МЕХАНИЧЕСКАЯ СЛОЕВАЯ ТОПКА
STOKER FURNACE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Данное изобретение относится к механической слоевой топке.
Приоритет заявляется по заявке № 2018-161818 на патент Японии, поданной 30 августа 2018 г., содержание которой включено сюда посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
Механическая слоевая топка, выполненная с возможностью эффективного сжигания как отходов большого количества материала, подлежащего сжиганию как отходы, без разделения известна как печь для сжигания отходов, выполненная с возможностью эффективного сжигания как отходов объекта, подлежащего сжиганию как отходы, такого, как мусор. В качестве механической слоевой топки известна механическая слоевая топка, в которой предусмотрена ступенчатая конфигурация слоевой топки и которая оснащена участком сушки, участком сжигания и участком дожигания, каждый из который выполняет каждую из функций сушки, сжигания и дожигания.
[0003]
Для надежного сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы, исследовали угол наклона слоевой топки. Как описано, например, в патентных документах 1 и 2, угол наклона слоевой топки можно выбрать таким, что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности всех участков - участка сушки, участка сжигания и участка дожигания - окажется направленной вниз. Например, в нижеследующем описании, когда сторона ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности участка сушки направлена вниз, участок сушки называют просто направляемым вниз (то же самое применимо также к участку сжигания и участку дожигания).
[0004]
Кроме того, как описано в патентном документе 3, есть конфигурация, в которой участок сушки наклонен вниз, а участок сжигания и участок дожигания расположены горизонтально; как описано в патентном документе 4, есть конфигурация, в которой участок сушки и участок сжигания наклонены вниз, а сторона ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности участка дожигания наклонена вверх; и, как описано в патентном документе 5, есть конфигурация, в которой все участки наклонены вверх. Например, когда сторона ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности участка сжигания направлен вверх, участок сжигания называют просто направляемым вверх (то же самое применимо также к участку сушки и участку дожигания).
ПЕРЕЧЕНЬ ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0004]
Патентный документ 1
Первая публикация № H6-265125 не проходившей экспертизу заявки на патент Японии
Патентный документ 2
Первая публикация № S59-86814 не проходившей экспертизу заявки на патент Японии
Патентный документ 3
Первая публикация № H6-84140 не проходившей экспертизу заявки на полезную модель Японии
Патентный документ 4
Вторая публикация № S57-12053 прошедшей экспертизу публикации патента Японии
Патентный документ 5
Первая публикация № S57-127129 не проходившей экспертизу заявки на полезную модель Японии
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
РЕШАЕМАЯ ЗАДАЧА
[0006]
Между прочим, объекты, подлежащие сжиганию как отходы, с различными свойствами (такими, как их материалы, формы, влагосодержание) можно загружать в механическую слоевую топку, а объект, подлежащий сжиганию как отходы, образованный из скользкого материала или имеющий форму, позволяющую легко катиться, такую, как сферическая форма, или объект, подлежащий сжиганию как отходы с высоким влагосодержанием (включающий в себя большое количество воды), было трудно сжигать как отходы в одной и той же слоевой топке при использовании для других объектов, подлежащих сжиганию как отходы.
[0007]
То есть, поскольку в механических слоевых топках, описанных в патентных документах 1, 2, 3 и 4, участок сушки наклонен вниз, а участок сжигания наклонен вниз или расположен горизонтально, объект, подлежащий сжиганию как отходы, состоящий из скользящего материала и имеющий такую форму, что легко катится, транспортируется к участку дожигания раньше, чем другие объекты, подлежащие сжиганию как отходы. Поэтому объект, подлежащий сжиганию как отходы, выпускается, оставаясь недостаточно сожженным как отходы.
[0008]
Кроме того, поскольку в механической слоевой топке для сжигания отходов, описанной в патентном документе 5, все участки - сушки, сжигания и дожигания - наклонены вверх, объект, подлежащий сжиганию как отходы и включающий в себя скользки материал или имеющий такую форму, что является легко катящимся, или объект, подлежащий сжиганию как отходы с высоким влагосодержанием, собирается внизу ступеньки (стены падения), расположенной между питателем и участком  сушки, и оказывается трудно транспортируемым к участку сжигания. Поэтому может понадобиться ограничение объема загрузки или временно прекращение загрузки.
[0009]
Также, например, эффективность высушивания влаги объекта, подлежащего сжиганию как отходы, или эффективность сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы, зависит от того, как теплота излучения пламени, генерируемая за счет сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы, оказывает воздействие на сжигание объекта, подлежащего сжиганию как отходы. Однако в механической слоевой топке, описанной в вышеупомянутых патентных документах, не сказано, как повлиять на теплоту излучения, а сгорание и золообразование в слоевой топке в целом были неэффективными.
[0010]
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать механическую слоевую топку, выполненную с возможностью непрерывной загрузки объекта, подлежащего сжиганию как отходы, независимо от свойств объекта, подлежащего сжиганию как отходы, эффективного осуществления сжигания и золообразования во всей слоевой топке в целом, а также исключения сжигания остатков объекта, подлежащего сжиганию как отходы.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[0011]
В соответствии данным изобретением, предложена механическая слоевая топка, конфигурация которой обеспечивает подачу объекта, подлежащего сжиганию как отходы, из питателя, проведение каждого из процессов сушки, сжигания и дожигания, последовательно транспортируя объект, подлежащий сжиганию как отходы, в участок сушки, участок сжигания и участок дожигания, которые включают себя множество неподвижных колосниковых решеток и множество подвижных колосниковых решеток, и выпуск объекта, подлежащего сжиганию как отходы, после дожигания из выпускного желоба, соединенного с участком  дожигания, причем механическая слоевая топка включает в себя: переднюю арку, простирающуюся от верхней части питателя до верхней части участка сушки или участка сжигания; заднюю арку, простирающуюся от верхней части выпускного желоба до верхней части участка дожигания или участка сжигания; и прямоугольную трубную стену печи, соединенную с передней аркой и задней аркой и имеющую конфигурацию, обеспечивающую направление отходящего газа, генерируемого за счет сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы, при этом, чтобы главные поверхности каждого из участка сушки, участка сжигания и участка дожигания были направлены к главной секции сжигания, созданной над участком  сжигания, участок сушки расположен под наклоном, так что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки направлена вниз, и участок сжигания соединен с участком  сушки и расположен под наклоном, так что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки направлена вверх, а участок дожигания соединен с участком  сжигания и расположен под наклоном, так что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки направлена вверх.
