УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ГОРЮЧИЕ МАТЕРИАЛЫ, В ВИДЕ КОНТЕЙНЕРА ВО ВРАЩАЮЩУЮСЯ ЦЕМЕНТНУЮ ПЕЧЬ Российский патент 1997 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к использованию опасных отходов во вращающихся печах, в частности для полного экологически чистого уничтожения опасных отходов, содержащих горючие твердые отходы в минералообрабатывающих печах.

Известно устройство для загрузки отходов, содержащих горючие материалы в виде контейнера во вращающуюся цементную печь, включающее загрузочное окно, крышку, выполненную с возможностью перемещения, средство для приема отходов, их ориентации и перемещения [1]
Однако данная печь не позволяет извлечь энергию из опасных отходов и не обеспечивает благоприятные условия для химического соединения разложившихся отходов с активными соединениями портландцемента, что не обеспечивает условия для экологически чистого уничтожения горючих опасных отходов.

На фиг. 1 схематическое изображение вращающейся печи с устройством загрузки; на фиг. 2 разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 разрез по А-А фиг. 1, повернуто на 90^o; на фиг. 4 разрез по Б-Б фиг. 3; фиг. 5 аналогично фиг. 2 иллюстрирует вариант реализации устройства загрузки; на фиг. 6 вид фиг. 5, повернуто на 30^o; на фиг. 7 частичный вид поперечного сечения верхнего конца печи.

Цилиндрическая печь 10 для сухого и/или влажного процесса обработки, имеющая цилиндр 12 печи с нижним зажженным концом 14, где обрабатываемый материал 16 выгружается из цилиндра 12. Минеральный материал загружается в верхний конец 20 цилиндра 12 печи и движется вниз цилиндра печи, вращающегося вокруг своей оси со скоростью примерно от 1 до 3 оборотов в минуту. Выхлопные газы, выходящие из печи 10, могут быть обработаны с целью удаления частиц в устройстве 22 контроля выбросов, в котором использованы мешочные фильтры или электростатические осадители (не показаны). Поток газов через цилиндр 12 печи управляется вентилятором 24, направляющим выхлопные газы через выхлопную трубу 26. Устройство для загрузки твердого топлива расположено вблизи середины цилиндра 12 печи.

Топливные модули 30 расположены на поднятой платформе 32, с которой они загружаются в загрузочное устройство 28 во время вращения цилиндра 12 печи.

Загрузочное устройство 28 состоит из транспортирующей трубы 34, проходящей внутрь цилиндра печи на расстояние, большее, чем максимальная глубина минерального материала 36. Транспортировочная труба 34 сообщается с окном 38, выполненным в стенке 40 цилиндра печи. Окно 38 сообщается с топливоприемным желобом 42. Топливоприемный желоб 42 выполнен так, что когда топливный модуль 30 поступает в желоб 42, топливный модуль 30 располагается на одной линии с окном 38.

Окно 38 снабжено крышкой 44. Поворотный рычаг 46 выполнен для управления перемещением крышки 44 между положением открытого окна и положением закрытого окна. Крышка 44 удерживается в закрытом положении пружиной 48, взаимодействующей с рычагом 46. Рычаг 46 расположен так, что когда цилиндр 12 печи поворачивается в положение, где окно 38 находится около его наивысшего положения во время вращения цилиндра 12 печи, рычаг 46 взаимодействует с неподвижным кулачком 50 на протяжении заранее заданной дуги вращения цилиндра 12 печи с целью перемещения рычага 46 из удерживаемого положения закрытого окна в положение открытого окна, так что топливный модуль 30 падает под действием силы тяжести из приемного желоба 42 через окно 38 и транспортировочную трубу 34 на минеральный материал 36. Как только цилиндр 12 печи, вращаясь, проходит положение, при котором топливный модуль 30 перешел в цилиндр печи, рычаг 46 проходит за кулачок 50 и крышка возвращается в свое удерживаемое положение закрытого окна. Кулачок 50 расположен на опоре 52 кулачка, которая может быть передвинута из рабочего положения в положение при котором кулачок 50 не взаимодействует с рычагом 46 в процессе вращения цилиндра 12 печи.

Крышка 44 расположена относительно окна 38 и имеет такие размеры, что когда она находится в закрытом положении окна, то остается зазор для прохождения воздуха внутрь цилиндра 12 печи под действием отрицательного давления в цилиндре 12 печи, создаваемого вентилятором 24. Поток воздуха, проходящий через окно 28 мимо крышки 44 и внутрь цилиндра 12 печи через транспортировочную трубу 34, способствует охлаждению крышки 44 и транспортировочной трубы 34. Температура воздуха в цилиндре 12 печи вблизи транспортировочной трубы 34 находится в пределах примерно от 950^oC до 1200^oC. Транспортировочная труба 54 должна быть изготовлена из материала, способного выдержать такие жесткие температурные условия на протяжении долгого периода времени.

Датчик 56 установлен с целью сигнализации о транспортировке топливного модуля 39 через окно 38 в цилиндр 12 печи. Генерируется звуковой или визуальный сигнал.

