RU163027U1 - DISPOSAL AND HEAT GENERATING INSTALLATION - Google Patents

Abstract

1. Утилизационно-теплогенераторная установка, включающая пиролизатор с расположенным с одной стороны устройством наддува и устройством для подачи отходов, по меньшей мере, одно устройство охлаждения с газоходом внутри, расположенное с другой стороны пиролизатора и соединенное с ним сверху, а также тяговое устройство, включающее боров, эжектор с вентилятором и дымовую трубу, и соединительные патрубки, отличающаяся тем, что устройство охлаждения выполнено в виде камеры, состоящей из двух последовательно расположенных частей, между которыми сверху имеется поперечный вертикальный зазор и которые снизу соединены беззазорно и снабжены зольниками, при этом устройство охлаждения снабжено устройством подачи воздуха, расположенным сверху на второй части камеры в упомянутом зазоре, и соединено с пиролизатором с помощью удлиненной жаровой трубы, кроме того установка снабжена распределительным баком, соединенным с одной стороны с устройством охлаждения, а с другой - с тяговым устройством, при этом распределительный бак снабжен зольником и технологическим патрубком с приводной запирающей заслонкой, а тяговое устройство снабжено приводной регулирующей заслонкой.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пиролизатор выполнен в виде вихревой топки.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутое устройство подачи воздуха выполнено в виде патрубка с приводной температурной заслонкой.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жаровая труба имеет длину не менее 1,5 м.5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая регулирующая заслонка тягового устройства расположена в борове.1. Utilization and heat-generating installation, including a pyrolyzer with a pressurization device located on one side and a waste feed device, at least one cooling device with a gas duct inside, located on the other side of the pyrolyzer and connected to it from above, as well as a traction device, including hog, an ejector with a fan and a chimney, and connecting pipes, characterized in that the cooling device is made in the form of a chamber consisting of two consecutive parts between which there is a transverse vertical clearance at the top and which are gaplessly connected at the bottom and equipped with ash pans, while the cooling device is equipped with an air supply device located on top of the second part of the chamber in the said gap and connected to the pyrolyzer using an elongated flame tube, and the installation is also equipped with a distribution tank connected to the cooling device on the one hand and to the traction device on the other hand, while the distribution tank is equipped with an ash pan and a process pipe with a drive Apirana flap and the traction device is provided with a drive regulating zaslonkoy.2. The device according to claim 1, characterized in that the pyrolyzer is made in the form of a swirl furnace. 3. The device according to claim 1, characterized in that the said air supply device is made in the form of a pipe with a temperature-controlled choke. 4. The device according to claim 1, characterized in that the flame tube has a length of at least 1.5 m. The device according to claim 1, characterized in that said control valve of the traction device is located in the hog.

Description

Полезная модель относится к устройствам для экологически чистой утилизации всех видов твердых отходов, в том числе бытового мусора, и может быть использована в качестве теплогенераторной установки круглогодично и отопительной установки в зимнее время года.The utility model relates to devices for the environmentally friendly disposal of all types of solid waste, including household waste, and can be used as a heat-generating installation year-round and a heating installation in the winter season.

Известна утилизационно-отопительная установка (котельная), включающая котел отопительный с топкой для сжигания отходов и теплообменником, рекуператор, циклонную установку, механизм подачи топлива и дымососное устройство с дымовой трубой (см. Интернет-ресурс http://www.soyuz-online.ru/universalnyiy-kotel-utpu-3m-tya/, распечатка приложена).A recycling and heating installation (boiler room) is known, including a heating boiler with a furnace for burning waste and a heat exchanger, a recuperator, a cyclone installation, a fuel supply mechanism and a smoke exhaust device with a chimney (see Internet resource http: //www.soyuz-online. com / universalnyiy-kotel-utpu-3m-tya /, printout attached).

В известной установке использован универсальный котел УТПУ-3М/ТЯ (производства ООО «Союз», г. Ковров, см. тот же сайт, распечатка приложена), работающий на твердых отходах, таких как опилки, щепа, лузга семечек, отходы птицефабрик, пелетты, крупно-кусковые отходы и т.д.The well-known installation used a universal boiler UTPU-3M / TYA (manufactured by Soyuz LLC, Kovrov, see the same site, printout is attached), working on solid waste such as sawdust, wood chips, husk of seeds, waste from poultry farms, pellets , lumpy waste, etc.

Недостатком этой установки является невозможность утилизации твердых бытовых отходов (ТБО), в том числе неорганического мусора (пакетов и бутылок полиэтиленовых, изделий из поливинилхлорида, упаковочной тары, отходов медицинских учреждений и т.д.), т.к. ее конструктивные особенности не позволяют обеспечить соответствующую нормам экологической безопасности степень очистки от вредных примесей (оксида углерода и остаточных углеводородов) дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу при сжигании мусора.The disadvantage of this installation is the inability to dispose of solid household waste (MSW), including inorganic waste (plastic bags and bottles, polyvinyl chloride products, packaging, medical waste, etc.), because its design features do not allow to ensure the degree of purification from harmful impurities (carbon monoxide and residual hydrocarbons) of flue gases emitted into the atmosphere when garbage is burned that meets environmental safety standards.

Объясняется это тем, что минимальная температура, необходимая для разделения на простейшие элементы сложных химических соединений при сжигании пластмасс, из которых в основном состоит неорганический бытовой мусор, должна быть достаточно высокой - более 1070°С (что можно достичь только при высокотемпературном пиролизном с наддувом сжигании мусора), а минимальное время горения при такой температуре должно быть не менее 2-5 секунд (см., например, статью А.В. Гречко и др. «Технологические испытания термической переработки твердых отходов сложного состава с обеспечением диоксиновой безопасности», журнал «Химическая промышленность», 1998 г. №1, стр. 61).This is explained by the fact that the minimum temperature necessary for separation into simple elements of complex chemical compounds during the burning of plastics, which mainly consists of inorganic household waste, should be quite high - more than 1070 ° C (which can only be achieved with high-temperature pyrolysis with supercharged combustion garbage), and the minimum burning time at this temperature should be at least 2-5 seconds (see, for example, an article by A.V. Grechko et al. “Technological tests of thermal processing of solid waste is difficult composition with ensuring dioxin safety ”, the journal Chemical Industry, 1998, No. 1, p. 61).

