МОБИЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Область применения
Полезная модель предназначена для термического обезвреживания и утилизации органических отходов на местах их непосредственного образования или сбора, либо с непосредственным выездом оттуда и утилизацией отходов в дороге. В частности может быть использована для термической переработки биоорганических отходов: сельскохозяйственного производства; продуктов животноводства, птицеводства и рыбхозов, а также некоторых видов медицинских отходов лечебно-профилактических учреждений.
Уровень техники
В настоящее время возникает необходимость в утилизации указанных отходов в полевых условиях, на полигонах для их сбора, в местах их временного скопления и в удаленных медицинских учреждениях, с целью обеспечения экологической безопасности окружающей среды и населения. Например, для обеззараживания местности в случае падежа скота от эпидемии, куда мобильная печь может быть транспортирована. В противном случае, трупы животных приходится или закапывать в могильники, что запрещено или сжигать в стационарных установках куда трупы должны доставляться специальным транспортом.
Это требует значительных финансовых затрат и большего времени для обезвреживания местности и увеличивает риск распространения инфекции.
Аналогичные проблемы возникают при необходимости обезвреживания медицинских отходов.
Из уровня техники известен патент RU 2198024 на установку для обезвреживания органических отходов сжиганием в кипящем слое, содержащую два соединенных между собой реактора, оборудованных средствами для подачи воздуха, воздухораспределительными решетками и частично заполненные слоем твердых частиц,
расположенные несоосно, при этом выход первого реактора соединен со входом второго реактора, а также средства для подачи органических отходов и средства для введения химосорбента, по крайней мере, в один из реакторов, а также средства для улавливания и рециркуляции твердых частиц, отличающаяся тем, что первый реактор сжигания топлива в качестве твердых частиц заполнен катализатором и оборудован средствами подачи топлива и воздуха, а также системой подачи пыли катализатора, второй реактор обезвреживания отходов в качестве твердых частиц заполнен инертным материалом и оборудован средствами подачи обезвреживаемых отходов и химосорбента, при этом вход второго реактора снабжен циклоном и бункером для сбора пыли катализатора, причем бункер для сбора пыли катализатора соединен с системой подачи пыли в первый реактор.
Недостатком изобретения является невозможность использования в полевых условиях, сложность процесса и потребность привозить отходы к месту переработки.
Из уровня техники известен патент RU 49954 U на мобильную установку для утилизации горючих отходов методом сжигания, состоящую из монтажной тележки, съемной камеры сжигания, крышки с нагнетательной камерой, узлом искрорассеивания и искроудерживающей решеткой, блока вентиляторов с воздуховодом, отличающуюся тем, что она оснащена установленным над нагнетательной камерой съемным узлом охлаждения отходящих газов потоком воздуха и датчиком температуры, при этом узел охлаждения выполнен в виде цилиндрической камеры с тангенциальным воздухоподводящим патрубком, установленным под углом к горизонтальной плоскости с наклоном вверх, а в верхней части узла охлаждения установлена съемная искроудерживающая решетка.
Недостатком данного решения является невозможность использования данной установки для сжигания органических отходов.
