УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ПОРОДЫ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЯ
UNIT FOR COMBUSTION ROCK WITH LOW COAL CONTENT

Изобретение относится к области горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации отходов сланцевых и угольных шахт, а также обогатительных фабрик, в том числе с целью отопления промышленных и административных зданий указанных предприятий.
В процессе добычи и отгрузки угля у шахт, разрезов и особенно углеобогатительных фабрик образуется отход - «порода», которую сваливают в отвалы. Порода представляет собой «срощенные» между собой кусочки угля и камня, которые не удалось отделить в процессе обогащения. Нормой считается содержание камней (золы) 70-85%, угля - 15-30%.
Дешевых технологий выделения угля из породы не существует, поэтому породу вывозят в отвалы, которые могут возгораться и ухудшать экологию.
Известно использование отходов углеобогащения для сжигания в топках ТЭЦ (см., например, материалы VII Всероссийской конференции с международным участием «Горение твердого топлива», Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 13-16 ноября 2012, статья 53: «Использование вторичных ресурсов (отходов углеобогащения) для сжигания в топках ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго», см. сайт Интернет www.itp.nsc.ru/cjnferences/gtt8/).
Однако для сжигания породы в топках ТЭЦ требуется ее измельчение, но при подаче породы в мельницу наблюдалось зависание и отложение частиц породы, что приводило к ограничению производительности котла. Для беспроблемной подачи породы в мельницу и дальнейшего сжигания необходима грануляция или брикетирование породы.
Известно устройство утилизации тепла и газа от сжигания дробленой породы, содержащей горючие компоненты (см. авторское свидетельство SU 1229222 A1, опубл. 1986 г.), которое включает изолирующий слой, помещенный непосредственно на породный отвал, в который помещены теплообменники, выполненные в виде обсадных труб, расположенных в зоне горения, воздухопитающие трубопроводы с дутьевыми соплами для подачи воздуха, газоотводящие коллекторы.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и возможность ее применения только непосредственно на отвалах. Кроме того, вследствие расположения теплообменников непосредственно в зоне горения не позволяет создавать в зоне горения высокую температуру, необходимую для полного сжигания низкокалорийного топлива.
Наиболее близким к предложенному является установка для сжигания углесодержащей породы, содержащая наклонную вращающуюся печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий камеру с размещенным в ней трубопроводом и выполненный с возможностью выгрузки в камеру и охлаждения прогоревшей породы (RU 2011137384 A, опубл. 27.03.2013).
Недостатком известной установки является низкая эффективность использования тепла от сжигания углесодержащей породы, во-первых, из-за большого количества теплопотерь через стенки вращающейся трубчатой печи, во-вторых, из-за неэффективного съема тепла с кусков породы в камере с теплообменником, вызванного малой площадью контакта кусков породы (размером до 10 см) с трубой теплообменника. Кроме того, теряется тепло выходящих из печи газов.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является создание установки, способной эффективно утилизировать тепло, полученное от сжигания низкосортного топлива с низким содержанием горючего компонента.
Поставленная задача решается тем, что установка для сжигания углесодержащей породы содержит печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий трубопровод, размещенный в емкости, которая выполнена с возможностью выгрузки в нее прогоревшей породы из печи, при этом особенность заключается в том, что печь выполнена теплоизолированной, а емкость заполнена жидкостью и выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки породы в емкость к зоне выгрузки.
Решению поставленной задачи способствует также то, что установка снабжена другим теплообменником, соединенным с выходом печи для газообразных продуктов. Кроме того, печь выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки к зоне выгрузки через зону горения.
Технический результат, полученный от реализации изобретения, заключается в повышении эффективности использования тепла, полученного от сжигания низкокалорийных углесодержащих отходов. Данный результат обусловлен тем, что теплоизоляция печи обеспечивает более высокую температуру горения, обеспечивающую более полное сжигание угля, и более высокую температуру выгружаемой в емкость породы, а наличие жидкости в емкости для выгрузки породы обеспечивает более эффективный съем тепла с породы через жидкость. Кроме того, наличием теплообменника, утилизирующего тепло от газообразных продуктов сгорания, дополнительно повышает эффективность использования тепла от сжигания.
Сущность изобретения поясняется с помощью схемы, приведенной на фигуре.
Установка для сжигания породы с низким содержанием угля содержит теплоизолированную печь 1 со средством транспортировки породы 2 от зоны загрузки в зону горения и далее в зону выгрузки. Средство транспортировки может представлять собой, например, колосниковый конвейер 3. Печь 1 имеет в нижней части отверстие 4 для подачи воздуха. В верхней части печи 1 имеется отверстие 5 для отвода газообразных продуктов сгорания, соединенное с трубопроводом первого теплообменника 6. В нижней части печи 1 имеется отверстие 7 для выгрузки прогоревшей породы (горячих камней) с конвейера 3 в емкость 8 (термозумпф), наполненную охлаждающей жидкостью (водой), в которую помещен второй теплообменник 9. В емкости 8 размещено средство для транспортировки породы, представляющее собой, например, скребковый конвейер 10, который перемещает породу в емкости 8 от зоны загрузки в зону выгрузки и далее из емкости 8 в зону 11 сушки.
Работа предлагаемой установки осуществляется следующим образом.
В зону горения печи 1 через загрузочное отверстие на конвейере 3 подается порода 2 и воздух через отверстие 4. Теплоизоляция печи обеспечивает высокую температуру в зоне горения и полное сгорание угля. В результате горения породы 2 образуются газообразные продукты сгорания, которые через отверстие 5 поступают в теплообменник 6, и твердая порода - нагретые камни, которые через отверстие 7 попадают в емкость 8 с водой, образуя суспензию. Тепло камней передается этой жидкости, нагревая ее до температуры, близкой к 90°C. Теплообменник 9 снимает тепло с указанной жидкости. Охлажденные камни по обезвоживающему скребковому конвейеру 10 транспортируются в зону 11 сушки, где на горизонтальном участке обсыхают, поскольку вода имеет остаточную высокую температуру.
Выжженная порода является не горючей, и ее можно использовать в строительстве.