ТЕРМИЧЕСКАЯ КАМЕРА ДЛЯ ДОЖИГА ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

Представленное в данном описании техническое решение относится к утилизации вредных и опасных материалов, включая зараженные биоматериалы. Термическая камера предназначена для ее использования в устройствах и системах утилизации указанных материалов, применяемых в частности, в химических, биологических лабораториях, медицинских учреждениях, в биотуалетах, установленных в общественном и индивидуальном пользовании, а также на транспорте, включая автомобильный, воздушный, железнодорожный, водный транспорт и космические летательные аппараты.
Использование свч-печей и камер на основе применения магнетронов известно, например, известна свч-печь, применяемая для нагрева диэлектрических объектов, содержащая рабочую камеру, снабженную дверцей, источник свч-энергии, щелевые отверстия связи (RU 2329617, 20.07.2008).
Известна также свч-печь, включающая рабочую камеру, систему возбуждения электромагнитной энергии, имеющую общую стенку с рабочей камерой, источник свч-энергии. Система возбуждения электромагнитного поля расположена внизу рабочей камеры, в области расположения обрабатываемого материала, и выполнена в виде прямоугольного рупора. Рабочая камера снабжена дверцей, в качестве системы возбуждения электромагнитной энергии и источника свч-энергии использован магнетрон. Источник свч-энергии расположен на нижней стенке системы возбуждения по центру. Нижняя часть рабочей камеры одновременно является верхней стенкой рупора системы возбуждения (RU 121115 U1, 10.10.2012).
Известна СВЧ-печь, содержащая металлический корпус с шарнирно закрепленной с одной стороны прямоугольной дверцей, имеющий эластично деформируемый уплотняющий кант, внутри корпуса расположены рабочая камера с отверстием, СВЧ-генератор, устройство управления СВЧ-нагревом, вентилятор и отверстия для воздушного потока, устройство ввода СВЧ-энергии в камеру, состоящее из отрезка волновода с присоединенной к нему рупорной антенной, раскрыв которой выходит в отверстие, закрытое СВЧ-прозрачной защищающей от паров заслонкой, отличающаяся тем, что она снабжена гидромагнитными композиционными пленками, расположенными на внутренних поверхностях волновода, рупорной антенны, на защищающей заслонке и на уплотняющем канте со стороны крепления дверцы к корпусу и выполненными из термостойкого диэлектрического связующего материала, прозрачного на рабочей частоте СВЧ-генератора, и наполнителя из смеси порошков легированных гексаферритов с различными частотами естественного ферромагнитного резонанса, близкими к частотам высших гармоник СВЧ-генератора (RU 10317 U1, 16.06.1999).
Из патентной документации также известно устройство для сжигания твердых бытовых и прочих органических отходов, характеризующееся тем, что оно содержит оборудование для сепарации и измельчения отходов, бункер-питатель отходов, циклонную печь с тангенциальным входом смеси измельченных отходов и нагретого воздуха, камеру каталитического дожигания, работающую по принципу беспламенной горелки, камеру декарбонизации, оснащенную бункером и питателем для известняковой муки, воздухоподогреватель, теплообменник, систему мокрой газоочистки. Камера каталитического дожигания выполнена щелевой из алюмосиликатных огнеупоров (RU 2249766 C2, 10.04.2005).
Известна мусоросжигательная установка, содержащая камеры сжигания и дожигания, каналы для подачи воздуха в зоны сжигания и дожигания продуктов горения, дымовую трубу, узел автоматической подачи твердого топлива и удаления золы, в задней части камеры сжигания выполнено отверстие, соединяющее камеры сжигания и дожигания, в камере дожигания в нижней части находится отверстие подачи вторичного подогретого воздуха, дожигатель закрыт теплоизолированным кожухом, в теплоизолированном кожухе находится перегородка между дожигателем и дымовой трубой, в верхней части перегородки расположена заслонка, в верхней части кожуха за перегородкой расположена дымовая труба для удаления дымовых газов. Дожигатель выполнен из огнеупорных материалов, например керамобетона, при этом узел дожигания не сгоревших продуктов горения уничтожаемых отходов, работает без подачи дополнительного топлива. Продукты горения, выходящие из узла дожигания, разворачиваются на 180°, доходят до нижней части перегородки, повторно разворачиваются на 180° и поступают в дымовую трубу. Камера сжигания (топка) и узел дожигания в сборе имеют L-образную форму (RU 134290 U1, 10.11.2013).
