УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к установкам по переработке твердых бытовых и промышленных отходов (ТБО).
Известна установка для термической обработки и уничтожения отходов, состоящая из футерованного огнеупорным материалом корпуса, внутри которого расположены камера дожигания дымовых газов с горелочным устройством и камера сжигания отходов с горелочным устройством, а также канал для прохода пиролизного и дымовых газов из камеры сжигания в камеру дожигания, канал удаления дымовых газов из камеры дожигания и устройств загрузки отходов и удаления шламов. (RU №2 476 771).
Недостатком данного устройства является слишком большое количество движущихся частей (шиберов) в высокотемпературной зоне, вследствие чего часто происходит их заклинивание и эффективность дожига снижается.
Известно устройство для сжигания твердого топлива, бытовых и промышленных отходов, содержащее рабочую камеру с конусообразным подом и колосниковой решеткой, расположенную под ней камеру дожигания, окружной канал подачи воздуха и канал отвода продуктов сгорания (RU №52625).
Недостатком данного устройства является слишком большое количество движущихся частей в высокотемпературной зоне, вследствие чего часто происходит их заклинивание и эффективность дожига снижается.
Известна также установка для сжигания твердого топлива, содержащая корпус с топочной камерой, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного цилиндра с глухими торцами и установленный на фундаменте, люк с крышкой для загрузки твердого топлива в топочную камеру, расположенный на верхней части корпуса вблизи одного из его торцов, технологический люк с крышкой, расположенный на другом торце корпуса в нижней его части, колосниковую решетку, установленную горизонтально внутри корпуса под технологическим люком, трубу для подачи воздуха, расположенную под колосниковой решеткой, трубу для удаления золы, установленную в нижней части корпуса под решеткой, и устройство для удаления дымовых газов, причем внутренняя поверхность корпуса облицована листами из жаропрочной стали, поперек корпуса проложены ободы из жаропрочной стали, выполненные в виде дуг, установленных на колосниковую решетку, на ободы поперек них и по периметру поверхности корпуса до колосниковой решетки жестко уложены с зазором пруты из жаропрочной стали, снаружи вдоль корпуса на верхней его части установлен коллектор для подачи воздуха в полости, образованные листами, ободами и прутами; устройство для удаления дымовых газов выполнено из двух дымовых труб, расположенных горизонтально внутри топочной камеры по обе стороны от ее оси и установленных со стороны открытых торцов на вертикально расположенные Г-образные трубы, которые в верхней части выполнены с отверстиями, а их открытые торцы в нижней части соединены с одной из полостей, образованных листами, ободами и прутами, при этом дымовые трубы снабжены кожухами с отверстиями, образованными со стороны открытых торцов дымовых труб до их середины, а кольцевые полости между дымовыми трубами и кожухами соединены с коллектором для подачи воздуха. (Патент РФ №2619434). Данное изобретение взято за прототип.
Реализация предлагаемого изобретения позволяет предохранить корпус установки от прогара путем подачи холодного воздуха в полости, образованные корпусом, ободами и листами из жаропрочной стали, а также снизить токсичность вредных веществ в дымовых газах путем организации двухзонного и двухстадийного горения.
Однако, данная установка для сжигания твердого топлива характеризуется недостаточной надежностью работы вследствие неполноты сгорания твердого топлива, вызванной тем, что воздух, подаваемый через щели, образованные между прутами, из-за их большого зазора быстро размывается внутри корпуса и до зоны горения почти не доходит, кроме того, температура в зоне горения зачастую не превышает 700 градусов, что негативно сказывается на дожиге газов.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является повышение полноты сгорания твердого топлива.