[0012]
В соответствии с такой конфигурацией, поскольку все участки - сушки, сжигания и дожигания - наклонены так, что их соответственные главные поверхности направлены к главной секции сжигания, они могут эффективно принимать теплоту излучения главной секции сжигания.
Поэтому можно повысить эффективность сушки в участке сушки и повысить эффективность сжигания в участке сжигания. Можно также эффективно осуществлять золообразование в участке дожигания.
То есть в механической слоевой топке согласно данному изобретению, безотносительно свойств объекта, подлежащего сжиганию как отходы, объект, подлежащий сжиганию как отходы, можно загружать непрерывно, а слоевая топка в целом может эффективно осуществлять сжигание и золообразование, исключая сжигание как отходов остатка объекта, подлежащего сжиганию как отходы.
[0013]
Центральная линия стены печи в механической слоевой топке может находиться на участке сжигания.
[0014]
В соответствии с такой конфигурацией, положение главной секции сжигания определяется как участок сжигания, а теплоту излучения можно эффективно подавать к участку сушки, участку сжигания и участку дожигания.
[0015]
В механической слоевой топке, концевой участок участка дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки может находиться в таком же положении в вертикальном направлении, как концевой участок участка сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки, или выше концевого участка участка сжигания.
[0016]
В соответствии с такой конфигурацией, даже в случае, в котором объект, подлежащий сжиганию как отходы, падает вниз или совершает аналогичное движение в участке сушки, появляется возможность предотвратить выгрузку объекта, подлежащего сжиганию как отходы, из участка дожигания без достаточного сгорания.
[0017]
В механической слоевой топке, неподвижная колосниковая решетка и подвижная колосниковая решетка могут располагаться под наклоном, так что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки окажется направленной вверх по отношению к установочным поверхностям участка сушки, участка сжигания, и участка дожигания.
[0018]
При такой конфигурации, подвижную колосниковую решетку можно приводить в действие и транспортировать объект, подлежащий сжиганию как отходы, на неподвижной колосниковой решетке к стороне ниже по потоку в направлении транспортировки, одновременно осуществляя перемешивание.
[0019]
Участки сжигания и участки дожигания в механической слоевой топке могут быть непрерывно соединенными с друг с другом без ступеньки.
[0020]
При такой конфигурации появляется возможность непрерывно сжигать как отходы объект, подлежащий сжиганию как отходы.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0021]
В соответствии с данным изобретением, появляется возможность непрерывно загружать объект, подлежащий сжиганию как отходы, безотносительно свойств объекта, подлежащего сжиганию как отходы, и становится возможным исключение сжигания остатка объекта, подлежащего сжиганию как отходы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0022]
На фиг.1 представлен вид, демонстрирующий схематическую конфигурацию механической слоевой топки согласно первому варианту осуществления данного изобретения.
На фиг.2 представлен вид, демонстрирующий угол наклона слоевой топки механической слоевой топки согласно первому варианту осуществления данного изобретения.
На фиг.3 представлен вид сбоку, демонстрирующий форму колосниковых решеток механической слоевой топки согласно первому варианту осуществления данного изобретения.
На фиг.4 представлен график, демонстрирующий надлежащий диапазон угла наклона слоевой топки участка сушки.
На фиг.5 представлен график, демонстрирующий надлежащий диапазон угла наклона слоевой топки участка сжигания.
На фиг.6 представлен график, демонстрирующий надлежащий диапазон угла наклона слоевой топки участка сжигания с учетом и участка сушки, и участка сжигания.
На фиг.7 представлен вид для пояснения угла наклона слоевой топки механической слоевой топки согласно второму варианту осуществления данного изобретения.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0023]
Первый вариант осуществления
Ниже, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет подробно описана механическая слоевая топка согласно первому варианту осуществления данного изобретения.
Механическая слоевая топка согласно данному варианту осуществления представляет собой механическую слоевую топку, предназначенную для сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы, такого, как мусор, и, как иллюстрируется на фиг.1, включает в себя бункер 2 для временного хранения объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, печь 3 для сжигания, предназначенную для сжигания объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, питатель 4 для подачи объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, в печь 3 для сжигания отходов, слоевую топку 5 (включающую в себя колосниковые решетки 15 и 16 участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания), предусмотренную на нижней стороне печи 3 для сжигания отходов, и воздушный короб 6, предусмотренный под слоевой топкой 5.
[0024]
Питатель 4 заталкивает объект B, подлежащий сжиганию как отходы, непрерывно подаваемый на стол 7 подачи, через бункер 2 в печь 3 для сжигания отходов. Питателю 4 сообщают возвратно-поступательное движение на столе 7 подачи с предварительно определенным ходом посредством приводного устройства 8 питателя.
Воздушный короб 6 подает первичный воздух из нагнетателя (не изображен) к каждой части слоевой топки 5.
