ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к устройствам для сжигания твердых отходов, например городского мусора.
Известно устройство для сжигания твердых отходов, включающее топочную камеру, шахту, под, устройство для ввода воздуха, дымоход и горелочное устройство в верхней части корпуса, которой устроена перегородка с перфорированным стаканом, образующим дожиговую камеру в виде кольцевого зазора между корпусом устройства и шахтой (см. Патент на полезную модель РФ №96410, МПК F23G 5/38, публикация 27.03.2010).
Известна печь для сжигания отходов, содержащая загрузочный бункер, вертикальную шахту с размещенной в ней наклонной колосниковой решеткой и установленными за шахтой камерой дожигания, теплообменного устройства и устройства очистки дымовых газов, снабженная дожигательной валковой решеткой, газовым генератором, установленным под наклонной колосниковой решеткой (см. Авторское свидетельство СССР на изобретение №875182, кл. F23G 5/00, публикация 23.10.1981).
Наиболее близким аналогом, заявленной полезной модели является шахтная топка для сжигания твердых отходов, содержащая расположенные в нижней части шахты огнеупорные своды, а на внутренних стенках шахты над сводами выполнены выступы, размещенные по высоте в шахматном порядке, а своды установлены с перекрышей всего сечения шахты. Под сводами с противоположных сторон шахты установлены дутьевые сопла (см. Авторское свидетельство СССР на изобретение №383966, кл. F23G 5/00, публикация 6.08.1973), принято за прототип.
Основными недостатками аналогов и прототипа являются повышенная энергозатратность, сложность конструкций и трудоемкость обслуживания.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, состоит в разработке печи для сжигания твердых бытовых отходов, позволяющей производить термическую переработку твердых бытовых отходов, исключая вредное влияние на экологию продуктов переработки.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, состоит в расширении эксплуатационных возможностей и области использования печи для сжигания твердых бытовых отходов, повышении экономичности и эффективности сжигания бытовых отходов, а также уменьшении выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Указанный технический результат достигается тем, что заявленная печь для сжигания твердых бытовых отходов, включающая шахту с расположенными в нижней части огнеупорными сводами, дутьевыми соплами, согласно полезной модели, снабжена топочным устройством, имеющим наклонную колосниковую решетку с качающимися беспровальными колосниками, огнеупорные своды выполнены по форме шатров с перекрытиями в виде полуцилиндров, в боковых стенках которых с обеих сторон расположены проемы для подачи сырья из шахты на наклонную колосниковую решетку, при этом сжигание отсортированных твердых бытовых отходов осуществляется в смеси с местным природным торфом, при этом движение образующихся газообразных продуктов пиролиза сырья происходит сверху вниз попутно с движением массы сырья до входа через проемы в топочное устройство, которое обеспечивает совместное сгорание газообразных и твердых остатков сырья.
Кроме этого, в нижней части шахты перед проемами огнеупорных сводов расположены наклонные пандузы.
Полезная модель поясняется чертежами:
на фиг. 1 - представлена печь для сжигания твердых бытовых отходов, сечение Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 2 - печь для сжигания твердых бытовых отходов, сечение А-А на фиг. 1.
Печь для сжигания твердых бытовых отходов включает выложенную из красного кирпича шахту 1 с расположенным в верхней части загрузочным люком 2. В нижней части шахты размещено топочное устройство (на чертеже не показано), содержащее расположенные по отношению друг к другу уступом по высоте огнеупорные своды 3, выполненные по форме шатров с перекрытиями в виде полуцилиндров, выложенные из огнеупорного кирпича.
В боковых стенках огнеупорных сводов 3 с обеих сторон расположены проемы 4. Под огнеупорными сводами 3 размещена наклонная колосниковая решетка 5 с качающимися беспровальными колосниками. Радиусы дуг огнеупорных сводов 3 выбраны с таким расчетом, чтобы расположенные на наклонной колосниковой решетке 5, горящие твердые продукты горения находились в их геометрическом фокусе. Колосники наклонной колосниковой решетки 5 выполнены качающимися, приводимыми в действие с помощью приводов 6. В конце наклонной колосниковой решетки 5 имеется лоток 7 для выгрузки золы и шлака от сгоревших твердых продуктов горения через проем 8 за пределы печи. Проем 8 оборудован поворотной дверцей 9.
