УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ОТХОДОВ В ПИРОЛИЗНОМ РЕАКТОРЕ Российский патент 1997 года по МПК C10B53/00 F23G5/27 

Изобретение относится к устройству для транспортировки отходов, при котором подводящая шахта для отходов подключена к транспортному каналу, в продольном направлении которого расположен приводимый двигателем набивной шнек и в котором транспортный канал входит в пиролизный реактор, в частности во вращающийся вокруг своей продольной оси барабан швелевания. Устройство для транспортировки отходов применяется для термического устранения отходов, в частности, по способу швелевания-сжигания.

В области устранения отходов известен так называемый способ швелевания-сжигания. Способ и работающая по нему установка для термического устранения отходов описаны, например, в EP-A-0 302 310, а также в DE-A-38 30 153. Установка для термического устранения отходов по способу швелевания-сглаживания содержит в качестве существенной компоненты пиролизный реактор и высокотемпературную камеру сгорания. Пиролизный реактор превращает отходы, загружаемые через устройство транспортировки отходов названного выше вида, в ходе стехиометрически протекающего процесса швелевания в газ швелевания и остаточное вещество пиролиза. Газ швелевания и остаточное вещество пиролиза затем после подходящей подготовки подводят к горелке высокотемпературной камеры сгорания. Здесь возникает жидкотекучий шлак, который может отводиться через слив и после охлаждения присутствует в остеклованной форме. Возникающий дымовой газ подводят через трубопровод дымовых газов в качестве выпуска к дымовой трубе. В этот трубопровод дымовых газов встроены, в частности, парогенератор на отходящем тепле в качестве охлаждающего устройства, установка для фильтрования пыли и установка для очистки дымовых газов. Далее в трубопроводе дымовых газов находится газовый компрессор, который расположен непосредственно на выходе установки для очистки дымовых газов и может быть выполнен в виде вытяжного вентилятора. Встроенный газовый компрессор служит для поддержания хотя бы и небольшого пониженного давления в пиролизном барабане. За счет этого пониженного давления предотвращается выход газа швелевания через кольцевые уплотнения пиролизного барабана наружу в окружающую среду.

Через устройство для транспортировки отходов самого разного вида, например измельченный бытовой мусор, подобные бытовому мусору промышленные отходы и размельченные громоздкие отходы, а также обезвоженный шлам, подводятся к барабану швелевания.

Оказалось, что в установке швелевания-сгорания устройство транспортировки отходов может быть блокировано или повреждено, если из подводящей шахты для отходов в спираль транспортного или набивного шнека попадают слишком большие частицы отходов.

Исключение блокирования набивного шнека однако является необходимым в длительном режиме, так как, как правило, непрерывно поставляется все новый мусор или отходы. Для бесперебойной транспортировки отходов является также важным, чтобы они не цеплялись к транспортному шнеку и не вращались вместе со спиралью шнека. Для достижения этого в транспортных шнеках является обычным, что в корпусе на его стенке расположены планки, которые вдаются в промежуточное пространство между транспортным шнеком и корпусом. Когда транспортный шнек вращается, эти планки препятствуют транспортируемому материалу вращаться вместе с транспортным шнеком. Такие планки однако подвержены высокому износу.

Из DE-A-38 30 151, DE-A-38 30 152 и DE-A-38 30 153 известны пиролизные реакторы с нагревательным устройством для отходов, в которых питающие трубопроводы для прямого нагрева отходов в барабане швелевания снабжены на конце выходными соплами для воздуха. Эти питающие трубопроводы проходят через корпус для топочного газа к барабану швелевания. Известные конструкции требуют особых и поэтому дорогих мер по уплотнению.

Задачей изобретения является такое выполнение устройства для транспортировки отходов названного выше вида, чтобы по меньшей мере один питающий трубопровод, который должен вести снаружи в пиролизный реактор, мог прокладываться со сравнительно низкими затратами.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что в пространстве между корпусом транспортного канала и пиролизным реактором расположен по меньшей мере один ведущий снаружи в пиролизный реактор питающий трубопровод.