Печь для сжигания твердых и жидких материалов, содержащая футерованные огнеупорным покрытием, вертикально смонтированные и связанные центральным отверстием промежуточного свода, камеру сгорания, оснащенную загрузочным бункером и колосником над сборником золы, и камеру дожигания продуктов горения, сообщающиеся с системой распределенной подачи окисляющего воздуха, причем камера дожигания посредством нормально расположенного трубопровода связана с параллельно установленным скруббером, на выходе которого смонтировано устройство фильтрования отходящего аэрозоля. Свод с центральным отверстием между камерами сгорания и дожигания продуктов пиролиза выполнен в форме прямоугольного борова, совмещенного с соплом, на выходе которого размещены каналы подвода воздуха, направленные в камеру дожигания под углом 25-35° к продольной оси, при этом окисляющий воздух распределен в следующем массовом соотношении: четверть под колосник, половина в сопло между камерами, в каждую из которых остаток поровну (RU 83827 U1, 20.06.2009).
Известно устройство для сжигания отходов, включающее камеру сжигания с крышкой, размещенную на крышке камеру дожигания с патрубком подвода воздуха от воздуховодного рукава и смотровыми отверстиями с заслонками, расположенные в камере дожигания дефлектор и искрогаситель, и панель управления, отличающееся тем, что оно снабжено пультом управления, выполненным из кожуха, размещенного на поворотных колесных опорах с расположенными в нем ресиверными камерами для создания направленного воздушного потока, емкостью для дизельного топлива и топливоподводящими шлангами, дизельной горелкой, закрепленной на камере сжигания, при этом камера сжигания размещена на опорной платформе с ограждением и имеет механизм поворота камеры и механизм подъема крышки камеры, а камера дожигания имеет установленную на ней сверху трубу (RU 62213 U1, 27.03.2007).
Устройство для сжигания твердого топлива, бытовых и промышленных отходов, содержащее рабочую камеру с конусообразным подом, футерованным жаростойким материалом со сквозными отверстиями и колосниковой решеткой, расположенную под ней камеру дожигания, окружной канал подачи воздуха и канал отвода продуктов сгорания, отличающееся тем, что окружной канал подачи воздуха состоит из автономных окружных каналов подачи воздуха, расположенных по высоте пода, колосниковая решетка выполнена в виде жаростойкой надставки с отверстиями, связывающими надколосниковое пространство с камерой дожигания, в верхней части которой выполнены сопла с возможностью многоструйной подачи воздуха, при этом устройство смонтировано на опорах и выполнено из верхнего корпуса, в котором размещена рабочая камера, и нижнего - с камерой дожигания и каналом отвода продуктов сгорания, соединенных между собой окружным поясом. Поверхностный слой всей жаростойкой футеровки содержит мелкодисперсный катализатор горения (RU 52625 U1, 10.04.2006).
Известно устройство для сжигания в котором камера дожигания выполнена в виде автономного блока, расположена между зольной камерой и каналом отвода продуктов сгорания и сообщена с ними последовательно, причем под устройства выполнен из пустотелых керамических блоков в форме сегментов, внутренние полости которых сообщаются с каналами подвода газифицирующего агента и реактором, колосник выполнен из биметалла, при этом материал биметалла со стороны реактора имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала со стороны зольной камеры (RU 2472068 C1, 10.01.2013).
Известно устройство переработки и уничтожения твердых отходов содержит загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода газообразных продуктов, камеру дожигания, приемный контейнер отходов переработки, камеры сгорания, часть из которых расположена в нижней части камеры газификации, отличающееся тем, что другая часть камер сгорания расположена в верхней части камеры газификации, которая содержит расположенную соосно с ней реторту, боковая поверхность которой выполнена в виде цилиндрического колосника, а нижний торец - в виде плоского колосника, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность камеры газификации и наружная боковая поверхность реторты образуют кольцевую полость, при этом нижняя часть кольцевой полости соединена тангенциальными сопловыми каналами с камерами сгорания нижней части камеры газификации, а верхняя часть - с торцевым отверстием реторты, при этом камера газификации соединена с камерой дожигания входным патрубком, сообщающимся с нижним торцевым отверстием реторты, а камеры сгорания, расположенные в верхней части камеры газификации, имеют каналы выхода газифицирующего агента, направленные на верхнее торцевое отверстие реторты, при этом камеры сгорания камеры газификации и камера дожигания соединены с внешними источниками топлива и воздуха, а камера дожигания снабжена эжектором, установленным за входным патрубком пиролизного газа камеры дожигания (RU 2476770 C2, 27.02.2013).
