КАМЕРА ДОЖИГАНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА

Область техники
Полезная модель относится к оборудованию для термической утилизации углеводородсодержащих отходов и может быть использована на предприятиях, занимающихся их переработкой и утилизацией.
Уровень техники
Известно устройство для термической утилизации углеводородсодержащих отходов, оснащенное вихревой камерой сгорания с внутренним пиролизным реактором, и способ его работы (патент RU 2663312 С1), содержащее вихревую камеру сгорания с внутренним пиролизным реактором и бункер для отходов, соединенный с вихревой топкой посредством вращающегося шнека подачи отходов, приводящегося в движение редуктором напрямую, при этом вихревая камера сгорания выполнена из левого, правого основания и обечайки. Недостатками устройства являются отсутствие систем разделения золы и дымовых газов и последующей утилизации золы.
Известен дожигатель отходящих газов (патент RU 186856), содержащий корпус в виде цилиндра с вырезом для подачи горячих газов, состоящий из элементов и заглушки. Недостатками являются отсутствие систем сбора и утилизации золы, образуемой в камере дожигания.
Известно устройство для переработки твердых радиоактивных отходов (патент RU 2012080), содержащее загрузочное устройство, шахту с газоотводом и патрубками для подачи окислителя и тигель, охваченный индуктором. Недостатками устройства являются низкая автономность, поскольку нагрев осуществляется исключительно за счет высокочастотного излучения.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является циклонная камера для дожигания дымовых газов (патент RU 2479791), содержащая вертикальный цилиндрический футерованный корпус с расположенной в нем камерой сгорания, тангенциально присоединенными к нему горелочным устройством, патрубком для подачи загрязненных газов, патрубком подачи воздуха и выходное отверстие для дымовых газов, расположенное в центральной верхней части корпуса. Недостатками являются отсутствие систем сбора и утилизации золы, образуемой в камере дожигания.
Данные недостатки устраняются путем добавления емкости для накопления золы, снабженной механизмами подачи стекольной массы, электронагревателем и механизмом выгрузки остеклованной массы.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является совершенствование устройств дожигания синтез газа и обезвреживание образуемой при дожигании золы.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом заявленной полезной модели является остекловывание твердых продуктов, образовывающихся в процессе сжигания синтез газа.
Для достижения технического результата предложена Камера дожигания синтез газа, содержащая вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого расположена камера сгорания с присоединенными к ней патрубками для подачи продуктов пиролиза и воздуха, выходное отверстие для отвода дымовых газов, расположенное в центральной верхней части корпуса, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнена футеровка таким образом, что ее поверхность образует камеру, внутренний объем которой выполнен в виде сужающегося конуса, при этом, к отверстиям, расположенным в верхней части корпуса сваркой приварены воздуховоды для подачи синтез газа и воздуха, а в отверстии верхней центральной части корпуса жестко закреплена при помощи раствора термостойкого бетона на портландцементе труба из жаропрочной керамики для отвода дымовых газов, расположенная вертикально и уходящая вглубь внутреннего объема камеры, при этом, в нижней части камеры выполнена емкость для сбора золы, представляющая собой футеровку внутренней поверхности корпуса, такую что поверхность футеровки образует полость цилиндрической формы с нагревательным элементом, зафутерованным в нижней ее части, при этом, к отверстиям в нижней части корпуса жестко присоединены, например при помощи сварки, шнек подачи золы, шлюз загрузки стеклобоя и шихты и шлюз выгрузки остеклованной массы, оборудованный электронагревателем.
