МОБИЛЬНАЯ МУСОРОСЖИГАЮЩАЯ УСТАНОВКА
MOBILE WASTE INCINERATION PLANT

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к мобильным мусоросжигающим устройствам, которые ликвидируют твердые и влажные бытовые отходы как в крупных, так и в небольших городах (в местах, удаленных от мусоросжигательных заводов, например в городе Сочи - столице зимних Олимпийских игр).
Известен аналог - переносная мусоросожигательная печь (А.С. №34678), содержащая, как и в заявленной мобильной мусоросжигающей установке, собственно печь, которая имеет металлический корпус, снабженный изоляцией, в который загружается сырой мусор для его сжигания.
Недостатками этой переносной мусоросожигательной печи для сжигания мусора и бытовых отходов материалов является следующее.
1. Все технологические операции при работе на печи не механизированы.
2. Отсутствует в составе переносной мусоросожигательной печи установка для очистки дымовых газов от вредных веществ и пыли.
3. Для сжигания мусора и бытовых отходов используется твердое топливо, которое дает при сжигании больше дыма и вредных веществ, чем газообразное.
Ввиду указанных выше недостатков переносная мусоросожигательная печь не может обеспечить решение технической задачи.
Известен аналог - установка для термической переработки твердых отходов (патент РФ №2166697), содержащая, как и в заявленной мобильной мусоросжигающей установке, плавильную печь, систему пылегазоочистки.
Недостатками этой печи являются:
1. Достаточно сложная система очистки дымовых газов.
2. Установка является громоздкой, сложной.
3. Установка не является мобильной.
Ввиду указанных выше недостатков установка для термической переработки твердых отходов не может обеспечить решение технической задачи. Известен аналог - мобильная мусоросжигающая установка (патент РФ №2190157), содержащая, как и в заявленной мобильной мусоросжигающей установке, шнек, транспортер для подачи мусора в установку, электрический генератор, измельчитель мусора. Недостатками этой установки являются:
1. Достаточно сложная система накислораживания воздуха.
2. Небольшой спектр очистки вредных веществ из дымовых газов.
3. Низкая производительность по сжигаемому мусору,
Ввиду указанных выше недостатков мобильная мусоросжигающая установка, описанная в патенте РФ №2190157, не может обеспечить решение технической задачи.
Известен аналог - мобильная мусоросжигающая установка (патент на полезную модель РФ №77939), являющаяся наиболее близкой (прототипом), содержащая, как и в заявленной мобильной мусоросжигающей установке, вращающуюся газовую печь, имеющую поворотную дверь рабочего окна, встроенную в торец печи газовую горелку, электрический генератор, систему пылегазоочистки, содержащую узел дожига дымовых газов и фильтр для очистки дымовых газов от пыли.
Недостатками этой установки являются:
1. Небольшой спектр очистки вредных веществ из дымовых газов (установка дожига обеспечивает только дожиг дымовых газов.
2. Система пылегазоочистки громоздкая, так как состоит из узла дожига и фильтра для очистки дымовых газов от пыли.
3. Предполагается, что для футеровки печи не использовался состав, в котором бы содержалась алюмохромофосфатная смесь, поэтому стойкость футеровки низкая и срок службы печи до капитального ремонта небольшой.
Задачей изобретения является создание простой по конструкции, мобильной высокопроизводительной мусоросжигающей установки, позволяющей вести процесс сжигания мусора в газовой барабанной вращающейся печи, снабженной эффективной системой пылегазоочистки для ведения экологически чистого процесса.
Технический результат - разработанная мобильная мусоросжигающая установка является простой по конструкции, высокопроизводительной, позволяющей вести процесс сжигания мусора в газовой барабанной вращающейся печи, снабженной эффективной системой пылегазоочистки для ведения экологически чистого процесса.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в мобильную мусоросжигающую установку, содержащую вращающуюся газовую печь, имеющую поворотную дверь рабочего окна в торце печи, встроенную в торец печи газовую горелку, электрический генератор, систему пылегазоочистки, содержащую узел дожигания дымовых газов и фильтр для очистки дымовых газов от пыли, отличающуюся тем, что вводится зольник, установленный перед дымососом для задержки и удаления частиц золы, находящихся в дымовых газах, камера смешения, предназначенная для смешения дымовых газов с уличным воздухом и снижения температуры, откидывающийся желоб с фиксатором для загрузки мусора в печь, закрепленный в верхней части винтового шнека. Конструкция камеры смешения выполнена с возможностью регулировки шиберными заслонками расхода дымовых газов и уличного воздуха в камере смешения, при смешении происходит снижение температуры дымовых газов до 160-190°С.
