Установка для сжигания отходов Советский патент 1990 года по МПК F23G7/00 

15

Изобретение относится к коммунальному машииостроеншо, в частности к установкам для сжигания горючих отходов, не подлежащих регенерации, и обезвреживания жидких промышленных 20 отходов„ .

Цель изобретения -.повышение эффективности путем ускорения процесса утилизации промышленных отходов и снилсения загрязнения окру- 25 жающей среды.

Ыа фиг. 1 представлена установка для сжигания отходовэ общий вид; на фиг.2 -то же,средства для подачи и сжигания горючих отходов, про- зо дольный разрез5 на фиг. 3 - то же, средства отвода продуктов сжигания, поперечный разрез, на фиг. 4 - то же, преобразователь регулятора уровня; на фиг. 5 - то же, подогре- ватель горючих отходов и воздуха. Установ ка для сжигания отходов содержит подземную камеру 1, заполненную охлажда1ощей текучей средой 2 |и закрытую сверху платформой 3 под Q которой размещена камера 4 сжигания, средства 5 для подачи жццких горючих отходов н воздуха, средства б сжигания горючих отходов, средства 7 для отвода продуктов сжигания, бата- дз рею циклонов 8, котел-утилизатор 9, дымосос 10, подогреватель 11 горючих отходов и воздуха, регулятор 12 уровня те кучей среды в подземной камере 1, связанный с насосом 13, змуль- п гатор 14 текучей среды, приводные заслонки 15 и 16, циклон 17 и средства- для обезвреживания отходящих в атмосферу газов.

Подземная камера 1, расположенная ниже уровня земли, представляет собой емкость, стенки и днище 18 которой выполнены из стойких к агрессив- йым жидкостям материалов,, исключаю-.

щих проникновение жидких отходов в грунт и вьщержиВЕЮЩИХ температуру нагрева в пределах 100 - , например в виде кладки из ог- . неупорного кирпича, облицованных металлическими листами, например, из титана.

Охлаждающая текучая среда 2 представляет собой жидкие разбавленные водой промьшшенные отходы, закачиваемые насосом 13 по сигналам преобразователя 19 регулятора 12-уровня через трубопроводы 20 и 21 из открытых KapTj заполняемых отходами пред- .приятии. Карты выполнены в кембрийских глинах.

Подземная камера 1 сверху закрыта платформой 3, исключающей проникновение токсичных паров в атмосферу из подземной камеры. Платформа 3 изготавл1-шается из сортового метал-, ла, например из двухтавровых балок, облицованных металлическими листами, напршчер, из титана.

Kai-iepa 4 сжигания представляет собой емкость заданного объема в виде цистерны, изготовленной, например, из нерлсавеющей стали, с высокой гепл:огфоводностью. Камера 4 сжига- НИН имеет заданньй вес

тр- (5%р.тр ,

где - объем камеры сжигания;

.. „ - средняя плотность (удельньй

Р

вес) материала камеры сжи- га-ния.

Камера сжигания может быть изготовлена из разных материалов с раз личной гшотностью, например, из трубы небольшого дисгметрз с относительно высокой плотностью и второй трубы большого диаметра с- относительно не- большой плотностью материала. В друсШ модификации камера сжигания жет быть выполнена из коаксиально . расположенных двух труб медетрубный цромежуток которых заполнен относи- тельно тяжелой текучей средой, например жидким теплоносителем иди металлическими шарами заданного веса (модификации условно не показаны). Камера сжигания погружена в охлаждаю- щую текучую среду 2 и подвешена на амортизаторах 22, закрепленных на платформе 3. Наружная поверхность камеры сжигания орёбрена в -виде колец 23 для увеличения площади теплопере- дачи. В передней верхней части камеры 4 сжигания размещены средства 5 и 6 для подачи жидких горючих отходов и воздуха и сжигания горючих отходов, а в задней части - средст- ва 7 для отвода продуктов сжигания. В средней верхней части камеры 4 сжигания расположен .патрубок 24, имеющий крышку 25 с отверстиями 26, при этом патрубок 24 сообщен с полостя- ми камеры 4 сжигания и подаемной камеры 1 для отвода паров из подземной 1 в камеру 4 сжигания, при выпаривании текучей среды 2. Патрубок 24 механически связан с пре- образователем 19 регулятора 12 уровня текучей среды в подземной камере 1. Преобразователь 19 может быть выполнен в виде дифференциального трансформаторного датчика.

