RU224031U1 - Инсинератор - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области обезвреживания и уничтожения отходов, в частности отходов, содержащих органические соединения, и может быть использована в коммунальном хозяйстве для уничтожения термической обработкой бытовых отходов, в том числе отходов медицинских учреждений, включая биологические. Термическая обработка удовлетворяет санитарно-эпидемиологическим и экологическим требованиям.

Предложен инсинератор, включающий раму, к которой прикреплены камера сжигания, камера дожигания, и дымовую трубу, причем камеры установлены горизонтально и соединены переходом, каждая камера состоит из каркаса с внутренней футеровкой, отличающийся тем, что:

камера сжигания 2 оснащена сдвигающейся крышкой 5, колосниками 6 арочного типа, круглыми портами 7 для установки горелок, зольниками 8, а также боковым окном дозагрузки (28);

камера дожигания 3 оснащена портом 7 для установки горелки, вентилятором 9, термопарой 10 и соединена через кассетный теплообменник 48 с дымовой трубой 11 с возможностью съема тепловой энергии, выделяемой инсинератором; камера дожигания 3 разделена двумя перегородками 38 на три зоны с дымовыми каналами 39; горелка 7 и вентилятор нагнетания 9 установлены у входа газов в камеру дожигания 3, при этом камера дожигания содержит автоматическую систему окисления дымовых газов;

переход 4 состоит из металлической прямоугольной трубы 12, футерованной волокнистым огнеупорным материалом 13 и металлическими элементами крепления, при этом под переходом 4 в камере сгорания 2 установлена система стабилизации температуры 40, с возможностью, при превышении температурного режима, впрыскивания воды, находящейся в емкости 42, через форсунку 41 в камеру сгорания навстречу проходящему потоку продуктов горения, с помощью вентилятора 43;

инсинератор содержит автоматическую систему управления процессами. Технический результат: повышение эффективности сжигания.

Description

Полезная модель относится к области обезвреживания и уничтожения отходов, в частности отходов, содержащих органические соединения, и может быть использована в коммунальном хозяйстве для уничтожения термической обработкой бытовых отходов, в том числе отходов медицинских учреждений, включая биологические. Термическая обработка удовлетворяет санитарно-эпидемиологическим и экологическим требованиям.

Известно большое количество конструкций печей для сжигания мусора и отходов. Инсинератор - это устройство, осуществляющее переработку отходов жидкой и твердой формы, минерального и органического происхождения термическим воздействием.

Технический процесс нейтрализации мусора, по которому работают инсинераторы, характеризуется сжиганием и уничтожением остатков, что позволяет не загрязнять экологию вредными веществами.

Инсинераторы могут перерабатывать такие виды отходов:

Отходы продукции пластмасс.

Отходы копирования и полиграфии.

Бумагу и изделия из бумаги.

Шпалы деревянные железнодорожные.

Отходы коммунальные и от предоставления услуг населению.

Отходы из продукции из фторопласта.

Осадки очистных сооружений биологические и канализационные (жидкие).

Отходы от получения вторичного сырья.

Медицинские отходы классов А, Б, В, Г.

Отходы кровельных и гидроизоляционных материалов.

Отходы от загрязнения нефтепродуктами.

Ветеринарные отходы при конфискате.

Хладобойни, в мясоперерабатывающих организациях, торговых организациях, рынках и других объектах.

Другие отходы от переработки пищевого и не пищевого сырья животного происхождения.

Трупы птиц и животных, в том числе и лабораторные.

Пластмассу и другие опасные для окружающей среды материалы.

Отходы запрещенные к инсинерации:

1. Взрывчатые вещества.

2. Плотно закупоренные емкости (огнетушители, аэрозольные баллоны и т.д.).

3. Ртутьсодержащие отходы.

4. Кислотосодержащие отходы.

5. Фреоны.

6. Стойкие органические загрязнители (альдрин, хлордан, дильдрин, эндрин, гептахлор, гексахлорбензол, мирекс, токсафен, и др.)

7. Радиоактивные отходы.

Предлагаемое инновационное оборудование имеет следующие преимущества:

1. Автоматическая система управления всеми процессами происходящими внутри инсинератора, вследствие чего достигается повышение производительности в сравнении с аналогом (патент RU 2735825), экономия топлива;

2. Наличие бокового окна дозагрузки, дающего возможность работы установки практически в непрерывном режиме;

3. Система стабилизации температуры в камере сжигания - контроль верхнего значения температур, что позволяет, повысив производительность исключить возможность разрушения установки;

4. Система для улавливания примесей из газовой смеси основано на захвате частиц примесей жидкостью, которая уносит их из аппаратов в виде шлама - скруббер, что в целом существенно повышает качество отходящих газов;

5. Система для уничтожения жидких отходов, путем впрыска их в камеру сжигания;

6. Автоматическая система окисления отходящих дымовых газов.

Все это позволяет существенно снизить влияние человека на процесс уничтожения и на качество выброса в атмосферу отходящих дымовых газов, а также повышает срок службы оборудования.

