ИНСИНЕРАТОР

Полезная модель относится к области обезвреживания и уничтожения отходов, в частности отходов, содержащих органические соединения, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для уничтожения термической обработкой бытовых отходов, в том числе отходов медицинских учреждений, включая биологические.
Термическая обработка удовлетворяет санитарно-эпидемиологическим и экологическим требованиям.
Известно большое количество конструкций печей для сжигания мусора и отходов.
В печах-инсинераторах, как правило, имеется футеровочная топочная камера для сжигания мусора, в которой мусор располагается непосредственно в камере, см. US Патент №4508040, МПК 4 F23D 1/00, 1985, или на специальных решетках, см. US Патент №5030453, МПК5 F23G 5/00, 1991. В частности, мусоросжигательная печь согласно US Патент №5030453 имеет вертикально расположенную топочную камеру, в верхней части которой находятся форсунка, выпускное отверстие для удаления отходящих газов, а в нижней - отверстие для удаления золы, камера разделена несколькими рядами горизонтально расположенных решеток, в процессе работы печи мусор переходит с выше - на нижерасположенные решетки.
Сжигание отходов осуществляют либо путем подвода воздуха, необходимого для горения, либо осуществляют без доступа воздуха путем пиролиза.
Основными недостатками известных печей-инсинераторов являются:
- невысокая эффективность сжигания отходов, обусловленная неполным сгоранием частиц и значительным выносом их из топочной камеры, а также невысокой скоростью сжигания;
- загрязнение окружающей среды как следствие невысокой эффективности процесса сжигания;
- значительные габариты и масса установок.
Известна конструкция инсинератора, которая содержит вертикально расположенную топочную камеру из теплоизоляционного материала с люком в верхней части для загрузки мусора и, по крайней мере, одну форсунку, внутри топочной камеры с зазором от ее стенок дополнительно вертикально установлена камера сжигания, выполненная из жаропрочного теплопроводного материала, с открытой поверхностью в ее верхней части для загрузки мусора и выхода газообразных продуктов сгорания, при этом форсунка установлена над камерой сжигания.
Варианты преимущественного выполнения инсинератора: форсунка установлена таким образом, что ее факел перекрывает всю площадь проходного сечения потока газообразных продуктов сгорания или форсунка установлена под углом к камере сжигания таким образом, что ее факел направлен на стенку камеры сжигания.
Варианты преимущественного выполнения инсинератора, когда камера сжигания выполнена глухой или в форме стакана.
Преимущественное выполнение для всех вариантов конструкции инсинератора, когда в нижней части камеры сжигания размещен закрываемый люк для выгрузки золы, см. RU Патент №2087803, МПК6 F23G 5/00, 1997.
Недостатками устройства являются недостаточно высокая эффективность сжигания отходов, обусловленная неполным сгоранием твердых частиц и невысокой скоростью сжигания, а также значительные потери тепла в атмосферу.
Наиболее близким по технической сущности является инсинератор, который содержит топочную камеру из теплоизоляционного материала с закрываемым люком для загрузки мусора, дымоход в ее верхней части, сообщенный с атмосферой, дополнительно внутри топочной камеры расположена камера сжигания с закрываемым люком для выгрузки золы, внизу топочной камеры у основания камеры сжигания расположена форсунка (или несколько форсунок) и дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов из нижней части топочной камеры в ее верхнюю часть, а дымоход расположен таким образом, что факел форсунки, установленной над камерой сжигания, перекрывает всю площадь проходного сечения потока газообразных продуктов сгорания, для охлаждения инсенератора установлен вентилятор.
Преимущественное выполнение инсинератора, когда форсунка, расположенная в нижней части топочной камеры, установлена под углом 3-5° к горизонту; дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры, образован трубной выгородкой в камере сжигания или дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры, образован трубной выгородкой между стенками камеры сжигания и топочной камеры.
Преимущественное выполнение по всем вариантам: в нижней части камеры сжигания размещен закрываемый люк для выгрузки золы, см. RU Патент №2117871, МПК 6 F23G 5/00, 1998.