Для ускорения процесса выпаривания текучей среды в подаемной камере I установки предусмотрен эмульгатор 14 с приводом, сообщенный с верхним и нижним уровнями подземной камеры.

Каждый амортизатор 22 выполнен в виде двух коаксиально расположенных труб 27 н 28 и упругих элементов 29 Внешняя труба 27 выполнена из тепло золирующего материала, стойкого к агрессивным З1мдкостям и вьщержива- ющего температ фу нагрева в предела 100-120°С, Внутренняя труба 28 изготовлена из стали и имеет верхние и нижние,фланца 30, при этом упругие элементы 29, выполненные, например, в виде пакетов изношенных автомобильных покрьпиек с металлическим кордом, закреплены на платформе 3 1 и соединены с верхними фланцами 30 труб 27, 28, а нижние части труб 27, 28 жестко присоединены к камере 4 сжигания.

10198

Qjj 20 25 ЗО ,

Q

- д 50,

Благодаря такому исполнению awfifp- тизаторов 22 камера 4 сжигания обладает свойством плавучести в текучей охлаждающей среде 2 и имеет возможность вертикальных перемещений в заданном диапазоне. Стабилизация положения камеры 4 сжигания осуществляется ( регулятором уровня, что ускоряет процессы выпаривания от- ходов и сжигания паров в предлагаемой установке.

Средства 5 для подачи жидких горючих отходов на фимер -мазута, дизельного топлива и т.п. отходов, и воздуха для сжигания этих отходов вьшолнены в виде коаксиально размещенной во внутренней трубе 28 амортизатора 22 дополнительной трубы 31, верхний конец которой жестко присоединен к стойке 32, смонтированной на платформе 3, а к нижнему свободному ее концу присоединены средства 6 сжигания отходов, выполненные в виде пневматической форсунки для жидких топлив или горелки известной конструкции, причем между внутренней трубой 28 амортизатора 22 и дополнительной трубой 31 установлены подшипники скольжения 33, выполненные из углеродистых материалов.

Для обеспечения работы установки могут быть выбраны известные газомазутные горелки большой производительности.

Средства 7 для отвода продуктов сжигания выполнены в виде двух коаксиально расположенных жаропрочных труб 34 и 35, размещенных в амортизаторе 22, в межтрубном промежутке которых установлены подшипники 36 . скольжения, изготовленные из жаропрочного углеродистого материала, а при этом один конец внутренней трубы 35 жестко присоединен к стойке 37, смонтирова: ной на платформе 3, а другой свободный ее конец опущен в камеру 4 сжигания, причем внешняя труба 34 жестко соединена с трубами амортизатора 22. Труба 35 подключена к батарее циклонов 8.

Батарея циклонов 8 известной конструкции предназначена для отделения из продуктов сжигания сажи, золы и пыли, на вход которой могут быть поданы Са-содержаир Ш адсорбенты (гашеная известь, доломит и др.материалы) .

. .

Батарея цяк-лонов 8 поередством трубопровода 38 подключена к котлу- утилизатору 9 известной конструкции

Котел-утилизатор 9 предназначен для выработки пара. Полученный пар используется в турбогенераторе (не показан) для вьфаботки электроэнер гка или для обогрева служебных помещений. Котел-утилизатор 9 соединен через трубопровод 39, дымосос 10 и трубопровод 40 с подогревателем 11 горючих отходов и воздуха, при этом перед дымососом 10 в трубопроводе 4 смонтирована приводная заслонка 15, сообщенная либо с атмосферой, либо с устройством для подачи Са-содержа- щих адсорбентов. В первом случае зас лонка 15 обеспечивает.продувку гидравлической .системы при техосмотрах и ремонтах установки, а во втором случае - адсорбированную очистку от

ходящих газов от SOg, N0j(.

Подогреватель 11 горючих жидких отходов и воздуха выполнен в виде . расположенных под углом двух конических труб 42,.43, размещенных в корпусе 44, соединенных между собой большими основаниями и сообщенных с .дымососом 10 посредством трубопро- вода 40 .и с приводной заслонкой 16.