Описание аналогов

Известна конструкция инсинератора (патент RU 2087803, F23G 5/00, опубл. 20.08.1997 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 является недостаточно высокая эффективность сжигания отходов, обусловленная неполным сгоранием твердых частиц и невысокой скоростью сжигания, а также значительные потери тепла в атмосферу.

Наиболее близким к предлагаемому решению является инсинератор, представленный в патенте RU 2735825 C1, опубл. 09.11.2020 г., патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Эко-Спектрум" (RU). Инсинератор выполнен портативным (состоит из сборно-разборных легко транспортируемых частей/модулей) и содержит раму, к которой прикреплены камера сгорания и камера дожигания, и дымовую трубу. Причем камеры установлены горизонтально и соединены переходом.

Каждая камера состоит из каркаса с внутренней футеровкой. Камера сгорания оснащена крышкой, колосниками арочного типа, круглыми портами для установки горелок, зольниками. Камера дожигания оснащена по крайней мере одним портом для установки горелки, вентилятором, термопарой и соединена с дымовой трубой. Переход состоит из цилиндрической металлической трубы, футерованной пустотелым цилиндром из волокнистого огнеупорного материала и огнеупорным бетоном. Футеровка камеры сгорания выполнена плитами из огнеупорного материала, уложенными на стенки и основание, поверх которых имеется слой огнеупорного бетона. Футеровка камеры дожигания и крышки выполнена блоками, состоящими из полос из огнеупорного материала. Термопара установлена на потолке камеры дожигания вблизи горелки, а порты для установки горелок камеры сгорания выполнены съемными.

Недостатками устройства, выбранного за прототип, являются:

невысокая эффективность сжигания мусора, обусловленная неполным сгоранием частиц мусора и значительным выносом их из топочной камеры, а также невысокой скоростью сжигания;

Отсутствие контроля температуры в камере сжигания;

Отсутствие возможности одновременно уничтожать жидкие отходы;

Загрязнение окружающей среды, как следствие невысокой эффективности процесса сжигания в данной конструкции.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении эффективности работы инсинератора и в предотвращении загрязнения окружающей среды, т.е. в улучшении экологии, а также в возможности использования получаемой тепловой энергии.

Технический результат полезной модели: повышение эффективности сжигания.

Техническая задача решается тем, что предлагаемая полезная модель представляет собой двухкамерную печь, состоящую из камеры основного сгорания (сжигания) отходов при температуре 900 градусов С и камеры дожига (дожигания) отходов при температуре 1150-1200 градусов С, при этом нахождение газа в камере дожигания составляет более 2 секунд. В ней происходит полное уничтожение токсичных веществ и очистка отходящих дымовых газов. Таким образом, токсичность выбросов газов снижается существенно ниже норм ПДК.

Технический результат достигается тем, что предложен инсинератор, включающий раму, к которой прикреплены камера сжигания, камера дожигания, и дымовую трубу, причем камеры установлены горизонтально и соединены переходом, каждая камера состоит из каркаса с внутренней футеровкой, отличающийся тем, что:

камера сжигания 2 оснащена сдвигающейся крышкой 5, колосниками 6 арочного типа, круглыми портами 7 для установки горелок, зольниками 8, а также боковым окном дозагрузки (28);

камера дожигания 3 оснащена портом 7 для установки горелки, вентилятором 9, термопарой 10 и соединена через кассетный теплообменник 48 с дымовой трубой 11с возможностью съема тепловой энергии выделяемой инсинератором; камера дожигания 3 разделена двумя перегородками 38 на три зоны с дымовыми каналами 39; горелка 7 и вентилятор нагнетания 9 установлены у входа газов в камеру дожигания 3, при этом камера дожигания содержит автоматическую систему окисления дымовых газов;

переход 4 состоит из металлической прямоугольной трубы 12, футерованной волокнистым огнеупорным материалом 13 и металлическими элементами крепления, при этом под переходом 4 в камере сгорания 2 установлена система стабилизации температуры 40, с возможностью, при превышении температурного режима, впрыскивания воды, находящейся в емкости 42, через форсунку 41 в камеру сгорания навстречу проходящему потоку продуктов горения, с помощью вентилятора 43;

инсиниратор содержит автоматическую систему управления процессами.

Краткое описание фигур:

На фиг. 1 представлен главный вид предлагаемого инсинератора.

На фиг. 2 представлен вид слева предлагаемого инсинератора.

На фиг. 3 представлена камера сгорания с сдвигающейся крышкой.

На фиг. 4 представлен развернутый главный вид предлагаемого инсинератора со сдвинутой крышкой в положении для загрузки отходами камеры сгорания.

На фиг. 5 представлен вид справа инсинератора.

На фиг. 6 представлен вид справа с топливо-воздушным комплексом управления процессом утилизации расположенным сзади инсинератора.

На фиг. 7 представлен предлагаемый инсинератор с установленным на выходе камеры дожига кассетным теплообменником (как дополнительная опция).

На фиг. 8 представлен вид слева инсинератора с установленным кассетным теплообменником.