Печь 3 для сжигания отходов имеет камеру 9 сгорания, предусмотренную над слоевой топкой 5 и включающую в себя камеру первичного сгорания и камеру вторичного сгорания. Печь 3 для сжигания отходов имеет сопло 10 подачи вторичного воздуха, предназначенное для подачи вторичного воздуха в камеру 9 сгорания.
[0025]
Слоевая топка 5 представляет собой устройство для сжигания, в котором объект B, подлежащий сжиганию как отходы.
В дальнейшем, направление, в котором транспортируют объект B, подлежащий сжиганию как отходы, называется направлением D транспортировки. Объект B, подлежащий сжиганию как отходы, транспортируют по слоевой топке 5 в направлении D транспортировки. На фиг.1, 2 и 3 правая сторона - это сторона D1 ниже по потоку в направлении транспортировки. Кроме того, поверхность, на которую крепятся колосниковые решетки 15 и 16, называется установочной поверхностью, а угол по направлению D транспортировки, образуемый горизонтальной поверхностью и установочной поверхностью с вершинами на впускных концевых участках (11b, 12b и 13b) участка 11 сушки, участка 12 сжигания или участка 13 дожигания, называется углом наклона слоевой топки (углом установки). Когда сторона ниже по потоку установочной поверхности в направлении транспортировки направлена вверх от горизонтальной плоскости, угол наклона слоевой топки задают как имеющий положительное значение, а когда сторона ниже по потоку установочной поверхности в направлении транспортировки направлена вниз от горизонтальной плоскости, угол наклона слоевой топки задают как имеющий отрицательное значение.
[0026]
В порядке следования от стороны впуска в направлении транспортировки объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, слоевая топка 5 имеет участок 11 сушки, предназначенный для сушки объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, участок 12 сжигания, предназначенный для сжигания объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, и участок 13 дожигания, предназначенный для полного сжигания как отходов не прогоревших компонентов (дожигания). Каждый из процессов сушки, сжигания и дожигания в слоевой топке 5 проводят, последовательно транспортируя объект B, подлежащий сжиганию как отходы, в участке 11 сушки, участке 12 сжигания и участке 13 дожигания.
[0027]
Каждый из участков 11, 12 и 13 имеет множество неподвижных колосниковых решеток 15 и множество подвижных колосниковых решеток 16.
Неподвижные колосниковые решетки 15 и подвижные колосниковые решетки 16 расположены в чередующемся порядке в направлении D транспортировки объекта B, подлежащего сжиганию как отходы. Подвижным колосниковым решеткам 16 сообщают возвратно-поступательное движение в направлении D транспортировки. Объект B, подлежащий сжиганию как отходы, транспортируют по слоевой топке 5 и перемешивают посредством возвратно-поступательного движения подвижных колосниковых решеток 16. То есть находящиеся в нижерасположенных слоях порции объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, перемещают и заменяют находящимися в выше расположенных слоях порциями объекта B, подлежащего сжиганию как отходы.
[0028]
Участок 11 сушки принимает объект B, подлежащий сжиганию как отходы, который выталкивается питателем 4 и падает в печь 3 для сжигания отходов, испаряет влагу, присутствующую в объекте B, подлежащем сжиганию как отходы, и частично термически разлагает объект B, подлежащий сжиганию как отходы. Участок 12 сжигания воспламеняет объект B, подлежащий сжиганию как отходы, высушенный в участке 11 сушки, с помощью первичного воздуха, подаваемого из воздушного короба 6 под участком 12 сжигания, и сжигает летучие вещества и присутствующий связанный углерод. Участок 13 дожигания сжигает присутствующие не прогоревшие вещества, такие, как присутствующий связанный углерод, прошедший без достаточного прогорания через участок 12 сжигания, до тех пор, пока не прогоревшие вещества не превратятся в золу полностью.
На выходе участка 13 дожигания предусмотрен выпускной желоб 17. Через этот выпускной желоб 17 происходит выпуск золы из печи 3 для сжигания отходов.
[0029]
Механическая слоевая топка 1 имеет переднюю арку 31, простирающуюся от верхней части питателя 4, по меньшей мере, до верхней части участка 11 сушки, и заднюю арку 32, простирающуюся от верхней части выпускного желоба 17 до верхней части участка 13 дожигания, находящегося сзади. То есть концевой участок 31b передней арки 31 на стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки находится над участком 11 сушки или участком 12 сжигания. Кроме того, концевой участок 32a задней арки 32 на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки находится над участком 12 сжигания или участком 13 дожигания. Передняя арка 31 и задняя арка 32 соединены со стеной 33 печи, принадлежащей печи 3 для сжигания мусора M. Стена 33 печи имеет прямоугольную трубную форму и направляет отходящий газ, генерируемый за счет сжигания объекта В, подлежащего сжиганию как отходы. Стена 33 печи имеет переднюю стену 34 и заднюю стену 35, направленную в направлении D транспортировки, и пару боковых стен 36, простирающихся вдоль направления D транспортировки. Интервал между передней стеной 34 и задней стеной 35 и интервал между боковыми стенами 36 упомянутой пары, составляют, например, от 3 м до 4 м. Передняя стена 34 расположена на стороне ниже по потоку задней стены 35 в направлении D транспортировки.
[0030]
Центральная линия C прямоугольной трубной стены 33 печи пролегает на участке 12 сжигания. То есть центральная линия C, проходящая через центр стены 33 печи вдоль передней стены 34, задней стены 35 и боковой стены 36, пересекает участок 12 сжигания.
Сопло 10 подачи вторичного воздуха расположено на передней стене 34 и задней стене 35. Сопло 10 подачи вторичного воздуха ориентировано, обеспечивая нагнетание вторичного воздуха от передней стены 34 и задней стене 35 к центру стены 33 печи.