Топочное устройство (на чертеже не показано) снабжено окном 10 для выхода газообразных продуктов горения в камеру догорания 11 и далее в газоход 12, соединенный с дымовой трубой 13, а также устройствами для подачи первичного воздуха 14 непосредственно под наклонную колосниковую решетку 5 и вторичного воздуха 15 для дожигания газообразных продуктов, одновременно служащее как окно для наблюдения за процессами в пространстве топочного устройства.
Кроме этого, в нижней части шахты перед проемами 4 огнеупорных сводов 3 расположены наклонные пандузы 16.
Сырье для сжигания в печи приготавливается смешиванием твердых бытовых отходов и местного природного торфа в соотношении 3:1 или 1:1 в зависимости от качества и состава твердых бытовых отходов и состояния торфа. Природный торф в силу своих теплофизических и химических свойств обладает свойствами рыхлителя смеси, способствует активному воспламенению, горению при высокой температуре, высокой газопроницаемости массы смеси, повышает энергетический потенциал процесса горения.
Работа печи для сжигания твердых бытовых отходов осуществляется следующим способом.
Сырье загружается в шахту 1 через загрузочный люк 2. По окончании загрузки шахты 1 на наклонную колосниковую решетку 5 через проем 8 в топочное устройство (на чертеже не показано) загружается для растопки печи твердое топливо - дрова, отходы пиломатериалов. После чего топливо разжигается, поворотная дверца 9 закрывается, устройство подачи воздуха 15 открывается.
Через устройство подачи воздуха 15 ведется визуальное наблюдение за состоянием горения растопки в топочном устройстве, по мере необходимости, подбрасывая свежее топливо и следя за началом воспламенения упавших на наклонную колосниковую решетку 5 первых порций сырья.
По мере установления устойчивого горения сырья, открывается устройство для подачи первичного воздуха 14 под наклонную колосниковую решетку 5, а подбрасывание растопочного топлива - дров прекращается. Процесс устанавливается автономным, самоподдерживающим горение.
По мере выхода работы печи на рабочий режим кирпичная кладка внутренних устройств - огнеупорных сводов 3, камеры догорания 11 и газохода 12 нагреваются и начинают отдавать тепло загруженному в шахте 1 сырью, которое по мере выгорания и освобождения места в топочном устройстве под собственным весом продвигается вниз, при этом, последовательно проходит стадии подсушки, пиролиза, коксования и в виде твердых и газообразных продуктов термического разложения, по пандузам 16 через проемы 4 попадает на наклонную колосниковую решетку 5.
Под действием высоких температур от догорающих твердых остатков кокса и теплового излучения от огнеупорных сводов 3 газообразные и твердые продукты термического разложения сырья активно вступают в процесс горения.
Газообразные продукты - пиролизные газы, пользуясь высокой газопроницаемостью массы сырья под воздействием разряжения так же через проемы 4 проникают в топочное устройство, смешиваются под огнеупорными сводами 3 с воздухом вторичного дутья, загораются и с общими продуктами горения через окно 10 поступают в камеру догорания 11, где окончательно сгорают и через газоход 12, а затем дымовую трубу 13 выходят в атмосферу.
Использование предлагаемой конструкции печи для сжигания твердых бытовых отходов позволяет поддерживать температуру горения в топочном устройстве до 800 градусов Цельсия и выше, что способствует исключению влияния на экологию различных вредных выбросов, таких как оксиды углерода и азота, диоксины, дибензофураны. Высокая температура и теплосодержание уходящих газов делают возможным использование энергетического потенциала процессов горения для целей теплоэнергоснабжения. В связи с этим расширяются эксплуатационные возможности, повышается экономичность и эффективность сжигания бытовых отходов.
Предложенная полезная модель может найти применение на городских полигонах и свалках твердых бытовых отходов, желательно располагаемых непосредственно у выработанных карьеров или естественных оврагов.