РЕШЕТКА РЕАКТОРА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА

РЕШЕТКА РЕАКТОРА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА
Предложение относится к области термической обработки материала, преимущественно, огневого обезвреживания бытовых отходов или отходов различных, в частности экологически вредных, производств, имеющих различные по фракциям или агрегатному состоянию материалы. Из известных наиболее близкой является решетка, используемая в реакторе для термического обезвреживания отходов, включающем камеру сжигания с криволинейной в вертикальном сечении стенкой-дефлектором с каналами для подачи газа в кипящий слой обрабатываемых отходов, в которой позонно продуваемая решетка наклонена в сторону зоны выгрузки зольных остатков термической обработки отходов, а ниже решетки размещены средства для подачи через решетку газообразного и/или жидкого топлива или отходов, при этом, решетка выполнена с различными углами наклона в зонах загрузки, сушки, сжигания, газификации отходов, дожигания зольных остатков термообработки и выгрузки (RU, №2158878, С 1,2000 г.).
При использовании известной решетки при боковой или центральной подаче нельзя добиться равномерности распределения загрузки материала в слой, так как в области загрузочных каналов образуются застойные зоны, поскольку вращение слоя происходит в вертикальных плоскостях и наиболее крупные и тяжелые фракции материала не могут покинуть эту зону. Интенсивность процесса массотеплообмена определяется вертикальной скоростью газов, которая не
может быть увеличена более, чем в 2-4 раза по сравнению с минимальной скоростью псевдоожижения, в противном случае нарушается режим устойчивого псевдоожижения. Наиболее крупные куски материала под действием силы тяжести скатываются к периферии в направлении канала для выхода термически обработанного материала, однако, часть материала покидает устройство не пройдя полного цикла термического обезвреживания. Наружные слои таких кусков подвергаются процессу газификации, в то время, как внутри куска находятся продукты недожога.
Задачей настоящего технического решения является повышение равномерности распределения загружаемого материала по поверхности и объему слоя, уменьшение вероятности образования застойных зон, повышение интенсивности процессов массо-теплообмена за счет оптимального дополнительного направления перемешивания в горизонтальной плоскости, чем обеспечивается повышение эффективности термической обработки материала, повышение степени однородности термического обезвреживания материала, в частности, состоящего из кусков различного размера и плотности.
Достигается это тем, что решетка реактора для термической обработки материала имеет конусообразную или усеченную конусообразную поверхность с позонно продуваемыми отверстиями, наклонно расположенные к образующей оси которых направлены под изменяющимися по величине по длине образующей углами таким образом, что обеспечивают движение частиц термически обрабатываемого материала по винтовой спирали, продольная ось которой концентрична центральной оси конусообразной поверхности решетки. При этом, ее конусообразная или усеченная конусообразная поверхность может быть обращена вершиной вверх или вниз. Взаимодействующая с обрабатываемым материалом поверхность решетки может быть выполнена с рифлениями или волнообразной. Кроме того, продуваемые отверстия,
создающие преимущественно вертикальную или нормальную составляющую траектории движения частиц материала, расположены во впадинах рифлений или волн поверхности решетки, а продуваемые отверстия, создающие преимущественно горизонтальную или тангенциальную составляющую траектории движения частиц материала, расположены со смещением их осей к вершинам рифлений или волн. При этом, канал для выхода термически обработанного материала расположен по центру конусообразной или усеченной конусообразной поверхности или образован вокруг кромки ее большего основания. Центральная продольная ось каждого из не менее, чем половины отверстий решетки наклонена под углом «ai, составляющим с ее проекцией на плоскость, проведенную через образующую конусообразной поверхности решетки и пересекающую ее касательную к центральной окружности на поверхности решетки в месте пересечения оси данного отверстия, составляющим 5° 90°, а угол «а2 между указанными проекцией и образующей составляет 10°-#0°.
Техническое решение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема определения направления центральной оси отверстия с центром в точке «О решетки в осях X, Y, Z (стрелками показано направление движения материала).
Решетка реактора для термической обработки материала имеет конусообразную или усеченную конусообразную поверхность 1 с позонно продуваемыми отверстиями 2, наклонно расположенные к образующей оси 3 которых направлены под изменяющимися по величине по длине образующей углами таким образом, что обеспечивают движение частиц термически обрабатываемого материала по винтовой спирали ( отмечено стрелками на фиг.1), продольная ось 4 которой концентрична центральной оси конусообразной поверхности решетки. Взаимодействующая с обрабатываемым материалом поверхность решетки может быть выполнена
с рифлениями или волнообразной (на чертеже не показано), а продуваемые отверстия, создающие преимущественно вертикальную или нормальную составляющую траектории движения частиц материала, расположены во впадинах рифлений или волн поверхности решетки, причем, продуваемые отверстия, создающие преимущественно горизонтальную или тангенциальную составляющую траектории движения частиц материала, расположены со смещением их осей к вершинам рифлений или волн. Канал 5 для выхода термически обработанного материала расположен по центру конусообразной или усеченной конусообразной поверхности или образован вокруг кромки 6 ее большего основания. Центральная продольная ось каждого из не менее, чем половины отверстий решетки наклонена под углом «ai, составляющим с ее проекцией на плоскость, проведенную через образующую конусообразной поверхности решетки и пересекающую ее касательную к центральной окружности на поверхности решетки в месте пересечения оси данного отверстия, составляющим 5° 85°, а угол «а2 между указанными проекцией и образующей составляет 10°-SO0.
При работе реактора через решетку позонно подается газ или теплоноситель в смеси с газом, организованным потоком обеспечивается наибольшая вращательная (горизонтальная) скорость материала на периферии решетки, куда скатываются наиболее крупные и тяжелые частицы обрабатываемого материала, которые подхватываются организованным по винтовой линии (тороидально) потоком. За счет этого достигается увеличение времени пребывания этих частиц в зоне тепловой обработки, интенсифицируется выгорание тяжелых частиц, уменьшается их недожог. Кроме того, за счет указанных величин углов обеспечивается оптимальное абразивное воздействие на обрабатываемый материал, например, со стороны инертного теплоносителя - кварцевого песка. Эффективность, в основном за счет продолжительности тепловой и
абразивной обработки увеличивается также и за счет того, что за счет горизонтальной составляющей вращения материала он перемещается из зоны под загрузочным устройством в зону канала для выхода материала, совершая, по крайней мере один поворот на 180° , прежде чем покинуть реактор.
Выбранные параметры являются оптимальными для различных по массе, консистенции и фракциям материалов, подаваемых в реактор для их термической обработки.