RU140273U1

RU140273U1 - SOLID FUEL COMBUSTION DEVICE IN A PULSED FLOW

Info

Publication number: RU140273U1
Application number: RU2013101434/06U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Кочергин; Григорий Иванович Павлов; Альфия Илдусовна Ахметшина; Рим Фатихович Шакуров; Марат Илдусович Валишев
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2014-05-10

Abstract

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке, содержащее камеру воспламенения, камеру предварительной тепловой подготовки топлива, герметичную крышку камеры предварительной тепловой подготовки, воздуховод, резонаторную трубу, состоящую из двух частей (верхней и нижней), сетчатый турбулизатор, состоящий из нескольких составных частей, сборник инертного материала, колосник, многосопловую диффузионную горелку, кольцевую газовую горелку, цилиндрический теплообменник с входным и выходным штуцерами, тросик, плиту, отличающееся тем, что в него введена газоотводящая труба, верхний срез которой расположен в камере предварительной тепловой подготовки топлива на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы от нижней части герметичной крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива, нижний срез расположен в нижней части резонаторной трубы, и введена автоматическая система регулирования температуры, состоящая из термодатчика системы регулирования температуры, причем один конец термодатчика прикреплен к камере предварительной тепловой подготовки топлива, а второй конец его расположен напротив воздуховода с возможностью соединения и регулирования его проходного сечения, причем воздуховод выполнен в виде аэродинамического клапана с изменяемым проходным сечением, обеспечивающим поддержание в камере предварительной тепловой подготовки топлива заданной температуры газов в автоматическом режиме и термическое разложение твердого топлива в виде изношенных шин с возможностью выделения легких фракций для дальнейшего сжигания, причем в верхней части сборника инертного материала размещена с�A device for burning solid fuel in a pulsating flow, comprising an ignition chamber, a preliminary heat preparation chamber, a sealed cover of the preliminary thermal preparation chamber, an air duct, a resonator tube consisting of two parts (upper and lower), a mesh turbulator, consisting of several parts, inert material collector, grate, multi-nozzle diffusion burner, gas ring burner, cylindrical heat exchanger with inlet and outlet fittings, cable, stove, excellent characterized in that a gas outlet pipe is introduced into it, the upper cut of which is located in the preliminary heat treatment chamber of fuel at a distance of 2-3 diameters of this pipe from the lower part of the sealed cover of the preliminary heat preparation chamber of fuel, the lower cut is located in the lower part of the resonator pipe, and introduced an automatic temperature control system, consisting of a temperature sensor of the temperature control system, with one end of the temperature sensor attached to the chamber for preliminary thermal preparation of fuel, its second end is opposite the air duct with the possibility of connecting and regulating its flow area, moreover, the air duct is made in the form of an aerodynamic valve with a variable flow area, ensuring automatic preservation of the gas temperature in the preliminary heat treatment chamber of the fuel and thermal decomposition of solid fuel in the form of worn tires with the possibility of separating light fractions for further combustion, and in the upper part of the inert material collection is placed with

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и экологии, в частности к устройствам для сжигания твердых малореакционных топлив, например, отработанных шин, или резиновых отходов с целью утилизации тепла, при содержании в их продуктах сгорания малой концентрации канцерогенных веществ.The invention relates to a power system and ecology, in particular, to devices for burning solid low-reactive fuels, for example, waste tires, or rubber waste for the purpose of heat recovery, when their products of combustion contain a low concentration of carcinogenic substances.

Известно устройство для сжигания резинотехнических отходов, содержащее циклон, в котором крупные частицы сжигаются до некоторого размера и выносятся потоком, камеру воспламенения, резонаторную трубу для дожига несгоревших горючих элементов (Сб. Вибрационное горение в некоторых модельных устройствах. Казань, изд-во КГУ, 1970, с.148-149).A device for burning rubber waste containing a cyclone is known, in which large particles are burned to a certain size and carried away by a stream, an ignition chamber, a resonator tube for burning unburned combustible elements (Sat. Vibration combustion in some model devices. Kazan, KSU, 1970 , p. 148-149).

Недостатком вышеприведенного устройства является необходимость дробления изношенных шин на куски, неустойчивость вибрационного горения, связанная с неравномерностью подачи топлива в камеру воспламенения, большой механический унос вредных продуктов сгорания из резонаторной трубы в атмосферу.The disadvantage of the above device is the need for crushing worn tires into pieces, the instability of vibrational combustion associated with the uneven supply of fuel to the ignition chamber, large mechanical entrainment of harmful combustion products from the resonator pipe into the atmosphere.

