RU2753722C1

RU2753722C1 - Furnace for thermal waste decontamination

Info

Publication number: RU2753722C1
Application number: RU2020140498A
Authority: RU
Inventors: Гагик Гагаринович Арутюнян; Гагарин Джаншикович Арутюнян
Original assignee: Гагик Гагаринович Арутюнян; Гагарин Джаншикович Арутюнян
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2021-08-20

Abstract

FIELD: waste processing.

SUBSTANCE: invention relates to incineration furnaces and can be used for thermal neutralization of waste produced by the housing and communal complex, hospitals, trade and public catering enterprises. The furnace for thermal waste disposal contains a housing (1) divided by a grate bowl (2) into a combustion chamber (3) and a slag compartment (4). The combustion chamber (3) is equipped with a water jacket (5) with pipes (6) through which flue gases pass from the slag compartment (4) to the smoke pump (7). The combustion chamber (3) has an observation window (12) and a loading hatch (8) with a screw conveyor (9), a rotary flap (10) and a guide tray (11). A vortex supercharger (14) consisting of a disk (15), an upper impeller (16), a lower impeller (17) and a reflector (18) is mounted on the shaft (13). The grate bowl (2) consists of a support contour (19) and removable grates (20).

EFFECT: simplifying the design and reducing heat losses during the disposal of MSW while maintaining high environmental performance of the furnace.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к мусоросжигательным печам и может быть использовано для термического обезвреживания отходов, производимых жилищно-коммунальным комплексом, больницами, предприятиями торговли и общественного питания.The invention relates to incinerators and can be used for thermal disposal of waste produced by housing and communal services, hospitals, trade and public catering enterprises.

Известна печь для термического обезвреживания твердых коммунальных отходов (Патент RU 2623394, F23G 5/00, 2016 г. ). Печь содержит кесонированную рабочую камеру, оснащенную выносными топками, узлом загрузки шихты и фурмами для подачи воздуха в расплав, а защитное покрытие кессонов рабочей камеры выполнено в виде корундовой набивки. Известная конструкция печи позволяет за счет высокой температуры в рабочей зоне (1250-1400 град С) обеспечить разложение вредных химических соединений. Однако известная конструкция сложна в изготовлении, имеет значительную материалоемкость и энергоемкость. Все это ограничивает ее применение в небольших населенных пунктах и на предприятиях.Known furnace for thermal neutralization of municipal solid waste (Patent RU 2623394, F23G 5/00, 2016). The furnace contains a caissonized working chamber equipped with remote furnaces, a charge loading unit and tuyeres for supplying air to the melt, and the protective coating of the working chamber caissons is made in the form of corundum packing. The known design of the furnace allows, due to the high temperature in the working area (1250-1400 degrees C), to ensure the decomposition of harmful chemical compounds. However, the known structure is difficult to manufacture, has a significant material consumption and energy consumption. All this limits its use in small settlements and at enterprises.

В качестве прототипа выбран инсинератор твердых углесодержащих отходов (Патент RU 2511098, F23G 5/00, 2012 г). Известное устройство содержит шнековый питатель для загрузки отходов, камеру горения, устройство поджига, устройство дожита с плазмотроном, систему подачи воздушного потока с завихрителем, систему удаления продуктов горения с дымососом и теплообменник. Основными недостатками известного устройства является сложность его конструкции, потери тепла в процессе работы и необходимость иметь высококвалифицированный персонал для его обслуживания, что снижает надежность и экономическую эффективность известного устройства.An incinerator of solid carbon-containing waste was selected as a prototype (Patent RU 2511098, F23G 5/00, 2012). The known device contains a screw feeder for loading waste, a combustion chamber, an ignition device, a survival device with a plasma torch, an air flow supply system with a swirler, a combustion product removal system with a smoke exhauster and a heat exchanger. The main disadvantages of the known device are the complexity of its design, heat loss during operation and the need to have highly qualified personnel for its maintenance, which reduces the reliability and economic efficiency of the known device.

