УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ ВЫСОКОЙ ВЛАЖНОСТИ

Полезная модель относится к мусоросжигательным печам, специально предназначенным для сжигания отходов или низкосортных топлив, а именно, к устройствам для сжигания древесных отходов высокой влажности.
Широко известны энергоустановки слоевого сжигания твердого топлива (в т.ч. древесных опилок), в которых топливо подается непосредственно в камеру сжигания котла. Древесные опилки или щепа с топливного склада подаются на ленточный транспортер и далее питателем в топку котла в автоматическом режиме «подача-пауза» в соответствии с заданной на контроллере программой. Питатель осуществляет дозированную подачу топлива в топку котла, в котором происходит его смешивание с дутьевым воздухом, превращение в горючие газы, воспламенение и сжигание непосредственно в топке котла с передачей тепла рабочему телу. Контроллер-программатор обеспечивает поддержание и регулировку температуры теплоносителя. Циркуляция воды обеспечивается насосом.
2
При этом древесные опилки на начальной стадии при подаче в топку котла нагреваются от продуктов горения в топке, разлагаются на углерод, водяной пар, смолы и масла, а при дальнейших реакциях между углеродом и кислородом дутьевого воздуха образуется окись углерода (СО), водород (Н) и углеводороды (CnHm) - главные горючие компоненты. Недостатком известного устройства является то, что при большой влажности исходного топлива, которая при неблагоприятных метеорологических условиях достигает (60-85)%, низшая теплотворная способность топлива составляет от 800 до 3000 ккал/кг. Такой низкой теплотворной способности недостаточно для подготовки исходного топлива к сжиганию, что приводит к погасанию факела, аварийному останову котла и прекращению подачи тепловой энергии потребителям, что недопустимо. Кроме того, при повышенной влажности исходного топлива (Wp>60%) происходит существенный физический и химический недожог топлива, что приводит не только к существенному снижению экономичности котельной установки, но и ее надежности, так как продукты механического недожога топлива, откладываясь на поверхностях теплообмена котла и по тракту дымовых газов, увеличивают аэродинамическое сопротивление и, тем самым, эксплуатационные расходы, пожароопасность и загрязнение окружающей среды. Таким образом, для обеспечения сжигания влажных древесных отходов необходимо обеспечить постоянное поддержание пламени в топке.
Указанные условия обеспечиваются в устройстве для сжигания древесных отходов высокой влажности, содержащем котел с топкой, оснащенный теплообменными каналами для подогрева воды, механизмом подачи отходов, средствами подвода дутьевого воздуха, золоуловителем и дожигателем, выполненным в виде горелки с системами подвода топлива и дополнительного окислителя (см. патент JP 6050523, кл. F23G 5/04, опубл. 22.02.1994), выбранном в качестве прототипа. Недостатками известного устройства являются присутствие в зоне сжигания большого количества золы и неэффективность дожигания, обусловленная плохой вентиляцией и малой площадью взаимодействия пламени горелки с отходами.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении эффективности сжигания древесных отходов высокой влажности. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство для сжигания древесных отходов высокой влажности, содержащее котел с топкой, оснащенный теплообменными каналами для подогрева воды, механизмом подачи отходов, средствами подвода дутьевого воздуха, золоуловителем и дожигателем, выполненным в виде горелки с системами подвода топлива и дополнительного окислителя, снабжено механизмом подачи, выполненным в виде подвижной колосниковой решетки, установленной под углом 45-75° к горизонту, под нижним концом которой расположено входное отверстие золоуловителя, а к верхнему концу подведен факел горелки так, что направление подачи топлива и дополнительного окислителя противоположно направлению подачи отходов, при этом средства подвода дутьевого воздуха размещены над указанными решеткой и горелкой и под теплообменными каналами для подвода воды.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство для сжигания древесных отходов высокой влажности содержит котел 1 с топкой 2. Внутри котла 1 в верхней части установлены теплообменные каналами для подогрева воды 3. Ниже последовательно расположены средства подвода дутьевого воздуха 4, механизм подачи отходов 5 и золоуловитель 6. Такое расположение позволяет посредством нагретого дутьевого воздуха эффективно передавать тепловую энергию от топки 2 к воде в каналах 3. Золоуловитель 6 снабжен входным отверстием 7, в которое после сжигания поступают остатки отходов с механизма подачи 5, что позволяет удалять отходы из котла сразу после сжигания, оставляя пространство для беспрепятственной циркуляции дутьевого воздуха. Для улучшения вентиляции механизм подачи выполнен в виде подвижной колосниковой решетки, установленной под углом 45-75° к горизонту. Этот угол должен быть больше угла трения, но меньше угла, при котором отходы приобретают большую скорость, что приводит к их неполному сгоранию. Для повышения эффективности сжигания и исключения возможности погасания пламени, которое может привести к аварийной ситуации, предлагаемое устройство снабжено дожигателем 8, выполненным в виде горелки с коаксиальными системами подвода жидкого топлива 9 и дополнительного окислителя 10. Факел 11 горелки подведен к верхнему концу решетки механизма подачи 5 так, что направление подачи топлива и дополнительного окислителя противоположно направлению подачи отходов. Такое расположение, обеспечивающее формирование встречных потоков, увеличивает площадь взаимодействия пламени и обеспечивает наиболее эффективный поджиг отходов.
Устройство работает следующим образом.
Исходные отходы в виде древесных опилок из приемного бункера с помощью гидравлического толкателя подается через канал подачи древесных опилок 12 в топку 2 котла 1 и далее попадает на подвижную колосниковую решетку механизма подачи 5. Навстречу отходам в топку 2 дополнительно вводят жидкое горючее через систему 9 и дополнительный окислитель (например, дутьевой воздух) через кольцевой канал 10, образующих при возгорании дежурный факел 11. Этот факел 11 обеспечивает интенсивный процесс подготовки исходных отходов к сжиганию. При этом дутьевым воздухом, подаваемым через кольцевой канал 10, отводятся водяные пары от опилок в топке 2. Это приводит к поддержанию горения древесных опилок повышенной влажности в течение всего времени, что и является техническим результатом изобретения. Твердые продукты горения удаляются из топки в золоуловителем 6.