В этом варианте осуществления, сопло 10 подачи вторичного воздуха расположено на передней стене 34 и задней стене 35, но может находиться в передней арке 31 и задней арке 32.
[0031]
Передняя арка 31 и задняя арка 32 являются частями, которые образуют свод (верхнюю стену) слоевой топки 5. Концевой участок 31a передней арки 31 на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки находится над питателем 4. Вертикальный интервал между концевым участком 31a передней арки 31 на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки и питателем 4 составляет примерно 1 м.
Передняя арка 31 наклонена так, что концевой участок 31b на стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки выше, чем концевой участок 31a на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки. То есть передняя арка 31 наклонена так, что пространство в слоевой топке 5 становится шире к стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки.
[0032]
Вертикальный интервал между концевым участком 32b задней арки 32 на стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки и концевым участком на стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки участка 13 дожигания составляет примерно 1 м.
Концевой участок 32b задней арки 32 на стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки находится над выпускным желобом 17. Задняя арка 32 наклонена так, что концевой участок 32b на стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки ниже, чем концевой участок 32a на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки. То есть задняя арка 32 наклонена так, что пространство в слоевой топке 5 становится ỳже к стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки.
[0033]
Каждый из участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания имеет приводной механизм 18 для привода множества подвижных колосниковых решеток 16. То есть, каждый из участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания имеет отдельный приводной механизм 18 для привода множества подвижных колосниковых решеток 16.
[0034]
Приводной механизм 18 крепится к балке 19, предусмотренной на слоевой топке 5. Приводной механизм 18 имеет гидравлический цилиндр 20, крепящийся к балке 19, рычаг 21, приводимый в действие гидравлическим цилиндром 20, и балку 22, соединенную с дистальным концом рычага 21. Балка 22 и подвижные колосниковые решетки 16 соединены друг с другом через кронштейн 23.
[0035]
В соответствии с приводным механизмом 18 согласно этому варианту осуществления, рычаг 21 приводится в действие за счет выдвижения и втягивания штока гидравлического цилиндра 20. Посредством срабатывания рычага 21, балка 22, конфигурация которой обеспечивает движение вдоль каждой из установочной поверхности 11a участка 11 сушки, установочной поверхности 12a участка 12 сжигания и установочной поверхности 13a участка 13 дожигания, движется, и происходит привод подвижных колосниковых решеток 16, соединенных с балкой 22.
[0036]
Хотя в качестве приводного механизма 18 согласно этому варианту осуществления можно использовать гидравлический цилиндр 20, это не является ограничением, и можно позаимствовать для этой цели, например, гидравлический двигатель, электрический цилиндр, проводящий линейный двигатель или аналогичное средство. Кроме того, форма приводного механизма 18 не ограничивается формой согласно вышеописанному варианту осуществления, и в той мере, в какой реализуется возможность сообщения возвратно-поступательного движения подвижным колосниковым решеткам 16, можно позаимствовать любую форму. Например, вместо расположения рычага 21, балку 22 и гидравлический цилиндр можно соединять друг с другом и сообщать им привод непосредственно.
[0037]
Для механической слоевой топки 1 согласно этому варианту осуществления можно задать скорость движения подвижных колосниковых решеток 16 в участке 11 сушки, участке 12 сжигания и участке 13 дожигания таким образом, что это будет одна и та же скорость или разные скорости друг относительно друга, по меньшей мере, в одном из участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания.
Например, когда загружают объект B, подлежащий сжиганию как отходы, от которого требуется, чтобы он достаточно прогорал в участке 12 сжигания, добиться достаточного прогорания объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, моно за счет уменьшения скорости движения подвижной колосниковой решетки 16 участка 12 сжигания и за счет уменьшения скорости транспортировки объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, по участку 12 сжигания.
[0038]
Как иллюстрируется на фиг.2 и 3, неподвижная колосниковая решетка 15 и подвижная колосниковая решетка 16 расположены так, что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки направлена вверх по отношению к установочным поверхностям 11a, 12a и 13a каждого из участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания.
[0039]
Некоторые из подвижных колосниковых решеток 15 и 16 участка 11 сушки могут представлять собой колосниковую решетку 16Р с выступом (а другие колосниковые решетки при этом являются обычными, как будет описано позже). Как иллюстрируется на фиг.2, на протяжении длины участка 11 сушки в направлении D транспортировки, подвижная колосниковая решетка 16 в конкретном диапазоне R1, который соответствует 50 % — 80 % от стороны ниже по потоку в направлении транспортировки, представляет собой колосниковую решетку 16Р с выступом. За счет использования колосниковой решетки 16Р с выступом, появляется возможность повысить мощность перемешивания, которой должен обладать участок сушки.
Как иллюстрируется на фиг.3, колосниковая решетка 16P с выступом имеет пластинчатый корпус 25 колосниковой решетки и треугольный выступ 26, образованный на дистальном конце корпуса 25 колосниковой решетки. Выступ 26 выступает вверх из верней поверхности корпуса 25 колосниковой решетки. На форму выступа 26 ограничений нет, и она может быть, например, трапецеидальной формой или круглой формой.
В данном случае, каждая из неподвижных колосниковых решеток 15 согласно фиг.3 представляет собой колосниковую решетку без выступа на верхней поверхности ее дистального конца, и эта форма называется обычной колосниковой решеткой.
[0040]
Кроме того, в данном варианте осуществления некоторые из подвижных колосниковых решеток 16 определяются как колосниковая решетка 16P с выступом, но это ограничением не является, и колосниковой решеткой с выступом могут быть обе - подвижная и неподвижная - колосниковые решетки 16 и 15.