В процессе работы топливный модуль 30, как только минует поднятую платформу 32, загружается с поднятой платформы 32 в топливоприемный желоб 42, установленный на цилиндре печи. При вращении цилиндра печи 12 и приближения топливоприемного желоба 42 к вертикальному положению, неподвижный кулачок 50 взаимодействует с поворотным рычагом 46, перемещая крышку в положение открытого окна, позволяя топливному модулю 30 падать через окно 38 и транспортировочную трубу 34 на минеральный материал 36. По мере того, как цилиндр печи продолжает вращаться и поворотный рычаг 46 проходит неподвижный кулачок 50, крышка возвращается в положение закрытого окна под действием пружины 48, установленной на поворотном рычаге 46.

На фиг. 5 показан второй предпочтительный вариант реализации устройства загрузки. Транспортировочная труба 134 сообщается с окном 238 и проходит радиально внутрь цилиндра печи. Топливоприемный желоб 142 выполнен неподвижным и установлен сразу над вращающимся цилиндром печи. Неподвижный топливоприемный желоб 142 расположен с возможностью установки на одной линии с окном 138 и транспортировочной трубой 134 один раз за каждый оборот цилиндра печи 112. Рельс 60 удерживает топливный модуль, он установлен по окружности снаружи цилиндра 112 печи в одной, перпендикулярной оси, плоскости с окном 138 и неподвижным топливоприемным желобом 142 и имеет границы 63, 64 у противоположных кромок окна 138 так, что когда топливный модуль 30 находится в приемном желобе 142, он скользит по удерживающему рельсу 60 пока граница 62 удерживающего рельса 60 не минует топливный модуль 30 в положении, когда приемный желоб 142, окно 138 и транспортировочная труба 134 находятся на одной линии, и топливный модуль 30 падает под действием силы тяжести через окно 138 и транспортировочную трубу 134 на минеральный слой. Рельс 60, удерживающий топливный модуль и окно 138, заключены в неподвижном кольцевом корпусе 145, который помогает управлять поступлением воздуха в цилиндр 112 печи через окно 138. По мере вращения цилиндра 112 печи и прохождения границей 64 рельса топливоприемного желоба 142, следующий топливный модуль может быть загружен в приемный желоб 142.

Согласно фиг.7 топливный модуль 30 может быть доставлен непосредственно в минеральный материал 326 в верхнем конце 220 вращающегося цилиндра 212 печи. При нормальной работе минеральный материал предварительно нагревают теплом, содержащимся в выхлопных газах. При работе с предварительным обжигом топливо поступает в вертикальный канал 226 и сгорает с поступающим воздухом в газе печи или с дополнительным воздухом, поступающим через отдельный канал 269. Энергия, освобожденная в процессе горения, поглощается минеральным материалом до ввода его в печь. Этот предварительно нагретый минеральный материал проходит вниз по каналу параллельно трубе 270 подачи топливного модуля, и затем вниз по наклонной платформе 268 и в верхний конец 220 наклонного цилиндра 212 вращающейся печи, завершается термообработка минерального материала, и он опускается вниз по вращающемуся цилиндру печи. Труба 270 подачи топливного модуля установлена у верхнего конца наклонной платформы 268 у основания вертикального канала 266 предварительного нагрева/предварительного обжига. Подающая труба 270 имеет облицованную керамикой часть 272, прилегающую к основанию вертикального канала 266 и оснащена главным шиберным затвором 274 и верхним и нижним шиберными затворами 276 и 278 соответственно, приводимыми в действие в процессе загрузки топливного модуля. Подающая труба выполнена так, что топливный модуль, входящий в основание вертикального канала 266 через подающую трубу 270, имеет кинетическую энергию, достаточную чтобы быстро ввести его вниз по наклонной платформе 268 на минеральный материал 236 в верхнем конце 220 цилиндра печи. Топливные модули загружаются в печь с заранее заданными промежутками времени, примерно от 30 сек до 2 мин. обычно за каждые 60 сек.

Топливный модуль доставляется в печь согласно следующей процедуре: при закрытом нижнем шиберном затворе 278 открывается верхний шиберный затвор 276, и топливный модуль 30 загружается в верхний конец 280 подающей трубы 270. Верхний шиберный затвор 276 закрывается, в заранее заданное время нижний шиберный затвор 278 открывается и позволяет топливному модулю падать вниз по подающей трубе 270 через наклонную платформу 269 на минеральный материал 236.

Загрузочное устройство может быть установлено вдоль верхней трети цилиндра вращающейся печи, где температура газов в печи находится в пределах примерно от 950^oC до 1200^oC, предпочтительно примерно между 950^oC и 1100^oC.

Изобретение относится к области экологически чистого уничтожения отходов во вращающихся печах. Отходы упаковывают в контейнеры. Контейнеры используют в качестве топливных модулей и загружают в цилиндр вращающейся печи, где поддерживается температура газов в диапазоне от примерно 950^oC до примерно 1200^oC с целью достижения высокой эффективности расщепления и уничтожения. 2 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для загрузки отходов, содержащих горючие материалы, в виде контейнера во вращающуюся цементную печь, включающее загрузочное окно, крышку, выполненную с возможностью перемещения, средство для приема отходов, их ориентации и перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено транспортирующей трубой, расположенной внутри печи, длина которой превышает толщину обрабатываемого материала, соединенной с окном, выполненным в цилиндрической части печи в зоне кальцинирования, при этом крышка установлена с зазором относительно окна с возможностью установки в закрытое или открытое положение в заранее установленное время в процессе вращения цементной печи. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочное окно расположено на расстоянии одной трети продольной оси печи. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство перемещения крышки выполнено в виде подпружиненного рычага с кулачковым механизмом, установленного снаружи цилиндрической части печи.