При этом в процессе дальнейшего сжигания отходов необходимо обеспечить условие для сохранения сложных химических соединений в разделенном на простейшие элементы состоянии, и предотвратить образование диоксинов, которое происходит при пиролизном сжигании отходов в присутствии кислорода. Таким условием является резкое (в течение долей секунды) понижение температуры горения, что в аналоге осуществляется путем отбора тепла на нагревание воды в отопительном котле УТПУ-3М/ТЯ. А т.к. даже при обеспечении температуры горения более 1070°С время мгновенного понижения температуры в этом котле оказывается чуть больше необходимого, то происходит обратный процесс, т.е. соединение простейших элементов в первоначальное сложное химическое соединение. В результате мусор сгорает не полностью, что и приводит к большому количеству вредных примесей в дымовых газах, выбрасываемых в атмосферу.Moreover, in the course of further waste incineration, it is necessary to ensure that complex chemical compounds are preserved in a state that is divided into the simplest elements and to prevent the formation of dioxins that occurs during pyrolysis of waste incineration in the presence of oxygen. Such a condition is a sharp (within a split second) lowering of the combustion temperature, which in the analogue is carried out by taking heat to heat water in a UTPU-3M / TYa heating boiler. And because even if the combustion temperature is more than 1070 ° С, the instantaneous temperature decrease in this boiler turns out to be slightly more than necessary, then the reverse process occurs, i.e. joining the simplest elements into an initial complex chemical compound. As a result, the garbage does not burn out completely, which leads to a large number of harmful impurities in the flue gases released into the atmosphere.

Максимально допустимая температура выбрасываемых при эксплуатации известной котельной дымовых газов, составляющая в соответствии с нормами экологической безопасности не более 250°С, обеспечивается благодаря отбору тепла на нагревание воды.The maximum permissible temperature of the flue gases emitted during operation of a well-known boiler house, which in accordance with environmental safety standards is not more than 250 ° C, is ensured by the selection of heat for heating water.

Известна также взятая за прототип утилизационно-теплогенераторная установка, включающая пиролизатор с расположенным с одной стороны устройством наддува и устройством для подачи отходов, по меньшей мере, одно, устройство охлаждения с газоходом внутри, расположенное с другой стороны пиролизатора и соединенное с ним сверху, а также тяговое устройство, включающее боров, эжектор с вентилятором и дымовую трубу, и соединительные патрубки (см. например, патент РФ на изобретение №2463518 от 13.04.2011 г., МПК F22B 33/12).Also known is a prototype utilization and heat-generating installation, including a pyrolyzer with a charge device located on one side and a waste feed device, at least one cooling device with a gas duct inside, located on the other side of the pyrolyzer and connected to it from above, and a traction device including a hog, an ejector with a fan and a chimney, and connecting pipes (see, for example, RF patent for invention No. 2463518 dated 04/13/2011, IPC F22B 33/12).

Известная установка является универсальной утилизационной установкой, т.к. позволяет перерабатывать практически все виды твердых отходов, в том числе наиболее сложные для переработки бытовые отходы (ТБО) и их неорганическую часть, благодаря наличию пиролизатора с наддувом, выполненного в виде вихревой топки, позволяющей в процессе пиролиза сжигать отходы с высокой температурой горения и дожигать их при избытке кислорода и температуре более 1070°С, а также наличию устройства охлаждения газовоздушной смеси с газоходом внутри, выполненного в виде отопительного котла, расположенного за вихревой топкой и позволяющего производить в первый момент дожигание отходов при температуре более 1070°C в течение не менее 2 секунд (за это время происходит разделение сложных химических соединений на простейшие элементы), и затем мгновенное (в течение не более 0,3-0,5 секунд) понижение температуры горящих газов путем отбора тепла на нагревание воды, что предотвращает возможность вторичного соединения простейших элементов с образованием вредных примесей. Такая технология препятствует образованию диоксинов и гарантирует получение продуктов сгорания с требуемой санитарными нормами степенью очистки от вредных примесей и температурой (не более 250°C). При этом известная установка является и теплогенераторной установкой, использующей получаемое тепло только на отопление.The known installation is a universal recycling plant, because allows to process almost all types of solid waste, including the most difficult household waste (MSW) and its inorganic part, due to the presence of a supercharged pyrolyzer made in the form of a vortex furnace, which allows pyrolysis to burn waste with a high combustion temperature and burn them with an excess of oxygen and a temperature of more than 1070 ° C, as well as the presence of a gas-air mixture cooling device with a gas duct inside, made in the form of a heating boiler located behind a vortex heating chamber and allowing at the first moment, afterburning the waste at a temperature of more than 1070 ° C for at least 2 seconds (during this time, the separation of complex chemical compounds into simple elements), and then instantaneous (within no more than 0.3-0.5 seconds) lowering the temperature of burning gases by removing heat to heat water, which prevents the possibility of secondary connection of the simplest elements with the formation of harmful impurities. This technology prevents the formation of dioxins and ensures the production of combustion products with the required sanitary standards, the degree of purification from harmful impurities and temperature (no more than 250 ° C). At the same time, the known installation is also a heat generating installation that uses the heat received only for heating.