В трубах 42, 43 подогревателя размещены трубопровод 45 жидких горючих отходов и трубопровод 46 очищенного воздуха . Трубопровод 45 подключен через вентиль 47 к системе подготовки жидких горючих отходов для сжигания (не показаны), которая состоит из цистерны жидких горючих отходов, насоса и эмульгатора. Система.подготовки жидких горючих отходов для сжигания обслуживает несколько установок. В трубопроводе 46 очищенного воздуха установлена труба Вентури 48, в стенках критического сечения которой выполнены каналы 49, сообщенные через вентиль 50 с полостью конических труб 42 и 43. Трубопровод 46 очищенного воздуха подключен чере вентиль 51 к системе подготовки воздуха (не показана), которая состоит из фильтров, сообщенных с атмосферой и компрессора для нагнетания воздуха в установку.

Приводная заслонка 16 смонтирована в трубопроводе 52, который одним концом подключен к коническому трубопроводу 43, а другим концом - к дик- лону 17 известной конструкции. За

0

0198

f

5

5

0

5 о

5

0

8

циклоном 17-смонтированы средства для обезвреживания отходящих газов в атмосферу, состоящие из устройства 53 подачи, например, активированного угля или акт1 ированного кокса, и приемного устройства 54 для угля и кокса, разделенного сетчатыми перегородками (не показаны)..

Для исключения утечек тепла из установки для сжигания отходов она снабжена сильфонами 55, изготовленными из теплоизоляционного мЪтериа- ла, одними концами жестко присоединенными к верхним частям стоек 32, 37, а другими концами - к фланцам 30 амортизаторов 22.

Принципиально предлагаемая установка для сжигания отходов экологически чистая на выходе которой отходящие газы могут содержать азот, кис- лороД и углекислый газ.

Установка для сжигания отходов работает следующим образом.

В исходном положении подземная камера 1 заполнена текучей средой 2, средняя плотность (удельный вес) Уср.т.С. которой изменяется в пределах от 0,85 до Oj95 г/см (в промышленных отходах предприятий могут быть нефтесодержащие отходы, составляющие 15-20% от общего объема воды).

Для обеспечения средней плотности текучей среды в подземной камере 1 и ускорения процесса ее выпаривания включают эмульгатор 14, Благодаря этому в подземной камере 1 образуется эмульс:1я. ( . Для сжигания горючих отходов регулируют положение камеры 4 сжигания в подземной камере 1 в вертикальной - плоскости, нагружая корпус камеры сжигания лополнительным балластом (в случае необходимости), например, через люки ллатфорнсы 3.

На камеру 4 сжигания, размещенную в текучей среде 2, воздействует .

сила Р и соб- камера 2 с

вертикальная подъемная ств-енный ее вес G. При сжигания плавает в текучей леременной плотностью

РС,

G среде

р q

G

V.p VTP

J cp.T.C ) Jcp.Tp .

После регулировки положения камеры 4 сжигания устанавливают преобразователь 19 регулятора 12 уров электрического нуля

10

20

1610198

ня в положение (в среднее положение).

Завершив подготовительное операции, включают агрегаты установки системы подготовки жидких горючих отходов и очищенного воздуха для работы установки, затем открьшают вентили 47, 51. Жидкие отходы и воздух поступают по трубопроводам 45 и 46 подогревателя 11 в камеру. 4 сжигания к вклю- горелке 6 большой производительности, причем давление воздуха регулируют компрессором в заданных пределах в зависимости от конструкции le гррелки.

Температура горения жидких горючих отходов составляет 800-1200 с. Теплотворная способность жидких отходов составляет в среднем 15000- 30000 кДж/кг.

При горении жидких отходов нагревается корпус камеры 4 сжигания, ко- тррый за счет теплопередачи корпуса нагревает текучую среду 2,

Текучая среда, нагреваясь, испаряется, пары которой через-отверстия 26 патрубка 24 поступают в полость канеры сжигания за счет разрежения, во зншсающего при горении жидких горючих отходов.

Пары текучей среды 2 сгорают в факеле горелки, ускоряя процесс утилизации жидких отходов.

При поступлении в факел горелки паров воды и жидких отходов текучей срфды улучшается горение жидких отхоов и уменьшается выброс окислов азота на 35-40%.

