УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области экологии, в частности к устройствам для утилизации нефтесодержащих отходов.
Известно устройство для сжигания нефтесодержащих отходов, состоящее из емкости с крышкой, вентилятора и гибкого шланга (см., например, установку типа «Smart Ash», производства фирмы ELASTEC, США, сайт ЗАО «ПКФ «МЕДФАРМ» http://www.medfarm.ural.ru/catalog/l/).
Недостатком устройства является низкая производительность и недостаточная безопасность в эксплуатации, т.к. процесс сжигания происходит в плотно закрытой емкости, и в случае прекращения подачи воздуха может произойти взрывоопасное накопление паров нефтепродуктов.
Известно также взятое за прототип устройство для сжигания нефтесодержащих отходов, имеющее закрепленную на раме с возможностью вертикального перемещения наружную камеру, внутреннюю камеру, неподвижно закрепленную в нижней части наружной камеры с зазором между боковыми поверхностями, при этом нижняя часть внутренней камеры расположена снаружи, а также вентилятор, воздуховод, снабженный отводом, емкость для отходов и эжектор в верхней части наружной камеры (см., например, патент на полезную модель №34993 от 09.09.2003 г., опубл.20.12.2003 г.).
Недостатком этого устройства является повышенное содержание в выбрасываемых в атмосферу газах продуктов неполного сгорания нефтесодержащих отходов (задымление окружающей среды), что не соответствует современным требованиям экологии.
Объясняется это конструктивными особенностями устройства, в частности образованием в зоне горения внутри камер вертикального (т.е. прямолинейного) потока продуктов горения, что связано с использованием для продувки зоны горения эжекционногоэффекта, благодаря которому происходит затягивание воздуха (как атмосферного, так и дополнительного, подаваемого от вентилятора в емкость для отходов с помощью отвода) внутрь камер через кольцевые зазоры между стенками емкости и боковой поверхностью наружной камеры (обе камеры находятся в рабочем положении внутри емкости), а также между боковыми поверхностями наружной и внутренней камер и подмешивание его к раскаленным летучим продуктам горения по мере их перемещения из емкости вверх. В результате твердые раскаленные микрочастицы, имеющиеся в прямолинейном потоке продуктов горения, не успевают полностью догореть внутри камер, т.к. находятся там недостаточное количество времени (прямолинейный путь является наиболее коротким), и выбрасываются в атмосферу.
Кроме того, для равномерного по периметру затягивания внутрь камер воздуха, поступающего от вентилятора в зазор между емкостью и наружной камерой (конец отвода расположен в верхней части емкости), необходимо обеспечить внутри зазора образование кольцевого потока воздуха. Для этого емкость для отходов должна иметь только цилиндрическую форму (соответствующую форме камеры), что сужает эксплуатационные возможности устройства.
Полезная модель решает задачу обеспечения более полного сгорания нефтесодержащих отходов путем дополнительного использования эффекта инжекции, а также расширения эксплуатационных возможностей устройства.
Для решения этой задачи в известном устройстве для сжигания нефтесодержащих отходов, имеющем закрепленную на раме с возможностью вертикального перемещения наружную камеру, внутреннюю камеру, неподвижно закрепленную в нижней части наружной камеры с зазором между боковыми поверхностями, при этом нижняя часть внутренней камеры расположена снаружи, а также вентилятор, воздуховод, снабженный отводом, емкость для отходов и эжектор в верхней части наружной камеры, в соответствии с полезной моделью отвод соединен с нижней частью внутренней камеры и снабжен тремя инжекционными патрубками, два из которых расположены внутри камеры, а третий снаружи, при этом один из внутренних патрубков расположен снизу и имеет возможность нагнетания воздуха внутрь камеры с образованием горизонтального вихревого потока, второй - возможность нагнетания воздуха вверх, а третий наружный - возможность нагнетания воздуха в зазор между боковыми поверхностями камер с образованием кольцевого потока.
Один из внутренних патрубков устройства расположен горизонтально вдоль боковой поверхности камеры, конец второго патрубка расположен над первым патрубком и направлен вверх, а конец наружного изогнутого патрубка расположен в зазоре между боковыми поверхностями камер и направлен вбок.
Конструктивные особенности устройства: 1) подача дополнительного воздуха от вентилятора не в емкость с отходами (как в прототипе), а непосредственно в зону горения - во внутреннюю камеру, и осуществление этой подачи с помощью двух инжекционных патрубков в двух направлениях (по кругу в горизонтальной плоскости и вверх), благодаря чему создается интенсивный вихревой поток продуктов горения и дополнительная тяга, а также 2) подача воздуха в боковой зазор между камерами с помощью третьего инжекционного патрубка (с образованием в зазоре кольцевого потока), что позволяет направлять в зону горения вылетающие из емкости (по ее периметру) продукты горения, - обеспечивают более полное сгорание нефтесодержащих отходов (за счет удлинения пути, а значит и времени горения частиц в вихревом потоке внутри камер и дополнительной тяги), и, тем самым, уменьшение количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.
Таким образом, техническим преимуществом устройства является значительное увеличение интенсивности процесса горения отходов путем дополнительного использования инжекционного эффекта.