Недостатком известной установки является ограниченность эксплуатационных возможностей, в частности невозможность ее работы в режиме утилизации круглый год (потребность работы в таком режиме особенно высока в удаленных от мусороперерабатывающих предприятий населенных пунктах), т.к. конструктивные особенности установки не позволяют осуществлять процесс утилизации независимо от процесса теплогенерации.A disadvantage of the known installation is the limited operational capabilities, in particular the impossibility of its operation in the disposal mode all year round (the need to work in this mode is especially high in settlements remote from garbage processing enterprises), because design features of the installation do not allow the utilization process to be carried out independently of the heat generation process.

Объясняется это тем, что, как уже сказано выше, для поддержания температуры выбрасываемой в атмосферу газо-воздушной смеси и степени очистки этой смеси от вредных примесей на уровне, соответствующем требованиям экологической безопасности, необходимо постоянно в процессе сжигания отходов производить мгновенное понижение температуры, что и осуществляется в прототипе путем отбора тепла на отопление (например, производственно-бытового комплекса или жилого микрорайона), т.е. процесс мгновенного понижения температуры раскаленных газов и процесс нагрева воды в котле взаимосвязаны.This is explained by the fact that, as mentioned above, in order to maintain the temperature of the gas-air mixture emitted into the atmosphere and the degree of purification of this mixture from harmful impurities at a level that meets environmental safety requirements, it is necessary to constantly lower the temperature during waste incineration, which is carried out in the prototype by taking heat for heating (for example, industrial and residential complex or residential neighborhood), i.e. the process of instantly lowering the temperature of hot gases and the process of heating water in the boiler are interconnected.

Невозможность работы установки в режиме утилизации без одновременной работы в режиме отопления (причем отопления не одного здания, а комплекса зданий, например, производственно-бытового назначения или жилого микрорайона) ограничивает время работы установки в режиме утилизации только отопительным сезоном.The inability of the unit to operate in recycling mode without simultaneously operating in heating mode (moreover, heating more than one building, but a complex of buildings, for example, for industrial purposes or a residential community) limits the operation time of the installation in recycling mode only to the heating season.

Это связано с тем, что при отключенном в летний сезон отоплении отбор тепла на другие нужды (например, на нагрев воды для производственных и бытовых нужд в том же комплексе зданий) невозможен из-за того, что количество получаемого при сжигании отходов тепла, настолько велико, что количество полученной при этом горячей воды потребует круглосуточного непрерывного расходования ее много большим количеством потребителей.This is due to the fact that when heating is turned off during the summer season, heat extraction for other needs (for example, for heating water for industrial and domestic needs in the same complex of buildings) is impossible due to the fact that the amount of heat received during incineration is so great that the amount of hot water obtained in this process will require its round-the-clock continuous consumption by a large number of consumers.

Ограничение эксплуатационных возможностей делает экономически не выгодным использование установки в режиме утилизации, особенно при ее эксплуатации в небольших отдаленных поселениях и южных районах страны, в частности в курортной зоне, где потребность в небольших утилизационных установках, перерабатывающих ТБО круглый год, особенно высока, а региональные мусороперерабатывающие предприятия, как правило, отсутствуют.The limitation of operational capabilities makes it economically unprofitable to use the facility in a recycling mode, especially when operating it in small remote settlements and southern regions of the country, in particular in the resort area, where the need for small recycling facilities that process solid waste all year round is especially high, and regional waste enterprises are usually absent.

Из-за конструктивных особенностей установки еще одним ее недостатком является невозможность работы в режиме теплогенератора круглый год, т.е. невозможность получения круглый год технологического тепла различной температуры, предназначенного для использования в технологических процессах промышленных предприятий (в том числе в системах отопления) или для преобразования его в другие виды энергии (например, электрическую).Due to the design features of the installation, one more of its disadvantages is the inability to work in the heat generator mode all year round, i.e. the inability to receive technological heat of various temperatures all year round, intended for use in technological processes of industrial enterprises (including heating systems) or for converting it into other types of energy (for example, electric).

Полезная модель решает задачу расширения эксплуатационных возможностей установки путем обеспечения работы в режиме утилизации независимо от работы в режиме теплогенерации.The utility model solves the problem of expanding the operational capabilities of the installation by ensuring operation in the recycling mode regardless of the operation in the heat generation mode.

Для решения этой задачи, в утилизационно-теплогенераторной установке, включающей пиролизатор с расположенным с одной стороны устройством наддува и устройством для подачи отходов, по меньшей мере одно, устройство охлаждения с газоходом внутри, расположенное с другой стороны пиролизатора и соединенное с ним сверху, а также тяговое устройство, включающее боров, эжектор с вентилятором и дымовую трубу, и соединительные патрубки, в соответствии с полезной моделью устройство охлаждения выполнено в виде камеры, состоящей из двух последовательно расположенных частей, между которыми сверху имеется поперечный вертикальный зазор и которые снизу соединены беззазорно и снабжены зольниками, при этом устройство охлаждения снабжено устройством подачи воздуха, расположенным сверху на второй части камеры в упомянутом зазоре, и соединено с пиролизатором с помощью удлиненной жаровой трубы, кроме того установка снабжена распределительным баком, соединенным с одной стороны с устройством охлаждения, а с другой - с тяговым устройством, при этом распределительный бак снабжен зольником и технологическим патрубком с приводной запирающей заслонкой, а тяговое устройство снабжено приводной регулирующей заслонкой.To solve this problem, in a waste heat-generating installation, including a pyrolyzer with a pressurization device located on one side and a waste feed device, at least one cooling device with a gas duct inside, located on the other side of the pyrolyzer and connected to it from above, and a traction device including a hog, an ejector with a fan and a chimney, and connecting pipes, in accordance with a utility model, the cooling device is made in the form of a chamber, consisting of two followers about located parts between which there is a transverse vertical clearance at the top and which are gaplessly connected below and are equipped with ash pans, the cooling device is equipped with an air supply device located on top of the second chamber part in the said gap and connected to the pyrolyzer using an elongated flame tube, except In addition, the installation is equipped with a distribution tank connected on one side to the cooling device, and on the other hand with a traction device, while the distribution tank is equipped with an ash pan and technologically pipe with the drive of the locking flap and the traction device is provided with a regulating flap actuator.