На фиг. 9 представлен изометрический вид сзади предлагаемого инсинератора (основное исполнение без кассетного теплообменника).

На фиг. 10 показано поперечное сечение перехода между камерами дожигания и сжигания, а также вид блока огнеупорной футеровки стенок перехода.

На фиг. 11 представлено продольное сечение камеры сжигания.

На фиг. 12 представлена камера сгорания без слоя шамотного огнеупорного кирпича, показаны элементы крепления футеровки.

На фиг. 13 представлен фрагмент пода и стенки камеры сгорания с анкером, анкерной пластиной и футеровкой, в камере дожигания под и стенки выполнены аналогично.

На фиг. 14 представлено поперечное сечение камеры дожигания в зоне входа в камеру.

На фиг. 15 представлено поперечное сечение камеры дожигания в средней зоне.

На фиг. 16 представлено поперечное сечение камеры дожигания в зоне выхода из камеры.

На фиг. 17 представлено продольное сечение камеры дожигания.

На фиг. 18 представлено продольное сечение крышки камеры сгорания и показан блок футеровки крышки из полос огнеупорного волокна с пластинами крепления и анкерами, в виде прямолинейных нержавеющих стержней.

На фиг. 19 представлено уплотнение крышки камеры сгорания с футеровкой корпуса.

На фиг. 20 представлено уплотнение крышки камеры дожигания с футеровкой корпуса.

На фиг. 21 представлена теплоизоляция и уплотнитель дверцы зольника камеры сгорания.

На фиг. 22 представлена теплоизоляция и уплотнитель дверцы камеры дожигания.

На фиг. 23 представлена теплоизоляция и уплотнитель дверцы догрузки камеры сгорания.

На фиг. 24 представлено крепление теплоизоляции к крышке камеры сгорания, и аналогично для камеры дожигания.

На фиг. 25 представлен аксонометрический вид сверху колосников.

Описание элементов устройства:

1 - рама;

2 - камера сжигания;

3 - камера дожигания;

4 - переход;

5 - крышка;

6 - колосники арочного типа;

7 - порт для установки горелки;

8 - зольник;

9 - вентилятор;

10 - термопара;

11 - дымовая труба;

12 - прямоугольная труба;

13 - огнеупорный материал;

14 - слой шамотного кирпича;

15 - плиты из огнеупорного материала;

16 - блоки;

17 - полосы из огнеупорного волокнистого материала;

18 - блок футеровки дверцы;

19 - блоки роликов;

20 - ролики;

21 - рельсы;

22 - упоры;

23 - роликовая цепь;

24 - мотор-редуктор;

25 - стальные пластины;

26 - анкер;

27 - листовой асбест;

28 - дверцы догрузки, контроля горения;

29 - дверцы зольников камеры сгорания;

30 - дверцы зольников камеры дожига;

31 - быстросъемный затворный механизм;

32 - асбестовый шнур;

33 - гайки;

34 - горелки;

35 - рекуператор - теплообменник дымохода;

36 - перегородки;

37 - выступы;

38 - перегородки;

39 - каналы;

40 - система стабилизации температуры;

41 - форсунка;

42 - емкость для воды;

43 - вентилятор;

44 - система топливоснабжения;

45 - дутьевой вентилятор нагнетания;

46 - регулирующие задвижки;

47 - датчики контроля скорости отходящих газов;

48 - кассетный теплообменник;

49 - кассета с трубами.

Полезная модель имеет компьютерную систему управления всеми процессами внутри инсинератора. Алгоритм работы процессора инсинератора можно условно разделить на три стадии: стадия розжига, стадия сгорания отходов (рабочий режим), стадия охлаждения - затухания.

Внутри щита управления установлены два независимых терморегулятора МПРТ112Т (можно расшифровать). Их связывает только параллельное включение подачей напряжения 220 В, что осуществляет переключатель сети.

Благодаря термоэлектрическим преобразователям (термопар ТХАв) терморегуляторы контролируют температуры камер сгорания и дожигания, т.е. запускают и гасят горелки по установленной температуре.

Алгоритм запуска инсинератора - после включения переключателя «сеть» подается питание в щите управления. В течении 10 секунд терморегуляторы МНРТ112Т выводят на экраны температуры камер, после чего в течении 10 секунд подают сигналы на включение горелок. Процессор включает камеру дожигания.

По достижении требуемой температуры в камере дожигания процессор включает основную камеру сгорания (примерно через 20 мин).

По окончании сгорания процессор выключает камеру сгорания.

Еще через 20 мин процессор выключает камеру дожигания.

Более подробно о запуске инсинератора. После нажатия кнопки «пуск» программа запускает горелку в камере дожигания. Температура в ней растет до отметки в 700-850 град. С, далее произойдет включение горелок в камере сгорания и дутьевого основного вентилятора подачи воздуха в систему. После того как включатся горелки в основной камере сгорания, согласно алгоритму и настроенных величин процессор управляет, открывая задвижку на рекуператор, задвижку на выходном эжекторе перед дымовой трубой, задвижку воздуховода камеры сгорания, регулируя интенсивность горения в камере сгорания в зависимости от вида отходов.

