устройство для термической нейтрализации жидких отходов

Формула изобретения

Устройство для термической нейтрализации жидких отходов включает в себя горизонтально размещенные факельные горелки, например, две, коллектор газа, патрубок входа газа, с размещенным на торце огнепреградителем, коллектор жидких отходов, патрубок входа жидких отходов, при этом коллекторы газа и жидких отходов подсоединены к факельным горелкам, устройство снабжено рассекателем в виде тела Коанда, размещенным на коллекторе, параллельно горизонтальным факельным горелкам установлена дежурная горелка, и в корпусах, выполненных в виде труб, размещены запальная горелка и датчик контроля пламени, напротив выхода газожидкостной смеси из факельных горелок установлен узел рециркуляции, выполненный из двух коаксиально установленных труб, при этом внутренняя труба короче наружной, на входе узла рециркуляции размещен сужающийся патрубок, а на выходе узла рециркуляции установлен расширяющийся патрубок таким образом, что между торцами внутренней трубы и внутренними поверхностями сужающегося патрубка и расширяющегося патрубка, а также между внутренней трубой и наружной трубой образуется кольцевое пространство.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для термической нейтрализации огневым методом жидких отходов, например промышленных стоков, образующихся на газоконденсатных и нефтяных месторождениях.

Известно горизонтальное факельное устройство, предназначенное для термического обезвреживания промышленных стоков в горизонтальном открытом факеле (Мамистов В.В., Кравченко В.А. и др. Разработки Южниигипрогаза по охране окружающей среды на объектах газодобывающих предприятий. - М.: ВНИИЭгазпром, 1986, - Обз. информ. Сер. Природный газ и защита окружающей среды. Вып.4, с.21).

Недостатком данного устройства является неполная нейтрализация жидких отходов, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является горизонтальное факельное устройство для нейтрализации промстоков (Мамистов В.В., Кравченко В.А. и др. Разработки Южниигипрогаза по охране окружающей среды на объектах газодобывающих предприятий. - М.: ВНИИЭгазпром, 1986, - Обз. информ. Сер. Природный газ и защита окружающей среды. Вып.4, с.33), содержащее две горизонтальные горелки, соединенные патрубками с коллекторами газа и жидкости. К коллектору газа присоединен патрубок входа газа, к коллектору жидкости присоединен патрубок входа жидкости. Снизу или сверху к горелкам примыкает рассекатель в виде тела Коанда. Жидкость подается через коллектор, патрубки в форсунки и далее в расширяющиеся сопла горелок. Туда же подается горючий газ. Жидкость дробится в расширяющемся сопле на мельчайшие капли. Выходя из сопла с высокой скоростью, горючий газ с капельками жидкости перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Эта горючая смесь поджигается пламенем дежурной горелки. При этом вода испаряется в пламени факела, горючая смесь сгорает, другие вещества под действием высокой температуры расщепляются на составляющие.

Недостатком устройства является неполная нейтрализация отходов, обусловленная тем, что на периферии факела частицы жидкости быстро охлаждаются и, не успевая испариться, оседают на землю, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Технический результат заявляемого изобретения - повышение качества нейтрализации жидких отходов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для термической нейтрализации жидких отходов включает в себя горизонтально размещенные факельные горелки, например две, коллектор газа, патрубок входа газа с размещенным на торце огнепреградителем, коллектор жидких отходов, патрубок входа жидких отходов, при этом коллекторы газа и жидких отходов подсоединены к факельным горелкам, устройство снабжено рассекателем в виде тела Коанда, размещенного на коллекторе, параллельно горизонтальным факельным горелкам установлена дежурная горелка и в корпусах, выполненных в виде труб, размещены запальная горелка и датчик контроля пламени, напротив выхода газожидкостной смеси из факельных горелок установлен узел рециркуляции, выполненный из двух коаксиально установленных труб, при этом внутренняя труба короче наружной, на входе узла рециркуляции размещен сужающийся патрубок, а на выходе узла рециркуляции установлен расширяющийся патрубок таким образом, что между торцами внутренней трубы и внутренними поверхностями сужающегося патрубка и расширяющегося патрубка, а также между внутренней трубой и наружной трубой образуется кольцевое пространство.

На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - вид по А, на фиг.3 - выноска по Б, на фиг.4 - выноска по В.

