УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области сжигания отходов, в частности, к устройствам для экологически чистого сжигания твердого топлива и горючих отходов. Устройство может быть использовано в промышленности, коммунально-бытовом хозяйстве при переработке, обезвреживании и уничтожении различных видов отходов до экологически безопасных продуктов, а также для применения в малой энергетике в качестве самостоятельного вида устройства для комплектования с современным теплотехническим и энергетическим оборудованием (для стационарных условий и в мобильных вариантах).
Известна установка для термической переработки горючих материалов и отходов, которая содержит корпус с технологически связанными между собой газопроницаемой камерой сгорания твердых горючих материалов и камерой догорания газообразных продуктов, патрубками подвода воздуха и отвода газообразных продуктов сгорания, бункером загрузки, колосниковой решеткой и бункером для сбора твердых продуктов сгорания. Камера сгорания выполнена в виде прямой полой четырехгранной призмы, с трех сторон которую окружает камера догорания. Камеры разделены между собой колосниковой решеткой и двумя газопроницаемыми, перфорированными стенками с каналами и отверстиями, сообщающимися с объемами указанных камер. Две стенки корпуса установки выполнены с каналами, сообщающимися с объемом камеры догорания. Разделительные, перфорированные стенки выполнены с наклоном и, смыкаясь внизу со стенками корпуса, образуют каналы, которые с патрубками подвода образуют узлы подвода воздуха в камеру сгорания. Каналы разделительных стенок с патрубками подвода образуют узлы подвода воздуха в камеру догорания. Каналы стенок корпуса с патрубками отвода образуют узлы отвода газообразных продуктов сгорания из обеих камер и корпуса. Другие газопроницаемые стенки камеры сгорания образуют с патрубками подвода дополнительные узлы подвода воздуха в камеру сгорания, а каналы днища установки с отверстиями днища камеры догорания образуют с патрубками подвода дополнительные узлы подвода воздуха в камеру догорания (RU 2346207 С1, 2009.02.10).
Известна установка для термической переработки горючих отходов, используемая в изобретении как наиболее близкое решение.
Известная установка содержит корпус с технологически связанными между собой камерами сгорания и догорания, патрубками подвода воздуха и отвода газообразных продуктов сгорания, бункером загрузки, колосниковой решеткой с сепаратором, бункером для сбора твердых продуктов сгорания. Камера сгорания выполнена в виде прямой полой четырехгранной призмы с газопроницаемыми и перфорированными стенками, две из которых являются общими со стенками корпуса, а две другие выполнены с наклоном к оси симметрии по вертикали. Наклонные стенки со стенками корпуса и днищем образуют две камеры догорания. Камеры догорания с камерой сгорания разделены колосниковой решеткой с сепаратором и наклонными, газопроницаемыми, перфорированными стенками с каналами и отверстиями, сообщающимися с объемами всех камер. Две стенки корпуса выполнены с каналами, сообщающимися с объемами камер догорания. Наклонные стенки, смыкаясь внизу со стенками корпуса, образуют каналы, которые с патрубками подвода через перфорации наклонных, разделительных стенок образуют узлы подвода воздуха в камеру сгорания. Каналы разделительных стенок с патрубками подвода образуют узлы подвода воздуха в камеры догорания. Каналы днища корпуса и камер догорания с патрубками отвода образуют узлы отвода газообразных продуктов сгорания из камер сгорания и корпуса. Две другие газопроницаемые стенки камеры сгорания с каналами и отверстиями стенок корпуса образуют с патрубками подвода дополнительные узлы подвода воздуха в камеру сгорания. Каналы двух других стенок корпуса с патрубками подвода образуют дополнительные узлы подвода воздуха в камеры догорания. Конструктивные составляющие камер сгорания выполнены из элементов огнеупорной керамической футеровки (с колосниковой решеткой из чугуна) (RU 69970 U1, 2008.01.10)
Недостатками известных устройств являются конструктивные недоработки, ограничения в применении по видам отходов, ограничения по мощности, малая эффективность использования в малой энергетике.
Технической задачей предлагаемого устройства является усовершенствование конструкции за счет использования современной огнеупорной керамики и современных оригинальных технологий построения конструкций из нее (литье, склеивание и сварка в сложные стандартные детали, узлы и блоки, наряду с применением серийно выпускаемых, дешевых огнеупорных изделий с существенно увеличенным ресурсом работы за счет совершенствования конструкции кладки и использования огнеупорных покрытий).
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение мощности устройства, универсальность применения для различных видов утилизируемых отходов, возможность применения в малой энергетике в качестве самостоятельного вида устройства для комплектования с современным теплотехническим и энергетическим оборудованием (для стационарных условий и в мобильных вариантах).
Технический результат предлагаемого устройства достигается тем, что устройство для сжигания твердого топлива и горючих отходов, содержит корпус с футеровкой, из технологически связанных между собой камерой сгорания, выполненной в виде прямой полой четырехгранной призмы с газопроницаемыми и наклонными перфорированными стенками, двух камер догорания газообразных продуктов, узлов подвода воздуха, узлов отвода газообразных и твердых продуктов сгорания, сепаратора продуктов сгорания, согласно полезной модели, все узлы футеровки устройства выполнены из огнеупорной керамики, в объеме камеры сгорания выполнена, по крайней мере, одна внутренняя газопроницаемая стенка, которая размещена в нижней части объема камеры сгорания и разделяет нижнюю часть камеры на сообщающиеся части, при этом указанная стенка выполнена с каналом, сообщающимся с атмосферой, и образует дополнительный узел подвода воздуха через отверстия в разделенные части камеры сгорания, при этом отверстия и перфорации всех стенок камеры сгорания выполнены с наклоном 45° к горизонтали, сепаратор плотно соединен с камерой сгорания, стенки сепаратора выполнены с каналами, связанными с объемами камер догорания для отвода газообразных продуктов сгорания в камеры догорания, в изолированном объеме непосредственно под сепаратором размещен керамический коллектор-стабилизатор газообразных продуктов сгорания, который разделяет указанный объем на две сообщающиеся части с образованием двух камер для сбора и выгрузки твердых продуктов сгорания, при этом коллектор-стабилизатор выполнен с трубами, сообщающимися с камерами догорания через каналы в днищах камер догорания, и с каналом, сообщающимся с атмосферой, с образованием узла отвода газообразных продуктов сгорания из камер догорания, а стенки камер для сбора твердых продуктов сгорания выполнены с каналами и образуют технологические отверстия для выгрузки твердых продуктов сгорания.