Согласно алгоритма горелки в камере сгорания настроены таким образом, что при достижении температуры 800-900 град. С подача топлива прекратится. Дальше работа горелок в камере сгорания будет в цикличном режиме - для экономии дизтоплива. Дельта по умолчанию 5-25 град. С, данную величину дельты можно изменять в зависимости от вида отходов.

Также при нажатии кнопки «Пуск» на дверце шкафа управления или на панели управления, на некоторое время (что оговорено в настройках инсинератора) запустится продувка камер, надпись «ОСТАНОВЛЕНО» на экране в области уведомлений сменится надписью «ПРОДУВКА», а затем запустится горелочное устройство камеры дожигания и надпись сменится на «НАГРЕВ КАМЕРЫ ДОЖИГАНИЯ», на экране в рабочей области отобразятся вентилятор и зеленая лампа горелки камеры дожигания, лампа «РЕЖИМ» при этом будет просто мигать.

После прогрева камеры дожигания до температуры, указанной в настройках, запустятся горелки камеры сгорания, а на экране появится анимация вентиляторов и факелов горелочных устройств. Надпись «НАГРЕВ КАМЕРЫ ДОЖИГАНИЯ» на экране в области уведомлений сменится надписью «СЖИГАНИЕ».

Инсинератор готов к загрузке твердых отходов. Открыть сдвигая крышку инсинератора и загрузить отходы в камеру сгорания.

После закрытия крышки и нажатия кнопки ПУСК, процессор включит факелы горелок основной камеры сгорания, начнется процесс сжигания, лампа «РЕЖИМ» будет гореть постоянно. Таким же образом в процессе работы установки можно докладывать или загружать новую партию отходов. Возможно производить дозагрузку через боковой люк (при заказе данный боковой люк дозагрузки может быть трансформирован в конвейер автоматической непрерывной дозагрузки), предварительно поставив сжигание на «паузу» переключателем, расположенным рядом с боковым люком. Так же для этого можно использовать функцию паузы, с одноименной сенсорной кнопкой на экране - в данном режиме процессор отключит факелы горелок в камере сгорания.

Алгоритм программы поддерживает постоянную работу основного вентилятора и насоса горелок для того, чтобы охлаждать фотоэлемент горелок и поддерживать давление в топливных шлангах.

Программа обеспечивает включение аварийного источника питания при отсутствии энергоснабжения, так как отключение автоматов питания горелок камеры сгорания и дожигания приводит к их полному отключению. Процессор обеспечивает при отсутствии дизельного топлива горелки производить обдув камер, чтобы предотвратить сгорание фотоэлемента горелки и падения уровня топлива в шлангах.

Модель состоит из камеры сжигания (с основной вертикальной загрузкой, зольниками с окнами выгрузки, бокового люка для горизонтальной дозагрузки), системы стабилизации температуры, камеры дожига, системы окисления выходящих дымовых газов, дымовой трубы (как дополнение может быть установлен кассетный теплообменник).

Камера сжигания - представляет собой горизонтально расположенную топку, выполненную футеровкой шамотным кирпичом совместно с керамическим волоконным огнеупорным материалом. Камера сжигания с вертикальной загрузкой, с системой колосников и зольниками, с окнами выгрузки золы, бокового люка дозагрузки и 4 дизельными горелками, из которых 2 расположены в самой топке и установлены под углом вниз, а две расположены горизонтально ниже колосников, в топке возможна установка дополнительной третьей горелки.

В камере сжигания установлена система стабилизации температуры - ССТ. Работает она так: если в камере температура превышает установленную норму, включается подача воды методом распыления в камеру для понижения температуры и потом отключается автоматически. Данная система, также выполняет роль скруббера, а также может быть применена для уничтожения жидких отходов.

Данная система стабилизации температуры наиболее актуальна при обезвреживании высококалорийных отходов. А именно, по причине того, что рабочая температура часто выходит за верхний предел, что может привести к разрушению внутреннего футеровочного шамотного слоя (у которого мах Τ до 1300 град. С), а также вывести из строя горелочные устройства и температурные датчики (термопары).

Емкость (еврокуб) служит для хранения чистой воды без механических примесей. К емкости посредством гибкой подводки присоединен винтовой насос. Он служит для подачи жидкости под давлением 0,3-0,4 МПа по системе трубопроводов к форсуночному устройству. Также в системе подачи есть группа безопасности, которая состоит из датчика давления и манометра для визуального контроля. Система подачи и форсуночный узел соединены посредством гибкого рукава.

Процессор запрограммирован на определенную температуру в камере сгорания, при ее превышении происходит впрыск жидкости и одновременно включение вентилятора подачи воздуха порциями в зону горения. Распыляемая жидкость снижает температуру и одновременно адсорбирует на себе взвешенные загрязнения, присутствующие в газообразных компонентах продуктов горения.

Воздуховод с внутренним каналом с форсункой для распыления системы стабилизации температуры закреплен на торцевой стенке камеры сгорания под переходом в камеру дожигания. Таким образом распыление осуществляется навстречу течения дымовых газов и продуктов горения. В качестве распыляемой жидкости можно использовать жидкие отходы.

