ИНСИНЕРАТОР Российский патент 1998 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к области утилизации отходов и может быть использовано для уничтожения термической обработкой мусора, твердых горючих бытовых и производственных отходов.

Термическая обработка удовлетворяет как санитарно- эпидемиологическим, так и экологическим требованиям.

Известно большое количество конструкций печей для сжигания мусора и отходов. В печах-инсинераторах известной конструкции, как правило, имеется футерованная топочная камера для сжигания мусора, в которой мусор располагается непосредственно в камере (заявки ЕПВ N 0405375, F 23 G 5/00; 0509774, F 23 G 9/00, пат. США N 5099771) или на специальных решетках (заявка РCТ N 92/20965, F 23 G 1/00; заявка Франции N 2665749, F 23 G 5/26).

Камера, а вместе с ней и мусор разогреваются при помощи электрического нагревателя (заявка Японии N 1-169227, F 23 G 5/00) или под действием топливной форсунки (а.с. СССР N 1135969, F 23 G 5/00, 1605092, F 23 G 7/06; заявка РСТ N 89/077036, F 23 G 5/14).

В известных конструкциях сжигание мусора и отходов осуществляется либо путем подвода воздуха, необходимого для горения (пат. США N 5054405, F 23 G 5/00; заявка РСТ N 90/04741; F 23 G 5/00), либо без доступа воздуха - пиролиза (заявка EP N 0486728, F 23 G 5/ 027; а.с. СССР N 1548601, F 23 G 5/027; пат. США N 5040972, F 23 G 5/12).

Таким образом, в печах-инсинераторах известной конструкции мусор сжигается либо навалом в топочной камере, либо на колосниковой решетке топочной камеры. В первом случае значительно увеличивается масса и габариты установки. Во втором - установка получается компактной, но наблюдается значительный вынос из топочной камеры недогоревших частиц мусора, что загрязняет окружающую среду и требует установки дополнительной камеры дожигания.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана конструкция мусоросжигательной печи по пат. США N 5020453, F 23 G 5/04.

Мусоросжигательная печь имеет вертикально-расположенную футерованную топочную камеру, в верхней части которой находится форсунка, выпускное отверстие для удаления отходящих газов, а в нижней - отверстие для удаления золы. К верхней части камеры подсоединен питатель для загрузки мусора. Камера разделена несколькими рядами горизонтально расположенных решеток. В процессе работы отходы переходят с выше на нижерасположенные решетки. Золу периодически выгружают через нижнее отверстие.

Недостатками устройства, выбранного за прототип, являются:
невысокая эффективность сжигания мусора, обусловленная неполным сгоранием частиц мусора и значительным выносом их из топочной камеры, а также невысокой скоростью сжигания;
загрязнение окружающей среды как следствие невысокой эффективности процесса сжигания в данной конструкции.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности работы инсинератора и в предотвращении загрязнения окружающей среды - улучшении экологии.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в инсинераторе, содержащем топочную камеру из теплоизоляционного материала с люком в верхней части для загрузки мусора, дымоходом (отверстием) для выхода газообразных продуктов сгорания, соединенным с атмосферой и, по крайней мере, одну форсунку, размещенную над камерой сжигания, установленной внутри топочной камеры, дополнительно в нижней части топочной камеры, расположена, по крайней мере, одна форсунка и вертикальный дымоход для выхода газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры в ее верхнюю часть. При этом дымоход в верхней части топочной камеры размещен таким образом, что факел форсунки, установленной над камерой сжигания, перекрывает всю площадь проходного сечения потока газообразных продуктов из нижней и верхней частей топочной камеры.

Согласно п. 2 формулы изобретения форсунка, расположенная в нижней части топочной камеры, установлена под углом 3-5 град. к горизонту.

Согласно пп. 3, 4 формулы изобретения дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры в верхнюю часть, может быть образован трубной выгородкой в камере сжигания или выгородкой между стенкой камеры сжигания и топочной камеры.

Целесообразно размещение нижней форсунки у основания камеры сжигания и размещение в нижней части камеры сжигания закрываемого люка для выгрузки золы.

Дополнительная установка в конструкции инсинератора внизу топочной камеры, по меньшой мере, одной форсунки повышает эффективность работы инсинератора, особенно крупных габаритов, вследствие быстрого зажигания мусора в нижней части камеры сжигания и равномерного прогрева камеры сжигания по всей длине. Это приводит к ускоренному разложению (пиролизу) мусора и его качественному сжиганию.

Вертикально расположенный дымоход в нижней части топочной камеры предотвращает загрязнение окружающей среды. В процессе работы инсинератора газообразные продукты сгорания не выбрасываются в атмосферу, а поднимаются вверх по вертикальному дымоходу, образованному трубной выгородкой в камере сжигания или выгородкой между камерой сжигания и топочной камерой и попадают в факел форсунки, расположенной над камерой сжигания, где сгорают. Кроме того, тепло от нижней форсунки, поднимаясь по дымоходу, обеспечивает нагрев и подсушивание мусора, размещенного в камере сжигания, что способствует интенсификации процесса. Дымоход, расположенный в верхней части топочной камеры, выполняет функцию камеры дожигания, где полностью сгорают газообразные продукты, образовавшиеся при сгорании мусора, предотвращая, тем самым, загрязнение окружающей среды. Форсунка, расположенная в нижней части топочной камеры, в совокупности с вертикально образованным дымоходом, выполняет две функции: сжигания и обогрева.

