УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ МЕДИЦИНСКИХ ОТХОДОВ Российский патент 1999 года по МПК F23B5/00 F23G7/00 

Изобретение относится к области обезвреживания отходов. Установка предназначена для термического обезвреживания широкого спектра опасных отходов, генерируемых лечебными, зооветеринарными и другими учреждениями, в работе которых образуются биологически опасные отходы.

Известны камерные печи для сжигания твердых бытовых отходов (первый аналог), основными узлами которых являются: неподвижная колосниковая решетка, шурующая планка, совершающая периодическое возвратно-поступательное движение вдоль решетки, загрузочный бункер, система золоудаления и подвода воздуха [1] . Вторым аналогом является судовая печь для сжигания отходов, содержащая корпус, камеру сгорания с нагревательными элементами, загрузочное устройство, зольник, воздуходувку, дожигательную камеру, воздухоотводные и газоотводные каналы [2].

Третий аналог - печь для сжигания больничных отходов [3]. Печь состоит из дверного отверстия для загрузки отходов, наклонного пода, горизонтальных колосников, газовой горелки. Наиболее влажные отходы загружаются через специальную дверцу на свод первой камеры печи. Топочные газы проходят к отверстию во втором своде, перед которым расположена газовая горелка, служащая для дожигания продуктов неполного сгорания. Третья - верхняя камера печи имеет несколько лабиринтных ходов, в которых осаждается летучая зола и происходит дожигание.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является камерная печь с неподвижной ступенчатой колосниковой решеткой (прототип) [3, 4]. Камерная печь с неподвижной ступенчатой колосниковой решеткой состоит из бункера, шахты, наклонной колосниковой решетки, первой ступени топки, камеры дожигания (вторая ступень топки), системы подачи первичного воздуха, форсунки для подачи вторичного воздуха, огнеупорной насадки, установленной между первой и второй ступенью топки. В данной конструкции твердые отходы загружаются в бункер и через шахту попадают на наклонную колосниковую решетку. Слой твердых отходов под действием собственного веса медленно сползает по решетке к месту выгрузки. Органическая часть отходов частично сгорает в слое, а частично над слоем, куда дополнительно через форсунку подается вторичный воздух. Основное количество воздуха подается через решетку. Несгоревшие органические продукты вместе с дымовыми газами проходят огнеупорную насадку, предназначенную для турбулизации потока и улучшения процесса горения, и дожигаются в камере дожигания.

Основные недостатки аналогов и прототипа заключаются в сложности конструкций колосников и шурующей планки (первый, второй аналоги, прототип), в загрузке отходов непосредственно в камеру сжигания, в отсутствии сигнального устройства, оповещающего о перепадах давления в топке.

Цель изобретения - снижение негативного влияния на окружающую среду от захоронения медицинских отходов за счет использования усовершенствованной конструкции печи, обеспечивающей более высокую безопасность процесса и уменьшение массы отходов до 20%.

Применение в конструкции печи системы автоматизации подготовки и подачи топливо- воздушной смеси, конструкции загрузочного устройства, не допускающего прямого попадания отходов сразу в топочное пространство, аварийного клапана, реагирующего на перепады давления в топке, существенно повышает безопасность процесса термического обезвреживания по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 2; на фиг. 7. -разрез Е-Е на фиг. 2; на фиг. 8 - система автоматизации работы установки.

Установка содержит камерную печь с топкой 1, размещенной в ее корпусе 2, бункер 3 и загрузочный шлюз 4, причем в топке 1 установлена насадка 5 из огнеупорного кирпича, разделяющая ее на первую и вторую ступени, а также узлы подачи первичного и вторичного воздуха. Первая ступень топки 1 выполнена в виде подовой камеры 6 сжигания, а вторая - в виде циклонного реактора 7 дожига, узел подачи первичного воздуха выполнен в виде воздушного канала 8 газовых горелок 9, снабженных жидкотопливными форсунками 10 и размещенных в подовой камере 6 и циклонном реакторе 7, узел подачи вторичного воздуха выполнен в виде фурм 11, также размещенных в подовой камере 6 и циклонном реакторе 7, причем воздушные, газовые каналы 8 и 12 соответственно и жидкотопливные форсунки 10 горелок 9, а также фурмы 11 подключены соответственно к подающим магистралям 13, 14, 15, 16, снабженным регулирующими органами устройством 17 контроля давления, двухкомпонентным регулятором 18 расхода (газ-воздух), отсечным клапаном 19, приборами 20,21 измерения давления в магистрали и температуры топлива, датчиком 22 напора, фотодатчиком 23 ЗЗУ и по термопаре 24 в подовой камере 6 установлен предохранительный клапан 25 для защиты от скачков давления в топке 1, а загрузочный шлюз оборудован загрузочным и разгрузочными люками 26 и 27.

Кроме того, контроль за процессом горения ведется через гляделку 28.