Известно устройство для сжигания твердых и жидких материалов, содержащее систему распределенной подачи окисляющего воздуха в футерованные огнеупорным покрытием, вертикально смонтированные и связанные центральным отверстием, камеру сгорания, оснащенную загрузочным бункером и колосником над сборником золы, и камеру дожигания продуктов горения, трубопроводом сообщающуюся с параллельно установленным скруббером, на выходе которого смонтировано устройство фильтрования отходящего аэрозоля, отличающаяся тем, что центральное отверстие между камерами, имеющими верхние торцы в форме прямоугольного борова, выполнено в виде сопла, в котором каналы подвода воздуха направлены в камеру дожигания, бункер загрузки совмещен со шнековым питателем, при этом окисляющий воздух распределен в следующем массовом соотношении: четверть под колосник, половина в сопло между камерами, в каждую из которых остаток поровну, а устройство фильтрования отходящего аэрозоля представляет собой два связанных через шиберные заслонки с нагнетательным вентилятором параллельного ручья, в каждом из которых смонтирован каскад сменных кассет из газопроницаемого материала, причем на выходном трубопроводе камеры дожигания шарнирно смонтирована заслонка, через рычаг связанная с приводом поворота (RU 2392544 C1, 20.06.2010).
Известна установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода пиролизого газа, установленную в корпусе с возможностью образования зоны отбора пиролизного газа для подачи его в камеры сжигания и к внешнему потребителю, камеру дожигания, устройство отвода газообразных продуктов сжигания, причем часть камер выполнена с возможностью полного сжигания пиролизного газа, другая часть камер сжигания - с возможностью получения при сжигании пиролизного газа газифицирующего агента и размещена в корпусе с возможностью подачи газифицирующего агента в камеру газификации, отличающаяся тем, что установка снабжена дефлекторами, расположенными в камере дожигания и выполненными в виде плоских лент, охватывающих по винтовой линии камеру газификации, камеры сжигания пиролизного газа установлены под утлом наклона винтовых линий дефлекторов таким образом, что образующиеся на выходе камер сжигания высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания поступают в каналы, образованные винтовыми поверхностями дефлекторов и, двигаясь вдоль канала, омывают наружную поверхность камеры газификации, передавая ей большую часть тепловой энергии (RU 2282788 C1, 27.08.2006).
Известна установка для сжигания мусора с утилизацией тепла отходящих газов в системах питьевого водоснабжения и энергоснабжения, включающая бункер для мусора, печь для сжигания мусора с золоудалителем, воздухоподаюшим устройством, устройством для подогрева воды отходящими газами, блок очистки отходящих газов и систему энергоснабжения, отличающаяся тем, что устройство для подогрева воды отходящими газами в системах питьевого водоснабжения выполнено в виде котла-дистиллятора с узлом сбора минеральной соли и узлом подпитки котла морской или загрязненной пресной водой системы питьевого водоснабжения, которая включает связанный с котлом-дистиллятором теплообменник, соединенный посредством паропровода с конденсатором и кондиционером, и насос для подачи и раздачи воды, причем теплообменник соединен с рекуператором, связанным с котлом-дистиллятором, а блок очистки отходящих газов снабжен эмульгатором золосероочистки отходящих газов, дожигателем отходящих газов в кислородной среде, который выполнен в виде реактора, состоящего из калильной свечи и арсенидгалиевого инфракрасного приемника-преобразователя теплового излучения в электрическую энергию для системы электроснабжения, а воздухоподающее устройство снабжено блоком концентрирования кислорода с помощью короткоцикловых цеолитов и устройством для отделения азота (RU 2061345 C1, 27.05.1996).