Пиролизатор выполнен в виде вихревой топки.The pyrolyzer is made in the form of a swirl chamber.

Устройство подачи воздуха выполнено в виде патрубка с приводной температурной заслонкой.The air supply device is made in the form of a pipe with a drive temperature flap.

Жаровая труба имеет длину не менее 1,5 м.The flame tube has a length of at least 1.5 m.

Регулирующая заслонка тягового устройства расположена в борове.The traction control flap is located in the hog.

Техническим преимуществом заявляемой установки является возможность работы в режиме утилизации независимо от работы в режиме теплогенерации, что создает возможность работы в режиме утилизации круглогодично, и тем самым расширяет эксплуатационные возможности установки и делает экономически выгодной использование ее для утилизации всех видов твердых промышленных отходов и ТБО.The technical advantage of the inventive installation is the ability to work in a recycling mode regardless of the operation in the heat generation mode, which makes it possible to work in a recycling mode year-round, and thereby expands the operational capabilities of the installation and makes it economically advantageous to utilize all types of solid industrial waste and solid waste.

Техническое преимущество достигается благодаря конструктивным особенностям установки:The technical advantage is achieved due to the design features of the installation:

- выполнению устройства охлаждения в виде камеры, состоящей из двух частей, разделенных сверху поперечным вертикальным зазором (одна часть - для дожигания, а другая - для охлаждения раскаленных газов),- the implementation of the cooling device in the form of a chamber, consisting of two parts, separated from above by a transverse vertical clearance (one part for afterburning, and the other for cooling hot gases),

- снабжению устройства охлаждения устройством подачи воздуха (для мгновенного охлаждения раскаленных газов атмосферным воздухом, затягиваемым благодаря работе эжектора тягового устройства), расположенным сверху на второй части камеры в упомянутом поперечном зазоре и выполненным, в частности, в виде патрубка с приводной температурной заслонкой (регулирующей температуру газов, выходящих из устройства охлаждения),- supplying the cooling device with an air supply device (for instant cooling of hot gases with atmospheric air drawn in due to the operation of the ejector of the traction device) located on top of the second part of the chamber in the said transverse clearance and made, in particular, in the form of a pipe with a drive temperature damper (regulating temperature gases leaving the cooling device),

- снабжению установки распределительным баком (для направления газо-воздушного потока в атмосферу или на технологические нужды в зависимости от выбранного режима работы установки - «утилизация» или «теплогенерация»), с одной стороны соединенным с устройством охлаждения, а с другой - с тяговым устройством,- supplying the installation with a distribution tank (for directing the gas-air flow to the atmosphere or for technological needs, depending on the selected operating mode of the installation - “utilization” or “heat generation”), on the one hand connected to the cooling device, and on the other to the traction device ,

- соединению устройства охлаждения с пиролизатором с помощью удлиненной жаровой трубы (предохраняющей газоход устройства охлаждения от разрушения вершиной факела из раскаленных газов),- connecting the cooling device to the pyrolyzer using an elongated flame tube (which protects the gas duct of the cooling device from being destroyed by the tip of the torch from hot gases),

- снабжению тягового устройства приводной регулирующей заслонкой (два основных положения которой «открыто» и «закрыто» зависят от выбранного режима работы установки и которая может в промежуточном положении регулировать ее производительность),- supplying the traction device with a drive control damper (the two main positions of which are “open” and “closed” depend on the selected operating mode of the installation and which can regulate its performance in an intermediate position),

- снабжению распределительного бака технологическим патрубком с приводной запирающей заслонкой (имеющей два основных положения в соответствии с двумя режимами работы установки, а также промежуточные положения, необходимые в режиме «теплогенерация»).- supplying the distribution tank with a technological branch pipe with a driving locking flap (having two main positions in accordance with the two operating modes of the installation, as well as intermediate positions necessary in the "heat generation" mode).

Конструктивные особенности установки позволяют разделить (взаимосвязанные в прототипе) процесс мгновенного охлаждения раскаленных газов и процесс отбора получаемого тепла, т.к. создают возможность мгновенного охлаждения газов не в конце технологического цикла утилизации как в прототипе (путем отбора тепла на нагревание воды), а в середине удлиненного (благодаря наличию распределительного бака) цикла - в устройстве охлаждения, в котором охлаждение газов производится путем подмешивания холодного воздуха, затягиваемого во вторую часть устройства охлаждения, и поступление которого, а значит и температура газо-воздушной смеси регулируется положением температурной заслонки устройства подачи воздуха В результате, при работе установки в двух режимах на выходе из распределительного бака гарантируется (как и в прототипе) необходимая степень очистки отходящих газов от вредных примесей (оксида углерода и остаточных углеводородов), а также ограничение допустимыми пределами их температуры (250°С).The design features of the installation allow us to separate (interconnected in the prototype) the process of instant cooling of hot gases and the process of selection of heat received, because they create the possibility of instant cooling of gases not at the end of the utilization technological cycle as in the prototype (by taking heat to heat water), but in the middle of the elongated (due to the presence of a distribution tank) cycle in the cooling device, in which the gases are cooled by mixing cold air drawn in into the second part of the cooling device, and the flow of which, and hence the temperature of the gas-air mixture, is regulated by the position of the temperature flap of the air supply device during operation of the installation in two modes at the outlet of the distribution tank, it is guaranteed (as in the prototype) the necessary degree of purification of exhaust gases from harmful impurities (carbon monoxide and residual hydrocarbons), as well as limiting the permissible limits of their temperature (250 ° C).