Устройство содержит раму 1, на которой на стойках и кронштейнах установлены патрубок 2 входа газа с размещенным на торце огнепреградителем 3, коллектор газа 4, патрубок 5 входа жидких отходов, коллектор жидких отходов 6. Устройство содержит защитный экран 7, дежурную горелку 8 и рассекатель 9, выполненный в виде тела Коанда. Рассекатель 9 размещен на коллекторе 10, коллектор 10 снабжен узкой щелью 11. От патрубка 2 входа газа проложен трубопровод 12, обеспечивающий подачу части газа в коллектор 10. К коллектору жидких отходов 6 приварены патрубки 13, проходящие сквозь коллектор газа 4 и оканчивающиеся резьбой, на которую навинчены форсунки 14. К коллектору газа 4 приварены патрубки 15, оканчивающиеся резьбой, на которую навинчены расширяющиеся сопла 16. Патрубки 15 с расширяющимися соплами 16 и форсунки 14 на патрубках 13 образуют факельные горелки, обеспечивающие сжигание газожидкостной смеси.

Для розжига дежурной горелки 8 имеется запальная горелка 17, установленная в корпусе 18 в виде трубы. Для контроля пламени имеется датчик контроля пламени 19, установленный в корпусе 20 в виде трубы. Корпусы 18 и 20 крепятся к стойкам рамы хомутами 21 с гайками.

Напротив выхода газожидкостной смеси из факельных горелок установлен узел рециркуляции, выполненный из двух коаксиально установленных труб и сцентрированных между собой радиально расположенными пластинами 22. Внутренняя труба 23 короче наружной трубы 24. На входе узла рециркуляции размещен сужающийся патрубок 25, на выходе размещен расширяющийся патрубок 26, между торцами внутренней трубы 23 и внутренними поверхностями сужающегося патрубка 25 и расширяющегося патрубка 26, а также между внутренней трубой 23 и наружной трубой 24 образуется кольцевое пространство 27.

Устройство работает следующим образом.

Производят подключение устройства к трубопроводам подачи горючего газа и жидких отходов.

Запальную горелку 17 и дежурную горелку 8 подключают к системе подачи топливного газа и системе управления, датчик контроля пламени 19 подключают к системе управления.

Подается топливный газ на запальную и дежурную горелки (17 и 8), затем из системы управления подается команда на розжиг запальной горелки 17. От пламени запальной горелки 17 происходит розжиг дежурной горелки 8, после чего запальная горелка 17 отключается. Пламя дежурной горелки 8 контролируется датчиком контроля пламени 19. После розжига дежурной горелки 8 в факельные горелки через огнепреградитель 3, патрубок 2 входа газа, коллектор газа 4, патрубки 15 подается горючий газ, который поджигается пламенем дежурной горелки 8. Часть газа по трубопроводу 12 попадает в коллектор 10 и выходит наружу через узкую щель 11. Газ, тонким слоем обтекая рассекатель 9, насыщается воздухом и образует горючую смесь. Данная горючая смесь поджигается пламенем дежурной горелки 8 и образует плоский факел, который перекрещивается с факелом факельных горелок и увеличивает эффективность горения, что способствует более качественной нейтрализации жидких отходов. После розжига факельных горелок в устройство подаются жидкие отходы от насоса или из емкости под давлением.

Жидкие отходы через патрубок 5 входа жидких отходов, коллектор жидких отходов 6, патрубки 13, форсунки 14 подаются в расширяющиеся сопла 16 факельных горелок, где дробятся на мельчайшие частицы и смешиваются с газом. При выходе из сопел 16 с высокой скоростью, газожидкостная смесь смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Горючая смесь сгорает, при этом вода в образовавшемся факеле испаряется, содержащиеся в жидких отходах горючие компоненты сгорают, а несгораемые вещества под действием высокой температуры расщепляются на безвредные составляющие. С периферии факела, где температура меньше и частицы жидкости могут не испариться полностью, часть продуктов сгорания попадает в кольцевое пространство 27 и двигается в направлении, противоположном направлению основного потока продуктов сгорания, и по кольцевому пространству 27 между наружной трубой 23, внутренней трубой 22 через сужающий патрубок 25 поступает на рециркуляцию. После окончания цикла нейтрализации прекращают подачу жидких отходов, отключают подачу газа в факельные горелки, затем отключают подачу газа в дежурную горелку 8.