УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области сжигания отходов, в частности, к устройствам для термической переработки горючих твердых отходов и может быть использована в промышленности, коммунально-бытовом хозяйстве для переработки, обезвреживании отходов до экологически безопасных продуктов.
Известно устройство для сжигания топливной смеси твердых материалов и конденсированных веществ, которое содержит корпус с рекуперативным теплообменником, включающим патрубки подвода окисляющего воздуха и отвода газообразных продуктов горения, первые из которых сообщаются с атмосферой, а последние связаны со свободным объемом корпуса и вытяжным вентилятором, камеру сгорания, смонтированную в свободном объеме корпуса и образованную наклонными к оси неконгруэнтными стенками, при этом наружная стенка образована набором колец с убывающими диаметрами кверху, установленными с частичным перекрытием и зазорами для подвода окисляющего воздуха и отвода продуктов сгорания, внутренняя стенка образована набором дисковых пластин разного диаметра, установленных по убывающей снизу вверх с зазорами для подвода окисляющего воздуха, смонтированными с периферийным кольцевым зазором в основании над бункером сбора золы и твердого негорючего остатка, наружная стенка камеры сгорания сопряжена с бункером загрузки топливной смеси, патрубки подвода окисляющего воздуха закреплены непосредственно в зазорах в обеих стенках камеры сгорания, дисковые пластины выполнены с осевыми отверстиями, образующими в наборе свободный конический открытый объем, сообщающийся с патрубком отвода продуктов сгорания (RU 2182685 С2, F23G 5/14, F23B 1/12, 2002.05.20).
Известно устройство для сжигания горючих материалов и отходов, которое содержит корпус с патрубками подвода воздуха и отвода продуктов горения, бункер загрузки, размещенные в корпусе две камеры: камера сгорания и камера догорания, узел подачи воздуха, колосниковую решетку с сепаратором, бункер для сбора твердых продуктов горения, при этом камеры сгорания и решетка размещены коаксиально друг другу, стенка камеры сгорания выполнена с отверстиями для прохождения газа, решетка выполнена с уменьшающимся к бункеру поперечным сечением (RU 2154237 С1, F23G 5/14, 2000.08.10). Патрубки подвода воздуха и отвода продуктов горения образуют теплообменник типа "труба в трубе". Устройство снабжено вентилятором, установленным в патрубке отвода продуктов горения. Внутренняя камера (камера сгорания) выполнена в виде колец
уменьшающегося в направлении бункера диаметра, установленных друг в друге с образованием зазоров, при этом отверстия образованы зазорами. Решетка выполнена в виде набора пластин, размещенных с зазором для прохода воздуха одна над другой и увеличивающимся размером к основанию с образованием усеченного конуса. Решетка снабжена поперечными стержнями и установлена с возможностью поворота вокруг своей оси. Узел подвода выполнен в виде патрубка подвода воздуха, подключенного посредством труб к коллектору, образованному нижним кольцом внутренней камеры, при этом коллектор охватывает внутреннюю камеру сгорания. Устройство снабжено по крайней мере одним каналом для прохождения воздуха в камеру догорания с возможностью регулирования его подачи.
Указанное решение выбрано в качестве наиболее близкого аналога к предлагаемой установке.
Недостатками известных устройств являются сложность их конструкции, недостаточно высокая степень сгорания газообразных продуктов, что накладывает ограничения на устройства в части экологии. Устройства имеют ограничения к применению по рабочим температурам и по мощности.
Техническим результатом предлагаемого устройства является усовершенствование установки за счет кардинального изменения ее конструкции, повышение производительности и степени сгорания отходов до экологически безопасных продуктов. Технический результат достигается тем, что установка для термической переработки горючих отходов, содержит корпус, в котором размещены технологически связанные между собой камеры сгорания и догорания отходов, патрубки подвода воздуха и отвода газообразных продуктов горения, бункер загрузки, колосниковая решетка с сепаратором и бункер для сбора твердых продуктов горения, согласно изобретению стенки камеры сгорания выполнены газопроницаемыми и перфорированными, две из которых являются общими со стенками корпуса, две другие стенки камеры сгорания, выполненные с наклоном к оси симметрии по вертикали, с двумя другими стенками корпуса и днищем корпуса образуют две камеры догорания, указанные камеры размещены в линейном порядке и разделены между собой колосниковой решеткой с сепаратором, две стенки корпуса выполнены с каналами, сообщающимися с объемами камер догорания, наклонные стенки, сообщающиеся через каналы и отверстия с объемами всех камер, смыкаясь внизу со стенками корпуса, образуют каналы, которые с патрубками подвода через перфорации наклонных стенок образуют узлы подвода воздуха в камеру сгорания, а каналы наклонных стенок с патрубками подвода образуют узлы подвода воздуха в камеры догорания, при этом каналы днища корпуса и камер догорания с патрубками отвода
образуют узлы отвода газообразных продуктов горения 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, а каналы двух других стенок корпуса с патрубками подвода образуют дополнительные узлы подвода воздуха в камеры догорания. Наклонные стенки камеры сгорания выполнены с углом наклона не менее 75°. Все указанные конструктивные составляющие камер сгорания выполнены из элементов огнеупорной керамической футеровки.
Технические задачи изобретения, его признаки и преимущества будут лучше поняты из последующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одни и те же части установки представлены одинаковыми обозначениями.
На фиг.1-4 представлены принципиальные схемы установки для осуществления способа.
Фиг.1 вертикальный разрез установки по оси симметрии, фиг.2 горизонтальный разрез установки по линии А-А, фиг.3 горизонтальный разрез установки по линии Б-Б, фиг.4 вертикальный разрез установки по линии В-В. Стрелками на фиг. показано движение потоков воздуха и продуктов горения в установке.
