для термического обезвреживания газообразных отходов, содержащая вертикальную камеру сгорания с цилиндрической, нижней и верхней стенками, тангенциально установленную горелку, патрубок ввода газообразных отходов, сопла подачи воздуха и патрубок вывода обезвреженных отходов, согласно третьей полезной модели, снабжена тормозящими воздушными соплами для уменьшения скорости вращения газового потока в камере сгорания перед входом в патрубок вывода обезвреженных отходов. Тормозящие воздушные сопла размещены в верхней части камеры сгорания и направлены
радиально и/или тангенциально во встречном, по отношению к направлению горелки, окружном направлении. Часть тормозящих воздушных сопел может быть направлена в радиальном направлении, а другая часть - в тангенциальном направлении.
Тормозящие сопла уменьшают скорость вращения газового потока перед входом в патрубок вывода обезвреженных отходов и задерживают обезвреживаемые отходы в камере сгорания, повышая, тем самым, степень их обезвреживания.
Предлагаемые полезные модели иллюстрируются чертежами, представленными на фиг.1-7.
На фиг.1 изображен вид спереди на установку для термического обезвреживания газообразных отходов в продольном разрезе.
На фиг.2 - вид сбоку на установку для термического обезвреживания газообразных отходов.
На фиг.3 - поперечный разрез А-А установки по патрубку ввода газообразных отходов.
На фиг.4 - поперечный разрез Б-Б установки по горелке.
На фиг.5 - поперечный разрез В-В установки по тангенциальным соплам подачи воздуха.
На фиг.6 - поперечный разрез Г-Г установки по радиально направленным тормозящим воздушным соплам.
На фиг.7 - поперечный разрез Г-Г установки по тангенциально направленным тормозящим воздушным соплам.
Установка для термического обезвреживания газообразных отходов содержит вертикальную цилиндрическую камеру сгорания 1 с цилиндрической 2, нижней 3 и верхней 4 стенками, тангенциально установленную горелку 5, патрубок 6 ввода газообразных отходов, тангенциальные сопла 7 подачи воздуха и патрубок 8 вывода обезвреженных отходов. Горелка 5 установлена с наклоном к оси 9 камеры сгорания 1 вниз под острым углом α. Патрубок 6 ввода газообразных отходов расположен по высоте камеры сгорания 1 между горелкой 5 и нижней стенкой 3. На нижней стенке 3 размещен овальный выступ 10 с кольцевым зазором 11 относительно цилиндрической стенки 2. Овальный выступ 10 набран из огнеупорных кирпичей. Горелка 5 направлена в кольцевой зазор 11. Перед входом 12 в патрубок 8 вывода обезвреженных отходов расположены радиально направленные 13, как изображено на фиг.6, или тангенциально направленные 14, как изображено на фиг.7, тормозящие воздушные сопла. Тангенциально направленные тормозящие воздушные сопла 14 направлены во встречном, по отношению к направлению горелки 5, окружном направлении. К камере сгорания 1 прикреплен насос 15 для подачи воздуха через коллектор 16 к тангенциальным соплам 7 и тормозящим воздушным соплам 13, 14.
Работает установка следующим образом.
Газообразные отходы, подлежащие обезвреживанию, подают через патрубок 6 в нижнюю часть камеры сгорания 1 в кольцевой зазор 11. Факел горячих газов, отходящий от горелки 5 под острым углом α к оси 9 камеры сгорания 1, создает высокотемпературный газовый поток, вращающийся в кольцевом зазоре 11, раскаляет овальный выступ 10 и цилиндрическую стенку 2 и вовлекает во вращение газообразные отходы. Трудно сгораемые частицы газообразных отходов выгорают на раскаленных поверхностях овального выступа 10 и цилиндрической стенки 2. Перемещаясь вверх по спирали, газовый поток смешивается с воздухом, поступающим в камеру сгорания 1 от насоса 15 через коллектор 16 и тангенциальные сопла 7. При этом струи воздуха, истекающие из тангенциальных сопел 7, дополнительно закручивают газовый поток. В верхней части камеры сгорания 1 перед входом 12 в патрубок 8 вывода обезвреженных отходов вращение газового потока замедляется под действием струй воздуха, истекающих из радиальных 13 или тангенциальных 14 тормозящих воздушных сопел. Предлагаемые полезные модели могут быть эффективно использованы для дожигания парогазовых выбросов, отходящих от печей для сжигания твердых и жидких отходов.