В подземной камере 1 понижается ровень текучей среды 2, а продукты жигания жидких отходов - горячие ымовые газы - поступают через трубу 5 в батарею циклонов 8 благодаря азрежению, создаваемому дымососом 0. При понижении уровня текучей реды,2 на величину ДЬ, при которой ерхняя часть камеры 4 сжигания осво- ояутается от текучей среды, изменяетя равновесие сил Р и G, причем Я уменьшается на величину ДРд, авную

,.,p, -(,,.,..

о cp.nap.T.t) Де тр объем камеры сжигания, пог. ОУЖеННЫЙ R TPKVUVTA

25 с т

35 з

л с о

в х ды на ся 50 ча ци дп вз ле

30

40

45

и руженный в текучую среду; Vjp - объем камеры сжигания, расположенный в парах текучей среды;

55 мо

од до ба

0

20

198

e

10

)С tp.nop.T.c плотность (удельный

вес) паров текучей среды. В связи с тем что средняя плотность паров текучей среды много меньше средней плотности текучей среды в подземной камере, камера сжигания погружается. При погружении камера сжигания изменяет положение преобразователя 19 дифференциально-трансформаторного датчика регулятора 12 уровня, по сигналам которого подключается насос 13. Насос 13 подает текучую среду в подземную камеру 1 до тех пор, пока подземная камера не заполнится текучей средой, а уровень текучей среды в ней не поднимется выше верхней части камеры сжигания, при этом подъемная сила Р по абсолютной величине будет стремиться к весу камеры сжигания. При достижении равновесия сил Р и G преобразователь 19 регулятора 12 уровня установится в среднем положении, после чего на- 5 сое 13 отключится, прекратив подачу текучей среды в подземную камеру 1.

Таким образом, процесс заполнения подземной камеры текучей средой и ее опорожнения осуществляется автоматически, что ускоряет процессы утилизации жидких.отходов.

Продукты сжигания жидких горючих отходов - горячие дымовые газы - очищаются в батарее циклонов 8 от сажи, 5 золы и пыли и по трубопроводу 38

поступают в котел-утилизатор 9 с температурой до дпя выработки пара, затем пар поступает в турбогенератор для выработки электроэнергии. За котлом-утилизатором 9 через заслонку 15 в дымовые газы подают Са- содержащие адсорбенты для очистки их от SOj и NO у.

После этого дымовые газы поступают в подогреватель 11 жидких горючих отходов, обогревая трубы 45 и 46.Часть дымовых газов через вентиль 50, каналы 49, трубы Вентури 48 засасываются на подогрев воздуха, а другая 0 часть направляется через заслонку 16, циклон 17 в приемное устройство 54 дпя их обезвреживания. Лымоьые газы, взаимодействуя с активированньм углем, очищаются и выбрасываются в ат30

0

5

5 мосферу.

Конструк1щя установки обеспечивает одновременное сжигание горючих отходов и выпаривание жидких сильно разбавленных водой промышленных отходов.

11

161

продукты выпаривания которых сжигакГт- 1ся в камере сжигания, а после очистки ;И дополнительного оВезвреживания до- |полнительно дожигаются в камере ежи-- гания за счет циркуляции газовых по токов в установке. Кроме того, в I установке для сжигания отходов процессы автоматизированы, что обеспечивает повышение ее эффективности. Установка для сжигания горючих отходов, имеющая плавающую камеру сжигания, высокопроизводительна за счет использования всей площади нагрева для испарения и выпаривания жидких промышленных отходов.

Средства для обезвреживания продуктов сжигания отходов обеспечивают экологически чистую установку.

Формула

изобретени

1. Установка для сжигания отходов, содержащая подземную камеру, заполненную охлаждающей текучей средой и закрытую сверху платформой, под которой размещена камера сжигания со средствами дпя подачи горючих отходов, воздуха, сжигания горючих отходов и отвода продуктов сгорания, при этом подземная камера сообщена с камерой сжигания патрубком отвода паро текучей среды в камеру сжигания, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем ускорения процесса переработки жидких промышленных отходов и снижения загрязнения окружающей среды, она снабжена эмульгатором текучей среды, сообщенным с верхним и нижним уровнями подземной камеры, и средствами очистки газов и использования их тепла, представляющими собой последовательно установленные батарею циклонов, котел, дымосос и подогрева тель горючих отходов и воздуха, соединенный через заслонку с атмосферой камера сжигания выполнена из обеспе- чиваю шх ее плавучесть материалов и подвешена на амортизаторах, закрепленных на платформе подземной камеры а средства отвода продуктов сжигания соединены через подогреватель со средствами подачи горючих отходов. 2. Установка по пп.1 м 2, о т - л и ч а КЗ Щ а я с я тем, что она снабжена регулятором уровня, закрепленным на платформе, преобразователь которого механически связан с лтруб

0

5

0

35

25 зО 12

-, -

ком и электрически - с насосом подачи текучей среды в подземную камеру.