Наиболее близким аналогом является заявка RU 2006141480 на Способ термического обезвреживания и утилизации органических отходов, отличающийся тем, что печь пиролизного типа устанавливают на грузовую платформу автомашины или прицепа, топливо в печь подают через топливную аппаратуру на форсунки, где происходит его распыление и образование горючей смеси, которую воспламеняют при помощи электродов, причем стенки печи защищены теплоизолятором из огнеупорного волокна, а отходы в печь помещают с помощью погрузо-разгрузочного устройства на специальный
поддон, располагаемый в камере печи, и представляющим собой ряд модулей газолучистого отопителя, в трубах которого происходит сжигание газа, затем продукты сгорания отходов и топлива направляют в малогабаритную камеру дожигания, где производят очищение отходящих газов от вредных веществ путем пропускания их через пламя высокотемпературной специальной плазменной горелки, после чего газы выводят в атмосферу. Способ реализуется мобильной установкой для термического обезвреживания и утилизации органических отходов, содержащей печь пиролизного типа, модуль для подачи воздуха и энергоносителя в камеру сгорания печи. Печь содержит установленные на грузовой платформе автомашины или прицепа погрузо-разгрузочный механизм с грузовым подъемником, систему энергоснабжения, систему ручного или автоматизированного управления процессом горения, дожигания и утилизации, систему утилизации тепла, малогабаритную камеру дожигания, функционирующую на основе плазменной обработки отходящих газов с помощью высокотемпературного пламени специальной плазменной горелки. Также наиболее близким аналогом является патент RU 62214 U. В решении описывается мобильная установка для термического обезвреживания и утилизации органических отходов, содержащая печь пиролизного типа, модуль для подачи воздуха и энергоносителя в камеру сгорания печи, отличающаяся тем, что содержит установленные на грузовой платформе автомашины или прицепа погрузо-разгрузочного механизма с грузовым подъемником, систему энергоснабжения, систему ручного или автоматизированного управления процессом горения, дожигания и утилизации, малогабаритную камеру дожигания, функционирующую на основе плазменной обработки отходящих газов с помощью высокотемпературного пламени плазменной горелки. Недостатком указанных прототипов является то, что теплоизолятор из огнеупорного волокна со временем покрывается продуктами горения биоорганики, тем самым уменьшается срок его службы и как следствие требует периодической замены; наличие модулей газолучистого отопителя, в трубах которого происходит сжигание газа, требует подачу газа в отопители, что не всегда возможно в полевых условиях; отсутствие в печи шуровки (перемешивания отходов в камере сгорания) приводит к неравномерному сжиганию отходов, в результате чего, требуется дополнительные энергозатраты на очищение отходящих газов.
Недостатком данных решений также является то, что процесс сжигания отходов занимает
много времени.
Опыт применения стационарных печей для утилизации органических отходов путем их сжигания, выявил и те их недостатки, которые ограничивают срок их эксплуатационной надежности. Применение стационарных печей в сельской местности нецелесообразно по причине их нерентабельности.
Поскольку требование надежности является одним из основных, рассмотрим недостаток, устранение которого, необходимо выполнить в первую очередь.
К главному недостатку следует отнести разрушение футеровки печи в следствии неравномерного распределения отходов, в камере сжигания, а, следовательно, и тепловой мощности в сочетании с агрессивной средой, создаваемой при сжигании отходов. Восстановление футеровки связано с большими затратами средств и времени. Обычно затраты по замене футеровки составляют примерно половину стоимости печи. Кроме того процесс разрушения футеровки в мобильной печи ускоряется из-за наличие вибраций во время движения.
Технический результат заключается в реализации возможности с помощью устройства вести термическое обезвреживание и утилизацию органических отходов как на местах их непосредственного нахождения или сбора, так и с непосредственным выездом оттуда и утилизацией отходов в дороге. Также повышается срок эксплуатации печи и снижается потребность в ремонте печи и стоимость ремонта, ускоряется процесс сжигания органических отходов и как следствие экономия энергозатрат.
Реализация полезной модели
Заявленный технический результат достигается за счет того, что мобильная печь для термического обезвреживания и утилизации органических отходов, состоящая из корпуса печи пиролизного типа, модуля для подачи воздуха и энергоносителя в камеру сгорания печи, содержащая систему утилизации отходящих газов, отличающаяся тем, что корпус печи выполнен с возможностью вращения. В центре одной торцевой поверхности корпуса, выполнено посадочное место для установки горелки, в которое она установлена с возможностью замены, а наружный патрубок горелки соединен посредством вращающегося разъемного соединения с трубопроводом подачи в горелку топливной смеси, причем в центре противоположной торцевой поверхности корпуса, выполнено
отверстие, где установлен патрубок трубы с функцией отвода продуктов сгорания. Корпус печи выполнен из жаропрочной стали с теплоизоляционным покрытием, имеющее на внутренней поверхности выступы. Эти выступы ускоряют при вращении печи процесс сжигания отходов. Форма корпуса печи выполнена цилиндрической или в форме другого тела вращения. Корпус имеет вращающиеся соединения с опорными частями, закрепленными на передвижной платформе или шасси автомобиля. Печь выполнена с возможностью вращения корпуса посредством зубчатой или цепной передачи, вращение которой задается от привода электрического или дизельного двигателя, либо от вала двигателя автомобиля.