Краткое описание чертежей
На фигуре показана схема камеры дожигания синтез газа, где
1 - воздуховод подачи синтез газа (стрелкой показано направление движения газа);
2 - камера в виде сужающегося конуса;
3 - емкость для сбора золы;
4 - шлюз загрузки золы (стрелкой показано направление движения);
5 - электроподогрев футеровки;
6 - труба отвода дымовых газов (стрелкой показано направление движения газов);
7 - воздуховод подачи воздуха (стрелкой показано направление движения);
8 - футеровка из огнеупорного материала;
9 - корпус камеры;
10 - шлюз загрузки стеклобоя и шихты (стрелкой показано направление движения);
11 - шлюз выгрузки остеклованной массы с электронагревателем (стрелкой показано направление движения)
Осуществление полезной модели
Камера дожигания синтез газа, показанная на фигуре, состоит из корпуса 9 из конструкционной стали, например из стали Ст3, внутри которого выполнена футеровка из термостойкого бетона на портландцементе 8 таким образом, что ее поверхность образует цилиндрическую камеру 2, внутренний объем которой выполнен в виде сужающегося конуса. К отверстиям, расположенным в верхней части корпуса 9 сваркой приварены воздуховоды для подачи синтез газа 1 и воздуха 7, выполненные из сэндвич трубы - двустенной трубы из стали 12Х18Н10Т со слоем базальтовой ваты между стенками. В отверстие верхней центральной части корпуса 9 при помощи раствора термостойкого бетона жестко закреплена труба для отвода дымовых газов 6, выполненная из жаропрочной керамики, например, из муллитокорунда 92, расположенная вертикально и уходящая вглубь внутреннего объема камеры 2. Расстояние от трубы отвода дымовых газов 6 до стенок и дна камеры 2 подбирается исходя из условий обеспечения необходимой скорости движения продуктов горения (2-4 м/с).
Внизу камеры 2 располагается емкость для сбора золы 3. Она представляет собой футеровку 8 внутренней стеки корпуса термостойким бетоном на портландцементе такую, что поверхность футеровки образует полость цилиндрической формы. Емкость для сбора золы 3 непосредственно сообщается со внутренним объемом камеры 2. В нижней части емкости для сбора золы 3 зафутерован в толщу футеровки 8 нагревательный элемент 5, выполненный из фехралевой спирали.
К отверстиям в нижней части корпуса 9, жестко прикреплены, например, посредством сварки шнек подачи золы 4, выполненный из конструкционной стали, например, Ст30, из камеры пиролиза (на фигуре не показана), шлюз загрузки стеклобоя и шихты 10, выполненный из конструкционной стали, например, Ст30, и шлюз выгрузки остеклованной массы 11, оборудованный фехралевым электронагревателем, выполненный из жаропрочной стали, например, 12Х18Н10Т, покрытой изнутри слоем футеровки из термостойкого бетона на портландцементе, и который располагается ниже загрузочных шлюзов 4 и 10.
Камера дожигания работает следующим образом:
Во внутренний объем камеры 2 дожигания по воздуховодам 1 и 7 подаются синтез газ - преимущественно смесь монооксида углерода и водорода, варьирующееся в зависимости от способа получения в пропорции от 1:1 до 1:3 -при температуре 800°С и воздух при температуре от 100°С до 800°С соответственно. Внутри камеры образуется газовоздушная смесь и происходит ее воспламенение. При этом продукты горения движутся по спирали вниз внутреннего объема камеры 2. За счет центробежной силы большая часть твердых продуктов горения попадает в емкость для сбора золы 3, а все вещества, находящиеся в газообразном состоянии, уходят наверх по трубе отвода дымовых газов 6. Внутрь емкости для сбора золы 3 по шнекам 4 и 10 подаются зола из камеры пиролиза (на фигуре не показана) и стеклобой с шихтой соответственно. Используя тепло отходящих газов и дополнительный нагрев от электронагревателя 5, нагревающегося до температур от 1100°С до 1300°С, стеклобой с шихтой разогреваются, происходит их расплавление и смешение расплава с золой, затем полученная смесь удаляется через шлюз выгрузки остеклованной массы 11, в котором строенный электронагреватель поддерживает температуру от 1100°С до 1300°С.
3
3
С 1 м синтез газа - преимущественно смеси монооксида углерода и водорода, варьирующееся в зависимости от способа получения в пропорции от 1:1 до 1:3 - образуется 2 г золы. Также в камеру через шнек подачи золы 4 подается зола из камеры пиролиза (на фигуре не показана) в количестве 17 г на 1 м синтез газа. Зола смешивается со стеклобоем и шихтой в пропорции 1:2,5, в результате чего на выходе образуется 66,5 г остеклованной массы.
Таким образом, достигается заявляемый технический результат, т.е. происходит остекловывание твердых продуктов, образовывающихся в процессе сжигания синтез газа.