Благодаря конструктивным особенностям установка может быть круглый год использована в качестве теплогенератора, т.к. на выходе из распределительного бака появляется возможность получения технологического тепла требуемой температуры (путем регулирования поступления холодного воздуха во вторую часть устройства охлаждения положением температурной заслонки устройства подачи воздуха). Это тепло может быть направлено на любые технологические нужды: на отопление, на предприятия по производству гранулированных продуктов (удобрений) и т.д..Due to the design features, the installation can be used all year round as a heat generator, because at the outlet of the distribution tank, it becomes possible to obtain the process heat of the required temperature (by regulating the intake of cold air into the second part of the cooling device by the position of the temperature flap of the air supply device). This heat can be directed to any technological needs: for heating, to enterprises for the production of granular products (fertilizers), etc.

Благодаря конструктивным особенностям установка может быть использована и для получения электрической энергии из тепловой, т.е. в качестве возобновляемого источника энергии.Due to the design features, the installation can also be used to produce electrical energy from heat, i.e. as a renewable energy source.

Заявляемая полезная модель обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для объектов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».The inventive utility model has a set of essential features unknown from the prior art for objects of similar purpose, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Заявляемая полезная модель соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive utility model meets the criterion of "industrial applicability".

Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично изображен главный вид установки (заслонки в нерабочем положении, стрелками дано направление потока горящих газов).The utility model is illustrated by the drawing, which schematically shows the main view of the installation (shutters in the idle position, the arrows indicate the direction of flow of burning gases).

Установка состоит из последовательно расположенных пиролизатора, выполненного в виде вихревой топки 1, а также устройства охлаждения, выполненного в виде камеры 2, и распределительного бака 3.The installation consists of sequentially located pyrolyzer made in the form of a swirl furnace 1, as well as a cooling device made in the form of a chamber 2, and a distribution tank 3.

Вихревая топка 1 имеет прямоугольный металлический корпус и расположенную внутри камеру сгорания из жаростойкого кирпича. С одной стороны топки снизу имеется шнековое устройство 4 для подачи топлива и расположенное над ним устройство 5 принудительной подачи воздуха, включающее вентиляторы наддува снаружи и воздуховоды внутри топки. Снизу имеется зольник для розжига топки и удаления золы (не показан).The swirl chamber 1 has a rectangular metal case and a combustion chamber made of heat-resistant brick located inside. On one side of the firebox below there is a screw device 4 for supplying fuel and a forced air supply device 5 located above it, including boost fans on the outside and air ducts inside the firebox. Below there is an ash pan for igniting the furnace and removing ash (not shown).

Камера 2 выполнена жаростойкой с прямоугольным металлическим корпусом снаружи, состоит из двух - 6 и 7 частей, расположенных последовательно и сверху разделенных поперечным вертикальным зазором 8, а снизу соединенных без зазора. Внутри камеры имеется газоход 9, входная и выходная части которого расположены горизонтально сверху, средняя часть горизонтально снизу, а соединяющие их части - вертикально. Корытообразная форма газохода 9 определяется конструкцией камеры и создает условие для удлинения пути, проходимого раскаленными газами, а значит и снижения их скорости, что необходимо для того, чтобы успеть снизить их температуру. Такая форма газохода позволяет также обеспечить более интенсивную очистку газов от твердых частиц. Для удаления золы обе части камеры снабжены зольниками.The chamber 2 is made heat-resistant with a rectangular metal case on the outside, consists of two - 6 and 7 parts, arranged sequentially and from above separated by a transverse vertical gap 8, and from the bottom connected without a gap. Inside the chamber there is a gas duct 9, the inlet and outlet parts of which are located horizontally from above, the middle part is horizontally from below, and the parts connecting them are vertically. The trough-like shape of the gas duct 9 is determined by the design of the chamber and creates a condition for lengthening the path traveled by hot gases, and therefore reducing their speed, which is necessary in order to have time to reduce their temperature. This form of the duct also allows for more intensive cleaning of gases from particulate matter. To remove ash, both parts of the chamber are equipped with ash pans.

Часть 6 камеры 2 предназначена для догорания газов, а часть 7- для смешивания их с атмосферным воздухом для мгновенного понижения температуры. Для этого сверху на части 7 имеется расположенное в зазоре 8 устройство подачи воздуха в газоход 9, которое выполнено в виде патрубка с температурной заслонкой 10, снабженной приводом (ручным или электрическим). Для увеличения производительности установки устройство подачи воздуха может быть снабжено вентилятором.Part 6 of the chamber 2 is intended for burning out gases, and part 7 is for mixing them with atmospheric air to instantly lower the temperature. To do this, on top of part 7 there is a device for supplying air to the gas duct 9 located in the gap 8, which is made in the form of a pipe with a temperature flap 10 equipped with a drive (manual or electric). To increase the productivity of the installation, the air supply device can be equipped with a fan.

Входная часть газохода 9 камеры 2 соединена с вихревой топкой 1 патрубком в виде горизонтальной удлиненной жаровой трубы 11, предназначенной для уменьшения разрушающего воздействия вершины раскаленного факела, выходящего из вихревой топки 1, на футеровку вертикальной части газохода.The inlet of the duct 9 of the chamber 2 is connected to the vortex furnace 1 pipe in the form of a horizontal elongated flame tube 11, designed to reduce the destructive effect of the top of the hot torch emerging from the vortex furnace 1, on the lining of the vertical part of the duct.

Жаровая труба 11 представляет собой металлический корпус и жаростойкую камеру внутри. Длина жаровой трубы - не менее 1,5 м.The flame tube 11 is a metal housing and a heat-resistant chamber inside. The length of the flame tube is at least 1.5 m.