Далее предлагаемая печь имеет цилиндрический кожух, сваренный из стального листа, причем торцевые стенки кожуха отъемные и крепятся болтами, к цилиндрическому кожуху крепятся два литых опорных кольца, свободно лежащих на четырех направляющих роликах, укрепленных в литых кронштейнах, в кожухе печи выполнена крышка для удаления золы, кроме того, в средней части кожуха закреплено зубчатое колесо, которое входит в зацепление с зубчатым колесом привода, привод печи состоит из электродвигателя, соединительной муфты, редуктора, на валу которого насажено зубчатое колесо, причем привод смонтирован на раме, закрепленной на плите, плита крепится к подушке, а последняя к полу контейнера-прицепа. Таким образом печь имеет простую конструкцию.
Вместе с тем, печь футерована шамотным кирпичом ША-1, клин ребровый изделий №45 и имеет теплоизоляцию - листовой асбест толщиной 8-12 мм, который укладывается на огнеупорный состав, состоящий из огнеупорной глины 30%, шамотного порошка 62%, жидкого стекла 5%, АХФС 3%. В качестве связующего вещества применяется огнеупорный раствор, состоящий из огнеупорной глины (20%), шамотного порошка (75%), жидкого стекла (3%) и АХФС (алюмохромофосфатная смесь 2%), который значительно увеличивает стойкость футеровки.
Кроме того, в отличие от протопипа в установке используется газовая четырехсмесительная горелка со сменными насадками, работающая на пропане, обеспечивающая высокую производительность печи: 400-500 кг/час. Баллоны с пропаном размещены в кассетницах, расположенных с двух сторон контейнера-прицепа, и соединены в общую систему газопотребления.
Более того, система пылегазоочистки отличается от прототипа тем, что имеет в конструкции: загрузочный патрубок, корпус, внутри которого имеются четыре рукавных фильтра, поворотную решетку и два глазка для наблюдения за процессом очистки, нижний патрубок, обслуживающую площадку, опирающуюся на четыре опоры с установленной на ней воздуходувкой и механизмом продувки рукавных фильтров, в который подается сжатый воздух от компрессора, кроме того, в контейнере-прицепе предусмотрены стеллажи для хранения адсорбента в мешках, а для обслуживания устройств и механизмов установки пылегазоочистки в контейнере-прицепе предусмотрены две двери.
Введение в предлагаемую мобильную мусоросжигающую установку вышеперечисленного обеспечивает решение поставленной задачи.
На фиг.1 - Схема размещения мобильной мусоросжигающей установки на тягаче.
На фиг.2 - Схема мусоросжигающей печи (вид печи сбоку).
На фиг.3 - Схема мусоросжигающей печи (вид со стороны загрузочного окна).
На фиг.4 - Схема мусоросжигающей печи в разрезе.
На фиг.5 - Схема установки пылегазоочистки.
Предлагаемая мобильная мусоросжигающая установка смонтирована на тягаче 1, который развивает мощность до 300 кВт (фиг.1). Кроме дизельного тягача 1 в состав мобильной мусоросжигающей установки входит контейнер-прицеп 2, в котором и размещаются остальные механизмы и устройства мобильной мусоросжигающей установки. На валу приводного шкива 3 тягача смонтирован электрический генератор 4, который вырабатывает электроэнергию для электроприводов: винтового шнека 5, печи 6, дымососа 7 и воздуходувки 8. Измельчитель мусора 9 работает от приводного шкива 3 дизельного тягача 1. Выдвижной ленточный транспортер 10 подает мусор в измельчитель 9, где с помощью дисков 11 он измельчается. Винтовым шнеком 5 измельченный мусор подается вверх, а затем по откидывающемуся желобу 12 загружается в загрузочное окно печи 6. Главным элементом мобильной мусоросжигающей установки является печь 6. Печь состоит из цилиндрического кожуха 13, сваренного из стального листа. Торцевые стенки 14 кожуха 13 отъемные и крепятся болтами. В цилиндрической части кожуха 13 делается окно 15, через которое производится выгрузка золы. В торцевой части печи имеется загрузочное окно 16, которое закрывается дверкой 17 с закрепленной в ней горелкой 18 (фиг.2). Газовая барабанного типа печь 6 имеет высокую производительность из-за использования в ней экономичной, мощной, высокопроизводительной, имеющей большой срок службы горелки 18 со сменными насадками, работающей на пропане. Из-за встроенной в газовую барабанного типа печь высокопроизводительной горелки 18 печь 6 имеет высокую производительность. Инжекционная горелка имеет большой срок службы, так как смесители и сменные насадки к ним отлиты из жаростойкого чугуна марки ЧХ28 (Сr 25-28%).