Известен адсорбер для адсорбции газовой среды, содержащий корпус с крышками, с помещенными в него адсорбентами и штуцерами для подвода и отвода обрабатываемой газовой среды и отбора целевого компонента, отличающийся тем, что в адсорбере организованы четыре зоны для размещения слоев различных гранулированных адсорбентов, а корпус снабжен центральным кольцевым выступом, к которому по обеим сторонам примыкают перфорированные решетки с размещенными на них слоями гранулированных адсорбентов, неподвижность которых обеспечивается прижимными перфорированными решетками с прилегающими к ним перфорированными решетками с возможностью осевого перемещения, зафиксированными гайками, расположенными на резьбовой оси, закрепленной в крышках корпуса, с установленными в них штуцерами для подвода и отвода обрабатываемой газовой среды. Крышка корпуса снабжена уплотнительным элементом, размещенным в кольцевом канале. Прижимная перфорированная решетка прилегает к перфорированной решетке через уплотнительный элемент. В крышках корпуса установлена резьбовая ось, обеспечивающая центрирование всех элементов, размещенных внутри корпуса. Первый слой адсорбента состоит из активированного угля, второй - из цеолита марки KA, третий - из цеолита марки NaX, четвертый - из каталитического дожигателя (RU 146571 U1, 10.10.2014).
Известна камера дожига отходов, включающая металлический корпус в виде цилиндра с торцевыми фланцами, причем внутренняя поверхность камеры снабжена футеровкой из огнеупорного материала с центральным осевым каналом диаметром d не менее 70 мм с отверстиями ввода и вывода газов диаметром (0,3-1,0)d, заполненным насадкой из материала футеровки размером каждого элемента (0,15-0,3)d. Насадка выполнена в виде колец, цилиндров, шаров или кускового материала. Камера дожига отходов характеризуется также тем, что внутренний диаметр D камеры имеет размер не менее 200 мм и длину L=(2-10)D. Корпус камеры снабжен рубашкой для охлаждения заполненным насадкой из материала футеровки размером каждого элемента (0,15-0,3)d (RU 94038848 A1, F23G 7/06, 10.09.1996).
Из выше представленных аналогов наиболее близким является термическая камера для дожига газообразных продуктов сгорания, описанная в заявке RU 94038848 A1.
Существенным недостатком этой камеры является ее сложность, связанная с необходимостью использования в ней рубашки для охлаждения, насадки из материала футеровки, колец, цилиндров, шаров или кускового материала.
Техническим результатом представленных в данном описании трех вариантов термической камеры для дожига газообразных продуктов сгорания является упрощение конструкции камеры дожига и повышение эффективности дожига газообразных продуктов сгорания.
Технический результат получен первым вариантом термической камеры для дожига газообразных продуктов сгорания, содержащим корпус, образованный верхней, нижней, задней, передней и боковыми стенками, выполненными из твердого, термостойкого свч-прозрачного материала, внутри камеры равномерно расположены и зафиксированы стержни с зазорами между ними, каждый стрежень изготовлен из композитного свч-поглощающего материала и имеет в поперечном сечении преимущественно плоскую прямоугольную форму, один торец каждого стержня герметично состыкован с поверхностью передней стенки или с поверхностью задней стенки, нижняя поверхность стержня герметично состыкована с поверхностью нижней стенки, верхняя поверхность стержня герметично состыкована с поверхностью верхней стенки, между другим торцом каждого стержня и смежной с ним стенкой камеры и между смежно расположенными стержнями образованы сообщенные между собой каналы, образующие лабиринтный газоход, при этом в нижней стенке камеры выполнено входное отверстие для ввода в камеру продуктов сгорания, в верхней стенке на противоположной стороне камеры выполнено выходное отверстие для вывода из камеры продуктов дожигания, а корпус камеры, выполненный из свч-прозрачного материала, расположен внутри металлического корпуса установки для сжигания отходов вблизи свч-излучателя этой установки.