Недостатками указанного устройства является сложность конструкции, невозможность загрузки мусора в топочную камеру при работе инсинератора, так как при открытии люка факел пламени вырывается из топки; ограниченный объем камеры сжигания, при увеличении размеров камеры сжигания возникает необходимость установки дополнительной форсунки, что приводит к неоправданным расходам топлива.
Задачей изобретения является упрощение конструкции инсинератора, повышение эффективности сжигания отходов за счет загрузки мусора в топочную камеру без выключения инсинератора и в большем объеме при использовании одинаковой мощности факела форсунки.
Техническая задача решается тем, что инсинератор, включающий вертикально расположенную топочную камеру из теплоизоляционного материала с закрываемыми люками для загрузки мусора и выгрузки золы, сообщенный с атмосферой дымоход и форсунку, в котором топочная камера и дымоход разделены вертикальной перегородкой с окном, расположенным в нижней части перегородки, а форсунка соединена с камерой подогретого воздуха и направлена в топочную камеру по центру окна с возможностью выхода газообразных продуктов топочной камеры противотоком факелу форсунки в сторону дымохода.
Преимущественное выполнение инсинератора заключается в том, что люк выгрузки золы под колосниковой решеткой имеет емкость для сбора пиролизной смолы.
Решение технической задачи позволяет упростить конструкцию инсинератора, повысить эффективность сжигания отходов за счет загрузки мусора в топочную камеру без выключения инсинератора и в большем объеме при использовании одинаковой мощности факела форсунки.
Инсинератор, см. Фиг. 1, содержит вертикально расположенную топочную камеру из теплоизоляционного материала 1 с закрываемым люком для загрузки 2 мусора 3 и закрываемым люком для выгрузки золы 4, сообщенный с атмосферой дымоход 5 и форсунку 6, топочная камера 1 и дымоход 5 разделены вертикальной перегородкой 7 с окном 8, расположенным в нижней части перегородки 7, форсунка 6 соединена с камерой подогретого воздуха 9 и направлена в топочную камеру 1 по центру окна 8 с возможностью выхода газообразных продуктов топочной камеры 1 противотоком факелу форсунки 6 в сторону дымохода 5, люк выгрузки золы 4 под колосниковой решеткой 10 имеет емкость 11 для сбора пиролизной смолы.
Инсинератор работает следующим образом:
Открывают дверцу люка 2 в верхней части топочной камеры 1 и через него загружают в топочную камеру 1 мусор 3. Закрывают дверцу люка 2. Люк выгрузки золы 4 в нижней части топочной камеры 1 закрыт.При подаче подогретого воздуха из камеры 9 включают форсунку 6, которая направлена в топочную камеру 1 по центру окна 8 с возможностью выхода газообразных продуктов топочной камеры противотоком факелу форсунки в сторону дымохода 5. Необходимый для горения воздух в подогретом виде из камеры 9 подается в топочную камеру 1 по центру окна 8. Под действием пламени факела 13 форсунки 6 топочная камера 1 раскаляется. Мусор 3, находящийся в топочной камере 1, под действием высоких температур по всему объему камеры разлагается и сгорает. Образовавшиеся газообразные продукты 12 противотоком факелу форсунки 6 направляются в сторону дымохода 5, на своем пути встречаются с подогретым воздухом из камеры 9, встречные потоки сильно турбулизируются, температура в зоне окна 8, в зоне дожига, топочной камеры 1, достигает более 1300°C. При этих температурах происходит полное сгорание газообразных продуктов. По мере накопления золы в нижней части топочной камеры, не выключая факела форсунки 6, открывают люк выгрузки золы 4. Образовавшаяся пиролизная смола стекает в емкость 11, расположенную под колосниковой решеткой 10. По мере наполнения емкости 11 пиролизная смола сливается в топливный бак форсунки 6. В ходе работы инсинератора топочная камера загружается новой порцией, при этом факел форсунки не выключается.
Таким образом, заявляемый инсинератор по сравнению с прототипом имеет упрощенную конструкцию и позволяет повысить эффективность сжигания отходов за счет загрузки мусора в топочную камеру при работе инсинератора и в большем объеме при использовании одинаковой мощности факела форсунки по заявляемому объекту и прототипу. Конструкция инсинератора проста в изготовлении, безопасна и экономична, что подтверждают проведенные промышленные испытания.