Металлический распределительный бак 3 прямоугольной формы с одной стороны соединен патрубком с выходной частью газохода 9 камеры 2, а с другой - с помощью патрубка 12 - с тяговым устройством 13. Бак 3 предназначен для окончательного осаждения твердых отходов, для чего снабжен снизу зольником (не показан), и направления потока газо-воздушной смеси и тепловой энергии в атмосферу или потребителям тепловой энергии.A metal distribution tank 3 of a rectangular shape is connected on one side by a pipe with the outlet of the gas duct 9 of the chamber 2, and on the other by a pipe 12 with a traction device 13. The tank 3 is designed for the final deposition of solid waste, for which it is equipped with an ash pan from the bottom (not shown) ), and the direction of flow of the gas-air mixture and thermal energy into the atmosphere or to consumers of thermal energy.

Устройство 13 имеет боров и эжектор с вентилятором, предназначенным для создания разрежения в топке 1, и дымовую трубу. Устройство 13 имеет также регулирующую заслонку 14 с ручным или электрическим приводом, расположенную, в частности, в борове и предназначенную в режиме утилизации для отрывания выхода в атмосферу для потока тепловой энергии и газов, находящихся внутри распределительного бака, а в режиме теплогенерации - для перекрывания этого выхода. Заслонка 14 может быть использована (при ее промежуточном положении) для дополнительного регулирования процесса затягивания атмосферного воздуха в устройство охлаждения, т.е. регулирования производительности установки. Заслонка 14 может быть установлена в дымовой трубе.The device 13 has a hog and an ejector with a fan, designed to create a vacuum in the furnace 1, and a chimney. The device 13 also has a regulating damper 14 with a manual or electric actuator, located, in particular, in the hog and designed in the recycling mode to tear off the atmospheric output for the flow of thermal energy and gases inside the distribution tank, and in the heat generation mode to block this exit. The damper 14 can be used (with its intermediate position) for additional regulation of the process of drawing atmospheric air into the cooling device, i.e. regulating the performance of the installation. The damper 14 may be installed in the chimney.

Бак 3 для соединения с каким-либо устройством отбора тепла на технологические нужды (например, с отопительным котлом) снабжен технологическим патрубком 15. Патрубок снабжен запирающей заслонкой 16 с ручным или электрическим приводом. Положение заслонки 16, определяет внутри бака направление потока тепловой энергии и отходящих газов в атмосферу («закрыто») или на технологические нужды («открыто»). В случае использования тепла на технологические нужды заслонка 16 может находиться и в промежуточном положении, и вместе с заслонкой 14 при необходимости регулировать соотношение объемов газо-воздушной смеси, направляемых одновременно и в атмосферу, и потребителям тепла.Tank 3 for connection with any device for the selection of heat for technological needs (for example, with a heating boiler) is equipped with a technological pipe 15. The pipe is equipped with a shutter 16 with a manual or electric drive. The position of the shutter 16 determines the direction of the flow of thermal energy and exhaust gases into the atmosphere (“closed”) or for technological needs (“open”) inside the tank. In the case of using heat for technological needs, the damper 16 can be in an intermediate position, and together with the damper 14, if necessary, adjust the ratio of the volumes of the gas-air mixture sent simultaneously to the atmosphere and heat consumers.

В зависимости от требуемой производительности установка может быть снабжена одной, двумя и более камерами 2, установленными последовательно.Depending on the required performance, the installation can be equipped with one, two or more cameras 2, mounted in series.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Для вывода установки на рабочий режим производят розжиг вихревой топки 1, для чего предварительно включается вентилятор эжектора устройства 13, создающий в топке разрежение.To bring the installation to operating mode, the vortex furnace 1 is ignited, for which the ejector fan of device 13 is first turned on, which creates a vacuum in the furnace.

Затем включается устройство 5 принудительной подачи воздуха и привод шнека 4 топки 1. В вихревую топку подается предназначенная для утилизации предварительно измельченная масса отходов с влажностью до 60%, том числе ТБО, и начинается процесс ее сжигания в восходящем вихревом потоке, включающий на последней стадии процесс пиролизного сжигания при избытке кислорода воздуха и температуре пламени (отработанных газов) до 1400°С.Then, the forced air supply device 5 and the screw drive 4 of the furnace 1 are turned on. A preliminary shredded waste mass with a moisture content of up to 60%, including solid waste, is fed to the vortex furnace, and the process of burning it in an upward vortex stream begins, including the process at the last stage pyrolysis combustion with an excess of atmospheric oxygen and a flame temperature (exhaust gases) up to 1400 ° C.

Далее, раскаленные газы по жаровой трубе 11 поступают в часть 6 камеры, в которой происходит их дожигание в течение не менее 2 секунд в процессе перемещения по газоходу 9 сверху вниз. При этом благодаря поступлению раскаленных газов в камеру по удлиненной жаровой трубе, предотвращается разрушение кладки газохода от воздействия вершины горизонтального факела из раскаленных газов, выходящих из вихревой топки.Further, the hot gases through the flame tube 11 enter the chamber part 6, in which they are burned for at least 2 seconds in the process of moving along the gas duct 9 from top to bottom. Moreover, due to the entry of hot gases into the chamber through an elongated flame tube, the masonry of the gas duct is prevented from being exposed to the top of the horizontal plume from hot gases leaving the vortex furnace.

В части 6 камеры физико-химическая реакция горения газов происходит при температуре выше 1070°С и времени не менее 2 секунд. В результате, благодаря разрыву межмолекулярных - ионных и ковалентных - связей, разрушаются практически все известные опасные сложные химические соединения (диоксины, диоксиды, фураны и др.), которые переходят в атомарное и простейшие состояния.In part 6 of the chamber, the physicochemical reaction of gas combustion occurs at a temperature above 1070 ° C and a time of at least 2 seconds. As a result, due to the breaking of intermolecular - ionic and covalent - bonds, almost all known dangerous complex chemical compounds (dioxins, dioxides, furans, etc.) are destroyed, which transform into atomic and simplest states.