Технический результат получен вторым вариантом термической камеры для дожига газообразных продуктов сгорания, содержащим металлический корпус, на котором закреплен свч-излучатель, внутренняя поверхность корпуса облицована твердым, термостойким свч-прозрачным материалом, образующим замкнутую полость камеры дожига с равномерно расположенными в ней стержнями и зазорами между ними, каждый стержень изготовлен из композитного свч-поглощающего материала, между стержнями образованы каналы, образующие лабиринтный газоход, в стенке камеры на одной ее стороне выполнены входное отверстие для ввода в камеру продуктов сгорания и отверстие для ввода в нее воздуха, а на другой стороне стенки камеры выполнено выходное отверстие для вывода из камеры продуктов дожигания, причем корпус камеры, выполненный из свч-прозрачного материала, жестко связанн с металлическим корпусом.
Технический результат получен третьим вариантом термической камеры для дожига газообразных продуктов сгорания, содержащим металлический теплоизолированный корпус с свч-прозрачной теплоизоляционой рубашкой, расположенной внутри корпуса, закрепленный снаружи на корпусе свч-излучатель, установленный в рубашке дожигающий элемент, выполненный из свч-поглощающего материала, корпус имеет входное и выходное отверстия, между которыми расположен дожигающий элемент, между дожигающим элементом и входным отверстием расположена полость расширения, в стенке камеры установлен патрубок подачи воздуха в полость расширения, между выходным отверстием и дожигающим элементом выполнена полость сужения, сообщенная с выходным отверстием, дожигающий элемент выполнен с множеством в нем каналов, ориентированных вдоль оси корпуса и сообщенных с полостями расширения и сужения.
На фиг. 1 показан один из возможных примеров исполнения установки для сжигания отходов с камерой дожига, вид спереди (установка показана для пояснения работы первого варианта камеры дожига);
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1;
на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1;
на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 5;
на фиг. 7 - камера дожига из двух соединенных частей (без стержней);
на фиг. 8 - камера дожига на виде сверху, вид Е на фиг. 7;
на фиг. 9 - камера дожига в продольном разрезе с установленными в ней стержнями;
на фиг. 10 - камера дожига, разрез Ж-Ж на фиг. 9;
на фиг. 11 - вариант соединения стержней со стенками камеры;
на фиг. 12 показан второй вариант камеры дожига с подачей воздуха;
на фиг. 13 - третий вариант камеры дожига с дожигающим элементом и подачей воздуха;
на фиг. 14 - разрез И-И на фиг. 13.
В данном описании представлены три варианта камеры дожига: первый вариант, работающей в функциональной взаимосвязи с установкой для переработки и сжигании отходов. Этот вариант камеры дожига имеет конструктивную связь с камерой сжигания, используемой в установке для переработки и утилизации отходов (фиг. 1-3). В этой связи конструкция указанной установки раскрыта в объеме достаточном для понимания сущности камеры дожига.
Второй и третий варианты камеры дожига (фиг. 12 и 13), соответственно, имеют независимые конструкции от представленной в данном описании установки для переработки и утилизации отходов и в этой связи эти варианты камеры дожига раскрыты в объеме достаточном для их самостоятельного применения по прямому назначению на различных объектах, где требуется дожиг газообразных продуктов сгорания.
Первый вариант термической камеры 1 дожига (фиг. 1) установлен в проеме верхней стенки корпуса 2 установки для сжигания отходов, причем корпус 2 установки представляет собой металлический короб, стенки которого выполнены из листового металла. В этом варианте использования камеры дожига она расположена в верхней части корпуса установки для сжигания отходов и закрыта крышкой корпуса. Корпус 2 установки имеет переднюю стенку 3, крышку 4, боковые стенки 5, заднюю стенку 6 и нижнюю стенку 7 или пол. Стенки корпуса жестко соединены между собой сварными или иными соединениями. Корпус является несущим элементом установки, в нем расположена камера 1 дожига, при этом металлический корпус выполняет защитные функции от свч-излучения.
Изнутри корпус установки и камера 1 дожига облицованы композитными, твердыми, термостойкими, свч-прозрачными плитками 8 (фиг. 4) на основе каолиновой ваты, плитки закреплены на внутренних поверхностях стенок или стенки могут быть выполнены из указанного материала. По сути, плитками 8 облицована вся внутренняя поверхность корпуса установки и камеры дожига. Под свч-прозрачностью понимается способность материала плитки 8 пропускать электромагнитные волны сверхвысокой частоты. Вместо плиток 8 могут быть применены любые другие элементы, выполненные из теплоизоляционного материала ТЗМ-23М по ТУ 1-596-425-2008.