В камере сжигания установлены термопары согласно приложенной схемы и в количестве 4 шт. Камера сжигания соединена с камерой дожигания горизонтальным переходом, в котором также установлена 1 термопара.

Камера дожигания - представляет собой горизонтальную прямоугольную форму, выполненную шамотным кирпичом совместно с керамическим волоконным одеялом и имеющую внутри дымоходы, горелку дожигания отходящих газов, в ней установлены 2 термопары, автоматическую систему окисления.

Дымоход (дымовая труба) вертикальный, соединен с камерой дожигания и имеет датчики контроля скорости отходящих газов, для эффективного управления автоматической системой окисления.

В камере дожигания идет повышение температуры до 1200 град С. Горячие газы поступают в камеру, проходят через факел горелки и смешиваются с вторичным воздухом автоматической системы окисления, поступающим из коллектора-воздуховода, при этом происходит термическое разложение вредных компонентов. В камере дожигания происходит полное окисление недоокисленных компонентов, а также разложение диоксинов, образующихся при горении отходов.

Автоматическая система окисления дымовых газов зависит от объема воздуха подаваемого в камеру дожигания. И это обеспечивает система автоматического контроля объема воздуха, подаваемого на окисление продуктов горения. В стандартной комплектации инсинератора используется дутьевой вентилятор нагнетания, подающий воздух в распределительный коллектор-воздуховод, из которого в свою очередь через систему автоматизированных задвижек типа «баттерфляй» воздух распределяется в 3 области инсинератора: эжекция отходящих газов в дымоходе, окисление отходящих газов в камере дожигания и насыщение камеры сгорания для обеспечения большей производительности - интенсивности сжигания. При сжигании отходов в установке, в зависимости от фазы, образуется разный объем отходящих газов, который необходимо подвергнуть процессу окисления, и процессор при этом постоянно регулирует угол положения задвижки подачи воздуха на окисление. Алгоритм регулировки отслеживает и обеспечивается следующими действиями: в инсинераторе после камеры дожигания установлен рекуператор отходящих газов, который образует начало дымового канала. После рекуператора устанавливается датчик разности давления дымовых газов, который выдает данные на процессор, через импульсную трубку дополнительного охлаждения, которая в свою очередь предотвращает нагрев датчика выход его из строя. Забор отходящих газов осуществляется через трубку Пито, выполненную из нержавеющей стали. Показания датчика передаются и отображаются в котроллере инсинератора. В зависимости от показаний датчика разряжения, процессор отправляет сигнал на привод, который в свою очередь изменяет положение угла задвижки, тем самым обеспечивая подачу необходимого объема воздуха для осуществления корректного процесса окисления продуктов горения. Торировка значений осуществляется на заводе-изготовителе при обжиге, первом пуске и пробном сжигании партии отходов.

Преимущественными характеристиками (отличительными особенностями) полезной модели является:

1. Автоматическая система управления всеми процессами происходящими внутри инсинератора, вследствие чего достигается повышение производительности в сравнении с прототипом патентом RU 2735825, а также значительная экономия топлива;

2. Наличие бокового окна дозагрузки, дающего возможность работы установки практически в непрерывном режиме;

3. Система стабилизации температуры в камере сжигания, выполняющая сразу несколько возможных задач:

а) контроль верхнего значения температур, что позволяет, повысив производительность исключить возможность разрушения установки,

б) скруббера, что позволяет улавливать из отводимых газов пыли, оксидов селена и других элементов, что в целом существенно повышает качество отходящих газов,

в) систему для уничтожения жидких отходов, путем впрыска их в камеру сжигания.

4. Автоматическая система окисления отходящих дымовых газов, подробно описана выше.

Все это позволяет существенно снизить влияние человека на процесс уничтожения и на качество выброса в атмосферу отходящих дымовых газов, а также повышает срок службы оборудования.

Инсинератор содержит раму 1, на которой расположены камеры сгорания 2 и камера дожигания 3, которые соединены переходом 4. Камера сгорания 2 оснащена сдвигающейся крышкой 5, колосниками 6 арочного типа, круглыми портами 7 для установки горелок, зольниками 8, камера дожигания 3 оснащена портом 7 для установки горелки, вентилятором 9, термопарой 10 и соединена через кассетный теплообменник 48 с дымовой трубой 11. При необходимости кассетный теплообменник 48 может быть заменен на кассету с трубами 49 для съема тепловой энергии выделяемой инсинератором.

Кассеты с трубами имеют 5 модификаций по мощности.

