104. Многоподовые печи для сжигания осадков

Печь представляет собой вертикальную цилиндрическую стальную камеру, футерованную огнеупорными материалами и имеющую несколько горизонтальных огнеупорных подов, размещенных друг над другом.К проходящему через всю печь центральному валу над каждым подом прикреплены радиальные мешалки – от двух до четырех на под. Каждая мешалка имеет несколько зубьев или плугов, сгребающих осадок при вращении мешалки. Осадок загружается у периферии верхнего пола, сгребается к центру и опускается во второй под. Здесь он сгребается к отверстиям на периферии, через которые попадает на следующий под. Чередующиеся (центральные и периферийные) отверстия подов и встречное движение восходящего газового потока и опускающегося осадка обеспечивают контакт между горячими дымовыми газами и загружаемым осадком, что способствует полному сжиганию отхода.

В многоподовой печи можно выделить четыре зоны: первая (верхние поды) – зона высушивания, где испаряется большая часть влаги; вторая (средние поды) – зона горения; в третьей зоне происходит дожигание органических веществ в шлаке; четвертая (нижние поды) – зона охлаждения шлака воздухом. Последовательность зон всегда неизменна, но число подов в каждой зоне зависит от качества загружаемого отхода, конструкции печи и условий процесса обезвреживания.

Рис. 1. Схема многоподовой печи для сжигания осадков сточных вод: 1 – вывод охлаждающего воздуха; 2 – заслонка; 3 – ввод сжигаемого осадка; 4 – скребковая мешалка; 5 – рециркуляционная труба; 6 – привод мешалки; 7 – воздуходувка подачи охлаждающего воздуха; 8 – выход золы; 9 – выход отработанных газов; I – сжигаемый осадок; II – газы.

К недостаткам многоподовых печей следует отнести низкие удельные тепловые и массовые нагрузки топочного объема, приводящие к увеличению габаритов установки; плохой контакт окислителя с частицами осадков (поскольку отработанные газы проходят не через горящий слой отходов, а только над медленно перемешивающимся слоем); наличие вращающихся элементов в зоне высоких температур газов; необходимость применения дорогостоящих жаростойких материалов для изготовления полового вала и скребковых мешалок, подвергающихся воздействию высоких температур и коррозионной среды; необходимость частой замены скребковых зубьев вследствие прогорания их в местах погружения в горящий слой осадков и механической поломки; высокие капитальные и эксплуатационные затраты .

105. Камерные печи.

Простейшим аппаратом для огневого обезвреживания газообразных и жидких отходов является камерная печь (рис. 1), оборудованная горелочными устройствами для сжигания жидкого или газообразного топлива, форсунками для распыливания жидких отходов и соплами для подачи газовых выбросов. Печь представляет собой разделенную двумя перевальными стенками прямоугольную камеру из шамотного кирпича с тепловой изоляцией.

Р ис. 1. Схема камерной печи для огневого обезвреживания сточных вод: 1 – форсунка для подачи мазута; 2 – форсунка для распыливания стоков; 3 – взрывной клапан; 4 – люк для термопары; 5 – камера для осаждения летучей золы; 6 – затвор для удаления жидкой золы

Камерные печи без теплообменников для подогрева компонентов горения требуют повышенных расходов топлива. Применение их оправдано только при обезвреживании малых количеств газообразных отходов с высокой концентрацией горючих компонентов. Такие печи дешевы, просты в изготовлении, надежны в эксплуатации.

П ри больших объемах обезвреживаемых газообразных отходов необходимо использовать теплоту отводящих газов для подогрева отходов и дутьевого воздуха. Для этой цели применяют чаще всего рекуперативные теплообменники, в которых передача теплоты происходит непрерывно через разделительную стенку (рис. 2, б). С повышением температуры подогрева газообразных отходов и дутьевого воздуха сокращается расход топлива на процесс, но возрастают затраты на сооружение теплообменников вследствие увеличения их поверхности нагрева. Кроме того, с повышением температуры подогрева сокращается срок службы теплообменников и для их изготовления требуются дорогие и дефицитные жаростойкие стали.

Рис.2. Схемы реакторов огневого обезвреживания газообразных отходов: а – без теплообменника; б – с рекуперативным теплообменником; в – с регенеративным теплообменником; 1 – горелочное устройство; 2 – камера сгорания топлива; 3 – камера обезвреживания отходов; 4 – рекуперативный теплообменник; 5 – регенеративный теплообменник; 6 – перекидной клапан; Т – топливо; В – воздух

В качестве регенеративной насадки можно использовать дешевые материалы – дробленые огнеупоры (например, шамот). Развитые поверхности нагрева в насадках обеспечивают более глубокое охлаждение отходящих газов и высокий подогрев отходов, что заметно сокращает расход топлива на процесс обезвреживания (по сравнению с применением рекуперативных теплообменников). Керамические насадки могут надежно работать и при наличии в дымовых газах агрессивных компонентов. Регенеративные насадки способствуют более полному окислению горючих компонентов отхода, особенно, если обладают каталитической активностью.