Задачей настоящего изобретения является создание надежной в работе, высокоэффективной печи для утилизации отходов, которой не присущи вышеперечисленные недостатки.The object of the present invention is to provide a reliable in operation, highly efficient waste disposal furnace, which does not have the above disadvantages.

Технический результат заявленного изобретения направлен на упрощение конструкции и снижение тепловых потерь в процессе утилизации ТКО при одновременном сохранении высоких экологических показателей работы печи.The technical result of the claimed invention is aimed at simplifying the design and reducing heat losses in the process of utilizing MSW while maintaining high environmental performance of the furnace.

Названный технический результат достигнут в изобретении благодаря тому, что печь для термического обезвреживания отходов содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус, разделенный колосниковой чашей на камеру сгорания и шлаковый отсек. Камера сгорания снабжена водяной рубашкой с множеством вертикальных труб для прохождения дымовых газов из шлакового отсека к дымососу. В верхней части камеры смонтирован вихревой нагнетатель для подачи первичного воздуха и создания вихревых потоков внутри камеры. Передняя часть камеры имеет смотровое окно, а задняя- загрузочный люк. Колосниковая чаша представляет собой выполненный преимущественно из стальных труб охлаждаемый опорный контур, снабженный съемными колосниками. Колосники расположены на опорном контуре с возможностью образования боковых зазоров, размер которых достаточен для прохождения шлака с камеры сгорания в шлаковый отсек.The aforementioned technical result is achieved in the invention due to the fact that the furnace for thermal waste disposal contains a vertically arranged cylindrical body, divided by a grate bowl into a combustion chamber and a slag compartment. The combustion chamber is equipped with a water jacket with a plurality of vertical pipes for the passage of flue gases from the slag compartment to the smoke exhauster. A vortex blower is mounted in the upper part of the chamber for supplying primary air and creating vortex flows inside the chamber. The front of the chamber has a viewing window, and the back has a loading hatch. The grate bowl is a cooled support circuit made mainly of steel pipes and equipped with removable grates. The grates are located on the support contour with the possibility of forming lateral gaps, the size of which is sufficient for the passage of slag from the combustion chamber into the slag compartment.

Кроме того, вихревой нагнетатель имеет смонтированные на валу и разделенные промежуточным диском верхнюю крыльчатку для подачи первичного воздуха и нижнюю - для создания вихревых потоков внутри камеры сгорания. На его периферии расположен отражатель для направления потока вдоль стенки камеры сгорания.In addition, the vortex blower has an upper impeller mounted on a shaft and separated by an intermediate disk for supplying primary air and a lower one for creating vortex flows inside the combustion chamber. On its periphery, there is a reflector for directing the flow along the wall of the combustion chamber.

Кроме того, снаружи к загрузочному люку примыкает шнековый транспортер, а изнутри - поворотная заслонка и направляющий лоток.In addition, a screw conveyor is adjacent to the outside of the loading door, and a rotary flap and a guide chute from the inside.

При этом, на боковой поверхности шлакового отсека размещен закрываемый люк для выгрузки шлака.At the same time, on the side surface of the slag compartment, there is a closed hatch for unloading the slag.

Далее изобретение, его признаки, детали и преимущества можно понять из описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие пример выполнения изобретения, на которых показано:Further, the invention, its features, details and advantages can be understood from the description given with reference to the accompanying drawings, illustrating an example of the invention, which shows:

фиг. 1 - печь для термического обезвреживания отходов в разрезе согласно настоящему изобретению,fig. 1 - a furnace for thermal waste disposal in section according to the present invention,

фиг. 2 - верхняя часть печи в разрезе, аксонометрическое изображение,fig. 2 - the upper part of the furnace in section, perspective view,

фиг. 3 - нижняя часть печи в разрезе, аксонометрическое изображение.fig. 3 - the lower part of the furnace in section, perspective view.

