CS249291A3 - Water-cooled rotary combustion chamber - Google Patents

Description

-1-

O

PRISltóTIcrf vodou chuzen/ OTOČNÍ SPALOVACÍ Kftib&POblast techniky

Vynález se týká prismatické vodou chlazené otoCné spalovacíkomory a panely z trubek se stěnou z membrány. Tato spalovací ko-mora se primárně využívá pro spalování odpadu, kterým ae vyvíjípéra jako jedna, z forem energie. i e i f ϊ r š Ι·ΐ

Dosavadní stav techniky λ

Vhodné zacházení s pevným odpadem představuje stále vážnějéíproblém, neboi stávající skládky jsou přeplněny a je obtížné zís-kat místo pro nové skládky. Již dlouho se proto spalitelný pevnýodpad spaluje, aby se snížilo množství pevné hmoty, kterou je tře-ba ukládat na skládkách.

Byly vyvinuty vodou chlazené otočné spalovací komory proúčinné a ekonomické spalování pevného odpadu. Tepelná energievznikající při spalování pevného odpadu se používá k výrobě párypro výrobu elektřiny nebo k použití v jiných průmyslových proce-sech. Rozličné vodou chlazené otočné spalovací komory jsou popaé-v patentových spisech Spojených států amerických číslo 4,735,157ze dne 5*dubna 1988, přihleěovatel Jurusz, číslo 4,226,584 ze dneT.října 1980, přihleěovatel Iahikawa, číslo 4,066,024 ze dne3<ledna 1978, přihlašovatel 0*Connor, číslo 3,822,651 ze dne 9. .července 1974, přihlašovatel Harria a sp., a 518,285 ze dne 17;.dubna 1894, přihlašovatel Storer.

Patentové spisy Spojených států amerických číslo 3,822,651,přihlašovatel Harris a sp. a číslo 4,735,157, přihlašovatel Ju-rusz, popisují otočnou pec a spalovací komoru, které sestávajíze soustavy navzájem spojených trubek vymezujících vnitřní vál-cový povrch a propojených pro umožnění průtoku vody trubkami. Během činnosti se do jednoho konce otočné spalovací komory při-vádí spalitelný odpad. Spalovací komora se otáčí a hořící od-pad pomalu postupuje směrem dolů a vytváří určitý druh spirál-ního ohnivého lože a nespotřebované zbytky padají do zásobníku.

Každá z výše uvedených vodou chlazených otočných spalova-cích komor je navržena jako válcová, chlazené vodou (s membrá-novou stěnou), viz obr.3 výkresů. Tyto spalovací komory jsouvyráběny z válcově svařených stěn sestávajících z vodních trubeka plochých tyčí, to znamená, že ploché tyče jsou uloženy mezitrubkami a přivařeny ke připojeným trubkám. Válcová svařená stěna

-2- je potom na každém konci zavařena do věnce. Tyto válcové vodouchlazené otočné spalovací komory se instalují se sklonem směremk zásobníku. Během činnosti tyto spalovací komory vykonávají otočný pohybpři velmi nízkých rychlostech. Otáčením a skloněnou osou spalova-j cí komory se způsobuje průchod pevného odpadu a usnadňuje se jehomíchání během spalování. Tyče membrány mají otvory umožňující vy-nucený tah spalovacího vzduchu. Spalovací vzduch je typicky přede- hřát a proniká spalovaným odpadem.

Typicky se odpad přivádí do válcové vodou chlazené otočnéspalovací komory násypkou na horním vyvýšeném konci a hydraulickyovládaný přiváděči systém s tlakovým válcem zavádí odpad do spa-lovací komory. Částečně spálený odpad, popel a plyny vystupují ·» ze spalovací komory u jejího spodního konce a jdou do zásobníku,kde se dokončí spalování v radiačním oddílu zásobníku.

Spalování ve spalovací komoře značně závisí na udržováníplynulého přívodu vzduchu, to je kyslíku, k podpoře spalovací re-akce, a rychlé, úplné spalování vyžaduje nejen odpovídající pří-vod vzduchu, ale i dobré smíchávání nebo rozdělování vzduchuv Žádané oblasti spalování.