Техническая проблема решается за счет того, что установка для сжигания твердых бытовых отходов содержит корпус с топочной камерой, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного цилиндра с глухими торцами; люк с крышкой для загрузки твердого топлива в топочную камеру, расположенный на верхней части корпуса; технологический люк с крышкой, расположенный на торцевой части корпуса; колосниковую решетку, установленную горизонтально внутри топочной камеры на уровне технологического люка; трубы для подачи воздуха, расположенные под колосниковой решеткой в нижней части корпуса; на внутренней поверхности корпуса закреплен дополнительный корпус с образованием между ними воздушной полости; дополнительный корпус состоит из повторяющих форму корпуса сегментов из металлического листа с перфорацией и вырезанными отверстиями для люков и труб; на наружной поверхности дополнительного корпуса закреплены металлические прутки; в верхней части корпуса снаружи расположены основная и резервная дымовые трубы, соединенные с внутренней полостью топочной камеры. Дополнительный корпус предпочтительно закреплять с помощью шпилек, а торцы корпуса выполнять полусферическими.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 - общий вид установки, на фиг. 2 представлена схема вертикального разреза установки, на фиг. 3 представлена схема сегмента дополнительного корпуса.
Установка для сжигания твердых бытовых отходов содержит основной корпус 1 с топочной камерой 2, выполненный из металлического листа в виде горизонтально расположенного цилиндра с глухими, например, полусферическими торцами; люк 3 для загрузки твердого топлива в топочную камеру, расположенный в верхней части основного корпуса; технологический люк 4 для удаления золы и розжига твердого топлива, расположенный в торцевой части корпуса; колосниковую решетку 5, установленную горизонтально внутри топочной камеры на уровне технологического люка; трубы для подачи воздуха 6, расположенные под колосниковой решеткой в нижней части основного корпуса; дополнительный корпус 7, состоящий из сегментов, повторяющих форму корпуса, из металлического листа с перфорацией 9 и вырезанными отверстиями для люков 3 и 4 и труб 11, 12. Дополнительный корпус 7 закреплен на внутренней поверхности основного корпуса с помощью шпилек 8 с образованием между ними воздушной полости. На наружной поверхности корпуса 7 закреплены металлические прутки 10. В верхней части корпуса 1 снаружи расположены дымовая труба 11 и резервная дымовая труба 12, соединенные с внутренней полостью топочной камеры.
Устройство работает следующим образом
Через загрузочный люк 3 в топочную камеру 2 загружается твердое топливо, после чего крышка люка герметично закрывается. В полости, образованные между основным корпусом 1 и дополнительным корпусом 7, через трубы для подачи воздуха 6 подается холодный воздух, что снижает теплонапряженность основного корпуса 1. Далее воздух, проходя сквозь металлические прутки 10 и перфорированные отверстия 9 корпуса 7, поступает внутрь топочной камеры 2, равномерно распределяясь по ее объему, где служит носителем кислорода.
Твердое топливо поджигают с помощью дежурного факела, подведенного через технологичный люк 4, после чего его крышка герметично закрывается. В объеме основного корпуса 1, где размещено твердое топливо, образуется высокотемпературная зона горения с температурой t ≈ 600-1200°С, такая высокая и стабильная температура в зоне горения  возникает благодаря дополнительной теплоизоляции за счет воздушной прослойки между основным корпусом 1 и дополнительным корпусом 7, а также за счет равномерного распределения воздуха в полости топочной камеры 2. Причиной тому - особенности дополнительного корпуса 7, а именно сегментированное строение, что повышает надежность при высоких температурах, предотвращая деформации металла, а перфорированная поверхность обеспечивает равномерность движения воздуха в зоне горения, использование металлических прутков в конструкции обеспечивает ей дополнительную жесткость, а кроме того, поддерживает ламинарность воздушного потока за счет обтекаемой цилиндрической поверхности прутков. Дымовые горячие газы двигаются из очага горения в сторону пониженного давления и удаляются из печи по трубе 11, в случае достижения критических температур в топке открывается резервная труба 12, по которой излишняя тепловая энергия сбрасывается в атмосферу. Образовавшаяся зола осыпается через колосниковую решетку 5 на дно основного корпуса 1 и удаляется через люк 4.
Реализация предлагаемой полезной модели позволяет достичь технический результат, заключающийся в увеличении и стабилизации температуры внутри зоны горения в печи, и за счет этого увеличить полноту сгорания твердого топлива.