Далее раскаленные газы, скорость движения которых постепенно уменьшается, по нижней части газохода 9 попадают в часть 7 смесительной камеры, где в процессе перемещения снизу вверх происходит их интенсивное смешивание с атмосферным воздухом, затягиваемым (в результате работы эжектора устройства 13) через патрубок устройства подачи воздуха при определенном (в зависимости от выбранного режима) положении температурной заслонки 10. Благодаря этому смешиванию происходит мгновенное в течение 0,3-0,5 сек. охлаждение газов, что предотвращает возможность простейшим и атомарным элементам, из которых они состоят, вторично образовать опасные химические соединения.Further, hot gases, the speed of which is gradually decreasing, along the bottom of the gas duct 9 fall into part 7 of the mixing chamber, where in the process of moving from bottom to top they are intensively mixed with atmospheric air drawn in (as a result of the operation of the ejector of the device 13) through the pipe of the air supply device at a certain (depending on the selected mode) position of the temperature flap 10. Thanks to this mixing, instantaneous occurs within 0.3-0.5 seconds. gas cooling, which prevents the possibility of the simplest and atomic elements of which they consist to form hazardous chemical compounds again.

В процессе перемещения потока газов внутри камеры 2 по газоходу 9 сначала вниз в части 6, а потом вверх в части 7 дважды происходит выпадение золы (с последующим удалением ее через зольники камеры 2), что приводит к интенсивной очистке газов от сгоревших твердых частиц.In the process of moving the gas flow inside the chamber 2 along the gas duct 9, first down in part 6, and then up in part 7, ash falls twice (followed by its removal through the ash-pans of chamber 2), which leads to intensive cleaning of gases from burnt solid particles.

Температура, которая должна быть получена на выходе из камеры, выбирается в зависимости от режима работы установки («утилизация» или «теплогенерация») и регулируется поворотом температурной заслонки 10 устройства подачи воздуха камеры 2.The temperature that should be obtained at the outlet of the chamber is selected depending on the operating mode of the installation ("disposal" or "heat generation") and is regulated by turning the temperature damper 10 of the air supply device of the chamber 2.

Из камеры 2 газо-воздушная смесь, охлажденная до необходимой температуры, попадает в распределительный бак 3, где происходит ее окончательная очистка, благодаря последнему осаждению несгоревших твердых частиц, и удаление золы с помощью зольника бака.From the chamber 2, the gas-air mixture, cooled to the required temperature, enters the distribution tank 3, where it is finally cleaned, due to the last deposition of unburned solid particles, and ash removal using the ash pan of the tank.

Далее, очищенная от вредных примесей и доведенная до необходимой температуры (200-900°С) газо-воздушная смесь в зависимости от выбранного режима работы установки - «утилизация» или «теплогенерация», направляется или через боров и дымовую трубу в атмосферу или потребителям тепловой энергии.Further, the gas-air mixture, purified from harmful impurities and brought to the required temperature (200-900 ° C), depending on the selected operating mode of the installation - “utilization” or “heat generation”, is sent either through the burs and chimney to the atmosphere or to consumers energy.

Режим работы установки («утилизация» или «теплогенерация») может быть выбран как перед ее запуском, так и в процессе ее работы (вручную или автоматически) путем регулирования температуры газо-воздушной смеси, которую нужно получить на выходе из бака 3.The operating mode of the installation (“disposal” or “heat generation”) can be selected both before its launch and during its operation (manually or automatically) by adjusting the temperature of the gas-air mixture, which must be obtained at the outlet of the tank 3.

Для работы установки в режиме «утилизация» температура газо-воздушной смеси на выходе из бака выбирается не более 250°С (в соответствии с требованиями экологической безопасности), для чего температурная заслонка 10 устройства подачи воздуха камеры 2 устанавливается в соответствующем положении. При этом запирающая заслонка 16 в патрубке 15 бака 3 устанавливается в положении «заперто», а регулирующая заслонка 14 тягового устройства 13 - в положении «открыто». В этом режиме происходит выброс газо-воздушной смеси из бака 3 через боров и дымовую трубу в атмосферу.For the operation of the installation in the "utilization" mode, the temperature of the gas-air mixture at the outlet of the tank is selected no more than 250 ° C (in accordance with environmental safety requirements), for which the temperature damper 10 of the air supply device of chamber 2 is installed in the corresponding position. In this case, the locking flap 16 in the nozzle 15 of the tank 3 is installed in the "locked" position, and the control flap 14 of the traction device 13 is in the "open" position. In this mode, the gas-air mixture is released from the tank 3 through the burs and the chimney into the atmosphere.

Для работы установки в режиме «теплогенерация» температура газо-воздушной смеси на выходе из бака выбирается в зависимости от потребностей технологического процесса, в котором будет использовано полученное тепло, для чего заслонка 10 устройства подачи воздуха камеры 2 устанавливается в соответствующем положении. При этом регулирующая заслонка 14 устройства 13 устанавливается в положение «закрыто», перекрывая выход газов в атмосферу, а запирающая заслонка 16 в патрубке 15 бака 3 - в положении «открыто». В результате газо-воздушная смесь по патрубку 15 поступает из бака 3 на соответствующее дополнительное оборудование для дальнейшего использования полученного тепла в любых технологических процессах (например, на завод по гранулированию удобрений, благодаря чему цена получаемого продукта будет ниже, и т.д.), в том числе в системах отопления.For the operation of the installation in the "heat generation" mode, the temperature of the gas-air mixture at the outlet of the tank is selected depending on the needs of the technological process in which the received heat will be used, for which the shutter 10 of the air supply device of chamber 2 is installed in the corresponding position. In this case, the control flap 14 of the device 13 is set to the "closed" position, blocking the exit of gases into the atmosphere, and the locking flap 16 in the nozzle 15 of the tank 3 is in the "open" position. As a result, the gas-air mixture through the pipe 15 enters from the tank 3 to the appropriate additional equipment for further use of the received heat in any technological processes (for example, to a fertilizer granulation plant, due to which the price of the resulting product will be lower, etc.), including in heating systems.