Požadavek dobrého proudění vzduchu je předmětem patentové-ho spisu Spojených států amerických číslo 4,226,584, přihlašova-tel Ishikawa, Tento patentový spis popisuje otočnou pec podobnoupeci popsané v patentovém spise Spojených států amerických číslo5,822,651. Ve snaze o zamezení omezení proudění vzduchu v pecibylo přímo ke trubkám na vnitřní straně válce připevněno množ-ství hrotů k vytvoření vzoru výstupků, aby se podpořilo mírnéoddělení spalovaného materiálu od vnitřní stěny válce. Hroty za-mezují blokádu vzduchového proudu a také zvyěují účinné rozdělo-vání vzduchu pod oblastí spalování i v této oblasti. Ačkoliv hroty navržené ve zmíněném patentovém spise Ishikawy* mohou pomáhat při zamezení blokády proudění vzduchu ve spalovacíkomoře, je krajně nákladné a časově náročné připevnit hroty kestěnám každé trubky. Dále jsou také nákladné a pracné výrobnítechniky při výrobě válcových spalovacích komor. líkolem vynálezu je vytvořit novou vodou chlazenou otočnouspalovací komoru, která by nevyžadovala zvýšené výrobní náklady,ve které by bylo zlepšené promíchávání spalovaného odpadu a tedyzlepšené spalování. -3-

Podstata vynáleze, ..

Vynález řeěí úkol tím, že vytváří vodou chlazenou otočnou--- spalovací komoru obsahující množství navzájem spojených trubek,prostředek pro otáčivé uložení množství trubek kolem osy vnitř-ního povrchu s osou skloněnou vzhledem k vodorovnému směru k vy-tvoření vyššího horního konce a nižšího spodního konce, prostředekpro otáčení množství trubek na prostředku pro otáčivé uložení,přívodní násypku pro uložení spalitelného odpadu otevřenou dohorního konce spalovací komory, přičemž trubky spalovací komoryjsou propojeny pro oběh vodního proudu, a dále vodní vstupní po-trubí a vodní/pamí výstupní potrubí, prostředek, pro oběh vodytrubkami“ zahrnu jící- pemíbubenpřipojený k výstupnímu potrubípro oddělení páry od vody, přičemž trubky jsou upevněny tak, ževymezují množství otvorů, takže vnitřní povrch spalovací komoryje propustný pro plyn, a prostředek pro řízené přivádění spalo-vacího vzduchu pro spalování vybranými částmi propustného povr-chu, jejíž podstata spočívá v tom, že.je tvořena panely z trubekse stěnou z mnohonásobné ploché membrány navzájem spojenými tak,

Se vnitřní povrch spalovací komory je prizmatický.

Podle výhodného vytvoření vynálezu jsou panely z trubek----------se stěnou .z mnohonásobné ploché membrány na každém konci spoje- ny s věnci tvaru mnohoúhelníka, —---------------- ~ Podlenjalšího-výhodného—vytvoření. vynálezu má vnitřní povrch spalovací komory tvar šestiúhelníka.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu jě spalovací ko-mora otočná kolem alespoň jedné válcové bandáže uložené kolemvnějšího povrchu spalovací komory. Těmito opatřeními podle vynálezu se zlepši značně promíchá-vání spalovaného odpadu vlivem jeho převalování a zvýšeného pohy-bu. Prizmatický tvar vnitřního povrchu spalovací komory má za ná- < sledek, že panely z trubek se stěnou z mnohonásobné ploché membrá-ny mohou být vyráběny Samočinným zařízením,, které.je snadno do-stupné. , Zvýšené převalování a pohyb vytvářený prizmat!ckým uspořá-dáním podle předloženého vynálezu zlepšuje sušení odpadu a pod-poruje lepší účinnost spalování. Eotdrobování odpadu zvýšeným.převalováním a pohybem má za následek omezení tvorby škváry.Zlepšené míchání a pohyb také snižuje spotřebu předehřátéhospalovacího vzduchu a omezuje ucpávání přívodních otvorů pro vzduch. -4-