Технические задачи полезной модели устройства, его признаки и преимущества будут лучше поняты из последующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одни и те же части устройства представлены одинаковыми обозначениями
На фиг.1 и 2 представлены принципиальные схемы устройства в двух параллельных разрезах (второй разрез - вертикальный разрез по оси симметрии).
Устройство содержит металлический корпус 1 с футеровкой 2 (не содержащей металлических частей) из технологически связанных между собой камерой сгорания 3 для твердого топлива или отходов, двух камер догорания 4 для газообразных продуктов, сепаратора 5 продуктов сгорания, коллектора-стабилизатора 6 газообразных продуктов сгорания, двух камер 7 для сбора твердых продуктов сгорания, узлов подвода воздуха и отвода газообразных и твердых продуктов сгорания. Все узлы футеровки устройства выполнены из огнеупорной керамики. Топливо или отходы поступают в устройство сверху из бункера загрузки (с коллекторами подвода воздуха). Бункер и коллекторы на фигурах не показаны. Камера сгорания 3 выполнена в виде прямой полой четырехгранной призмы с газопроницаемыми и перфорированными стенками, две из которых выполнены с разделением каждой на две части клиновидными каналами 8 так, что прямоугольные и наклонные части (9 и 10, соответственно) смыкаются внизу и образуют с днищем и сепаратором 5 две камеры догорания 4, при этом прямоугольные части стенок являются стенками 9 камер догорания. Камеры догорания расположены с двух сторон камеры сгорания и разделены сепаратором 5 и наклонными стенками 10 с каналами 11 и отверстиями 12, сообщающимися с объемами камеры сгорания 3 и обеих камер догорания 4. Стенки 9 камер догорания выполнены с каналами 13, сообщающимися с объемами камер догорания. Каналы 11 и 13 (стенок 10 и 9, соответственно) являются дополнительными объемами камер догорания. Клиновидные каналы 8, сообщающиеся с атмосферой, образуют узлы подвода воздуха в камеру сгорания через перфорации 14 (фиг.2) наклонных разделительных стенок 10, а каналы 11 (фиг.1) разделительных стенок, сообщающиеся с атмосферой, образуют узлы подвода воздуха в камеры догорания, при этом каналы 13 стенок 9 камер догорания, сообщающиеся с атмосферой, образуют дополнительные узлы подвода воздуха в камеры догорания, а две другие газопроницаемые стенки камеры сгорания с каналами и отверстиями 15 (каналы не показаны на фигурах), сообщающимися с атмосферой, образуют дополнительные узлы подвода воздуха в камеру сгорания. Каналы 11 наклонных разделительных стенок 10, являющиеся узлами подвода воздуха в камеры догорания, и одновременно сообщающиеся через посредство отверстий 12 (фиг.1) указанных стенок с камерой сгорания, являются и узлами отвода образующихся по высоте камеры сгорания продуктов горения из камеры сгорания 3 в камеры догорания 4. В камере сгорания 3 выполнена, по крайней мере, одна внутренняя газопроницаемая стенка 16, которая размещена в нижней части ее объема и разделяет нижнюю часть камеры сгорания на сообщающиеся части, при этом указанная стенка выполнена с каналом 17, сообщающимся с атмосферой, и образует дополнительный узел подвода воздуха через отверстия 18 в разделенные части камеры сгорания, что позволяет увеличивать ширину камеры сгорания и мощность устройства. Отверстия (12, 15, 18) и перфорации (14) всех указанных стенок камеры сгорания выполнены с наклоном 45° к горизонтали для предотвращения засорения. Стенки 19 сепаратора выполнены с каналами 20 (фиг.2) для отвода газообразных продуктов сгорания в камеры догорания (после разделения продуктов сгорания). Днища камер догорания выполнены с каналами 21, сообщающимися с трубами 22 коллектора-стабилизатора 6, размещенного непосредственно под сепаратором 5 в изолированном объеме, который коллектор-стабилизатор разделяет на две сообщающиеся части с образованием двух камер 7 для сбора твердых продуктов сгорания, при этом коллектор-стабилизатор выполнен с каналом 23 (фиг.2), сообщающимся с атмосферой, и образует узел отвода газообразных продуктов сгорания из камер догорания (в коллекторе-стабилизаторе продукты сгорания перемешиваются при высокой температуре и времени пребывания больше 2 сек). Стенки камер для сбора твердых продуктов сгорания выполнены с каналами и образуют технологические отверстия для выгрузки (на фигурах не показаны).
Заявленное устройство позволяет осуществлять с высокой производительностью и длительным сроком службы эффективное сжигание твердых топлив и горючих отходов до конечных экологически безопасных продуктов. Устройство может быть использовано для утилизации промышленных, сельскохозяйственных, коммунально-бытовых, медицинских и биоорганических отходов (при стационарных условиях и в мобильных вариантах); может быть использовано в малой энергетике для выработки тепловой и электрической энергии (на возобновляемых видах топлива, местных видах топлива и различных отходах).