БАРАБАННАЯ ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области сжигания отходов, в частности к конструкциям мусоросжигательных печей с использованием вращающихся барабанов и может быть использована для утилизации бытовых, промышленных отходов, и в том числе инфицированных медицинских отходов.
Наиболее распространенным способом уничтожения твердых и пастообразных отходов является их сжигание, для чего используют печи различных конструкций. В том числе для этой цели используют барабанные (вращающиеся) печи. Барабанная печь имеет цилиндрический, как правило, стальной корпус, изнутри покрытый огнеупорной футеровкой, и устанавливается с небольшим наклоном в направлении перемещения сжигаемых отходов, которые подаются в печь через загрузочное устройство, через которое в печь также подается топливо и воздух. Вначале загруженные в печь отходы подсушиваются, а затем по мере прохождения вдоль печи сгорают и в виде шлака и золы попадают в разгрузочное устройство. Барабан имеет опоясывающий зубчатый венец, кинематически связанный с приводом, благодаря чему в процессе работы печи барабан вращается со скоростью примерно 0,8-2 оборота в минуту, что способствует перемешиванию отходов и их перемещению вдоль барабана. Одними из основных технических задач, которые приходится решать при создании таких барабанных печей, являются обеспечение интенсивного перемешивания отходов, способствующее более полному и быстрому сгоранию загружаемого в печь материала, и отвод тепла, поскольку сжигание отходов происходит при температуре порядка 1000°С и более, из-за чего при работе печи происходит интенсивное нагревание ее внутренней поверхности, разрушающее футеровку и существенно снижающее время эксплуатации печи,
Из а.с. SU 1291791 известна вращающая печь для сжигания отходов, содержащая вращающийся цилиндрический корпус, покрытый изнутри огнеупорной футеровкой и имеющий загрузочное устройство для подачи сжигаемых отходов и разгрузочное устройство для удаления золы и шлака. Футеровка со стороны загрузочного устройства выполнена в виде металлических концентрических обечаек, окруженных кольцевой полостью, в которую подают воздух для охлаждения этой части
печи. Однако в данной конструкции не обеспечивается отвод тепла от той части печи, которая футерована огнеупорным кирпичом.
Из заявки JP 54-41275 известна вращающая печь для сжигания отходов, содержащая вращающийся цилиндрический корпус, покрытый изнутри огнеупорной футеровкой и имеющий загрузочное устройство для подачи сжигаемых отходов и разгрузочное устройство для удаления золы и шлака. Отвод тепла осуществляется с поверхности печи, для чего вокруг корпуса выполнены разбитые на секции продольные полости с отверстием вблизи продольной перегородки, разделяющей полости, по направлению вращения печи. При этом нижняя часть корпуса погружена в резервуар с водой, которая по мере вращения корпуса вначале затекает в полости, нагревается от внешней поверхности и затем сливается обратно в резервуар, в котором охлаждается. Данная конструкция обеспечивает хороший теплоотвод с поверхности печи, однако внутренняя поверхность - футеровка печи остается подверженной высокотемпературному воздействию сгораемого топлива и отходов.
Из патента SU 222283 известна печь для сжигания мусора, содержащая вращающийся цилиндрический корпус, покрытый изнутри огнеупорной футеровкой, и имеющий загрузочное устройство для подачи сжигаемых отходов и разгрузочное устройство для удаления золы и шлака. Футеровка печи имеет равномерно расположенные по окружности и выступающие внутрь печи кирпичи, образующие продольные ребра, в которых выполнены каналы для подвода в печь воздуха. Ребра при вращении печи обеспечивают перемешивание сжигаемых отходов, а подаваемый воздух интенсифицирует процесс горения. Кроме того, подводимый от свода печи воздух обеспечивает отвод тепла от свода как наиболее нагретой части печи, что снижает неравномерность нагрева и увеличивает срок эксплуатации печи. Однако, поскольку в данной печи происходит только перераспределение тепла, отвод избыточного тепла остается актуальной задачей. Патент SU 222283 может быть принят за прототип.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции барабанной печи для сжигания отходов, обеспечивающей одновременно интенсивное перемешивание сжигаемых отходов и эффективный отвод тепла от внутреннего объема печи, увеличивающий срок ее эксплуатации без ремонта по замене футеровки.
Заявляемая барабанная печь для сжигания отходов содержит установленный с возможностью вращения вокруг продольной оси цилиндрический корпус, покрытый
изнутри огнеупорной футеровкой, и имеющий загрузочное устройство для подачи сжигаемых отходов и разгрузочное устройство для удаления золы и шлака. Также корпус снабжен лопатками, выполненными из стального термостойкого материала и размещенными по внутренней поверхности корпуса. При этом лопатки выполнены полыми и имеют входной канал, подсоединенный к системе нагнетания воздуха, и выходной канал для отвода воздуха, и установлены таким образом, что закрытая часть лопаток выступает над поверхностью футеровки, а входной и выходной каналы располагаются на внешней стороне корпуса.
Благодаря описанной конструкции во время работы печи при ее вращении сжигаемые отходы подхватываются размещенными по внутренней поверхности корпуса лопатками, чем обеспечивается перемешивание отходов и интенсифицируется процесс их сгорания. Одновременно с этим через эти лопатки, соприкасающиеся с горящим материалом, обеспечивается отвод избыточной тепловой энергии от внутреннего объема печи. При этом за счет выполнения лопаток полыми. и пропускания по ним воздуха от системы нагнетания воздуха, обеспечивается их охлаждение, что приводит в результате к повышению их надежности и увеличению срока службы.