Если данное требование по техническим причинам невозможно обеспечить двумя форсунками, расположенными в нижней и верхней частях топочной камеры, то устанавливают дополнительные форсунки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена конструкция инсинератора (фиг.1).

Инсинератор содержит топочную камеру 1 из теплоизоляционного материала с люком 2 для загрузки мусора и дымоходом 3 (из жаропрочной стали) в ее верхней части, сообщенным с атмосферой. Внутри топочной камеры 1 расположена камера сжигания 4 с закрытым люком 5 для выгрузки золы. Над камерой сжигания 4 установлена форсунка 6 (или несколько форсунок - на фиг. не показано). Внизу топочной камеры 1, у основания камеры сжигания 4, расположена форсунка 7 (или несколько форсунок - на фиг. не показано) и дымоход 8, обеспечивающий выход газообразных продуктов из нижней части топочной камеры в ее верхнюю часть. Дымоход 8 образован трубной выгородкой в камере сжигания или выгородкой между камерой сжигания и топочной камерой (последний на фиг. не показан). Форсунка 7 изнутри охлаждается воздухом. Дымоход 3 расположен таким образом, что образует камеру дожигания 9 газообразных продуктов сгорания. Для охлаждения инсинератора установлен вентилятор 10.

Работает инсинератор в режиме сжигания следующим образом.

Открывают дверцу загрузочного люка 2 в верхней части топочной камеры 1 и через загрузочный люк 2 в камеру сжигания 4 загружают мусор. Закрывают дверцу загрузочного люка 2. Люк 5 в нижней части камеры сжигания 4 закрыт. Включают форсунки 6 и 7. Мусор в нижней части камеры сжигания 4 поджигается. Под действием пламени факела форсунок 6 и 7 камера сжигания раскаляется. Мусор, находящийся в камере сжигания, под действием высоких температур по всей длине камеры разлагается. Образовавшиеся во время пиролиза газообразные продукты из камеры сжигания попадают в факел форсунки 6, где происходит их сжигание. В камере дожигания 9 дымохода 3 происходит их полное дожигание. После полного сжигания мусора форсунки 6 и 7 выключают, открывают загрузочный люк 5, удаляется зола. Производится повторная загрузка инсинератора и т. д.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить эффективность сжигания за счет увеличения скорости сгорания более чем в два раза, обеспечив полное сгорание мусора, и исключить загрязнение окружающей среды.

Конструкция проста в изготовлении и позволяет быстро освоить производство отечественных инсинераторов улучшенной конструкции.

Изобретение относится к области утилизации отходов и может быть использовано для уничтожения термической обработкой мусора, твердых горючих бытовых и производственных отходов. Для повышения эффективности сжигания и предотвращения загрязнения окружающей среды предложена конструкция инсинератора, содержащая топочную камеру из теплоизоляционного материала с люком для загрузки мусора и дымоходом в ее верхней части, сообщенным с атмосферой. Внутри топочной камеры расположена камера сжигания с закрытым люком для выгрузки золы. Над камерой сжигания установлена форсунка или несколько форсунок. 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. Дымоход образован трубной выгородкой в камере сжигания или выгородкой между камерой сжигания и топочной камерой. Форсунка изнутри охлаждается воздухом. Дымоход расположен таким образом, что образует камеру дожигания газообразных продуктов сгорания. Для охлаждения инсенератора установлен вентилятор. Повышается эффективность работы инсинератора и улучшается экология. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Инсинератор, содержащий топочную камеру из теплоизоляционного материала с закрываемым люком для загрузки мусора, дымоход, соединенный с атмосферой, и по крайней мере одну форсунку, расположенные в верхней части топочной камеры, отличающийся тем, что дополнительно в нижней части топочной камеры с установленной в ней камерой сжигания размещена по крайней мере одна форсунка и вертикальный дымоход для выхода газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры в ее верхнюю часть, при этом дымоход в верхней части топочной камеры расположен так, что факел форсунки, установленной над камерой сжигания, перекрывает всю площадь проходного сечения потока газообразных продуктов сгорания. 2. Инсинератор по п.1, отличающийся тем, что форсунка, расположенная в нижней части топочной камеры, установлена под углом 3 - 5^o к горизонту. 3. Инсинератор по п.1, отличающийся тем, что дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры, образован трубной выгородкой в камере сжигания. 4. Инсинератор по п.1, отличающийся тем, что дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры, образован трубной выгородкой между стенками камеры сжигания и топочной камеры. 5. Инсинератор по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в нижней части камеры сжигания размещен закрываемый люк для выгрузки золы.