Кроме того, диапазон, в котором предусмотрены колосниковые решетки 16P с выступом, не ограничивается вышеупомянутым диапазоном, и колосниковые решетки 16P с выступом можно использовать, например, для всех колосниковых решеток участка 11 сушки.
Помимо этого, в зависимости от свойств или типов объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, все колосниковые решетки (неподвижная колосниковая решетка и подвижная колосниковая решетка) в участке сушки могут представлять собой обычную колосниковую решетку.
[0041]
Как и в участке 11 сушки, некоторые из подвижных колосниковых решеток 16 участка 12 сжигания представляют собой колосниковые решетки 16P с выступом. В частности, на протяжении длины участка 12 сжигания в направлении D транспортировки, подвижная колосниковая решетка 16 в диапазоне R2, который соответствует 50 % — 80 % от стороны ниже по потоку в направлении транспортировки, представляет собой колосниковую решетку 16Р с выступом. Другие подвижные колосниковые решетки 16 участка 12 сжигания являются обычными колосниковыми решетками. Как и в участке 11 сушки, обе - подвижную колосниковую решетку 16 и неподвижную колосниковую решетку 15 - можно определить как колосниковую решетку с выступом, а в зависимости от свойств и типов объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, все колосниковые решетки (неподвижную колосниковую решетку и подвижную колосниковую решетку) можно определить как обычную колосниковую решетку.
В участке 13 дожигания обе - подвижная колосниковая решетка 16 и неподвижная колосниковая решетка 15 - изображены на фиг.2 как обычные колосниковые решетки, но - как и в участке 11 сушки и участке 12 сжигания - можно позаимствовать колосниковую решетку с выступом.
[0042]
Далее будут описаны углы наклона слоевой топки (углы установки) участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания.
Участок 11 сушки, участок 12 сжигания и участок 13 дожигания наклонены так, что их главные поверхности обращены к главной секции M сжигания. В данном случае, главная секция M сжигания - это часть, которая образована около нижнего конца прямоугольной трубной стены 33 печи (иными словами, около концевого участка 31b передней арки 31 и концевого участка 32a задней арки 32), около центральной линии C стены 33 печи и над объектом B, подлежащим сжиганию как отходы, благодаря сжиганию объекта B, подлежащего сжиганию как отходы. Теплота H излучения из пламени главной секции M сжигания излучается в радиальном направлении вокруг главной секции M сжигания.
[0043]
Как иллюстрируется на фиг.2, участок 11 сушки слоевой топки 5 согласно данному варианту осуществления расположен направленным вниз. То есть установочная поверхность 11a участка 11 сушки наклонена так, что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки опущена вниз. В частности, угол θ1 наклона слоевой топки участка 11 сушки, который представляет собой угол между горизонтальной плоскостью с вершиной на концевом участке 11b на стороне ниже по потоку участка 11 сушки и стороной направления транспортировки установочной поверхности 11a, составляет от -15° (минус 15 градусов) до -25° (минус 25 градусов).
В результате главная поверхность (установочная поверхность 11a) участка 11 сушки обращена к главной секции M сжигания и эффективно принимает теплоту H излучения.
[0044]
Участок 12 сжигания слоевой топки 5 согласно данному варианту осуществления расположен направленным вверх. То есть, установочная поверхность 12a участка 12 сжигания наклонена так, что сторона D1 ниже по потоку в направлении транспортировки оказывается выше. Конкретнее, угол θ2 наклона слоевой топки участка 12 сжигания, который является углом между горизонтальной плоскостью с вершиной на впускном концевом участке 12b участка 12 сжигания и стороной направления транспортировки установочной поверхности 12a, представляет собой угол между +5° (плюс 5 градусов) и +15° (плюс 15 градусов), предпочтительно - угол между +8° (плюс 8градусов) и +12° (плюс 12 градусов).
В результате главная поверхность (установочная поверхность 12a) участка 12 сжигания обращена к главной секции M сжигания и эффективно принимает теплоту H излучения.
[0045]
Участок 13 дожигания слоевой топки 5 согласно данному варианту осуществления расположен направленным вверх. То есть установочная поверхность 13a участка 13 дожигания наклонена так, что сторона D1 ниже по потоку в направлении транспортировки оказывается выше.
Угол θ3 наклона слоевой топки участка 13 дожигания, который является углом между горизонтальной плоскостью с вершиной на впускном концевом участке 13b участка 12 сжигания и стороной направления транспортировки установочной поверхности 13a, представляет собой угол между +5° (плюс 5 градусов) и +15° (плюс 15 градусов), предпочтительно - собой угол между +8° (плюс 8 градусов) и +12° (плюс 12 градусов).
В результате, главная поверхность (установочная поверхность 13a) участка 13 дожигания обращена к главной секции M сжигания и эффективно принимает теплоту H излучения.
Угол θ3 наклона слоевой топки участка 13 дожигания также может быть углом θ2≠θ3 или может быть углом θ2=θ3.
[0046]
Между участком 11 сушки и участком 12 сжигания сформирована ступенька 27 (стена падения). Концевой участок 11c участка 11 сушки на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки выполнен оказывающимся выше в вертикальном направлении, чем концевой участок 12b участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки.
Между участком 12 сжигания и участком 13 дожигания нет ступеньки (стены падения). То есть участок 12 сжигания и участок 13 дожигания непрерывно соединены друг с другом. Иными словами, участок 12 сжигания и участок 13 дожигания выполнены так, что концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки и концевой участок 13b участка 13 дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки находятся на одной и той же высоте.
Поэтому концевой участок 13c участка 13 дожигания расположен так, что оказывается выше в вертикальном направлении, чем концевой участок 12с участка 12 сжигания.