Дополнительно, по крайней мере, часть лопаток в части, выступающей над поверхностью футеровки, может иметь одно или несколько отверстий, выполненных с возможностью выхода части проходящего через лопатки воздуха во внутренний объем печи. Тем самым можно обеспечить подачу дополнительного окислителя, интенсифицирующего процесс сгорания отходов.
Система нагнетания воздуха может быть выполнена в виде установленных на корпусе печи кольцевых подводящих трубопроводов, включенных в общую подводящую магистраль, подсоединенную к нагнетателю, в качестве которого, например, может быть использован центробежный вентилятор, приводимый в действие мотором, подключенным к системе электропитания с помощью скользящих токосъемных контактов. Установка системы нагнетания воздуха и особенно вентилятора непосредственно на корпусе печи, позволяет выполнить печь автономной.
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 схематично представлена заявляемая печь, вид сбоку, с системой воздушного охлаждения лопаток.
На фиг.2 показан вид сверху печи, представленной на фиг.1.
На фиг.3 показано сечение по А-А печи, представленной на фиг.1 и 2.
На фиг.4 показано сечение по Б-Б печи, представленной на фиг, 1 и 2.
На фиг.5 показана лопатка, используемая в системе воздушного охлаждения, установленная в печи; лопатка показана в сечении по В-В, указанном на фиг, 2. На фиг.6 показана лопатка отдельно в сечении по Г-Г, указанном на фиг, 5. Барабанная печь 1 для сжигания отходов (см. Фиг.1-4) имеет вытянутый цилиндрический корпус 2 со стальной наружной оболочкой 3 и с внутренней футеровкой 4, выполненной кирпичом. С одного торца печь 1 имеет загрузочное устройство 5 для подачи в печь сжигаемых отходов, а с другого торца - разгрузочное устройство 6 для выгрузки золы и шлака, остающихся после сгорания отходов. Печь 1 устанавливается с небольшим наклоном в направлении перемещения сжигаемых отходов, которые подаются через загрузочное устройство 1, через которое в печь также подается топливо и воздух в качестве окислителя для поддержания процесса горения. Корпус 2 печи 1 имеет опоясывающий зубчатый венец 7, кинематически связанный с электроприводом (не показан) и обеспечивающий вращение корпуса печи вокруг продольной оси 8.
В корпусе 2 установлено множество лопаток 9, выполненных из стали. Лопатки 9 (см. фиг.5 и фиг.6) выполнены в виде полого корпуса 10, разделенного перегородкой 11 на две сообщающиеся полости 12 и 13, имеющие подводящий 14 и отводящий 15 штуцеры соответственно, образующие входной канал для подсоединения к системе нагнетания воздуха и выходной канал для отвода воздуха. Лопатки 9 установлены таким образом, что закрытая часть лопаток выступает над поверхностью футеровки 4, а штуцеры 14 и 15 расположены на внешней стороне оболочки 3 корпуса 2. Лопатки 9 через штуцеры 14 подсоединены к системе нагнетания воздуха, состоящей из кольцевых подводящих трубопроводов 16, включенных в общую подводящую магистраль 17, подсоединенную к нагнетателю, в качестве которого, например, может быть использован центробежный вентилятор 18, приводимый в действие мотором 19 и подключенный к системе электропитания с помощью скользящих токосъемных контактов 20. Штуцер 15 остается открытым.
Печь работает следующим образом. Отходы через загрузочное устройство 5 подаются в печь, в которую дополнительно с помощью распыливающих форсунок (не показаны) подается топливо, а также подается воздух как окислитель для поддержания горения. За счет установки печи с небольшим наклоном в сторону разгрузочного устройства 6 и вращения корпуса 2 отходы, перемешиваясь,
перемещаются от загрузочного устройства 5 к разгрузочному устройству 6. По мере перемещения отходы вначале высушиваются, а затем сгорают. Остаточные продукты горения - зола и шлак удаляются из разгрузочного устройства 6. При сгорании отходов температура в печи достигает порядка 1000°С и более.
Во время работы печи лопатки 9, распределенные по поверхности футеровки 4, способствуют лучшему перемешиванию отходов и соответственно интенсифицируют процесс их горения. Также с помощью лопаток 9 обеспечивается отвод избыточного тепла от внутреннего пространства печи. Нагнетаемый вентилятором 18 воздух, проходя лопатки 9, нагревается от стенок корпуса 10 лопаток 9, соприкасающихся с горящими отходами, забирая часть тепловой энергии, и выпускается через отводящие штуцеры 15 в атмосферу. Перегородка 11, разделяющая полый корпус 10 лопатки 9 на две сообщающиеся полости 12 и 13, способствует более эффективному теплообмену за счет создания направленного воздушного потока 20, омывающего изнутри стенки корпуса 10 лопатки 9.
Дополнительно, по крайней мере, часть лопаток 9 может иметь одно или несколько отверстий 21, выполненных с возможностью выхода части проходящего через лопатки воздуха во внутренний объем печи. Поступающий в печь из отверстий 21 воздух 22 обеспечивает подачу дополнительного окислителя, интенсифицирующего процесс сгорания отходов.
Таким образом, при работе заявляемой барабанной печи, снабженной лопатками и системой их воздушного охлаждения, выполненными описанным образом, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в том, что одновременно обеспечивается интенсивное перемешивание сжигаемых отходов и эффективный отвод тепла от внутреннего объема печи, увеличивающий срок ее эксплуатации без ремонта по замене футеровки.