Nový návrh spalovací komory podle předloženého vynálezu mátudíž podstatné ekonomické účinky následkem zlepšené účinnostispalování, snížení množství škváry, snížené nutné množství předehřátého spalovacího vzduchu a snížené ucpávání otvorů pro přívod ? vzduchu. Spalovací komora podle předloženého vynálezu také výža- Λ duje méně údržbářských prací, což má za následek kratší Časy od-"4 stavení a zvýšenou dobu činnosti. Návrh spalovací komory přismátického tvaru odstraňuje potřebu kruhových věnců, což usnadňuje všechny fáze výroby věnců a vylučuje všechny operace sdružené s ohýbáním trubky věnce. Přehled obrázků, na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.l je schéma4 prismatické vodou chlazené otočné spalovací komory a přidruže- ných ústrojí podle předloženého vynálezu, obr. 2 je čelní per-spektivní pohled na prismetickou vodou chlazenou otočnou spalova-cí komoru podle předloženého vynálezu, obr.3 je čelní perspek-tivní pohled na obvyklou válcovou vodou chlazenou spalovací ko-moruj »obr.4 je nárys prismatické vodou chlazené otočné spalovacíkomory podle předloženého vynálezu, obr.5 je bokorys prismatic-ké vodou chlazené otočné spalovací komory podle předloženého vy-nálezu a obr.6 je nárys prismatické vodou chlazené otočné spalo-vací komory podle předloženého vynálezu s válcovou bandáží ulo-ženou kolem ní. Příklad provedeni vynálezu

Na obr.l je schéma prismatické vodou chlazené otočné spa-lovací komory 12 připojené k boileru 13. Pevný odpad £ se přivá-dí do násypky 11, ze které padá do horního konce spalovací komo-ry 12 uložené Šikmo k vodorovnému směru, kde začíná spalování.Spalovací komora 12 se otáčí a hořící odpad pomalu klesá a tvo-ří určitý druh spirálního ohnivého lože, přičemž nespálené zbyt-ky padají do boileru 12·

Spalovací komora 12 je tvořena množstvím panelů 6 z trubekse stěnou z mnohonásobné ploché membrány, které mají trubky 14k sobě připevněné a tvoří vnitřní mnohoúhelníkový povrch 12,viz obr.2. Pár válcových bandáží 16 obklopuje trubky 14 a tvo-ří dráhy odvalující se po nosných válečcích 1J, které nesouspalov&amp;cí komoru 12 při otáčení. Ke trubkám 14 je dále připevaěn -5- ozubený věnecie, který je v záběru s pastorkem 1£poháněným ře-tězem 21 pro otáčení spalovací komory 12 na válečcích 17.-Trubky1£ jsou spolu pevně spojeny a jsou připojeny ke věncům 2? a 24*

Voda cirkulující trubkami 14 přitéká souosou trubkou 28»Trubka 28 je umístěna v ose vnitřního povrchu 15 spalovací komo-ry 12 a vytéká z otočného parního přívodu 35 neznázorněným pravo-úhlým kolenem do věnce 2£. Parní přívod 21 je připojen k potrubí52. které je připojeno k parnímu bubnu 53 na horním konci boile-ru 12- Voda přiváděná potrubím 100 z parního bubnu 53 je čerpánačerpadlem 48 hnaným motorem 49 do všech trubek 14 tvořících spa-lovací komoru 12 a vrací se zpět do parního bubnu 21 ve formě vo-dya páry» Kdyžje zařízení v činnosti» voda odebírá teplo z kovuspalovací komory 12a z horké vody se v parnícTbubnu 5^ vyvOí na·sycená pára, která je odváděna potrubím 54»

Spalovací komora 12 je uzavřena ve skříni 58 pro dodávánířízeného množství spalovacího vzduchu propustným povrchem 15.Spalovací vzduch se do skříně 58 vhání. dmychadlem 59. Pro spuš-tění nebo přispění; ke spalování je do horního konce spalovací ko-mory 12 zaveden zdroj 65 přídavného paliva, například oleje nebozemního plynu. Dmychadlo £1 odsává a odvádí užitečné těkavé plyny,které se vyvíjejí při spalování některých pevných odpadních mate-riálů. . · ·; .........—---------------------./ ~ Boiler~l-3^ie-v-vložěn trubkami, 81 pro odvádění tepla, které vedou z vodní nádrže 82. ' ~~ -—-