Известно также устройство, содержащее камеру воспламенения, примыкающую к ней резонансную трубу, воздуховоды, камеру предварительной тепловой подготовки топлива (А.С. СССР 237324, МПК F23d 11/34, 1969, БИ №8).It is also known a device containing an ignition chamber, an adjacent resonant tube, air ducts, a chamber for preliminary heat treatment of fuel (AS USSR 237324, IPC F23d 11/34, 1969, BI No. 8).

Это устройство имеет такой недостаток, как срыв вибрационного горения, возникающий вследствие плохой термической обработки топлива в камере, из-за отсутствия возможности регулирования подачи горючих элементов при сильных порывах ветра. При срывах пульсаций потока зона воспламенения перемещается в резонансную трубу, а конструкция устройства не позволяет вернуть горение в пульсационный режим. Вследствие этого резко ухудшаются экологические параметры на срезе резонансной трубы. Данное устройство не обеспечивает возможности удерживания механических примесей, выносимых потоком в окружающую среду и защиты его от теплового загрязнения. Данное устройство также предполагает необходимость предварительной механической обработки топлива с целью его превращения в пылевидную форму, в результате чего, данное устройство является неэффективным и приводит к снижению к.п.д. агрегата.This device has such a disadvantage as a breakdown of vibrational combustion, arising due to poor heat treatment of the fuel in the chamber, due to the lack of the ability to control the supply of combustible elements with strong gusts of wind. In case of disruptions in the flow pulsations, the ignition zone moves into the resonance tube, and the design of the device does not allow the combustion to return to pulsation mode. As a result of this, environmental parameters at the cut of the resonant tube are sharply deteriorating. This device does not provide the ability to retain mechanical impurities carried by the stream into the environment and protect it from thermal pollution. This device also implies the need for preliminary mechanical processing of fuel in order to turn it into a dust form, as a result of which, this device is inefficient and leads to a decrease in efficiency unit.

Наиболее близким по технической сущности и заявляемому техническому решению выбранным в качестве прототипа, является «Устройство для сжигания топлив в пульсирующем потоке», содержащее: камеру воспламенения и предварительной тепловой подготовки топлива, воздуховод, резонаторную трубу, состоящую из двух частей (верхней и нижней), сетчатый турбулизатор, состоящий из нескольких составных частей, колосник, многосопловую диффузионную горелку, кольцевую газовую горелку, цилиндрический теплообменник с входным и выходным штуцерами, сборник инертного материала, крышку, патрубок, тросик, плиту, (Патент на полезную модель РФ №11302, МПК F23D 11/34, опубликован 16.09.1999).The closest in technical essence and the claimed technical solution, selected as a prototype, is a "Device for burning fuels in a pulsating flow", containing: an ignition chamber and preliminary thermal preparation of fuel, an air duct, a resonator tube, consisting of two parts (upper and lower), a mesh turbulator consisting of several components, a grate, a multi-nozzle diffusion burner, an annular gas burner, a cylindrical heat exchanger with inlet and outlet fittings, a collector and of inert material, cover, pipe, cable, plate, (Utility Model Patent of the Russian Federation No. 11302, IPC F23D 11/34, published September 16, 1999).