Блокирование набивного шнека должно по возможности исключаться. Чтобы помешать вращению отходов вместе с транспортным шнеком, может быть предусмотрено, что между транспортным шнеком и корпусом имеется пространство для разминовки. Оно образовано за счет того, что от продольной оси транспортного шнека при измерении перпендикулярно к продольной оси наружу между максимальным радиусом транспортного шнека и стенкой корпуса в зависимости от радиального направления, в котором измеряют, остается свободным зазор различной величины. Таким образом обеспечивается, что транспортируемые отходы могут время от времени отделяться от транспортного шнека, так что они не вращаются вместе с транспортным шнеком.

Выгодным образом на внутренней стенке корпуса не должны размещаться никакие планки, что было обычным до сих пор, чтобы помешать материалу вращаться вместе с транспортным шнеком. В то время, как такие планки подвержены сильному износу, настоящее устройство для транспортировки может работать в значительной степени без износа.

Корпус, например, имеет круглое поперечное сечение.

Согласно предпочтительному примеру выполнения корпус имеет многоугольное поперечное сечение. Это многоугольное поперечное сечение может представлять собой поперечное сечение в виде желоба с многоугольной нижней частью и прямоугольной верхней частью. Оно может быть также многоугольником с равнодлинными сторонами.

Также и эти формы выполнения обусловливают, что подлежащий транспортировке материал не вращается с транспортным шнеком.

Питающий трубопровод (питающие трубопроводы) может (могут) служить для самых разных целей, например для подачи воздуха в пиролизный реактор.

Предпочтительно предусмотрено, что пиролизный реактор соединен на стороне входа с входной трубой, что транспортный канал уплотнен на концах внутри входной трубы и расположен неподвижно и что питающий трубопровод проходит через пространство между входной трубой и транспортным каналом.

Транспортное устройство может использоваться на входе и/или на выходе пиролизного реактора. Речь идет, таким образом, о транспортном устройстве для загрузки или разгрузки отходов в или, соответственно, из вращающегося вокруг своей продольной оси пиролизного реактора, который предпочтительно отличается:
a) закрепленной на пиролизном реакторе трубой, которая вращается с пиролизным реактором вокруг его продольной оси,
b) закрепленным на конце трубы уплотнительным кольцом,
c) заходящим в трубу, неподвижным транспортным каналом,
d) закрепленным на внешнем периметре транспортного канала контркольцом для уплотнительного кольца и
e) по меньшей мере одним питающим трубопроводом, который ведет снаружи через пространство между корпусом транспортного канала и трубой вовнутрь пиролизного реактора.

Дальнейшие предпочтительные формы выполнения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.

На фиг. 1 показано устройство для транспортировки отходов как часть установки для швелевания-сжигания в продольном сечении; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Согласно фиг. 1 предусмотрено устройство для транспортировки 2 отходов A, в котором вертикальная шахта или подводящая шахта для отходов 4 подключена через разъемное средство крепления 6 к неподвижному транспортному каналу 8. Транспортный канал 8 здесь выполнен в виде желоба набивного шнека. Его корпус 8a имеет предпочтительно многоугольное поперечное сечение, как это следует из фиг. 2. Продольная ось корпуса 8a обозначена позицией 9. Транспортный канал 8 входит в пиролизный реактор 10, в настоящем случае во вращающийся вокруг своей продольной оси 11 барабан швелевания, который снабжен большим количеством нагревательных труб 12, параллельно к продольной оси 11. Нагревательные трубы 12, из которых на фиг. 1 представлены только две, а на фиг. 2 сорок восемь, питаются топочным газом h, например горячим воздухом. Они закреплены в торцевом кольце 12s, к которому концентрично подключена входная труба 13. Конец транспортного канала 8 лежит концентрично в этой входной трубе 13. Как будет представлено ниже, при этом приняты меры для хорошего уплотнения.

Внутри неподвижного в нормальном режиме транспортного канала 8 расположен транспортный или набивной шнек 14, продольная ось 15 которого простирается в его продольном направлении. Вал 16 набивного шнека 14 приводится в действие через передачу 18 двигателем 20. Подводящая шахта 4 для отходов расположена сбоку от или вертикально над транспортным каналом 8 на его конце. Отверстие заполнения для отходов обозначено позицией 22, а выходное отверстие позицией 24.