Как видно из чертежей (см. фиг. 1-3), печь для термического обезвреживания отходов состоит из вертикально расположенного цилиндрического корпуса 1, разделенного колосниковой чашей 2 на камеру сгорания 3 и шлаковый отсек 4. Камера сгорания 3 снабжена водяной рубашкой 5 с множеством вертикальных труб 6 сквозь которые дымовые газы проходят из шлакового отсека 4 к дымососу 7.As can be seen from the drawings (see Fig. 1-3), the furnace for thermal waste disposal consists of a vertically arranged cylindrical body 1, divided by a grate bowl 2 into a combustion chamber 3 and a slag compartment 4. The combustion chamber 3 is equipped with a water jacket 5 with a plurality of vertical pipes 6 through which the flue gases pass from the slag compartment 4 to the exhaust fan 7.

Для подачи отходов в камеру сгорания 3 в верхней ее части смонтирован загрузочный люк 8 со шнековым транспортером 9, поворотной заслонкой 10 и направляющим лотком 11. Камера сгорания 3 имеет смотровое окно 12 для контроля процесса горения и удобства розжига печи. В верхней части камеры сгорания 3 на валу 13 смонтирован вихревой нагнетатель 14, состоящий из разделенных промежуточным диском 15 верхней крыльчатки 16 для подачи первичного воздуха и нижней крыльчатки 17 для создания вихревых потоков внутри камеры сгорания. На периферийной части вихревого нагнетателя 14 смонтирован отражатель 18 для направления потоков вдоль стенки камеры сгорания 3. Колосниковая чаша 2 состоит из трубчатого охлаждаемого опорного контура 19 и съемных колосников 20, выложенных на опорном контуре с образованием боковых зазоров для пропуска шлака из камеры сгорания 3 в шлаковый отсек 4. Для удаления шлака шлаковый отсек 4 снабжен закрываемым люком 21.To supply waste to the combustion chamber 3, a loading hatch 8 with a screw conveyor 9, a rotary damper 10 and a guide chute 11 is mounted in its upper part. The combustion chamber 3 has a viewing window 12 to control the combustion process and ease the ignition of the furnace. In the upper part of the combustion chamber 3, a vortex blower 14 is mounted on the shaft 13, consisting of an upper impeller 16 separated by an intermediate disk 15 for supplying primary air and a lower impeller 17 for creating vortex flows inside the combustion chamber. On the peripheral part of the vortex blower 14, a reflector 18 is mounted for directing flows along the wall of the combustion chamber 3. The grate bowl 2 consists of a tubular cooled support circuit 19 and removable grate bars 20 laid out on the support circuit with the formation of lateral gaps for passing slag from the combustion chamber 3 into the slag compartment 4. To remove slag, the slag compartment 4 is equipped with a lockable hatch 21.

Печь для термического обезвреживания отходов работает следующим образом. При помощи шнекового транспортера 9 отходы сквозь загрузочный люк 8 и при открытой поворотной заслонке 10, по направляющему лотку 11 подаются в камеру сгорания 3. Для розжига печи сквозь смотровое окно 12 в камеру сгорания 3 помещается и поджигается смоченная горючим материалом ветошь. Включается дымосос 7, через 5-10 минут, по мере нагрева печи, включается вихревой нагнетатель 14. Печь выходит на рабочий режим. Защита элементов печи от перегрева обеспечивается в ее верхней части за счет подаваемого в печь приточного воздуха, боковых поверхностей - за счет водяной рубашки 5, а колосников 20 - за счет проходящего сквозь трубчатый опорный контур 19 теплоносителя. По мере необходимости из шлакового отсека 4 сквозь закрываемый люк 21 производится удаление шлака.The furnace for thermal waste disposal works as follows. With the help of the screw conveyor 9, the waste through the loading door 8 and with the rotary damper 10 open, is fed through the guide chute 11 into the combustion chamber 3. To ignite the furnace through the viewing window 12, a rag moistened with combustible material is placed and ignited into the combustion chamber 3. The smoke exhauster 7 turns on, after 5-10 minutes, as the furnace heats up, the vortex blower 14 turns on. The furnace goes into operation. The furnace elements are protected from overheating in its upper part due to the supply air supplied to the furnace, the side surfaces - due to the water jacket 5, and the grate 20 - due to the coolant passing through the tubular support circuit 19. As necessary, slag is removed from the slag compartment 4 through a closed hatch 21.

