ИНСИНЕРАТОР Российский патент 2003 года по МПК F23G5/16 

Изобретение относится к области утилизации отходов, в частности отходов, содержащих органические соединения, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для уничтожения термической обработкой бытовых отходов, в том числе отходов медицинских учреждений.

Термическая обработка удовлетворяет санитарно-эпидемиологическим и экологическим требованиям.

Известно большое количество конструкций печей для сжигания мусора и отходов.

В печах-инсинераторах известной конструкции, как правило, имеется футеровочная топочная камера для сжигания мусора, в которой мусор располагается непосредственно в камере (заявки ЕПВ 0405375, кл. F 23 G 15/00; 0509774, кл. F 23 G 9/00; пат. США 4508040, кл. F 23 D 1/00, 1985) или на специальных решетках (заявка Франции 2665749, кл. F 23 G 5/26, пат. США 5030453, кл. F 23 G 5/00, 1991). В частности, мусоросжигательная печь согласно пат. США 5030453, кл. F 23 G 5/00 имеет вертикально расположенную топочную камеру, в верхней части которой находятся форсунка, выпускное отверстие для удаления отходящих газов, а в нижней - отверстие для удаления золы. Камера разделена несколькими рядами горизонтально расположенных решеток. В процессе работы печи мусор переходит с выше- на нижерасположенные решетки.

В известных конструкциях сжигание отходов осуществляется либо путем подвода воздуха, необходимого для горения (пат. США 5054405, кл. F 23 G 5/00, заявка РСТ 90/0474, кл. F 23 G 5/00), либо - без доступа воздуха - пиролиза (заявка ЕПВ 0486728, кл. F 23 G 5/07).

Камера, а вместе с ней и отходы, разогреваются при помощи электрического нагревателя (заявка Японии 1-169227, кл. F 23 G 5/00) или под действием топливной форсунки (заявка РСТ 89/077036, кл. F 23 G 5/14). Основными недостатками известных печей-инсинераторов являются:
- невысокая эффективность сжигания отходов, обусловленная неполным сгоранием частиц и значительным выносом их из топочной камеры, а также невысокой скоростью сжигания;
- загрязнение окружающей среды как следствие невысокой эффективности процесса сжигания;
- значительные габариты и масса установок.

Известна конструкция инсинератора (пат. 2087803, F 23 G 5/00, публ. 1997 г. ), содержащая вертикально расположенную топочную камеру из теплоизоляционного материала с люком в верхней части для загрузки мусора, камеру сжигания, расположенную внутри топочной камеры с открытой поверхностью в ее верхней части, а также форсунку. При этом форсунка установлена над камерой сжигания.

Основными недостатками устройства являются недостаточно высокая эффективность сжигания отходов, обусловленная неполным сгоранием твердых частиц и невысокой скоростью сжигания, а также значительные потери тепла в атмосферу.

Прототипом изобретения выбрана конструкция инсинератора по патенту РФ 2117871, кл. F 23 G 5/00, публ. 1998 г.

Инсинератор содержит вертикально расположенную топочную камеру из теплоизоляционного материала с люком и дымоходом в ее верхней части, сообщенным с атмосферой. Внутри топочной камеры расположена камера сжигания с открытой поверхностью в ее верхней части и закрытым люком для выгрузки золы. Над камерой сжигания установлена форсунка (или несколько форсунок). У основания камеры сжигания, внизу топочной камеры, расположены форсунка (или несколько форсунок) и дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры в ее верхнюю часть, а затем через открытую поверхность камеры сжигания в дымоход, сообщенный с атмосферой.

Отходы, находящиеся в камере сжигания, поджигаются пламенем форсунки. Под действием высоких температур по всей длине камеры отходы разлагаются. Образовавшиеся твердые и газообразные продукты сгорания попадают в факел форсунки, расположенной над камерой сжигания непосредственно из камеры (открытая поверхность в ее верхней части), а также по вертикальному дымоходу, образованному трубной выгородкой в камере сжигания или выгородкой между камерой сжигания и топочной камерой.

Недостатками устройства, выбранного за прототип, являются:
- недостаточно высокая эффективность сжигания отходов, обусловленная неполным сгоранием твердых частиц и газообразных продуктов сгорания и, как следствие, загрязнение окружающей среды.

Так, вследствие неполного сгорания отходов, содержащих органические или неорганические соединения хлора, возникают высокотоксичные диоксины (полихлорированные дибензодиоксины, полихлорированные дибензофураны).

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в предотвращении загрязнения окружающей среды, т. е. улучшении экологии при уничтожении термической обработкой бытовых отходов, в частности отходов, содержащих органические соединения.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в инсинераторе, включающем корпус, закрываемый люк для загрузки, камеру разложения, высокотемпературный источник тепла, дымоход, соединенный с атмосферой, согласно изобретению камера разложения выполнена глухой в ее верхней части и сообщена в нижней части с камерой дожигания для выхода газообразных продуктов разложения так, что высокотемпературная зона находится на границе камеры разложения и камеры дожигания и перекрывает всю площадь проходного сечения газообразных продуктов разложения, при этом высокотемпературный источник тепла размещен в камере дожигания, а в камере разложения установлен газоход для отвода газообразных продуктов разложения из ее верхней части в камеру дожигания.

Согласно п.2 формулы изобретения дно и по крайней мере две стенки камеры разложения служат стенками камеры дожигания.

Согласно п. 3 формулы изобретения газоход выполнен так, что направление движения газообразных продуктов разложения в газоходе и камере разложения противоположно.