В данном примере исполнения установка выполнена малогабаритной и в ней каждая стенка корпуса включает прилегающие к ней определенное число плиток 8, которые простираются по всей высоте и ширине задней стенки (фиг. 6), боковых стенок и передней стенки, а также по всей ширине и длине верхней и нижней стенок. Плитки 8 герметично соединены друг с другом. Каждая плитка 8 (фиг. 5) имеет толщину t, выбранную в зависимости от объема полости 9 камеры сжигания и от мощности установки. Толщина t каждой плитки определена экспериментальным путем. Материал плиток 8 выбран из условия его минимальной теплопроводности и максимальной свч-прозрачности, при этом материал плиток 8 имеет минимальный удельный вес. Другие свойства данного материала в настоящем описании не раскрываются. Корпус установки имеет дверцу 10 (фиг. 1), установленную в передней стенке 3 корпуса. В ином исполнении установки ее камера сжигания отформована в виде двух сопрягаемых частей, герметично соединенных в короб камеры сжигания. Такой короб, образующий полость 9 внутри камеры сжигания имеет проем в верхней стенке короба, в котором герметично установлена камера 1 дожига.
В полости 9 камеры сжигания расположены стержни 11 (фиг. 4-6), каждый из которых изготовлен из композитного, свч-поглощающего, твердого материала на основе карбида кремния. Каждый стержень 11 имеет в поперечном сечении преимущественно плоскую прямоугольную форму, он неподвижно установлен между плитками 8, закрепленными на нижней стенке 7 и верхней стенке 2 корпуса, при этом каждая широкая сторона стержня 11 обращена в сторону стенки корпуса. Каждый стержень 11 зафиксирован на плитках 8 известным образом, исключающим какие-либо элементы крепления. Предусмотрен вариант соединения стержней 11 с плитками 8 верхней и нижней стенок путем врезки концов каждого стержня в материал плиток. В другом варианте исполнения камеры сжигания установки, нижний конец каждого стержня 11 (фиг. 11) расположен в гнезде 12 нижней стенки 13 камеры сжигания, выполненной из литых элементов, а верхний конец стержня 11 расположен в гнезде 14, которое выполнено в верхней плите 15 литой камеры сжигания. Для облегчения установки стержней в гнездах, каждое гнездо 14 имеет высоту w, которая больше высоты w1 гнезда 12.
Металлические стенки корпуса, соединенные с плитками 8, образуют собой камеру 16 сжигания отходов (фиг. 4, 5), в полости 9 которой стержни 11 установлены по ее периметру камеры так, что между смежными стержнями образован зазор s, выбранный в пределах 3-5 мм, а между каждым стержнем 11 и внутренней поверхностью смежной плитки 5 образован зазор f, выбранный в пределах 3-5 мм. Эти заборы получены экспериментальным путем.
Дожигание газообразных продуктов сгорания осуществляют в камере 1 дожига, которая герметично установлена в проеме 17 камеры сгорания (фиг. 1). Исходящие из полости 9 камеры 16 сгорания продукты горения поступают в камеру 1 дожига, причем для прохождения продуктов сгорания из одной камеры в другую они сообщены между собой термостойким герметичным каналом, образованным, например, двумя совмещенными отверстиями, одно из которых выполнено в нижней стенке камеры 1 дожига (фиг. 11), а другое отверстие выполнено в верхней стенке камеры 16 сжигания (фиг. 4). В случае если камера 1 дожига установлена отдельно от камеры 16 сжигания, то указанные отверстия камер сообщены друг с другом термостойким и теплоизолированным патрубком.