[0047]
Далее будет описана причина, по которой угол наклона слоевой топки участка 11 сушки задают равным углу между -15° (минус 15 градусов) и -25° (минус 25 градусов).
Функция участка 11 сушки заключается в том, чтобы эффективно сушить и удалять влагу, присутствующую в объекте B, подлежащем сжиганию как отходы, за счет использования теплоты H излучения из главной секции M сжигания над объектом B, подлежащим сжиганию как отходы, и физической теплоты первичного воздуха из расположенной ниже части колосниковой решетки.
В данном случае, теплота H излучения из пламени главной секции M сжигания имеет больший вклад в сушку, чем физическая теплота первичного воздуха, и продолжить сушку участка расположенного выше слоя объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, легко.
По этой причине, скорость сушки повышают, перемещая участок расположенного ниже слоя объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, вверх посредством операции перемешивания у колосниковой решетки и замены участка расположенного ниже слоя участком расположенного выше слоя.
Вместе с тем, даже если проводят операцию перемешивания, в участке 11 сушки необходимо гарантировать длину, достаточную для удовлетворительного проведения испарения влаги. По мере увеличения длины, увеличиваются габариты печи для сжигания отходов, а также увеличиваются затраты. Поэтому требуется делать длину слоевой топки как можно короче.
[0048]
Если абсолютное значение угла наклона слоевой топки больше, чем угол естественного откоса объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, то, поскольку объект B, подлежащий сжиганию как отходы, сминается под действием своего собственного веса, а слой объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, не образуется, слоевая топка 5 не работает должным образом. С другой стороны, если абсолютное значение угла наклона слоевой топки меньше, чем угол естественного откоса объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, слоевая топка 5 работает должным образом, но уменьшается движение объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, под действием силы тяжести (движение под действием своего собственного веса). Кроме того, когда установочная поверхность направлена вверх, то есть, когда угол наклона слоевой топки соответствует положительному значению (значению со знаком плюс) наклона, сила тяжести действует в направлении сталкивания объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, назад с направления транспортировки.
Когда объем транспортировки объекта В, подлежащего сжиганию как отходы, из-за слоевой топки 5 оказывается меньше, чем объем загрузки объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, возможности слоевой топки 5 достигают предела транспортировки, и слоевая топка 5 не сможет обеспечить надлежащее сжигание объема загрузки объекта B, подлежащего сжиганию как отходы.
[0049]
Оптимальный угол наклона слоевой топки отличается в зависимости от объема объекта В, подлежащего сжиганию как отходы и подлежащего загрузке, и влагосодержания объекта В, подлежащего сжиганию как отходы. В данном случае, описание будет приведено в предположении, что случай, в котором объем объекта B, подлежащего сжиганию как отходы и подлежащего загрузке, является высоким и влагосодержание является высоким (большой объем влаги), - это случай, в котором нагрузка загружаемого объекта, подлежащего сжиганию как отходы, велика. Наоборот, предполагается, что случай, в котором объем объекта B, подлежащего сжиганию как отходы и подлежащего загрузке, является малым и влагосодержание является низким, - это случай, в которой нагрузка загружаемого объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, мала.
[0050]
На фиг.4 иллюстрируется график, на котором по горизонтальной оси представлен угол наклона слоевой топки участка 11 сушки, по вертикальной оси представлена требуемая длина слоевой топки участка 11 сушки, и в порядке от случая (1), в котором нагрузка загружаемого объекта, подлежащего сжиганию как отходы, является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка загружаемого объекта, подлежащего сжиганию как отходы, является наименьшей, построена зависимость между углом наклона слоевой топки участка 11 сушки и требуемой длиной слоевой топки участка 11 сушки.
В данном случае, требуемая длина слоевой топки - это расстояние, на котором высушивают 95 % влаги загруженного объекта В, подлежащего сжиганию как отходы. «Угол естественного откоса» по горизонтальной оси представляет угол естественного откоса объекта B, подлежащего сжиганию как отходы.
[0051]
Как иллюстрируется на графике согласно фиг.4, угол наклона слоевой топки, составляющий — 30°, является предельным для формирования слоя объекта B, подлежащего сжиганию как отходы. Что касается угла наклона слоевой топки согласно пределу формирования слоя, то требуемая длина слоевой топки уменьшается по мере сокращения угла наклона слоевой топки. Вместе с тем, когда угол наклона слоевой топки возвращается к положительному значению, требуемая длина слоевой топки постепенно становится больше. Это происходит потому, что когда угол наклона слоевой топки становится положительным значением, установочная поверхность направлена вверх, а скорость транспортировки замедляется, и в результате слой объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, становится толстым, а проведение сушки объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, в ниже находящемся слое затрудняется.
Следует отметить, что, из четырех случаев, от случая (1), в котором нагрузка объекта B, подлежащего сжиганию как отходы и подлежащего загрузке, является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка объекта B, подлежащего сжиганию как отходы и подлежащего загрузке, является наименьшей, не важно, являются ли свойства или количество объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, соответствующими или соответствующим оптимальному углу наклона слоевой топки участка 11 сушки, при котором обработку объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, можно провести надлежащим образом, а длину слоевой топки можно установить наикратчайшей, при которой имеется надлежащий диапазон угла между -15° (минус 15 градусов) и -25° (минус 25 градусов) в окрестности самой низкой точки кривой согласно случаю (1). Кроме того, оптимальное значение составляет -20° (минус 20 градусов).
[0052]
Далее будет пояснена причина, по которой в случае, в котором угол наклона слоевой топки участка 11 сушки задают находящимся в пределах надлежащего диапазона, описанного выше, надлежит сделать углом наклона слоевой топки участка 12 сжигания, находящимся между +8° (плюс 8 градусов) до +12° (плюс 12 градусов).