При транспортировке отходов A от вертикальной шахты 4 к барабану швелевания 10 необходимо, чтобы к барабану швелевания 10 через выходное отверстие 24 не попадал кислород воздуха от отверстия заполнения 22, чтобы газ швелевания из барабана швелевани 10 в противотоке к транспортируемым отходам A через отверстие заполнения 22 не попадал в окружающее пространство. Чтобы воспрепятствовать этому, средний участок 14a транспортного шнека 14 имеет меньший шаг, чем остальной транспортный шнек 14 или начальный участок 14b. Тем самым достигается, что транспортируемые отходы A в области этого среднего участка 14a уплотняются сильнее, чем в других областях, что приводит к тому, что в области участка 14a транспортного шнека 14 практически все частичное пространство в корпусе 8a заполнено отходами A. Сами транспортируемые отходы A закрывают там газоплотно корпус 8a. Тогда не может проходить ни воздух от отверстия заполнения 22 к выходному отверстию 24, ни газ швелевания в противоположном направлении. В направлении транспортировки, после зоны уплотнения, которая находится в области участка 14a транспортного шнека 14, транспортный шнек 14 снова имеет больший шаг. Простирающаяся по всему поперечному сечению транспортного канала 8 упаковка отходов A за счет этого снова разрыхляется.

Важным является, что вследствие предпринятого геометрического расположения в пространстве 30 между корпусом 8a транспортного канала 8 и пиролизным реактором 10 расположен по меньшей мере один ведущий снаружи в пиролизный реактор 10 питающий трубопровод 32. В настоящем случае согласно фиг. 2 имеются три питающих трубопровода 32. Рассматриваемое пространство 30 лежит здесь между корпусом 8a и входной трубой 13. Питающие трубопроводы 32 лежат здесь в "свободных углах" вне корпуса 8a. Питающие трубопроводы 32 предусмотрены, например, для введения воздуха 1, инертного газа, воды или водяного пара, который может быть перегретым. Введенный воздух 1 может служить для частичного сжигания газа швелевания в пиролизном реакторе 10. Два выходных воздушных или топливных сопла на питающем трубопроводе 32 обозначены на фиг. 1 позицией 35. За счет введения перегретого пара отходы в пиролизном реакторе непосредственно нагреваются и сушатся.

Важным является также хорошее уплотнение пиролизного реактора 10 наружу. Для этой цели на конце входной трубы 13 расположено торцевое кольцевое уплотнение 40. Оно состоит из совместно вращающегося скользящего кольца 42 и неподвижного контркольца 44, которые оба могут быть изготовлены из стали. Контркольцо 44 закреплено на кольце 46, которое приварено с помощью сварного шва 48 на корпусе 8a.

Чтобы можно было газоплотно закрывать корпус 8a транспортного канала 8 транспортируемыми отходами A, устройство для транспортировки 2 должно эксплуатироваться полностью заполненным.

Чтобы относительно большие, твердые части отходов A не могли блокировать транспортный шнек 14, внутри корпуса 8a вследствие геометрического задания формы для таких относительно больших частей могут быть предусмотрены различно расположенные и конфигурированные пространства разминования 34. Другими словами: транспортный канал 8 может иметь не только показанное многоугольное поперечное сечение, но иметь также и другие поперечные сечения. При вращающемся транспортном шнеке 14 относительно большие транспортируемые частицы вдавливаются в эти пространства разминования 34 и транспортируются вместе с движущимися в продольном направлении отходами A в пространствах разминования 34, так что они не могут блокировать транспортный шнек 14. Пространства разминования 34 находятся, как правило, выше или сбоку от транспортного шнека 14.

Согласно фиг. 1 отходы A во вращающемся барабане швелевания 10 косвенно нагреваются посредством нагревательных труб 12 топочным газом h. Этот топочный газ h направляется через неподвижный входной корпус для топочного газа h (не показан) в барабан швелевания 10. На его стенке днища для труб закреплены одним концом параллельно проходящие нагревательные трубы 12. Другой конец закреплен в стенке днища 12s для труб, которая образует часть стенки "холодного" выходного корпуса 50 для топочного газа h. От этого корпуса 50 топочный газ h попадает в выпуск. Для уплотнения выходного корпуса 50 для топочного газа h относительно вращающейся трубы 10 и входной трубы 13 предусмотрены кольцевые уплотнения 52 или соответственно 54. Соответственно, для уплотнения входного корпуса для топочного газа предусмотрены кольцевые уплотнения(не показаны). От внутреннего пространства барабана швелевания 10, точнее от "горячего" днища для труб, направляется разгрузочная труба (не показана) во внутреннее пространство неподвижного разгрузочного устройства. Попавший через разгрузочную трубу в это разгрузочное устройство материал швелевания разделяется там на газ швелевания и остаточное вещество. Последнее тогда может согласно способу для швелевания-сжигания посредством подходящего устройства (не показано) разделяться на различные горючие и инертные фракции и отсортировываться, прежде чем горючая составляющая будет подведена к высокотемпературной камере сгорания (не показанна).