Переход 4 состоит из металлической прямоугольной трубы 12, футерованной волокнистым огнеупорным материалом 13 и металлическими элементами крепления. Футеровка камеры сгорания 2 выполнена плитами из огнеупорного материала 15 (волокнистого на стенках и прессованного на поде) уложенного на стенки и основание, а поверх плит 15 имеется слой шамотного кирпича 14. Футеровка камеры дожигания 3 выполнена аналогичным способом. Футеровка крышки 5 выполнена блоками 16, состоящими из полос 17 из огнеупорного волокнистого материала (например, керамического). Камеры сгорания 2 и дожигания 3 выполнены в продольном сечении прямоугольными. Крышка 5 также выполнена прямоугольной с горизонтальной верхней частью для удобства закрепления полос 17 огнеупорного волокнистого материала. Термопара 10 установлена на стенке камеры дожигания под горелкой 7 и вентилятором 9. Порты 7 для установки горелок камеры сгорания 2 выполнены съемными, а их количество может быть от 2 до 6. Порты 7 для установки горелок на камере сгорания 2 могут быть как прямыми (как на камере дожигания) так и наклонными.

Корпуса камер сгорания 2 и дожигания 3 снабжены 4-мя грузозахватными элементами с отверстиями под крюк грузоподъемного приспособления, позволяющими перемещать компоненты инсинератора при помощи грузоподъемной техники. Корпуса камеры сгорания 2 и камеры дожигания 3 жестко соединены с рамой, при необходимости жесткое соединение может быть изменено на разъемное.

В качестве огнеупорного материала применяется стекловолокно - огнеупорное керамическое Cerachem blanket (мах Τ - до 1425 град. С), возможно применение других подобных огнеупорных волокнистых плит. В качестве огнеупорной облицовки используется шамотный кирпич ША-8.

Футеровка перехода 4 выполнена следующим образом: полосы 13 волокнистого огнеупорного материала шириной 170 мм закреплены нержавеющими стержнями диаметром 8 мм на корпусе перехода 4.

Камера сгорания 2 и камера дожигания 3, выполнены одной высоты, соответственно рельсы 21 по которым сдвигается крышка 5 соединены между собой и располагаются на одном уровне. Крышка снабжена блоками роликов 19 и роликами 20, рельсы 21 на камере сгорания оснащены занижениями (в положении - ролики 19 находятся в занижениях - значит крышка 5 закрыта) и упорами 22, оснащенные концевыми выключателями в начале и в конце. Снаружи на крышке 5 установлены кронштейны куда закреплены концы роликовой цепи 23, а на камере дожигания 3 установлен мотор-редуктор 24, который через промежуточные валы и звездочки преобразует вращательное движение в поступательное движение роликовой цепи 23 а вместе с ней и перемещение крышки 5 в положения «открыто - загрузка отхода» или «закрыто». При открывании крышки 5 ролики 19 выезжают из занижений в рельсах 21, приподнимая крышку 5 на 50 мм, крышка 5 перемещается по верхушке рельса 21, не повреждая и не нарушая огнеупорную внутреннюю футеровку из керамического волокна. Блоки роликов 19 имеют степень регулировки для более плотного закрывания крышки 5 (в процессе работы футеровка крышки 5 из керамического волокна подминается) и крышку 5 в положении «закрыто» надо опускать ниже первоначальных настроек.

Для надежности крепления и равномерности расположения полос 17 в блоках 16 футеровки из огнеупорного волокна крышки 5 применены стальные пластины 25 и анкера 26. Анкер 26 представляет собой стержень диаметром 8 мм и длинной 425 мм, изготовленный из нержавеющей стали. Сборка блоков 16 проходит прямо на крышке последовательно по одному. Ширина блока составляет 410 мм, расстояние между анкерами 232 мм, каждая полоса 17 огнеупорного волокна (толщина в несжатом состоянии 50 мм) крепится на 9 анкеров 26 (стержней), приваренных к стенке крышки вдоль всей ширины. При этом слой огнеупорного волокна от анкера до внутренней атмосферы в камере сгорания составляет не менее 130 мм. Последовательность сборки следующая: приваривают все анкера (9 шт. ), потом на них нанизывают последовательно 13 шт. полос 17, полосы 17 при этом плотно прижимаются друг к другу, уменьшая их свободную толщину с 50 мм до 30-35 мм (такое сжатие полос 17 производится с целью устранения появления возможных зазоров между полосами), после этого устанавливают пластины 25 в отверстии которых проходит анкер 26, пластины привариваются к листу крышки 5, а анкер 26 к пластине 25. Следующий ряд анкеров 26 второго блока 16 футеровки приваривается уже к смонтированным пластинам 25, далее нанизываются полосы 17 второго блока, и монтируются пластины 25 второго блока и т.д. пока вся крышка 5 внутри не будет заполнена полосами 17 из огнеупорного волокна. При этом расстояние между соседними точками крепления полос 17 составляет не более 410 мм. Общая толщина огнеупорной футеровки крышки 5, набранная из полос 17 составляет 200 мм, что достаточно для сохранения рабочей Τ внутри камеры сгорания, и не выхода высоких температур к металлическим частям крышки во избежание ее деформации и разгерметизации. Такая конструкция крышки дает удобство и скорость сборки при обеспечении высокой равномерности прилегания футеровки камеры и футеровки крышки.