3.Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждый амортизатор выполнен в виде двух ко- аксиально расположенных труб, внешняя из которых выполнена из теплоизолирующего материала, и упругих элементов, установленных на платформе и соединенных с верхними фланцами труб, а нижние части элементов жестко присоединены к камере сжигания.

4.Установка по пп.1-4, отличающаяся тем, что средства отвода продуктов сжигания выполнены

в виде двух коаксиально расположенных жаропрочных труб, размещенных в амортизаторе, в межтрубном промежутке которых установлены подшипники скольжения, при этом один конец внутренней трубы жестко присоединен к стойке, смонтированной на платформе, а другой свободно опущен в камеру сжигания, внешняя труба жестко соединена с трубами амортизатора.

5.Установка по п.1, отличающаяся тем, что подогреватель горючих отходов и воздуха выполнен в виде расположенных под углом двух конических труб, размещенных э корпусе и соединенных между собой большими основаниями, в которых размещены трубопровол подачи горючих отходов и воздуха, при этом в трубопроводе подачи воздуха установлена труба Вентури, в стенках критического сечения которой выполнены каналы, сообщенные через вентиль с полостью

конических труб. 40

6. Установка по пп.1, 4 и 6, отличающаяся тем, что средства дпя подачи горючих отходов

45 и воздуха для сжигания горючих отходов выполнены в виде коаксиально размещенной во внутренней трубе амортизатора дополнительной трубы, верхний конец которой жестко присоединен к

50 стойке, смонтированной на платформе, и к корпусу подогревателя, а к ее свободному концу присоединена горелка, причем между внутренней трубкой амортизатора и дополнительной трубой

55 установлены подшипники скольжения.

7. Установка т л и ч а ю щ

по пп.1,4,5 и 7, а я с я тем- что

31610

она снабжена изготовленными из теплоизоляционного материала сильфонами, одними концами жестко присаединенными к верхним частям стоек, а другими концами - к фланцам амортизаторов.

14

8, Установка по пп,1 и 4, о т - личающаяся тем, что уцругие элементы амортизаторов выполнены в виде-пакетов изношенных автомобильных покрьппек с металлическим кордом.

Изобретение относится к коммунальному машиностроению, в частности к установкам для сжигания горючих отходов, не подлежащих регенерации, и обезвреживания жидких промышленных отходов. Целью изобретения является повышение эффективности путем ускорения процесса утилизации жидких промышленных отходов и снижения загрязнения окружающей среды. Установка для сжигания отходов содержит подземную камеру 1, заполненную охлаждающей текучей средой 2 в виде жидких промышленных отходов и закрытую сверху платформой 3, под которой размещена камера 4 сжигания. Она представляет собой емкость заданного объема и массы и обладает свойством плавучести в текучей среде. Камера 4 сжигания подвешена на амортизаторах 22, закрепленных на платформе 3. Через амортизаторы 22 пропущены средства для подачи жидких горючих отходов и воздуха для сжигания отходов и средства для отвода продуктов сжигания. В средней верхней части камеры сжигания смонтирован патрубок 24 для отвода паров из подземной камеры в камеру сжигания. Подземная камера 1 оснащена регулятором 12 уровня и эмульгатором 14 для ускорения процессов обезвреживания текучей среды и ее утилизации. 7 з.п.ф-лы, 5 ил.

32

Т

/в

/// / //у /// /// ///

9иг.2

55

- 23

/8 i

-jf/ у f f f f f J,.f fiif. )Ii III I jfr fr Ф и /I IJ л jfj J у-Л ЖТ-xj дУ

ff/ /jf/ JY/ ЛУ / /i /i W ////// /i

tpus.3fd

37

Фиг

//

. 5