Недостатками данного технического решения являются: 1) при многократной загрузке установки твердым топливом из-за физического явления конденсации на внутренней стенке камеры предварительной тепловой подготовки топлива происходит осаждение летучих компонентов (смолообразной массы). Вследствие этого, объем камеры предварительной тепловой подготовки топлива уменьшается, что препятствует закладке очередной партии твердого топлива. Кроме того, не обеспечивается полная пожаробезопасность, которая связана с накоплением легковоспламеняющихся горючих (смолообразных) веществ на внутренних стенках камеры предварительной тепловой подготовки топлива; 2) из-за конструктивной особенности установки, не обеспечивается защита окружающей среды от вредных выбросов, так как при высоких температурах (более 450°С) в камере предварительной тепловой подготовки топлива образуются соединения серы, которые вместе с выходящими продуктами сгорания попадают в атмосферу; 3) продуктом переработки твердого топлива в устройстве для сжигания твердых топлив в пульсирующем потоке является твердый остаток в виде сожженной сажи, что приводит к потере ценного материала в виде инертного порошка. Все это ведет к снижению экологичности, безопасности, экономичности, и в целом - неэффективности установки.The disadvantages of this technical solution are: 1) during the multiple loading of the installation with solid fuel due to the physical phenomenon of condensation on the inner wall of the chamber of preliminary heat treatment of the fuel, the deposition of volatile components (gummy mass) occurs. As a result, the volume of the preliminary heat treatment chamber of the fuel decreases, which prevents the laying of the next batch of solid fuel. In addition, complete fire safety is not ensured, which is associated with the accumulation of flammable combustible (resinous) substances on the inner walls of the chamber for preliminary thermal preparation of fuel; 2) due to the design features of the installation, the environment is not protected from harmful emissions, since at high temperatures (more than 450 ° C) sulfur compounds are formed in the preliminary heat treatment chamber of the fuel, which, together with the exhaust products of combustion, enter the atmosphere; 3) the product of processing solid fuel in a device for burning solid fuels in a pulsating flow is a solid residue in the form of burnt soot, which leads to the loss of valuable material in the form of an inert powder. All this leads to a decrease in environmental friendliness, safety, efficiency, and in general - the inefficiency of the installation.

Решаемой задачей полезной модели является создание высокоэффективной установки, обеспечивающей пожаробезопасность и экологичность за счет повышения полноты сгорания процесса сжигания и уменьшения тепловыделения в окружающую среду.The problem of the utility model to be solved is the creation of a highly efficient installation that ensures fire safety and environmental friendliness by increasing the completeness of combustion of the combustion process and reducing heat dissipation into the environment.

Техническим результатом от использования заявляемого технического решения является эффективная, экологически безопасная установка для сжигания твердого топлива, позволяющая утилизировать изношенные шины и одновременно получать вторичное сырье.The technical result from the use of the proposed technical solution is an effective, environmentally friendly installation for burning solid fuel, which allows you to utilize worn tires and at the same time receive recycled materials.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке, содержащем камеру воспламенения, камеру предварительной тепловой подготовки топлива, герметичную крышку камеры предварительной тепловой подготовки, воздуховод, резонаторную трубу, состоящую из двух частей (верхней и нижней), сетчатый турбулизатор, состоящий из нескольких составных частей, сборник инертного материала, колосник, многосопловую диффузионную горелку, кольцевую газовую горелку, цилиндрический теплообменник с входным и выходным штуцерами, тросик, плиту, и введена газоотводящая труба, верхний срез которой расположен в камере предварительной тепловой подготовки топлива на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы от нижней части герметичной крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива, нижний срез расположен в нижней части резонаторной трубы и введена автоматическая система регулирования температуры, состоящая из термодатчика системы регулирования температуры, причем один конец термодатчика прикреплен к камере предварительной тепловой подготовки топлива, а второй конец его расположен напротив воздуховода с возможностью соединения и регулирования его проходного сечения, причем воздуховод выполнен в виде аэродинамического клапана с изменяемым проходным сечением, обеспечивающим поддержание в камере предварительной тепловой подготовки топлива заданной температуры газов в автоматическом режиме и термическое разложение твердого топлива в виде изношенных шин с возможностью выделения легких фракций для дальнейшего сжигания, причем в верхней части сборника инертного материала размещена система снижения температуры инертного материала, которая выполнена в виде группы форсунок, расположенных симметрично по диаметру сборника инертного материала, а форсунки установлены в количестве, определяемом объемом охлаждаемого инертного материала.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for burning solid fuel in a pulsating flow containing an ignition chamber, a preliminary heat preparation chamber, a sealed cover of a preliminary heat preparation chamber, an air duct, a resonator tube consisting of two parts (upper and lower), mesh a turbulizer consisting of several components, a collection of inert material, a grate, a multi-nozzle diffusion burner, an annular gas burner, cylindrical heat transfer IR with inlet and outlet fittings, a cable, a plate, and a gas outlet pipe is introduced, the upper cut of which is located in the preliminary heat treatment chamber of fuel at a distance of 2-3 diameters of this pipe from the lower part of the sealed cover of the preliminary heat preparation chamber, the lower cut is located in the lower part of the resonator tube and introduced an automatic temperature control system consisting of a temperature sensor of the temperature control system, with one end of the temperature sensor attached to the preliminary chamber fuel preparation, and its second end is opposite the air duct with the possibility of connecting and regulating its flow area, moreover, the air duct is made in the form of an aerodynamic valve with a variable flow area, ensuring automatic preservation of the gas temperature in the preliminary heat preparation chamber of the fuel and thermal decomposition of solid fuel in the form of worn tires with the possibility of separating light fractions for further combustion, moreover, in the upper part of the collection For this material, a system for reducing the temperature of the inert material is placed, which is made in the form of a group of nozzles located symmetrically in diameter of the inert material collector, and the nozzles are installed in an amount determined by the volume of cooled inert material.