В камере 1 дожига имеется полость 18 (фиг. 9), образованная верхней стенкой 19 (фиг. 10), нижней стенкой 20, задней стенкой 21, передней стенкой 22 и боковыми стенками 23. Камера 1 дожига в одном примере исполнения выполнена из соединенных между собой плиток 8, а в другом варианте исполнения она выполнена литой из описанного выше материала, из которого выполнены плитки 8. Внутри камеры 1 дожига расположены установленные на ребро в зафиксированном рабочем положении (идентичные вышеуказанным стержням) стержни 11. Один торец стержня 11 состыкован с передней стенкой 22 или с задней стенкой 21 камеры, между другим противоположным концом стержня 11 и стенкой, противоположной стенке 22, образован канал 24. Нижняя поверхность стержня 11 состыкована с нижней стенкой 20 камеры 1, верхняя поверхность стержня 11 состыкована с внутренней поверхностью верхней стенки 19 камеры 1. Между другим торцом стержня 11 и смежной с ним стенкой камеры 1, а также между смежными стержнями образованы сообщенные друг с другом каналы 24. Стержни 11 образуют в полости 18 зигзагообразный канал 24 типа «лабиринт». В рабочем положении установки наружные поверхности боковых стенок, передней и задней стенок, а также нижней стенки камеры 1 дожига плотно состыкованы с поверхностью 25 проема 17 с целью исключения прохождения продуктов сгорания через плоскости разъема. В нижней стенке 20 камеры 1 дожига (фиг. 10) выполнено входное отверстие 26, в верхней стенке 19 камеры 1 выполнено выходное отверстие 27 (фиг. 8), в котором закреплен патрубок 28 (фиг. 1, 10), выходящий наружу через отверстие в крышке 4. Для разогрева стержней 11 использованы магнетронные излучателями 29 электромагнитных волн сверхвысокой частоты, которые закреплены на корпусе 1 (фиг. 1). Каждый излучатель электрически соединен с источником электропитания. Для подачи воздуха или кислорода в камеру сжигания 16 в ее задней стенке выполнено отверстие, в котором
установлен патрубок 30 (фиг. 3, 5). Для ввода летучих продуктов из камеры 16 сжигания в камеру 1 дожига, в верхней стенке камеры сжигания выполнено отверстие 31 (фиг. 4), совмещенное с входным отверстием 26 камеры 1 дожига (фиг. 20).
Второй вариант камеры дожига (фиг. 12) имеет признаки первого варианта и, в отличие от первого варианта камеры, ее второй вариант имеет собственный металлический корпус 31, выполняющий функции несущего элемента и указанные защитные функции. Корпус 31 образован верхней, нижней, передней, задней и боковыми стенками 32-37, соответственно. В верхней стенке 32 выполнен проем, закрытый металлической крышкой 38. В ином исполнении металлический корпус 31 выполнен без крышки. Полость корпуса 31 изнутри облицована плитками 8 аналогичным образом, как в первом варианте камеры дожига. На корпусе 31 закреплен свч-излучатель 39. В корпусе 31, в любой ее стенке, например, в нижней стенке 33 выполнено отверстие 40 для подачи в камеру угарных и газообразных продуктов сгорания на дожигание, а также отверстие с патрубком 41 для подачи воздуха под давлением в камеру дожига.
Третий вариант термической камеры для дожига газообразных продуктов сгорания содержит металлический теплоизолированный корпус 42 (фиг. 13, показан контурной линией), закрепленный на корпусе свч-излучатель 43, установленный в корпусе дожигающий элемент 44, выполненный из свч-поглощающего материала. Корпус 42 имеет входное и выходное отверстия 45 и 46, соответственно, между которыми расположен дожигающий элемент 44. Между дожигающим элементом 44 и входным отверстием 45 расположена полость 47 расширения, а в стенке камеры установлен патрубок 48 для подачи окислителя, например, воздуха в камеру. Патрубок 48 сообщен с полостью 47 расширения. Между выходным отверстием 45 и дожигающим элементом 44 выполнена полость 49 сужения, сообщенная с выходным отверстием 46. В дожигающем элементе 44 выполнено множество каналов 50, ориентированных вдоль оси 51 корпуса и сообщенных с полостью 47 расширения и полостью 49 сужения. Термоизоляция корпуса 42 выполнена из вышеуказанного свч-прозрачного материала, образующего изнутри корпуса теплоизоляционную рубашку 52. Полость 47 расширения выполнена расширяющейся в сторону выходного отверстия 46, а полость 49 сужения выполнена сужающейся в сторону выходного отверстия 46.