Выполнение камеры разложения отходов глухой, т.е. с закрытой поверхностью (люк для загрузки во время работы инсинератора закрыт) в ее верхней части, и расположение выхода газообразных продуктов разложения из камеры разложения так, что высокотемпературная зона находится на границе камеры разложения и камеры дожигания и перекрывает всю площадь проходного сечения газообразных продуктов разложения, обуславливает качественный процесс горения газообразных продуктов разложения.

В высокотемпературную зону, расположенную на границе камеры разложения и камеры дожигания, попадают продукты пиролиза, а именно газообразные продукты разложения.

Таким образом, в дымоход, соединенный с атмосферой, поступают полностью сгоревшие газообразные продукты разложения, что способствует минимальному загрязнению окружающей среды.

Размещение высокотемпературного источника тепла в камере дожигания обеспечивает нагрев камеры разложения и проведение процесса разложения отходов при температуре в интервале 800 - 900^oС, что ниже температуры в камере сжигания конструкции по прототипу. При данной температуре происходит полное разложение твердых частиц с образованием газообразных продуктов.

Изготовление инсинератора таким образом, что дно и по крайней мере две стенки камеры разложения служат стенками камеры дожигания, обеспечивает ускорение нагрева камеры разложения и, следовательно, приводит к повышению скорости разложения отходов.

Расположение в камере разложения газохода для отвода газообразных продуктов разложения из ее верхней части в камеру дожигания и его выполнение так, что направление движения газообразных продуктов разложения в газоходе и камере разложения противоположно, обеспечивает безопасность работы конструкции и повышает эффективность работы инсинератора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена конструкция инсинератора.

Инсинератор содержит корпус 1, закрываемый люк 2 для загрузки отходов, люк 3 для выгрузки золы, дымоход 4, соединенный с атмосферой. Внутри корпуса расположена камера разложения 5 отходов, сообщенная в нижней части с камерой дожигания 6 газообразных продуктов разложения. В камере дожигания 6 газообразных продуктов разложения установлен высокотемпературный источник тепла 7 так, что высокотемпературная зона находится на границе камеры разложения 5 и камеры дожигания 6 и перекрывает всю площадь проходного сечения газообразных продуктов разложения. В качестве высокотемпературного источника тепла могут быть использованы топливная форсунка, газовая горелка и др. В камере разложения 5 отходов установлен газоход 8 для отвода газообразных продуктов разложения из ее верхней части в камеру дожигания 6. Дно 9 и стенки 10, 11 камеры разложения 5 служат стенками камеры дожигания 6.

Работает инсинератор следующим образом. Открывают дверцу люка 2 и через загрузочный люк 2 в камеру разложения 5 загружают отходы. Закрывают дверцу люка 2. Люк 3 для выгрузки золы, расположенный в нижней части корпуса 1, закрыт. Включают высокотемпературный источник тепла 7. Камера разложения 5 разогревается. Отходы, находящиеся в камере разложения 5, под действием высоких температур по всей длине камеры разлагаются. Температура в камере разложения 5 находится в интервале 800-900^oС. Образовавшиеся во время пиролиза газообразные продукты разложения через отверстие в нижней части камеры разложения, а также по газоходу 8 (за счет разности давлений) поступают из камеры разложения 5 в камеру дожигания 6 и попадают в высокотемпературную зону, расположенную на границе камеры разложения 5 и камеры дожигания 6, где происходит их полное сгорание. Очищенные газы поступают в дымоход 4, а затем в атмосферу. После полного разложения отходов высокотемпературный источник тепла 7 выключают, открывают люк 3 для выгрузки золы, золу удаляют. Производят повторную загрузку инсинератора и т.д.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить эффективность сжигания, улучшить экологию при уничтожении термической обработкой бытовых отходов. Конструкция безопасна, экономична и отличается простотой в изготовлении.

Изобретение относится к области утилизации отходов, в частности отходов, содержащих органические соединения, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для уничтожения термической обработкой бытовых отходов, в том числе отходов медицинских учреждений. Техническая задача: предотвращение загрязнения окружающей среды, т.е. улучшение экологии при уничтожении термической обработкой бытовых отходов, в частности отходов, содержащих органические соединения. Инсинератор содержит корпус, закрываемый люк для загрузки отходов, люк для выгрузки золы, дымоход, соединенный с атмосферой. Внутри корпуса расположена камера разложения отходов, сообщенная в нижней части с камерой дожигания газообразных продуктов разложения. В камере дожигания газообразных продуктов разложения установлен высокотемпературный источник тепла так, что высокотемпературная зона находится на границе камеры разложения и камеры дожигания и перекрывает всю площадь проходного сечения газообразных продуктов разложения. В качестве высокотемпературного источника тепла могут быть использованы топливная форсунка, газовая горелка и др. В камере разложения отходов установлен газоход для отвода газообразных продуктов разложения из ее верхней части в камеру дожигания. Дно и стенки камеры разложения служат стенками камеры дожигания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Инсинератор, включающий корпус, закрываемый люк для загрузки, камеру разложения, высокотемпературный источник тепла, дымоход, соединенный с атмосферой, отличающийся тем, что камера разложения выполнена глухой в ее верхней части и сообщена в нижней части с камерой дожигания для выхода газообразных продуктов разложения так, что высокотемпературная зона находится на границе камеры разложения и камеры дожигания и перекрывает всю площадь проходного сечения газообразных продуктов разложения, при этом высокотемпературный источник тепла размещен в камере дожигания, а в камере разложения установлен газоход для отвода газообразных продуктов разложения из ее верхней части в камеру дожигания. 2. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что дно и по крайней мере две стенки камеры разложения служат стенками камеры дожигания. 3. Инсинератор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что газоход выполнен так, что направление движения газообразных продуктов разложения в газоходе и камере разложения противоположно.