Установка для термической переработки горючих отходов содержит: корпус 1, в котором размещены технологически связанные между собой камера сгорания 2 твердых отходов и две камеры догорания 3 газообразных продуктов, патрубки подвода 4 воздуха и отвода 5 газообразных продуктов горения, бункер загрузки 6, колосниковая решетка 7 с сепаратором, бункер 8 для сбора твердых продуктов горения, при этом стенки камеры сгорания выполнены газопроницаемыми и перфорированными, две из которых 9 со стенками 13 корпуса и днищем корпуса образуют две камеры догорания, указанные камеры размещены в линейном порядке и разделены между собой колосниковой решеткой с сепаратором, две наклонные перфорированные стенки 9 через каналы 10 и отверстия 11, сообщаются с объемами всех камер, две стенки 13 корпуса через каналы 14 сообщаются с объемами камер догорания, при этом стенки 9 выполнены с наклоном к оси симметрии по вертикали и, смыкаясь внизу со стенками 13 корпуса, образуют каналы 15, которые с патрубками подвода 4 образуют узлы подвода воздуха в камеру сгорания через перфорации 12 стенок 9, а каналы 10 и 16 (днища корпуса и камер догорания) с патрубками отвода 5 образуют узлы отвода газообразных продуктов горения из камер сгорания (2 и 3) и корпуса, две другие газопроницаемые стенки 17 камеры сгорания, общие с корпусом, выполнены с отверстиями 19 и каналами 18, последние образуют с патрубками подвода 4 дополнительные узлы подвода воздуха в камеру сгорания, каналы
10 с патрубками подвода 4 образуют узлы подвода воздуха в камеры догорания, а каналы 14 образуют с патрубками подвода дополнительные узлы подвода воздуха в камеры догорания. Наклонные стенки камеры сгорания выполнены с углом наклона не менее 75°. Все конструктивные составляющие камер сгорания выполнены из элементов огнеупорной керамической футеровки.
Установка работает следующим образом.
Горючие отходы в виде топливной массы загружают в установку сверху через бункер 6, порционно и непрерывно подают в газопроницаемую камеру сгорания 2. По мере выгорания топливная масса опускается под действием силы тяжести, при освобождении бункера до определенного уровня производят дозагрузку. Для запуска установки (зажигания топливной массы) в ней предусмотрена возможность зажигания от газовых запальников. Топливную массу сжигают воздухом, который при прохождении в реакционные зоны установки нагревают рекуперативно до необходимой температуры сжигания. Стенки камеры сгорания выполнены газопроницемыми и перфорированными, две из которых являются общими со стенками корпуса, две другие стенки камеры сгорания, выполненные с наклоном к оси симметрии по вертикали, с двумя другими стенками корпуса и днищем корпуса образуют две камеры догорания, указанные камеры размещены в линейном порядке, разделены между собой колосниковой решеткой 7 с сепаратором. Две наклонные стенки 9, сообщаются с системой подвода подогретого воздуха и отвода газообразных продуктов горения через каналы 10, 14, 15, 16 и 18 и через отверстия 11, 12 и 19. Воздух в камеру сгорания подают по каналам 15 и 18 и по отверстиям 12 и 19 всех четырех газопроницаемых стенок камеры сгорания, воздух в камеры догорания подают по каналам 10 стенок 9 и по каналам 14 стенок 13 корпуса, встречно по отверстиям 11 в каналы 10 наклонных стенок и через колосниковую решетку с сепаратором выводят образующиеся газообразные продукты. Воздух в каждую камеру подают раздельно и независимо, но воздух в объемы камер догорания 3 направляют сверху вниз, а в объем камеры сгорания 2 с топливной массой направляют перпендикулярно потоку топливной массы, по всей высоте камеры, при этом образующиеся газо-образные продукты засасываются по высоте камеры через отверстия 11 в каналы 10 наклонных стенок потоками воздуха в камеры догорания и дожигаются в них. Образующиеся газообразные продукты выводятся также через колосниковую решетку с сепаратором и дожигаются в камерах догорания 3. Воздух в каналах 10, 14, 15 и 18 нагревается до температуры самовоспламенения газа. Максимальная температура в камере сгорания 2
устанавливается в нижней части у решетки 7 и постепенно уменьшается по направлению к бункеру загрузки. Ближе к решетке, в зоне горения труднолетучих и коксующихся компонентов, образуется и горит кокс. Выше расположены зоны образования труднолетучих компонентов, пиролиза, и летучих компонентов. Летучие компоненты и частично труднолетучие сгорают в камерах догорания 3 (в каналах 10 и в основных объемах камер). Окончательное дожигание газа в камерах догорания 3 достигается за счет воздуха, поступающего по каналам 14 стенок 13 корпуса. Газообразные продукты горения непрерывно выводят из камер догорания и корпуса. Твердые продукты горения непрерывно выводятся через колосниковую решетку с сепаратором в бункер 8, а из корпуса выводятся периодически через технологическое отверстие 20 (с заслонкой).
Заявленная совокупность признаков полезной модели обеспечивает подвод и распределение воздуха, нагретого до температуры самовоспламенения газа, в различные зоны горения в необходимых количествах, за счет чего обеспечивается необходимая степень фильтрации в зонах, достигается полное выгорание кокса и дожигание газа, обеспечивается непрерывность и стационарность процесса горения до конечных экологически безопасных продуктов, без необходимости дополнительной их очистки.
Заявленная установка позволяет осуществлять с высокой производительностью и длительным сроком службы установки эффективное сжигание промышленных и бытовых низко и высококалорийных отходов при температуре до 2000°С до экологически безопасных продуктов.