Функция участка 12 сжигания заключается в том, чтобы поддерживать температуру слоя объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, за счет теплоты H излучения из пламени главной секции M сжигания и теплоты сгорания за счет собственного кислорода, а также способствовать генерированию ускорения горючего газа за счет термического разложения летучих веществ и способствовать сжиганию связанного углерода, который остается после термического разложения.
[0053]
В данном случае, поскольку время, требуемое для сжигания связанного углерода, больше, чем время, требуемое для улетучивания летучего горючего газа, требуемую длину слоевой топки участка 12 сжигания определяют в соответствии со временем, требуемым для сжигания связанного углерода.
[0054]
На фиг.5 иллюстрируется график, где, в случае, в котором угол наклона слоевой топки участка 11 сушки задан в подходящем диапазоне, описанном выше, по горизонтальной оси представлен угол наклона слоевой топки участка 12 сжигания, по вертикальной оси представлена требуемая длина слоевой топки участка сжигания, и от случая (1), в котором нагрузка загружаемого объекта, подлежащего сжиганию как отходы, является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка загружаемого объекта, подлежащего сжиганию как отходы, является наименьшей, построена зависимость между углом наклона слоевой топки участка сжигания и требуемой длиной слоевой топки участка сжигания. В данном случае, требуемая длина слоевой топки - это расстояние, на котором испаряется или прогорает 95 % содержащихся летучих горючих веществ.
[0055]
Как иллюстрируется на фиг.5, угол наклона слоевой топки, составляющий -30°, - это предел для формирования слоя объекта B, подлежащего сжиганию как отходы. Что касается угла наклона слоевой топки согласно пределу формирования слоя, то требуемая длина слоевой топки уменьшается по мере сокращения угла. Учитывая предел транспортировки, надлежащий диапазон угла наклона слоевой топки можно задать соответствующим диапазону, очерченному штрихпунктирной линией, проиллюстрированному на фиг.5.
[0056]
Даже когда нагрузка загружаемого объекта, подлежащего сжиганию как отходы, в участке 11 сушки велика, поскольку участок 11 сушки имеет угол наклона слоевой топки в пределах надлежащего диапазона, снижение содержания воды и снижение объема отходов ускоряются. Поэтому, например, даже если нагрузка соответствует случаю (1) в участке 11 сушки, поскольку нагрузка изменяется до значений, соответствующих случаям (3) и (4) в участке 12 сжигания, в участке 12 сжигания можно позаимствовать больший угол наклона слоевой топки. То есть, поскольку участок сжигания можно направить вверх, появляется возможность гарантировать время удержания, требуемое для сжигания связанного углерода, а длину слоевой топки можно дополнительно сократить.
[0057]
На фиг.6 представлен график, на котором по горизонтальной оси представлен угол наклона слоевой топки участка 12 сжигания, по вертикальной оси представлена длина слоевой топки, требуемая и для участка 11 сушки, и для участка 12 сжигания, и в порядке от случая (1), в котором нагрузка объекта B, подлежащего сжиганию как отходы и подлежащего загрузке, является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка объекта B, подлежащего сжиганию как отходы и подлежащего загрузке, является наименьшей, построена зависимость между углом наклона слоевой топки участка 12 сжигания и длиной слоевой топки, требуемой и для участка 11 сушки, и для участка 12 сжигания. В данном случае, угол наклона слоевой топки участка 11 сушки задан равным оптимальному значению -20° (минус 20 градусов).
[0058]
Как иллюстрируется на фиг.6, с учетом предела транспортировки, надлежащим диапазоном угла наклона слоевой топки участка 12 сжигания является тот, в котором угол находится между +5° (плюс 5 градусов) и +15° (плюс 15 градусов), конкретнее - в котором угол находится между +8° (плюс 8 градусов) и +12° (плюс 12 градусов). Кроме того, в случае, в котором угол наклона слоевой топки участка 11 сушки имеет оптимальное значение -20° (минус 20 градусов), оптимальное значение угла наклона слоевой топки участка 12 сжигания составляет +10° (плюс 10 градусов).
Поскольку требуемые длины слоевых топок участка 11 сушки и участка 12 сжигания можно сделать как можно более короткими, задавая соответственные углы наклона слоевых топок находящимися в надлежащих диапазонах, в частности - равными оптимальным значениям, даже если в состав слоевой топки входит участок 13 дожигания, то появляется возможность разработать слоевую топку, относительно малогабаритную и экономичную.
Угол θ3 наклона слоевой топки участка 13 дожигания также можно задать как угол θ2=θ3 или как угол θ2≠θ3 в пределах такого же диапазона углов, как для угла θ2 наклона слоевой топки участка 12 сжигания.
[0059]
В соответствии с вышеупомянутым вариантом осуществления, поскольку главные поверхности участка 11 сушки, участка 12 сжигания, и участка 13 дожигания обращены к главной секции M сжигания, появляется возможность эффективного приема теплоты H излучения главной секции M сжигания. Поэтому можно повысить эффективность сушки в участке 11 сушки и повысить эффективность сжигания в участке 12 сжигания. Можно также эффективно осуществлять сжигание как отходов объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, в участке 13 дожигания.
[0060]
Кроме того, поскольку участок 11 сушки наклонен вниз, появляется возможность транспортировать обладающий любым свойством объект B, подлежащий сжиганию как отходы, к участку 12 сжигания без какой-либо задержки, а поскольку участок 12 сжигания и участок 13 дожигания наклонены вверх, объект B, подлежащий сжиганию как отходы, транспортируется без легкого скольжения вниз или качения вниз на сторону ниже по потоку участка 12 сжигания, и сжигается и транспортируется в достаточной мере.
