ПЕЧЬ ДЛЯ СЛОЕВОГО СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2000 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к области переработки и утилизации твердых отходов, конкретнее, к конструкции печи для огневого обезвреживания твердых отходов в слое, размещенном на колосниковой решетке.

Известна печь для сжигания твердых отходов, размещаемых слоем на колосниковой решетке, являющейся одновременно подом печи. Сжигание отходов ведут с использованием энергии топливных горелок и подачи окислителя в слой отходов (Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов.- М.: Химия, 1990, с.35, рис.2.1).

Недостатком данной конструкции является низкая степень использования топлива, так как сжигание ведется только на поверхности слоя.

Известна печь для сжигания твердых отходов, содержащая корпус, футерованный изнутри огнеупорным материалом, камеру сжигания с наклонной неподвижной колосниковой решеткой, выполненной в виде монолитной плиты, изготовленной из огнеупорного материала, по всей длине которой выполнены сквозные отверстия, оси которых расположены горизонтально или под углом к горизонту, в которые введены шуровочные трубы, соединенные одним концом с блоком подачи окислителя, а другим - выходящие в рабочий объем камеры сжигания. В поду выполнено отверстие для выгрузки золы. (Патент РФ 2100701, F 23 G 5/00, 1997).

Недостатками известной печи являются невысокая степень использования окислителя вследствие ограниченного взаимодействия окислителя с горючими компонентами отходов и ненадежность работы печи из-за забивания сопел золой и минеральными легкоплавкими веществами.

Технической задачей изобретения является обеспечение максимальной поверхности реагирования горючей составляющей отходов с окислителем и исключение зашлаковывания сопел для подачи окислителя в процессе сжигания отходов.

Сформулированная задача решается за счет того, что в печи для слоевого сжигания отходов, включающей корпус, футерованный изнутри огнеупорным материалом, камеру сжигания с наклонной неподвижной колосниковой решеткой, изготовленной из огнеупорного материала с выполненными в ней сквозными отверстиями, сообщающими рабочий объем камеры сжигания с блоком подачи окислителя, под с отверстием для выпуска из печи зольного остатка, колосниковая решетка образована двумя наклонными в нижней части корпуса стенками, установленными таким образом, что нижние торцы стенок образуют с подом желоб, а нижняя рабочая часть камеры сжигания выше желоба имеет в вертикальном сечении вид равнобедренной трапеции с большим основанием, обращенным вверх, при этом в выполненных наклонных стенках сквозных отверстиях размещены сопла.

Наклонные стенки установлены с образованием между ними угла 30-120^o.

Наклонные стенки и под могут быть установлены с наклоном в сторону отверстия для выпуска из печи зольного остатка.

Наклонные стенки и под могут быть выполнены ступенчатыми. А ступеньки могут быть выполнены таким образом, что каждая верхняя ступенька образует над размещенным ниже соплом выступ длиной 1,0-2,0 диаметра сопла.

Выполнение колосниковой решетки в виде двух наклонных стенок, установленных таким образом, что их нижние торцы образуют с подом желоб, а нижняя рабочая часть камеры сжигания выше желоба имеет в вертикальном сечении вид равнобедренной трапеции с большим основанием, обращенным вверх, увеличивает полноту взаимодействия окислителя с горючими компонентами отходов.

Загруженные в печь, например, в мешках и пакетах, отходы зависнут в нижней части камеры сжигания и в желобе и по мере сгорания опустятся вниз на под печи.

Выполнение сопел, через которые подают окислитель под выступами верхних ступенек, исключает попадание в сопла шлака и их забивание. Выполнение выступа менее 1 диаметра сопла не исключает его зашлаковывания, при выступе более 2 диаметров сопла оплавляется футеровка.

Как показали эксперименты по сжиганию отходов на пилотной установке, расположение наклонных стенок, образующих колосниковую решетку под углом 30-120^o, является оптимальным, так как увеличение угла более 120^o и его снижение менее 30^o уменьшают степень взаимодействия окислителя с отходами, и процесс сжигания замедляется. Оборудование печи подвижным подом, как и выполнение пода и стенок наклонными в сторону выпуска из печи зольного остатка, облегчает транспортировку отходов в печи и сброс из нее зольного остатка.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
на фиг. 1 - представлена схема вертикального сечения печи вдоль пода;
на фиг. 2 - сечение печи перпендикулярно продольной оси пода печи;
на фиг. 3 - сечение печи с наклонным подом;
на фиг. 4 - сечение печи с подвижным подом.