Obr.2 znázorňuje novou prismatickou vodou chlazenou otočnouspalovací komora podle předloženého vynálezu. Tato prismatickávodou chlazená otočná spalovací komora 12 má průřez tvaru osmi-úhelníka, ačkoliv počet bočních stěn může být libovolný. Spalo-vací komora 12 mé svařovanou stěnu, to je membránovou stěnu, kon-strukci, která obsahuje rovnoběžné trubky 14 a těsnění zavařenámezi trubky 1£ k vytvoření těsnosti pro plyn. Těsnící materiálmezi trubkami 14 může být rozličného druhu i tvaru, jak je v o-boru známo. Zvláště žádoucí je plochý tyčový materiál majícíotvory pro vhánění předehřátého spalovacího vzduchu do vnitřkuspalovací komory 12. Trubky 1£ jsou zavařeny do věnců 23 a 24,viz obr.5. . Prismatická vodou chlazená otočné spalovací komora 12 jetvořena panely 6 z trubek se stěnou z ploché membrány obsahujícítrubky 14 a plochý tyčový materiál, který není znázorněn. Panely6 mohou být vyrobeny ssmočinným'zařízením, které je dosažitelné -ζ- většibě výrobců zařízení na výrobu páry. Kromě toho mohou být pa-nely 6 vyrobeny stejným způsobem jako membránové stěny boilerů,protože mají plochý tvar spíše než válcový tvar obvyklých otočnýchspalovacích komor." Návrh prismatické vodou chlazené otočné spalo-vací komory 12 vylučuje všechny výrobní úkony týkající se radiál-ního tvarování stěn membrány a požadované při návrhu obvyklýchválcových spalovacích komor.

Jak je patrno z obr.4, věnce použité při výrobě prismatickévodou chlazené otočné spalovací komory podle předloženého vynále-zu sestávají z rozličných rovných kusů spolu spojených přímými ' 'spoji, viz obr.4. Každý rovný kus je sdružen s jedním panelemz trubek se stěnou z ploché membrány. Rovné kusy věnců mohou býtvyrobeny snadno dosažitelným samočinným zařízením.

Obr. 6 znázorňuje příčný řez spalovací komorou 12 mající kolemsebe uloženou celistvou bandáž 16. Spalovací komora 12 a bandáž16 se při normální činnosti otáčejí, přičemž jsou neseny válečky

Je zřejmé, že ve výše popsaném provedení vynálezu je možnéprovést řadu obměn, aniž by se vybočilo z rámce myšlenky vynálezu.

Claims (2)

1. l -7' ΐ I PAIBJTOVÉ HUOKI _______| .. .. ...... - , ;V V !♦ Vodou chlazená otočná spalovací komora obsahující množství $ navzájem spojených trubek, prostředek pro otáčivá uložení množ- ΐ ství trubek kolem osy vnitřního povrchu s osou skloněnou vzhledem ;í k vodorovnému směru k vytvoření vyěěího horního konce a nižšího r | spodního konce, prostředek pro otáčení množství trubek na pro- *, jg středku pro otáčivé uložení, přívodní násypku pro uložení spa- | litelného odpadu otevřenou do horního konce spalovací komory, I přičemž trubky spalovací komory jsou propojeny pro oběh vodníhoproudu, a dále vodní vstupní potrubí a vodní/parní výstupní potru- _____Jbí',‘„P?ostředek pro oběh vody trubkami zahrnující parní buben při-pojený k výstupnímu potrubí pro oddělení páry od vody, přičemžtrubky jsou upevněny tak, že vymezují množství otvorů, t< kže j vnitřní povrch spalovací komory je propustný pro plyn, a prostře- dek pro řízené přivádění spalovacího vzduchu pro spalování vybra-nými Částmi propustného povrchu, vyznačující se tím, že je tvoře-na panely z trubek se stěnou z mnohonásobné ploché membrány na-vzájem spojenými tak, že vnitřní povrch spalovací komory je priz-matický.
2. 2* Vodou chlazené otočná spalovací komora podle bodu. 1, vyznaču-jící se tím, Že vnitřní povrch spalovací komory má tvář šesti-' úhelníku*-- 3*. Vodou chlazená otočná spalovací komora podle bodu 1, vyznaču-jící se tím, že panely z trubek se stěnou z mnohonásobně plochémembrány jsou na každém konci spojeny s věnci <» Vodou chlazená otočná spalovací komora podle bodu 1, vyznaču- jící se tím, že je otočná kolem alespoň jedné válcové bandéže fa) f uložené kolem vnějěího povrchu spalovací komory(41)· > Z, $ li - - - Zastupuje: ........ .....ξ ' ..... ' ' (í ' ’ Λ