Заявителями спроектирован и изготовлен опытный образец печи для термического обезвреживания отходов. Печь успешно прошла испытания, полученное тепло в холодное время года используется для отопления помещений, в теплое - отправляется на градирню. Произведены все необходимые замеры на отсутствие вредных выбросов, получены разрешительные документы. Чертежи и описание позволяют приступить к серийному выпуску изделия из известных материалов с использованием известных технологий, что характеризует изобретение как промышленно применимое.The applicants have designed and manufactured a prototype furnace for thermal waste disposal. The furnace has successfully passed the tests, the heat received in the cold season is used for heating the premises, in the warm season it is sent to the cooling tower. All the necessary measurements have been made for the absence of harmful emissions, permits have been obtained. The drawings and the description allow you to start the serial production of products from known materials using known technologies, which characterizes the invention as industrially applicable.

Приведенный выше пример конкретного выполнения по изобретению не является единственно возможным. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия изобретения, определенной прилагаемой формулой.The above example of a specific implementation according to the invention is not the only one possible. Various modifications and improvements are permitted without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims

1. Печь для термического обезвреживания отходов, содержащая вертикально расположенный цилиндрический корпус, разделенный колосниковой чашей на камеру сгорания и шлаковый отсек, камера сгорания снабжена водяной рубашкой с множеством вертикальных труб для прохождения дымовых газов из шлакового отсека к дымососу, в верхней части камеры смонтирован вихревой нагнетатель для подачи первичного воздуха и создания вихревых потоков внутри камеры, передняя часть камеры имеет смотровое окно, а задняя - загрузочный люк, колосниковая чаша представляет собой выполненный преимущественно из стальных труб охлаждаемый опорный контур, снабженный съемными колосниками, причем колосники расположены на опорном контуре с возможностью образования боковых зазоров, размер которых достаточен для прохождения шлака с камеры сгорания в шлаковый отсек.1. A furnace for thermal waste disposal, containing a vertically located cylindrical body, divided by a grate bowl into a combustion chamber and a slag compartment, the combustion chamber is equipped with a water jacket with a plurality of vertical pipes for passing flue gases from the slag compartment to the smoke exhauster; a vortex blower is mounted in the upper part of the chamber for supplying primary air and creating vortex flows inside the chamber, the front part of the chamber has a viewing window, and the rear part has a loading hatch, the grate bowl is a cooled support circuit made mainly of steel pipes, equipped with removable grates, and the grates are located on the support circuit with the possibility of forming side gaps, the size of which is sufficient for the passage of slag from the combustion chamber into the slag compartment.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что вихревой нагнетатель имеет смонтированные на валу и разделенные промежуточным диском верхнюю крыльчатку для подачи первичного воздуха и нижнюю - для создания вихревых потоков внутри камеры сгорания, а на его периферии расположен отражатель для направления потока вдоль стенки камеры сгорания.2. The furnace according to claim 1, characterized in that the vortex blower has an upper impeller mounted on a shaft and separated by an intermediate disk for supplying primary air and a lower one for creating vortex flows inside the combustion chamber, and a reflector is located on its periphery for directing the flow along the wall combustion chambers.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что снаружи к загрузочному люку примыкает шнековый транспортер, а изнутри - поворотная заслонка и направляющий лоток.3. The furnace according to claim 1, characterized in that a screw conveyor adjoins the loading door from the outside, and a rotary damper and a guide chute from the inside.

4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что на боковой поверхности шлакового отсека размещен закрываемый люк для выгрузки шлака.4. The furnace according to claim 1, characterized in that a closable hatch for slag discharge is placed on the side surface of the slag compartment.