Печь для слоевого сжигания твердых отходов состоит из корпуса 1, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом 2. Для загрузки отходов в стенке печи выполнено отверстие 3. Колосниковая решетка печи образована двумя наклонными стенками 4. Торцы наклонных стенок 4 образуют с подом 5 желоб 6. Вертикальное сечение нижней рабочей части камеры сжигания имеет вид равнобедренной трапеции с большим основанием, обращенным вверх. Под 5 может быть выполнен подвижным относительно стенок 4 либо наклонным, что обеспечивает перемещение загруженных в рабочий объем печи отходов от загрузочного отверстия 3 к отверстию зольника 7 для выгрузки зольного остатка.

В отверстиях в стенках 4 установлены сопла 8 для подачи в рабочий объем печи окислителя. Наклонные стенки 4 установлены с образованием между ними угла 30-120^o и могут быть выполнены как гладкими, так и ступенчатыми. При выполнении стенок 4 ступенчатыми сопла 8 размещены в ступеньках таким образом, что каждая верхняя ступенька образует над размещенным ниже соплом выступ длиной 1-2 диаметра сопла. Это обеспечивает надежную работу сопел без зашлаковывания при сжигании отходов. Для поддержания в печи определенной температуры она оборудована топливными горелками 9.

Предложенная печь для слоевого сжигания твердых отходов работает следующим образом.

Отходы, например, медицинские, содержащие использованные бинты, вату, одноразовые шприцы, иглы, ампулы, флаконы, резиновые трубки, перчатки, лекарства и другие, запаковывают в пакеты, которые загружают в рабочий объем печи через отверстие 3. Они перемещаются по колосниковой решетке и попадают в желоб 6 и под действием подаваемого в печь через сопла 8 окислителя и воздействия топливной горелки 9 сжигаются. По мере сжигания отходы проваливаются между стенками 4 колосниковой решетки и оседают на под 5. По мере накопления на поду 5 сгоревшие отходы в виде золы перемещаются к отверстию 7 и удаляются из печи. Перемещение отходов от загрузочного отверстия 3 к выпускному отверстию 7 происходит либо самотеком в случае выполнения пода 5 наклонным, либо отходы транспортируются самим подом при выполнении его подвижным относительно стенок 4 колосниковой решетки.

Выполнение колосниковой решетки в виде наклонных стенок, нижние торцы которых образуют с подом желоб, позволяет значительно увеличить поверхность теплового воздействия горелок и окислителя на сжигаемые отходы, а установка сопел в заглубления в стенках исключает их зашлаковывание. Совокупность этих решений позволит значительно повысить скорость сжигания отходов и надежность работы печи. Так, использование предложенного технического решения на пилотной установке позволило увеличить скорость сжигания на 30-50%, а зашлаковывание сопл было исключено полностью.

Печь для слоевого сжигания твердых отходов относится к области переработки и утилизации твердых отходов. Печь включает корпус, футерованный изнутри огнеупорным материалом, камеру сжигания с наклонной неподвижной колосниковой решеткой, изготовленной из огнеупорного материала, с выполненными в ней сквозными отверстиями, сообщающими рабочий объем камеры сжигания с блоком подачи окислителя, под с отверстием для выпуска из печи зольного остатка. Колосниковая решетка образована двумя наклонными в нижней части корпуса стенками, установленными так, что нижние торцы стенок образуют с подом желоб. Нижняя рабочая камера сжигания выше желоба имеет в вертикальном сечении вид равнобедренной трапеции с большим основанием, обращенным вверх. В выполненных в стенках сквозных отверстиях размещены сопла. Решаемая техническая задача - обеспечение максимальной поверхности реагирования горючей составляющей отходов с окислителем и исключение зашлаковывания сопел для подачи окислителя в процессе сжигания отходов. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Печь для слоевого сжигания твердых отходов, включающая корпус, футерованный изнутри огнеупорным материалом, камеру сжигания с наклонной неподвижной колосниковой решеткой, изготовленной из огнеупорного материала, с выполненными в ней сквозными отверстиями, сообщающими рабочий объем камеры сжигания с блоком подачи окислителя, под с отверстием для выпуска из печи зольного остатка, отличающаяся тем, что колосниковая решетка образована двумя наклонными в нижней части корпуса стенками, установленными так, что нижние торцы стенок образуют с подом желоб, а нижняя рабочая камера сжигания выше желоба имеет в вертикальном сечении вид равнобедренной трапеции с большим основанием, обращенным вверх, при этом в выполненных в стенках сквозных отверстиях размещены сопла. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что наклонные стенки установлены с образованием между ними угла 30 - 120^o. 3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что наклонные стенки и под установлены с наклоном в сторону отверстия для выпуска из печи зольного остатка. 4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что наклонные стенки и под выполнены ступенчатыми. 5. Печь по п. 4, отличающаяся тем, что ступеньки выполнены так, что каждая верхняя ступенька образует над размещенным ниже соплом выступ длиной 1 - 2 диаметра сопла. 6. Печь по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что под выполнен подвижным относительно колосниковой решетки.