Печь представляет собой «сэндвич» (см. Фиг.1 - вид сбоку и в торцевых разрезах) внутренняя поверхность выполнена из жаропрочной стали стойкой к агрессивной среде, имеющей на внутренней поверхности выступы. Они позволяют при вращении печи обеспечить равномерность нагрева свода и примыкающих к нему торцевых поверхностей печи, а также перемешивать отходы (шуровка) в камере сгорания для ускорения процесса сжигания отходов. Внешняя поверхность печи изготовлена из теплоизоляционных материалов.
Конструкция печи представляет собой металлическую стаканоподобную емкость, являющаяся корпусом (1) печи, которая также может содержать откидную крышку для загрузки отходов. Форма корпуса печи может быть, например, цилиндрической или в форме другого тела вращения, например, в форме бетоносмесителя бетономешалки. Корпус (1) имеет вращающиеся соединения с опорными частями (2), закрепленными на передвижной платформе или на шасси автомобиля. Это может быть реализовано, например, посредством выполнения опорных частей (2) в виде цилиндрических тубусов, внутри которых корпус (1) печи вращается на роликовых опорах.
Опорные части (опорные станции) могут выполнять функции стопорения (демпфирования) печи во время движения мобильной установки. Для снижения передачи тепла от корпуса печи размер диаметра передаточного звена вращения может быть увеличен за счет припайки спиц (11) или увеличения диаметра самого колеса (10). Вращение печи может быть обеспечено, например, посредством зубчатой или цепной передачи (7), вращение которой задается от вала (3), крутящего колесо (12), на котором она закреплена. Вал (3) либо вращается от привода электрического или дизельного двигателя, либо вращение ему передается от вала двигателя автомобиля, например,
аналогично принципу передачи вращения бетоносмесителя в бетономешалке. В центре торцевой поверхности корпуса (1) предусмотрено посадочное место для установки горелки (4), а наружный патрубок горелки (8) соединен посредством вращающегося разъемного соединения (5) по оси симметрии стакана с трубопроводом (9) подачи в горелку топливной смеси.
В центре на противоположной торцевой поверхности стакана корпуса (1), являющейся откидной крышкой печи, выполнено отверстие для жесткого закрепления в нем патрубка трубы (6) для отвода продуктов сгорания. Загрузка печи отходами может осуществляться при открывании крышки печи, для чего патрубок трубы отсоединяется от неподвижного трубопровода (6). После загрузки печи крышка на корпусе плотно и герметично закрывается и патрубок трубы с помощью вращающегося соединения (5) соединяется с отводящим трубопроводом. По трубопроводу (6) продукты сгорания поступают, либо на очистной фильтр с выводом в атмосферу, либо перед этим в камеру дожигания (на чертеже не показана).
Сжигании отходов в печи осуществляется при ее вращении, что позволяет в случае чрезвычайных эпидемиологических ситуациях или при радиоактивном заражении местности быстро вывезти опасные для здоровья человека органические отходы с места происшествия, утилизируя их по дороге непосредственно на автомобиле или передвижной платформе, например, железнодорожного вагона.
Поскольку устройство исключает использование футеровки в печи и за счет вращения печи происходит равномерное распределение тепловой мощности по ее внутренней поверхности, исключаются скачки теплового напряжения в материале корпуса печи, что повышает срок ее эксплуатационной службы и практически исключает потребность в ремонте в виду того, что внутри печи отсутствуют какие-либо узлы, кроме корпуса, которые подвергаются воздействию температурной агрессивной среды. Редкому ремонту подлежат только узлы горелки (4) и трубы (6) в местах их соприкосновения с корпусом печи. Ремонт будет заключаться в замене типовых изношенных узлов, что может быть выполнено просто и недорого. Вращение печи позволяет ускорить процесс сжигания органических отходов.