Плиты 15 из волокнистого огнеупорного материала закреплены на стенках и основании камер сгорания 2 и дожигания 3 теми же пластинами 25, которыми вместе с анкерами (стержнями) 26 закреплена каждая пара шамотных кирпичей 14 футеровки пода и стенок камер. В отличии от крышки длины пластин 25 и анкеров 26 меняются для пода одной длины пластины для стенок другой, также и длина анкеров 26 разная. На поде камеры каждая пара кирпичей через пластину и анкер приварена к листу основания, между листом основания и шамотным кирпичом 14 проложен листовой асбест 27 толщиной 10 мм. На стенке камеры тоже каждая пара кирпичей 14 футеровки закреплена со стенкой камеры через приваренную к стенке пластину 25 и анкер 26, и все кирпичи 14 футеровки связаны между собой огнеупорным раствором мертелем. Такое закрепление огнеупорной кладки обусловлено надежностью ее и целостностью при транспортировке инсинератора до потребителя.

Аналогичным способом как на крышке 5 камеры сгорания выполнена футеровка огнеупорным волокнистым материалом дверцы догрузки 28, всех дверцы зольников 29 камеры сгорания 2, и всех дверц зольников 30 камеры дожигания 3. Дверца догрузки 28 оснащена быстросъемным затворным механизмом 31 для облегчения и ускорения процесса открывания - закрывания дверцы при догрузке отхода. Для герметизации по контуру при закрытии крышки 5 камеры сгорания и всех дверц зольников 29, дверцы догрузки 28 и дверц зольников 30 камеры дожигания применен асбестовый шнур 32 диаметром 25-30 мм, он закреплен/прикручен болтами с гайками 33 вдоль всего периметра его укладки.

В инсинератор в камеру сгорания 2 и дожигания 3 подается подогретый воздух для ускорения утилизации и экономии топлива. При этом используется непрямой нагрев воздуха в рекуператоре - теплообменнике дымохода 35, при этом продукты горения не попадают на горелки 34, которые расположены в портах 7.

В камере сгорания 2 колосники 6 арочного типа из жаростойкого чугуна выполнены плоскими и прямоугольными в плане и установлены на перегородки 36 и выступы 37 из шамотного кирпича 14. Кладки из шамотного кирпича перегородок 36 и выступов 37 закреплены к металлическим листам перегородок и стенок аналогичным способом, как и основная кладка стен и пода - через металлические приварные пластины 25 и анкера 26.

Каждая пара кирпичей фиксируется одной пластиной с анкером.

Камера дожигания 3 разделена двумя перегородками 38 на три зоны с дымовыми каналами 39 в нижней части на первой перегородке 38 в зоне входа, в средней зоне на второй перегородке 38 дымовые каналы 39 в верхней зоне. Прохождение газов по такой изогнутой траектории обеспечивает нахождение их в камере дожигания не менее 2 секунд. Горелка 7 и вентилятор нагнетания 9 установлены у входа газов в камеру дожигания 3.

Под переходом 4 в камере сгорания 2 установлена система стабилизации температуры 40, которая при превышении температурного режима впрыскивает воду через форсунку 41 в камеру сгорания навстречу проходящему потоку продуктов горения. Вода находится в емкости для воды 42. Вместе с водой вентилятором 43 нагнетается холодный атмосферный воздух для улучшения распыления.

Топливо в горелки 7 подается по трубопроводам самотеком из системы топливоснабжения 44, состоящей из топливного бака, трубопроводов подачи и обратки, комплекта запорной арматуры и приборов контроля.

На входе воздухоподающего коллектора установлен дутьевой вентилятор нагнетания 45.

На воздушных трубопроводах установлены регулирующие задвижки 46 (механизированные или ручные) для регулирования объема воздуха, подаваемого на окисление. В камеру сгорания 2 воздух подается под колосники 6.

Дымоход через кассетный теплообменник соединен с камерой дожигания и имеет датчики контроля скорости отходящих газов 47, для эффективного управления автоматической системой окисления.

Работает инсинератор следующим образом.

Перемещение и установка инсинератора производиться с использованием специальных грузоподъемных элементов приваренных к корпусам камер 2 и 3. Открывают, сдвигая крышку 2 камеры сжигания. Сжигаемый мусор, отходы или иное помещается в камеру сгорания 2 на колосники 6 посредством вертикальной загрузки погрузчиком или иным погрузочным средством. Закрывается крышка 5 камеры сжигания 2. Горелка в камере дожигания 3 прогревает камеру до требуемой по программе температуры, после этого зажигаются горелки 34 в камере сгорания 2, пламя из горелок 34 поджигает и поддерживает горение отходов. Образующаяся при горении зола падает через колосники 6 к зольникам 8, откуда в последствии может быть уделена через дверцы зольника 29, конструкция дверц 29 позволяет это сделать без остановки утилизации. Образующиеся при горении газы попадают через переход 4 в камеру дожигания 3 где, под действием пламени от горелки 34 происходит сгорание мелкодисперсных частиц. Вентилятор 9 создает такой поток воздуха и образующихся газов через дымовую трубу 11, чтобы обеспечить нахождение газа в камере дожигания 3 - не менее 2 секунд. Термопара 10 оценивает температуру внутри камеры дожигания 3 и контролирует работу горелки 34. Закрепленный на крышке 5 асбестовый шнур 32 преграждает путь распространения тепла за пределы камеры сгорания 2. Такой же асбестовый шнур 32 препятствует распространению тепла за пределы дверц зольника 29, дверцы дозагрузки 28 и дверц зольника 30.

