Вертикальная установка непрерывного пиролиза с перемещением пиролизного материала подвижными механизмами

Заявляемое техническое решение относится к области термического пиролиза и предназначено для утилизации бытовых и промышленных отходов.
Известна, например, вертикальная мусоросжигательная установка (CN206055634 U, 29.03.2017, [1]), содержащая первую камеру сгорания, загрузочный канал для мусора, приемные пластины и дымоход выхода пиролизного газа.
У аналога [1] загрузочный канал для мусора расположен в верхней части камеры сгорания, а дымоход выхода пиролизного газа под топочной камерой. Приемные пластины снабжены валами вращения.
Известно устройство для сжигания бытовых отходов (US 4201141 C1, 06.05.1980, [2]). Как и в заявляемом техническом решении, устройство содержит печь, снабженную загрузочным бункером, наклонными элементами и газовым дымоходом отвода отработанного газа.
Наклонные элементы автоматически приводятся в действие с помощью мотор-редукторов. Загрузочный бункер выполнен в боковой части печи, а дымоход отвода отработанного газа в верхней части. В нижней части печи имеется бункер для золы.
Также известен аппарат для пиролиза (US 4732092 C, 22.03.1988, [3]). Камера пиролиза аппарата содержит боковое впускное отверстие исходного материала (отходов) и пять отдельных ступеней, разделенных подвижными решетками. В верхней части камеры пиролиза выполнено отверстие выхода отработанных газов.
У аналога [3] каждая из решеток может перемещаться горизонтально в камере пиролиза с помощью исполнительных механизмов.
Указанный аналог [3] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении или использовании технического решения является необходимость устранения попадания кислорода в момент загрузки в пиролизную камеру и препятствование выбросу пиролизного газа в атмосферу.
У аналогов [1-3] вход подлежащего деструкции мусора и выход пиролизного газа размещены на разных сторонах камеры пиролиза. Это приводит к неравномерности отвода пиролизного газа из камеры пиролиза. При этом возможен выброс пиролизного газа в атмосферу.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является равномерный отвод пиролизного газа из камеры пиролиза.
Технический результат достигается тем, что вертикальная установка непрерывного пиролиза содержит камеру пиролиза и камеру горения. При этом камера пиролиза содержит окно загрузки, выход отработанного пиролизного газа и приемные полки, расположенные вертикально друг над другом. Отличается тем, что выходом отработанного пиролизного газа является перфорированный воротник, который окружает окно загрузки, при этом внутренняя полость воротника сообщена с камерой пиролиза.
Вышеуказанная совокупность существенных признаков заявленного технического решения обеспечивает достижение заявленного технического результата.
В частном случае установка содержит камеру загрузки, в которой размещен первый толкатель с гидравлическим или механическим приводом, при этом над приемными полками расположены вторые толкатели, каждый из которых имеет гидравлический или механический привод.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
На чертеже показана схема вертикальной установки непрерывного пиролиза с перемещением пиролизного материала подвижными механизмами.
Вертикальная установка непрерывного пиролиза представляет собой вертикальную шахту и содержит камеру загрузки (1), камеру пиролиза (2), камеру горения (3), жаростойкий транспортер (4), накопительный бункер (5) и систему принудительного удаления газа.
Камера загрузки (1) расположена в верхней части шахты. Камера загрузки (1) представляет собой принимающую емкость прямоугольной формы, рассчитанную на дозу загрузки в зависимости от производительности установки. В камере загрузки (1) размещен первый толкатель (6) с гидравлическим или механическим приводом (7).
Камера пиролиза (2) содержит окно загрузки (8) и приемные полки (9). Окно загрузки (8) окружает перфорированный воротник (10), который является выходом отработанного пиролизного газа. Внутренняя полость воротника сообщена с камерой пиролиза (2). Такое решение позволяет равномерно отводить пиролизный газ, препятствует попаданию кислорода в момент загрузки в камеру пиролиза (2) и препятствует выбросу пиролизного газа в атмосферу.
Количество приемных полок (9) зависит от производительности установки.
Для перемещения пиролизного материала установка снабжена вторыми толкателями (11), каждый из которых имеет гидравлический или механический привод (12). Вторые толкатели (12) расположены над приемными полками (9).
Камера горения (3) расположена под камерой пиролиза (2). В камере горения (3) расположена горелка (13).
Выход углеродного остатка нижней секции шахты соединен транспортером (4) с накопительным бункером (5).
Система принудительного удаления газа содержит насос (14) для создания вакуума в камере пиролиза (2). Вход газа насоса (14) соединен с выходом отработанного пиролизного газа. Выход газа насоса (14) соединён с горелкой (13).
Описание работы.
В момент наполнения отходами камеры загрузки (1) первый толкатель (6) находится в положении «закрыто», в этот момент камера загрузки (1) открыта для заполнения отходами, а окно загрузки (8) закрыто. При выполнении операции загрузки первый толкатель (6) перемещает отходы из камеры загрузки (1) к окну загрузки (8), одновременно закрывая камеру загрузки (1) и открывая окно загрузки (8). По завершении операции толкатель (6) возвращается в исходное положение «закрыто».
После этого отходы попадают в камеру пиролиза (2) на приемную полку (9). Через заданное программой время второй толкатель (11) приводимый в движение гидравлическим, или механическим приводом (12) перемещает отходы на нижнюю полку (9) и так далее. Процесс повторяется до тех пор, пока отходы не достигнут самого нижнего отсека. Во время перемещения материала по полкам (9) сверху вниз происходит его нагрев и термическая деструкция, пиролиз.
Образовавшийся в процессе пиролиза газ отводится насосом (14) из камеры пиролиза (2). При этом в камере пиролиза (2) создается вакуум. Отбор газа производится в воротнике (10), окружающем окно загрузки (8).
После этого отобранный газ подают насосом (14) в горелку (13) и сжигают в камере горения (3) для поддержания процесса пиролиза.
Углеродный остаток, накопившийся в нижней секции, выталкивается вторым толкателем (11) из камеры пиролиза (2) через дверь на транспортер (4).
Далее по транспортеру (4) углеродный остаток подают в накопительный бункер (5) для охлаждения и дальнейшей утилизации.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов и может быть применено на любом предприятии утилизации отходов.