УСТАНОВКА УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к оборудованию для экологически чистого термического уничтожения твердых промышленных и бытовых отходов, содержащих органические соединения.
Известна установка для термической обработки и уничтожения отходов, состоящая из футерованного огнеупорным материалом корпуса, внутри которого расположены камера дожигания дымовых газов с горелочным устройством и камера сжигания отходов с горелочным устройством, а также канал для прохода пиролизного и дымовых газов из камеры сжигания в камеру дожигания, канал удаления дымовых газов из камеры дожигания и устройств загрузки отходов и удаления шламов. Устройство загрузки отходов расположено над камерой сжигания в верхней части корпуса установки и выполнено в виде шлюзовой загрузочной камеры с двигающимся люком и закрывающейся дверью [1].
Недостатком установки является ее низкая эффективность.
В процессе работы отходы постоянно загружают через открытую дверь в шлюзовую камеру, затем дверь закрывают, сдвигают люк и сбрасывают отходы в камеру сжигания. Такая работа установки приводит к значительным потерям тепла при загрузке отходов в шлюзовую камеру через открытую дверь. Сброс в камеру сжигания установки порции холодных и влажных отходов приводит к резкому снижению рабочей температуры и прерыванию рабочего процесса на время, необходимое для нагрева и сушки отходов в камере.
Известна также установка утилизации твердых отходов содержащая термореактор, в котором размещена камера термического разложения, снабженная загрузочным устройством, люком выгрузки коксозольного остатка, и ворошителем, камера термического разложения помещена в обогревательную камеру, стенки которой покрыты теплоизолирующим материалом, в нижней части обогревательной камеры имеется колосниковая решетка для дожигания коксозольного остатка, а под камерой термического разложения размещена горелка разогрева, к торцу термореактора примыкает вертикальная циклонная топка с дожигателем, в верхней части которой имеется горелка для сжигания продуктов пиролиза, установка снабжена также газоходом-байпасом для защиты камеры термического разложения от перегрева, газораспределителем потока дымовых газов, каталитическим дожигателем органических соединений в дымовых газах, теплообменником с вентилятором, циклоном, скруббером для жидкостной доочистки дымовых газов от твердых включений, вентилятором-дымососом, обеспечивающим поступление в установку воздуха, необходимого для процесса горения парогазовой смеси, и отвод дымовых газов в трубу, пультом управления, площадкой обслуживания [2].
Недостатком установки является ее низкая эффективность.
Загрузочное устройство установки представляет собой ящик без дна с верхней крышкой, который за счет специального привода можно перемещать в коробе, расположенном над камерой термического разложения отходов. Между ящиком и коробом имеются уплотнения для герметизации камеры. В момент загрузки отходов ящик выдвинут на лоток короба и его крышка открыта. После загрузки крышку ящика закрывают, а сам ящик специальным приводом перемещают по коробу в зону над камерой термического разложения. Холодные и влажные отходы из ящика сбрасываются в камеру.
Такая работа установки приводит к значительным потерям тепла, которое расходуется на нагрев деталей загрузочного устройства. Загрузка в камеру термического разложения порции холодных и влажных отходов приводит к резкому снижению рабочей температуры и прерыванию процесса пиролиза. Цикл работы установки увеличивается на время, необходимое для нагрева и сушки отходов в камере термического разложения.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является установка утилизации твердых отходов содержащая термореактор, в котором размещена камера термического разложения, снабженная загрузочным устройством, люком выгрузки коксозольного остатка, и ворошителем, камера термического разложения помещена в обогревательную камеру, стенки которой покрыты теплоизолирующим материалом, в нижней части обогревательной камеры имеется колосниковая решетка для дожигания коксозольного остатка, а под камерой термического разложения размещена горелка разогрева, к торцу термореактора примыкает вертикальная циклонная топка с дожигателем, в верхней части которой имеется горелка для сжигания продуктов пиролиза, установка снабжена также газоходом-байпасом для защиты камеры термического разложения от перегрева, газораспределителем потока дымовых газов, каталитическим дожигателем органических соединений в дымовых газах, теплообменником с вентилятором, циклоном, скруббером для жидкостной доочистки дымовых газов от твердых включений, вентилятором-дымососом, обеспечивающим поступление в установку воздуха, необходимого для процесса горения парогазовой смеси, и отвод дымовых газов в трубу, пультом управления, площадкой обслуживания, между приемным бункером загрузочного устройства и камерой термического разложения размещена дополнительная камера предварительного нагрева отходов, образованная неподвижными вертикальными стенками и подвижными горизонтальными задвижками, причем верхняя задвижка герметично отделяет камеру предварительного нагрева от приемного бункера загрузочного устройства и окружающей среды, а нижняя задвижка - от камеры термического разложения, стенки камеры предварительного нагрева, а также обе задвижки покрыты теплоизолирующим материалом.
Недостатком установки является ее низкая эффективность.
Холодные и влажные отходы, загружаемые в дополнительную камеру предварительного нагрева, слеживаются. В то время как нижние слои отходов прогреваются и сохнут, верхние слои отходов могут оставаться недостаточно нагретыми и влажными. Загрузка в камеру термического разложения порции холодных и влажных отходов приводит к снижению рабочей температуры и даже прерыванию процесса пиролиза. Цикл работы установки увеличивается на время, необходимое для нагрева и сушки отходов в камере термического разложения.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности установки.
Решение указанной задачи достигается тем, что дополнительная камера предварительного нагрева отходов снабжена ворошителями, связанными механическими передачами между собой и с ворошителем камеры термического разложения.
Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что имеет место наличие новых деталей и функциональных связей между ними.
Новые детали: ворошители в дополнительной камере предварительного нагрева; механические передачи, связывающие ворошители в дополнительной камере предварительного нагрева между собой и с ворошителем камеры термического разложения.
Новые функциональные связи: ворошители в дополнительной камере предварительного нагрева обеспечивают перемешивание всего объема отходов, что приводит к равномерному нагреву и сушке отходов в этой камере; механические передачи, связывающие ворошители в дополнительной камере предварительного нагрева между собой и с ворошителем камеры термического разложения, служат для вращения всех ворошителей от одного двигателя.
Наличие новых элементов и функциональных связей позволяет повысить эффективность установки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструктивная схема установки утилизации твердых отходов, а на фиг. 2 - схема камеры термического разложения с ворошителем и люком выгрузки, а также дополнительной камерой предварительного нагрева отходов с ворошителями, механическими передачами и приемным бункером загрузочного устройства.
Установка (фиг. 1) содержит термореактор 1, камеру 2 термического разложения отходов, загрузочное устройство 3, люк 4 выгрузки коксозольного остатка, ворошитель 5, обогревательную камеру 6 с колосниковой решеткой для дожигания коксозольного остатка, топку циклонную 7, горелку 8 разогрева камеры термического разложения, горелку 9 для сжигания продуктов пиролиза, газораспределитель 10 потока дымовых газов, каталитический дожигатель 11, теплообменник 12 с вентилятором 19, циклон 13, скруббер 14 для жидкостной доочистки дымовых газов от твердых включений, вентилятор-дымосос 15, дымовую трубу 16, пульт управления 17, площадку обслуживания 18, люк 20 топки, бак 21 смазывающе-охлаждающей жидкости, насос 22, шибер 23 управления разрежением в камере термического разложения отходов, бак 24 для воды, клапан 25 подачи воды, шибер 26 воздушный, топливный бак 27, кран 28 подачи топлива, рычаг 29 открытия амбразуры горелки 8.
Над камерой 2 (фиг. 2) термического разложения размещена дополнительная камера 30 предварительного нагрева отходов, образованная неподвижными вертикальными стенками и подвижными горизонтальными задвижками, причем верхняя задвижка 31 герметично отделяет камеру предварительного нагрева от приемного бункера загрузочного устройства 3 и окружающей среды, а нижняя задвижка 32 - от камеры термического разложения. Стенки камеры предварительного нагрева, а также обе задвижки покрыты теплоизолирующим материалом, который не допускает разогрев отходов в камере до температуры их плавления и начала пиролиза.
Дополнительная камера предварительного нагрева отходов снабжена ворошителями 33 и 34, связанными механическими передачами 35 и 36 между собой и с ворошителем камеры термического разложения.
Установка утилизации твердых отходов работает следующим образом.
Для пуска установки необходимо с пульта управления 17 (фиг. 1) включить дымосос 15, вентилятор 19 теплообменника, насос 22 подачи смазывающе-охлаждающей жидкости и закрыть шибер 26.
Открыть кран 28 подачи топлива, рычагом 29 открыть амбразуру и запустить в работу горелки 8 и 9. После разогрева дымовых газов в обогревательной камере 6 до температуры 650…700°С из бункера загрузочного устройства 3, через камеру 30 сбросить в камеру 2 небольшую порцию горящих сухих отходов (например, бумагу) для выжигания кислорода и закрыть задвижки 31 и 32.
Для работы установки из бункера загрузочного устройства 3, открыв задвижку 31, загрузить в дополнительную камеру 30 порцию отходов. При закрытых задвижках 31 и 32 выдержать отходы в дополнительной камере предварительного нагрева определенное время. Открыв задвижку 32 сбросить порцию нагретых отходов в камеру 2.
По мере нагревания отходов из них выделяется парогазовая смесь, которая поступает в топку 7, где горючие компоненты сгорают. Для предотвращения перегрева камеры 2 в нее с помощью клапана 25 подается вода из бака 24.
В процессе утилизации отходы и коксозольные остатки в камере 2 периодически перемешиваются ворошителем 5. Одновременно с этим ворошители 33 и 34, связанные с ворощителем 5 механическими передачами 35 и 36, перемешивают отходы в дополнительной камере предварительного нагрева, не давая им слеживаться.
При уменьшении температуры дымовых газов на выходе термореактора и одновременном снижении интенсивности факела до режима подсветки, цикл работы установки считается законченным. В зависимости от режима работы установки и состава отходов производится загрузка новой порции отходов и цикл повторяется. Выгрузка коксозольного остатка на колосниковую решетку обогревательной камеры 6 производится по мере необходимости в зависимости от состава отходов.
При работе с высококалорийными отходами (например, горючими пластиками, нефтесодержащими отходами и т.п.) интервал времени между загрузками уменьшают, а при утилизации низкокалорийных отходов время цикла увеличивают.
Перемешивание отходов в дополнительной камере предварительного нагрева ворошителями обеспечивает равномерный нагрев и сушку всего объема отходов в этой камере, что при загрузке отходов в камеру термического разложения обеспечивает непрерывный процесс пиролиза и повышает эффективность установки.
Источники информации, принятые во внимание
1. Патент РФ №2476771, кл. F23G 5/00, 2011.
2. ООО «ВП - Сервис». Установка утилизации твердых бытовых, промышленных и медицинских отходов ЭЧУТО-150.3. ТУ-4859-001-53776433-2013. Инструкция по эксплуатации, http://www.echutos.ru.
3. Патент РФ №139257, кл. F23G 5/027, 2013 (прототип).