Горелка инжекционная имеет четыре цилиндрических смесителя, отлитых из жаростойкого чугуна марки ЧХ28 (Сr 25-28%). Из жаростойкого чугуна марки ЧХ28 (Сr 25-28%) изготовлены и сменные насадки. К цилиндрическому кожуху 13 печи 6 крепятся два литых опорных кольца 19. Каждое опорное кольцо 19 имеет гладкую опорную часть. Кожух 13 печи 6 в горизонтальном положении свободно лежит на четырех направляющих роликах 20. Ролики 20 имеют ось и укреплены в литых кронштейнах 21. В средней части кожуха 13 печи 6 закреплено зубчатое колесо 22, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 23 привода. Привод вращения печи 6 электрический и включает в себя: электродвигатель 24, соединительную муфту 25, редуктор 26, на валу 27 которого насажено зубчатое колесо 23. Привод смонтирован на раме 28, которая закреплена на плите 29 (фиг.3). Плита 29 крепится к подушке 30, а последняя к полу контейнера-прицепа 2. К плите 29 крепятся четыре тумбы 31, на которых закреплены литые кронштейны 21. Печь 6 в процессе работы вращается, процесс сжигания мусора происходит значительно быстрее, исключается процесс залеживания мусора. Производительность печи составляет 400-500 кг/ час. Печь футеруется шамотным кирпичом марки ША-1 поз.32. В качестве связующего вещества применяется огнеупорный раствор, состоящий из огнеупорной глины (20%), шамотного порошка (75%), жидкого стекла (3%) и АХФС (алюмохромофосфатная смесь 2%). Толщина швов 1-2 мм, термокомпенсационные швы не выкладываются. Для футеровки кожух 13 снимается с катков, ставится в вертикальное положение, отвинчивается одна торцевая стенка. Сначала кожух 13 обкладывается листовым асбестом 33 толщиной 8-12 мм. Слой асбеста укладывается на огнеупорный состав, состоящий из огнеупорной глины 30%, шамотного порошка 62%, жидкого стекла 5%, АХФС 3%. Затем укладывается шамотный кирпич ША-1, клин ребровый изделий №45 толщиной 114 мм. Кладка вокруг загрузочного окна 16 полностью выполняется из шамотного кирпича.
В качестве топлива используются баллоны с пропаном 34, которые размещены в кассетницах, расположенных с двух сторон контейнера-прицепа 2. Баллоны с пропаном 34 соединены в общую систему газопотребления (не показана). Для розжига и работы печи 6 нужно только открыть кран подачи газа в печь 6 (не показан).
В мобильную мусоросжигающую установку вводится установка пылегазоочистки 35 с дымососом 7 для ведения экологически чистого процесса сжигания мусора. Так как дымовые газы, выходящие из печи 6, имеют температуру 1000-1100°С, а предельная температура, при которой работает дымосос 250°С, то необходимо перед дымососом 7 устанавливать камеру смешения. Существенно отметить, что перед камерой смешения устанавливается зольник 36, который служит для задержки и удаления частиц золы, находящихся в дымовых газах. Камера смешения 37 служит для смешивания дымовых газов с уличным воздухом, причем при смешении происходит снижение температуры дымовых газов до 160-190°С. Дымовые газы из печи 6 нагнетаются дымососом 7 по трубе 38 во входной патрубок 39 пылегазоочистки 35 (фиг.5). При движении дымовых газов через камеру смешения 37 они инжектируют уличный воздух. Расход дымовых газов и уличного воздуха в камере смешения 37 регулируется шиберными заслонками (не показаны). Очистка дымовых газов от вредных веществ происходит на поворотной решетке 40 в «кипящем слое», причем в качестве адсорбента используется активированный уголь и известь «пушонка». Адсорбент загружается через загрузочный патрубок 41 на поворотную решетку 40 установки пылегазоочистки 35. В верхней части корпуса пылегазоочистки 35 имеются четыре рукавных фильтра (два матерчатых фильтра и два металлокерамических), в которых производится очистка дымовых газов от пыли. Установка пылегазоочистки 35 имеет обслуживающую площадку 42, на которой установлена воздуходувка 8, закрепленная на раме 43. На обслуживающей площадке 42 закреплен и корпус установки пылегазоочистки 