Переключение вида топлива осуществляется с пульта управления 29. Система подачи жидкого топлива состоит из бака 30, топливного насоса 31, магистрали 15, подачи жидкого топлива к форсункам 10.

Дымовые газы охлаждаются в теплообменнике 32. Для удаления шлака и чистки пода камера 6 оборудована подовым люком 33.

Корпус 2 футерован теплоизоляционными кирпичами 34, изолированными асбестовыми плитами 35.

Подвергаемые обезвреживанию медицинские отходы подаются в загрузочный шлюз 4 через открытый загрузочный люк 26. После его закрытия происходит разблокировка разгрузочного люка 27, и отходы из шлюза 4 по наклонному каналу попадают в разогретую камеру сжигания 6.

Через форсунку 10 и воздушную фурму 11 в камеру 6 подаются топливо, воздух для обеспечения горения отходов при температуре 800^o-1000^oC.

Контроль за процессом ведется автоматически с помощью фотодатчиков ЗЗУ 23, по термопаре 24 и визуально через гляделку 28. Управление ведется с помощью регулятора 18 пропорционально подачи газа и воздуха. Дымовые газы через пережимной канал тангенциально входят в циклонный реактор 7 дожига.

Через горелку 9 и воздушную фурму 11 в реактор 7 подается газ и воздух для дожига дымовых газов при температуре 1200^o-1300^oC. Контроль и управление ведутся аналогично камере сжигания с помощью фотодатчика ЗЗУ 23, по термопаре 24, регулятору расхода 18.

При отклонении от нормального режима работы системы (падение разрежения в камере сжигания, падение давления в системе подачи топлива, перебой энергоснабжения, выход контролируемых температур за пределы регулирования, срыв пламени на форсунках) автоматически производится отсечка подачи топлива к форсункам 10 и горелкам 9 и подаются звуковой и световой сигнал на пульт управления 29. В случае аварийных ситуаций избыточное давление из объема печи стравливается в атмосферу через предохранительный (аварийный) клапан 25. При этом происходит отсечка подачи воздуха к форсункам 10 и горелкам 9.

После реактора дожига 7 дымовые газы подвергаются охлаждению в теплообменнике 32 и выбрасываются в атмосферу либо поступают в систему газоочистки. Система газоочистки не входит в формулу изобретения и поэтому не описывается.

Библиография
1. Авторское свидетельство СССР, N 70423, кл. F 23 B 1/16, 1946.

2. Патент США N 3774555, кл. 110-8, 1973.

3. Арзамасова З.А., Александровская З.И., Гуляев Н.Ф., Кирпичников А.А., Крхамбаров Я. Н., Кузьменкова А.М., Шапиро М.А./ Под ред. Н.Ф. Гуляева. Санитарная очистка городов. - М.: Стройиздат, 1966. - 219 с.

4. Беспамятнов Г.П., Богушевская К.К., Зеленская Л.А., Плехоткин В.Ф., Смирнов Г. Г. /Под редакцией Богушевской К.К. Термические методы обезвреживания промышленных отходов. Л.: Химия, 1969. - 112 с.

Установка предназначена для термического обезвреживания широкого спектра опасных отходов, генерируемых лечебными, зооветеринарными и другими учреждениями, в работе которых образуются биологически опасные отходы. Технический результат заключается в снижении негативного влияния на окружающую среду от захоронения медицинских отходов за счет использования усовершенствованной конструкции печи, обеспечивающей более высокую безопасность процесса и уменьшение массы отходов до 20%. Установка состоит из двухкамерной печи со шлюзовой загрузкой отходов, системы подготовки и подачи топливо-воздушной смеси и вторичного воздуха. Применение в конструкции установки системы автоматизации подготовки и подачи топливо-воздушной смеси, конструкции загрузочного устройства, не допускающего прямого попадания отходов сразу в топочное пространство, аварийного клапана, реагирующего на перепады давления в топке, существенно повышает безопасность процесса термического обезвреживания по сравнению с прототипом. 8 ил.

Установка для термического обезвреживания медицинских отходов, содержащая камерную печь с топкой, размещенной в ее корпусе, бункер и загрузочный шлюз, причем в топке установлена огнеупорная насадка, разделяющая ее на первую и вторую ступени, а также узлы подачи первичного и вторичного воздуха, отличающаяся тем, что первая ступень топки выполнена в виде подовой камеры сжигания, а вторая в виде циклонного реактора дожига, узел подачи первичного воздуха выполнен в виде воздушного канала газовых горелок, снабженных жидкотопливными форсунками и размещенных в подовой камере и циклонном реакторе, узел подачи вторичного воздуха выполнен в виде фурм, также размещенных в подовой камере и циклонном реакторе, причем воздушные, газовые каналы и жидкотопливные форсунки горелок, а также фурмы подключены соответственно к подающим магистралям, снабженным регулирующими органами, в подовой камере установлен предохранительный клапан, а загрузочный шлюз оборудован загрузочным и разгрузочным люками, имеющими механическую блокировку от открывания одного при открытом положении другого.