Первый вариант камеры дожига работает следующим образом. Загружают через дверцу 10 (фиг. 1) в полость 9 (фиг. 5) камеры 16 сжигания сжигаемый вредный и опасный материал, представляющий собой отходы 32, обладающие заданной влажностью. В случае недостаточности влажности в материал добавляют воду. Закрывают дверцу и включают в работу излучатели 29. Нагревают стержни 11, расположенные в полости 9 камеры 16 сжигания до температуры 800-1200°C, а стержни 11, расположенные в камере 1 дожига, разогревают до температуры 1200-1400°C так, чтобы температура стержней 11, расположенных в камере 1 дожига, была больше температуры стержней 11, установленных в камере 16 сгорания. Это достигается за счет разницы теплоотдачи стержней 11 в камерах 16 и 1 и режима горения отходов 32. При работе установки влага материала 32 испаряется и в камере 16 повышается давление за счет образовавшихся водяных паров, при этом материал 32 воспламеняется. Для поддержания горения материала в заданном режиме через патрубок 30 в полость 9 камеры 16 сжигания под давлением подают воздух или кислород. Образованные в камере сжигания продукты горения, их летучие фракции, под давлением поднимаются вверх, входят в отверстие 31 верхней стенки камеры сжигания и через это отверстие продукты горения входят во входное отверстием 26 камеры 1 дожига. Под давлением и в результате воздушной тяги продукты горения проходят через дымоход - лабиринт, образованный каналами 24 камеры 1 дожига. В каналах 24 продукты сгорания дополнительно разогреваются до температуры разрушения связей между молекулами мелких летучих частиц продуктов сгорания. В результате, полученная газовая смесь с остатками мельчайших частиц выбрасывается в атмосферу через патрубок 28 (фиг. 28), при необходимости он дополнительно очищается съемным фильтром, а полученный шлак утилизируют. После сжигания отходов 32 в камере сжигания остается легко разрушаемый шлак, который из камеры горения удаляется и утилизируется. Утилизированные продукты сжигания порознь или вместе помещают в контейнер. Цикл сжигания следующего объема отходов повторяют.
Второй вариант термической камеры дожига работает следующим образом. Нагревают стержни 11 камеры дожига свч-излучателем 39 и подают под давлением от любого известного сжигателя любого известного материала в камеру дожига угарные и газообразные продукты сгорания. Их подачу осуществляют под давлением через отверстие 40. За счет указанного давления продукты сгорания проходят по дымоходу, образованному каналами 24 камеры дожига. Подают под давлением через отверстие 41 воздух или иной окислитель (фиг. 12). В каналах 24 продукты сгорания разогреваются до температуры разрушения связей между молекулами мелких летучих частиц дожиганием продуктов сгорания. В результате очищенная дожиганием газовая смесь с остатками мельчайших частиц выбрасывается в атмосферу через патрубок 28. При необходимости газовая смесь дополнительно очищается съемным фильтром, полученный шлам утилизируется. При работе второго варианта процесс дожигания продуктов сгорания ведется непрерывно.
Третий вариант термической камеры дожига работает следующим образом. Разогревают дожигающий элемент 44 свч-излучателем 43 до температуры около 1350°C. Через входное отверстие 45 подают под давлением в камеру газообразные продукты сгорания, а в полость 47 расширения через патрубок 48 подают окислитель, например, воздух под давлением. При этом частицы газообразных продуктов в полости 47 расширения разогреваются, дожигаются и под давлением попадают в каналы 50 дожигающего элемента 44, где они окончательно дожигаются, проходят через каналы 50, попадают в полость 49 сужения и через выходное отверстие 46 наружу.
Технический результат достигнут благодаря упрощенной конструкции всех вариантов камеры дожига, каждая из которых исключает (в сравнении с известным техническим решением - прототипом) множество конструктивных элементов и связей между ними. Минимизация элементов камеры дожига и связей между элементами позволила существенно повысить надежность работы камеры дожига в режиме сгорании в ней продуктов сгорания при температуре 1250°C. Эти преимущества в итоге обеспечили возможность повышения эффективности дожига продуктов сгорания. Существенно, что указанная температура дожига возможна при использовании в камере описанных выше свч-взаимодействующих стержней и свч-прозрачного материала, через который проходят электромагнитные волны высокой частоты и одновременно с этим этот материал выполняет функции теплоизоляции.