Еще одним преимуществом устройства является расширение его эксплуатационных возможностей, т.к. благодаря подаче воздуха от вентилятора во внутреннюю камеру для обеспечения процесса горения емкость для отходов может иметь любую (в отличие от прототипа) форму.
Заявляемая полезная модель обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для объектов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 - вид устройства спереди (в рабочем положении), на фиг.2 - узел А на фиг.1 (масштаб увеличен), на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2, на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2
Устройство имеет (фиг.1) вертикально расположенную наружную камеру 1 цилиндрической формы, а также внутреннюю камеру 2 такой же формы, неподвижно закрепленную в нижней части камеры 1. Между боковыми поверхностями камер имеется зазор. Нижняя часть камеры 2 расположена вне камеры 1 и расширена.
Камера 1 установлена на раме 3 и вместе с камерой 2 имеет возможность вертикального перемещения, для чего рама снабжена вертикальной частью с направляющими.
Устройство снабжено вентилятором 4 и воздуховодом 5.
Воздуховод 5 имеет отвод 6 меньшего диаметра, соединенный с нижней частью внутренней камеры 2.
Конец отвода 6 выполнен (фиг.1, 2, 3, 4) в виде трех инжекционных (нагнетательных) патрубков 7, 8 и 9, имеющих возможность подачи воздуха под давлением от вентилятора.
Два патрубка 7 и 8 расположены внутри камеры 2 (фиг.1, 2, 3). Патрубок 7 расположен снизу горизонтально вдоль боковой поверхности камеры и предназначен для образования внутри камеры горизонтального вихревого потока. Патрубок 8 предназначен для выталкивания вихревого потока вверх, для чего его конец расположен над патрубком 7 и направлен вверх.
Третий патрубок 9 расположен снаружи камеры 2 и имеет возможность образования в зазоре между боковыми поверхностями камер кольцевого потока воздуха, для чего его расположенный в зазоре конец направлен вбок.
В верхней части камеры 1 (фиг.1) имеется эжектор 10 и труба отвода продуктов сгорания в атмосферу.
Снизу устройство имеет емкость 11 (любой формы) для сжигаемых отходов.
Устройство работает следующим образом.
Емкость 11 с нефтесодержащими отходами (фиг.1) устанавливается под камерами 1 и 2. Затем производится поджигание отходов, после чего камеры 1 и 2 опускают в емкость и включают вентилятор 4.
Поток воздуха от вентилятора по воздуховоду 5 подается к эжектору 10, в результате чего в камере 1 создается разрежение, и, благодаря эффекту эжекции, происходит затягивание атмосферного воздуха в зазоры между емкостью 11 и боковой поверхностью камеры 1, а также между боковыми поверхностями камер 1 и 2.
Одновременно от вентилятора через отвод 6 воздуховода 5 и инжекционные патрубки 7, 8 и 9 начинают поступать три потока воздуха, находящегося под давлением: из патрубков 7 и 8 - внутрь камеры 2 (фиг.1, 2, 3), а из патрубка 9 - в зазор между боковыми поверхностями камер 1 и 2 (фиг.1, 2, 4).
Поток воздуха, нагнетаемый из патрубка 7, начинает двигаться в горизонтальной плоскости вдоль боковой поверхности камеры и своим давлением (эффект инжекции) создает внутри камеры 2 горизонтальный вихревой поток. Благодаря естественной тяге и тяге, создаваемой эжектором 10, продукты горения (раскаленные твердые микрочастицы и образующиеся при их горении газы) поднимаются снизу и попадают в вихревой поток. При этом поток воздуха из направленного вверх патрубка 8 своим давлением дополнительно подталкивает вихревой поток с продуктами горения вверх, увеличивая тем самым тягу.
Движение внутри камер в вихревом потоке позволяет горящим микрочастицам дольше находиться в зоне горения, что обеспечивает их более полное сгорание и уменьшение количества вредных веществ в газообразных продуктах сгорания, попадающих в окружающую среду, а наличие дополнительной тяги ускоряет процесс полного сгорания отходов, т.е. интенсивность горения.
Поток воздуха, поступающий из третьего патрубка 9 в зазор между боковыми поверхностями камер 1 и 2, своим давлением создает кольцевой поток внутри зазора. В результате происходит равномерное затягивание горящих частиц и продуктов их неполного сгорания (дым), вылетающих по периметру из емкости 11, в камеру 1, где происходит их дожигание в вихревом потоке.
Эжектор 10 вытягивает газообразные продукты сгорания из верхней части камеры 1 в трубу, по которой они удаляются в атмосферу.
Устройство предназначено для сжигания нефтесодержащих отходов (отработанных сорбентов, обтирочных материалов и т.д.), образующихся, в том числе при устранении аварийных утечек нефти, а также отходов (отработанных фильтроэлементов и т.д.), образующихся при ремонте автотехники. При этом в зависимости от типа привода вентилятора устройство может использоваться как на специально оборудованных площадках (привод электрический), так и в полевых условиях (привод от ДВС).
Устройство может быть использовано для сжигания любых твердых отходов.
Эксплуатационные испытания устройства подтвердили возможность практически полного (95%) сгорания нефтесодержащих отходов и соответствие попадающих в атмосферу газообразных продуктов сгорания современным требованиям экологии.