35. Обслуживающая площадка 42 опирается на четыре опоры 44. Очищенные дымовые газы из установки пылегазоочистки 35 по трубе 45 воздуходувкой 8 подаются в дымовую трубу 46. Один раз в двое суток оператор (водитель тягача) установки пылегазоочистки 35 поворачивает поворотную решетку 40, отработанный адсорбент падает в нижний конус 47 установки пылегазоочистки. Далее открывается крышка нижнего патрубка 48 и отработанный адсорбент падает в емкость 49 и увозится в отвал. Загрузка установки пылегазоочистки 35 новым адсорбентом, находящимся в мешках 50, закрепленных на стеллажах и полу контейнера-прицепа 2 также производится один раз в двое суток. Чтобы наблюдать за процессом очистки дымовых газов имеются два глазка 51. Для проведения регламентных работ на установке пылегазоочистки водитель тягача открывает крышку 52 контейнера-прицепа 2, которая находится над установкой пылегазоочистки 35. В целях соблюдения техники безопасности кассетницы с баллонами пропана 34 отделены металлической перегородкой 53, узел считывания газа 54 вынесен за перегородку. Для обслуживания устройств мобильной мусоросжигающей печи в контейнере-прицепе 2 имеются две двери 55. В верхней части корпуса установки пылегазоочистки имеется механизм продувки рукавных фильтров 56, который смонтирован на крышке 57 установки пылегазоочистки. Сжатый воздух для продувки рукавных фильтров (регенерации) подается от компрессора 58.
Работа мобильной мусоросжигающей установки. Перед началом работы водитель дизельного тягача 1, не выключая двигателя (с приводом), поднимается на обслуживающую площадку 42, открывает шибер (не показан) на дымовой трубе. Далее из установки пылегазоочистки удаляется пыль с отработанным адсорбентом. Для этого поворотную решетку 40 ставят вертикально, отработанный адсорбент ссыпается в нижний конус 47, затем открывается крышка нижнего патрубка 48 и отработанный адсорбент ссыпается в емкость 49. Поворотную решетку 40 возвращают в исходное состояние, на нее загружается свежий адсорбент (активированный уголь 6 кг и известь пушонка в количестве 20 кг). Включается дымосос 7 и двигатель 59 воздуходувки 8. Затем водитель тягача выдвигает ленточный транспортер 10 для мусора, заходит в контейнер-прицеп 2, отводит дверь загрузочного окна 17 печи 6, подводит в загрузочное окно 16 печи откидывающийся желоб 12, фиксирует его в загрузочном окне фиксатором (не показано), включает привод винтового шнека 5 и загружает мусор в печь 6 для сжигания. Далее закрывается загрузочное окно 16 печи 6, выключается привод винтового шнека 5 и открывается кран подачи газа из системы газопотребления в горелку 18 печи 6. Зажигается запальником горелка 18 и начинает гореть мусор в печи. Дымовые газы из печи 6 нагнетаются дымососом 7 по трубе 38 во входной патрубок 39, причем перед дымососом 7 в камере смешения 37 они инжектируют уличный воздух. Итак, дымовые газы попадают во входной патрубок 39 установки пылегазоочистки 35. При прохождении дымовыми газами слоя адсорбента на поворотной решетке 40 образуется «кипящий слой», в котором интенсивно очищаются дымовые газы от вредных веществ. В верхней части установки пылегазоочистки 35 дымовые газы очищаются от пыли в четырех рукавных фильтрах (два матерчатых и два металлокерамических). Затем очищенные дымовые газы воздуходувкой 8 подаются в дымовую трубу 46. По мере накопления в печи 6 золы открывается крышка 15 печи 6 и зола высыпается на поддон 60. Затем поддон 60 ставится под зольник 36, удаляется зола и в дальнейшем поддон 60 увозится на полигон отходов. Далее процесс повторяется. Итак, предлагаемая мобильная мусоросжигающая установка является простой по конструкции, высокопроизводительной, имеющей мощную, экономичную, с большим сроком службы горелку со сменными насадками, находящуюся в газовой барабанной вращающейся печи, которая снабжена эффективной системой пылегазоочистки для ведения экологически чистого процесса.