[0061]
То есть, в случае объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, в состав которого входит скользкий материал или который сам имеет такую форму, что легко катится, поскольку объект B, подлежащий сжиганию как отходы, транспортируется к участку 12 сжигания раньше благодаря качению по участку 11 сушки или аналогичному средству, существует вероятность, что объект B, подлежащий сжиганию как отходы, нельзя будет достаточно высушить в участке 11 сушки. Вместе с тем, поскольку участок 12 сжигания и участок 13 дожигания наклонены вверх, объект B, подлежащий сжиганию как отходы, скатывающийся и падающий вниз на участок 11 сушки, не катятся дальше вниз к участку 12 сжигания и участку 13 дожигания, а всегда может быть достаточно просушен и сожжен как отходы в участке 12 сжигания. Поскольку объект B, подлежащий сжиганию как отходы, имеющий высокое содержание воды, транспортируется к участку 12 сжигания, высушиваясь и не оставаясь при этом в участке 11 сушки, и - аналогичным образом - объект B, подлежащий сжиганию как отходы, всегда в достаточной мере сжигается как отходы в участке 12 сжигания.
В результате, безотносительно свойств объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, появляется возможность непрерывно загружать объект B, подлежащий сжиганию как отходы, и становится возможным исключить сжигание остатков объекта B, подлежащего сжиганию как отходы.
[0062]
с
с
Даже если объект B, подлежащий сжиганию как отходы, катящийся вниз к участку 11 сушки, обладают мощным импульсом и проходит со своим импульсом через участок 12 сжигания, поскольку концевой участок 13 участка 13 дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки расположен так, что оказывается выше в вертикальном направлении, чем концевой участок 12 участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки, объект B, подлежащий сжиганию как отходы, останавливается, по меньшей мере, в участке 13 дожигания и не выпускается из участка 13 дожигания. Кроме того, поскольку участок 13 дожигания и участок 12 сжигания непрерывно соединены с друг с другом без ступеньки, даже если объект B, подлежащий сжиганию как отходы, который недостаточно сожжен, продвигается за счет качения или аналогичного движения к участку 13 дожигания, объект B, подлежащий сжиганию как отходы, возвращается к участку 12 сжигания благодаря своему собственному весу, и можно осуществить сжигание. То есть появляется возможность как можно больше минимизировать выпуск не полностью прогоревшего объекта B, подлежащего сжиганию как отходы.
[0063]
Кроме того, поскольку центральная линия C прямоугольной трубной стены 33 печи находится на участке 12 сжигания, положение главной секции M сжигания оказывается на участке 12 сжигания, а теплоту H излучения можно эффективно прикладывать к участку 11 сушки, участку 12 сжигания и участку 13 дожигания.
[0064]
Второй вариант осуществления
Ниже, со ссылками на чертежи, будет подробно описана механическая слоевая топка в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения. Применительно к этому варианту осуществления будут рассмотрены главным образом отличия от вышеописанного первого варианта осуществления, а описание аналогичных частей будет опущено.
Как иллюстрируется на фиг.7, между участком 12 сжигания и участком 13 дожигания слоевой топки 5 согласно этому варианту осуществления присутствует ступенька 28 (стена падения).
[0065]
Концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки и концевой участок 13c участка 13 дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки находятся в одинаковом положении в вертикальном направлении, или концевой участок 13c участка 13 дожигания расположен выше концевого участка 12c участка 12 сжигания в вертикальном направлении. Механическая слоевая топка 1 согласно данному варианту осуществления представляет собой пример, в котором концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки и концевой участок 13c участка 13 дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки заданы в одинаковом положении в вертикальном направлении.
[0066]
Таким образом, даже в случае, в котором объект B, подлежащий сжиганию как отходы, катится вниз или совершает аналогичное движение в участке 11 сушки, появляется возможность предотвратить выпуск объекта B, подлежащего сжиганию как отходы, из участка 13 дожигания, если сгорание упомянутого объекта было недостаточным.
[0067]
Хотя со ссылками на чертежи подробно описаны варианты осуществления данного изобретения, конкретная конфигурация этим вариантом осуществления не ограничивается, и в рамках объема притязаний данного изобретения, не отступая от его существа и т.п., в него можно внести изменения.
В вышеупомянутом варианте осуществления дистальные концы колосниковых решеток 15, 16 обращены к стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки. Однако данное изобретение этим не ограничивается. Например, дистальные концы колосниковых решеток 15 и 16 участка 11 сушки могут быть расположены обращенными к стороне ниже по потоку в направлении транспортировки.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0068]
1 Механическая слоевая топка
2 Бункер
3 Печь для сжигания отходов
4 Питатель
5 Слоевая топка
6 Воздушный короб
7 Стол подачи
8 Приводное устройство питателя
9 Камера сгорания
10 Нагнетатель
11 Участок сушки
11a Установочная поверхность участка сушки
12 Участок сжигания
12a Установочная поверхность участка сжигания
13 Участок дожигания
13a Установочная поверхность участка дожигания
15 Неподвижная колосниковая решетка
16 Подвижная колосниковая решетка
16P Колосниковая решетка с выступом
17 Выпускной желоб
18 Приводной механизм
19 Балка
20 Гидравлический цилиндр
21 Рычаг
22 Балка
23 Кронштейн
25 Корпус колосниковой решетки
26 Выступ
27, 28 Ступенька (стена падения)
31 Передняя арка
32 Задняя арка
33 Стена печи
34 Передняя стена
35 Задняя стена
36 Боковая стена
B Объект, подлежащий сжиганию как отходы
C Центральная линия
D Направление транспортировки
D1 Сторона ниже по потоку в направлении транспортировки
F Теплота излучения
M Главная секции сжигания
θ1, θ2, θ3 Угол наклона слоевой топки.