Следует еще указать на то, что вместо или дополнительно к по меньшей мере одному питающему трубопроводу 32 в пространстве 30 между корпусом 8a транспортного канала 8 и пиролизным реактором 10 (или его входной трубой 13) может быть расположен также выводной трубопровод. Этот выводной трубопровод может, например, служить в качестве вытяжной трубы для отвода водяного пара из внутреннего пространства пиролизного реактора 10.

Следует также заметить, что расположение питающего и/или выводного трубопровода 32 может быть предусмотрено вместо на входе также на выходе пиролизного реактора 10, а именно с применением выходной трубы, которая соответствует входной трубе 13.

Использование: изобретение относится к термическому устранению отходов в пиролизном реакторе. Сущность изобретения: устройство для транспортировки отходов содержит вертикальную подводящую шахту, которая подключена сбоку к транспортному каналу. В транспортном канале (в его продольном направлении) расположен приводимый в действие от двигателя набивной шнек. Транспортный канал входит в пиролизный реактор, в частности в барабан швелевания, который эксплуатируется, например, в связи со способом швелевания-сжигания. Для обеспечения хорошего снабжения внутреннего пространства при хорошем уплотнении снабжения внутреннего пространства при хорошем уплотнении согласно изобретению предусмотрено, что в пространстве между корпусом транспортного канала и пиролизным реактором размещен по меньшей мере один питающий трубопровод, ведущий снаружи в пиролизный реактор. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для транспортировки отходов, в котором вертикальная подводящая шахта подключена к транспортному каналу, в продольном направлении которого расположен приводимый двигателем набивной шнек, причем транспортный канал входит в пиролизный реактор, в частности во вращающийся вокруг своей продольной оси барабан швелевания, причем в пространстве между корпусом транспортного канала и пиролизным реактором расположен по меньшей мере один ведущий в пиролизный реактор питающий трубопровод, отличающееся тем, что пиролизный реактор соединен со стороны входа с входной трубой, которая имеет меньшее поперечное сечение, чем пиролизный реактор, транспортный канал уплотнен на конце внутри входной трубы и расположен неподвижно, корпус транспортного канала имеет некруглое поперечное сечение и питающий трубопровод проведен через пространство между входной трубой и транспортным каналом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус транспортного канала имеет многоугольное поперечное сечение. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что входная труба снабжена на конце торцевым уплотнением. 4. Устройство по пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что на входной трубе закреплена с возможностью скольжения камера для прохода топочного газа. 5. Устройство по одному из пп.1 4, отличающееся тем, что питающий трубопровод предусмотрен для транспортировки инертного газа, воды, водяного пара, в частности воздуха. 6. Устройство по одному из пп.1 5, отличающееся тем, что предусмотрен питающий трубопровод в пиролизном реакторе с выходным соплом. 7. Устройство по одному из пп.1 6, отличающееся тем, что набивной шнек имеет участки с различным шагом. 8. Устройство транспортировки для загрузки или разгрузки отходов в или соответственно из вращающегося вокруг своей продольной оси пиролизного реактора, отличающееся закрепленной на пиролизном реакторе входной трубой, которая имеет меньшее поперечное сечение, чем пиролизный реактор и является вращаемой с пиролизным реактором вокруг его продольной оси, закрепленным на конце на входной трубе уплотнительным кольцом, заходящим во входную трубу, неподвижным транспортным каналом, закрепленным на внешнем периметре транспортного канала контркольцом для уплотнительного кольца, и по меньшей мере одним питающим или выводящим трубопроводом, который идет снаружи через пространство между корпусом с некруглым поперечным сечением транспортного канала и входной трубой внутрь пиролизного реактора.