Утилизация отходов может происходит безостановочно, если догрузку отходов производить через дверцу догрузки 28, быстросъемным затворным механизмом 31, который позволяет производить дозагрузку максимально быстро.

Система стабилизации температуры 40 инсинератора следит за соблюдением величины предельной рабочей температуры в камере сгорания 2 и камере дожигания 3. При превышении температуры в камере сгорания срабатывает подача воды или жидкого отхода в смеси с атмосферным воздухом, температура в зоне горения снижается до допустимых параметров.

Внутренняя футеровка из шамотного кирпича 14 в каждой камере отделена от металлического корпуса камеры слоем огнеупорного волокнистого керамического материала 15 толщиной 50 мм с мах рабочей температурой 1425 град. С и очень низким коэффициентом теплопроводности, она полностью предохраняет металл корпуса от перегрева образующимися при горении газами.

На инсинераторе установлены полностью автоматизированные горелочные устройства 34, в качестве топлива могут выступать дизельное топливо, мазут, жидкое печное топливо, керосин, отработанное масло или газ. Используемый при утилизации воздух подогревается непрямым способом, что предотвращает попадание продуктов горения на горелки 34.

Остановка технологического процесса происходит также автоматически. При падении температуры в камере сгорания 2 (отход выгорел полностью) нажимается кнопка «Стоп». Процессор отключает факелы всех горелочных устройств, для жидких отходов прекращается их подача, но остается работать вентиляция установки. Происходит процесс охлаждения, который будет продолжаться до момента снижения всех температур ниже параметра «Охлаждать при выключении до» (установленного пользователем). После чего установка автоматически завершит работу. При охлаждении не допустимо обесточивать установку, так как могут выйти из строя горелки 34.

Claims (14)

1. Инсинератор, включающий раму, к которой прикреплены камера сжигания, камера дожигания, и дымовую трубу, причем камеры установлены горизонтально и соединены переходом, каждая камера состоит из каркаса с внутренней футеровкой, отличающийся тем, что:

камера сжигания 2 оснащена сдвигающейся крышкой 5, колосниками 6 арочного типа, круглыми портами 7 для установки горелок, зольниками 8, а также боковым окном дозагрузки (28);

камера дожигания 3 оснащена портом 7 для установки горелки, вентилятором 9, термопарой 10 и соединена через кассетный теплообменник 48 с дымовой трубой 11 с возможностью съема тепловой энергии, выделяемой инсинератором; камера дожигания 3 разделена двумя перегородками 38 на три зоны с дымовыми каналами 39; горелка 7 и вентилятор нагнетания 9 установлены у входа газов в камеру дожигания 3, при этом камера дожигания содержит автоматическую систему окисления дымовых газов;

переход 4 состоит из металлической прямоугольной трубы 12, футерованной волокнистым огнеупорным материалом 13 и металлическими элементами крепления, при этом под переходом 4 в камере сгорания 2 установлена система стабилизации температуры 40, с возможностью, при превышении температурного режима, впрыскивания воды, находящейся в емкости 42, через форсунку 41 в камеру сгорания навстречу проходящему потоку продуктов горения, с помощью вентилятора 43;

инсинератор содержит автоматическую систему управления процессами.

2. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что футеровка камеры сгорания 2 и камеры дожигания 3 выполнена плитами из огнеупорного материала 15 - волокнистого на стенках и прессованного на поде, уложенного на стенки и основание, а поверх плит 15 имеется слой шамотного кирпича 14.

3. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя футеровка из шамотного кирпича 14 в каждой камере отделена от металлического корпуса камеры слоем огнеупорного волокнистого керамического материала 15 толщиной 50 мм с максимальной рабочей температурой 1425 град. С.

4. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что камеры сгорания 2 и дожигания 3 выполнены в продольном сечении прямоугольными.

5. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что утилизация отходов может происходить безостановочно, при дозагрузке отходов через окно дозагрузки (28), установленное на камере сгорания (3) с быстросъемным затворным механизмом 31.

6. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что при необходимости боковой люк (окно) дозагрузки (28) может быть трансформирован в конвейер автоматической непрерывной дозагрузки.

7. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что корпуса камеры сгорания 2 и камеры дожигания 3 жестко соединены с рамой.

8. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что камера сгорания 2 и камера дожигания 3 выполнены одной высоты.

9. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что автоматическая система окисления дымовых газов включает дутьевой вентилятор нагнетания, коллектор-воздуховод, рекуператор, датчик разности давлений.

10. Инсинератор по п. 1, отличающийся тем, что система стабилизации температуры выполняет функцию скруббера, а также может быть применена для уничтожения жидких отходов.