В режиме «теплогенерация» в случае изменения у потребителей температурных параметров технологического процесса заслонки 14 и 16 устанавливают в промежуточном положении, и часть объема газо-воздушной смеси направляется в атмосферу. При этом при превышении температуры выбрасываемых газов предельно допустимой она доводится до необходимого уровня с помощью заслонки 10.In the "heat generation" mode, in case of changes in the temperature parameters of the technological process at the consumers, the shutters 14 and 16 are set in an intermediate position, and part of the gas-air mixture volume is sent to the atmosphere. In this case, when the temperature of the emitted gases is exceeded, the maximum permissible temperature is brought to the required level using the shutter 10.

Установка с помощью специального дополнительного оборудования может быть использована в качестве возобновляемого источника энергии (ВИЭ) в коммунальной энергетике для получения электрической энергии.The installation with the help of special additional equipment can be used as a renewable energy source (RES) in public utilities for generating electric energy.

Установка является универсальной утилизационной установкой, т.к. перерабатывает как производственные, так и бытовые твердые отходы в различных сочетаниях, в частности, увлажненные до 60% и содержащие токсические вещества отходы деревоперерабатывающего (опилки, стружка), мебельного (ДСП и ЛДСП), сельхоз - перерабатывающих (лузга риса и подсолнечника) и бройлерного производств, комбинированные отходы, кожу, резину, каменно-угольный ПЭК, лакокрасочные отходы, органические растворители и пигменты, пропитанные железнодорожные шпалы, сэндвич-панели на основе пенополиуретана, а также ТБО, содержащие полиэтилен, полипропилен, поливинил-хлорид, клей, отходы производства средств гигиены и упаковочной тары, отходы медицинских учреждений (таблетки, флаконы, капсулы, тубы, содержащие физиологически активные соединения) и т.д.The installation is a universal recycling installation, as processes both industrial and household solid waste in various combinations, in particular, waste from wood processing (sawdust, shavings), furniture (chipboard and chipboard), agricultural - processing (husk of rice and sunflower) and broiler waste, moistened to 60% and toxic substances production, combined waste, leather, rubber, coal-based PEC, paint and varnish waste, organic solvents and pigments, impregnated railway sleepers, sandwich panels based on polyurethane foam, as well as solid waste containing polyethylene , Polypropylene, polyvinyl chloride, glue, production waste hygiene and packaging container clinical waste (tablets, vials, capsules, tubes containing a physiologically active compound), etc.

Установка прошла эксплуатационные испытания, подтвердившие возможность ее работы в качестве универсального утилизатора ТБО и теплогенератора и полное соответствие ее выбросов в атмосферу требованиям экологической безопасности.The installation passed operational tests, which confirmed the possibility of its operation as a universal waste solid waste utilizer and heat generator and the full compliance of its emissions into the atmosphere with environmental safety requirements.

Claims (5)

1. Утилизационно-теплогенераторная установка, включающая пиролизатор с расположенным с одной стороны устройством наддува и устройством для подачи отходов, по меньшей мере, одно устройство охлаждения с газоходом внутри, расположенное с другой стороны пиролизатора и соединенное с ним сверху, а также тяговое устройство, включающее боров, эжектор с вентилятором и дымовую трубу, и соединительные патрубки, отличающаяся тем, что устройство охлаждения выполнено в виде камеры, состоящей из двух последовательно расположенных частей, между которыми сверху имеется поперечный вертикальный зазор и которые снизу соединены беззазорно и снабжены зольниками, при этом устройство охлаждения снабжено устройством подачи воздуха, расположенным сверху на второй части камеры в упомянутом зазоре, и соединено с пиролизатором с помощью удлиненной жаровой трубы, кроме того установка снабжена распределительным баком, соединенным с одной стороны с устройством охлаждения, а с другой - с тяговым устройством, при этом распределительный бак снабжен зольником и технологическим патрубком с приводной запирающей заслонкой, а тяговое устройство снабжено приводной регулирующей заслонкой.1. Utilization and heat-generating installation, including a pyrolyzer with a pressurization device located on one side and a waste feed device, at least one cooling device with a gas duct inside, located on the other side of the pyrolyzer and connected to it from above, as well as a traction device, including hog, an ejector with a fan and a chimney, and connecting pipes, characterized in that the cooling device is made in the form of a chamber consisting of two consecutive parts between which there is a transverse vertical clearance at the top and which are gaplessly connected at the bottom and equipped with ash pans, while the cooling device is equipped with an air supply device located on top of the second part of the chamber in the said gap and connected to the pyrolyzer using an elongated flame tube, and the installation is also equipped with a distribution tank connected to the cooling device on the one hand and to the traction device on the other hand, while the distribution tank is equipped with an ash pan and a process pipe with a drive Apirana flap and the traction device is provided with a regulating flap actuator. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пиролизатор выполнен в виде вихревой топки.2. The device according to p. 1, characterized in that the pyrolyzer is made in the form of a swirl chamber. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутое устройство подачи воздуха выполнено в виде патрубка с приводной температурной заслонкой.3. The device according to p. 1, characterized in that the said air supply device is made in the form of a pipe with a drive temperature flap. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жаровая труба имеет длину не менее 1,5 м.4. The device according to p. 1, characterized in that the flame tube has a length of not less than 1.5 m 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая регулирующая заслонка тягового устройства расположена в борове.

5. The device according to claim 1, characterized in that the said regulating flap of the traction device is located in the hog.

Images