Новым в устройстве является:New in the device is:

Предлагаемое устройство является высокоэффективным за счет новой конструктивной особенности, а именно введения газоотводящей трубы соединенной с камерой предварительной тепловой подготовки топлива и резонаторной трубой, а также системы регулирования температуры в камере и системы снижения температуры инертного материала, что в целом повышает полноту сгорания и уменьшает тепловыделение в окружающую среду продуктов сгорания в виде смолообразной массы на внутренних стенках камеры предварительной тепловой подготовки, с одновременным получением инертного материала, полученного при сжигании изношенных шин, состоящего из 75-85% сажи, 5-10% серы и 10-20% минеральных веществ, который является хорошим сырьем при производстве резиновых изделий, строительстве дорог. Выход газообразных продуктов сгорания получается экологически чистым за счет конструктивного исполнения устройства для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке и избежания жидкой фракции в процессе утилизации.The proposed device is highly efficient due to a new design feature, namely the introduction of a gas outlet pipe connected to the preliminary heat preparation chamber of the fuel and the resonator tube, as well as a temperature control system in the chamber and an inert material temperature reduction system, which generally increases the completeness of combustion and reduces heat generation in the environment of the combustion products in the form of a resinous mass on the inner walls of the preliminary heat treatment chamber, simultaneously give inert material produced by burning waste tires, consisting of 75-85% carbon, 5-10% sulfur and 10-20% of mineral substances, that is a good raw material for producing rubber products, road construction. The output of gaseous products of combustion is environmentally friendly due to the design of the device for burning solid fuel in a pulsating flow and avoiding the liquid fraction in the process of disposal.

Для пояснения технической сущности полезной модели рассмотрим чертежи: фиг.1 - принципиальная схема (общий вид) заявленного устройства, фиг.2 - устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке (пример конкретного исполнения), где:To clarify the technical essence of the utility model, we consider the drawings: FIG. 1 is a schematic diagram (general view) of the claimed device, FIG. 2 is a device for burning solid fuel in a pulsating flow (specific embodiment), where:

1 - камера воспламенения,1 - ignition chamber,

2 - колосник,2 - grate,

3 - ударный механизм,3 - percussion mechanism,

4 - верхняя часть резонаторной трубы,4 - the upper part of the resonator tube,

5 - нижняя часть резонаторной трубы,5 - the lower part of the resonator tube,

6 - кольцевая газовая горелка с электрическим запальником,6 - ring gas burner with electric igniter,

7 - система снижения температуры инертного материала,7 - a system for reducing the temperature of an inert material,

8 - воздуховод,8 - duct

9 - камера предварительной тепловой подготовки топлива,9 - chamber preliminary heat treatment of fuel,

10 - сборник твердых отходов,10 - collection of solid waste,

11 - герметичная крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива,11 - sealed chamber cover preliminary heat treatment of fuel,

12 - рычаг для открывания крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива,12 is a lever for opening the lid of the chamber preliminary heat preparation of fuel,

13 - плита,13 - plate

14 - тросик,14 - cable

15 - сборник инертного материала,15 is a collection of inert material,

16 - люк сборника инертного материала,16 - hatch of the inert material collection,

17 - цилиндрический теплообменник,17 - cylindrical heat exchanger,

18 - входной штуцер,18 - inlet fitting

19 - выходной штуцер,19 - output fitting

20 - многосопловая диффузионная горелка,20 - multi-nozzle diffusion burner,

21 - окно с заглушкой,21 - window with a plug

22 - сетчатый турбулизатор,22 - mesh turbulator,

23 - газоотводящая труба,23 - exhaust pipe

24 - золоуловитель,24 - ash collector

25 - электродвигатель с редуктором,25 - electric motor with gear

26 - рамное основание,26 - frame base

27 - твердое топливо в виде изношенных шин,27 - solid fuel in the form of worn tires,

28 - термодатчик системы регулирования температуры,28 - temperature sensor temperature control system,

29 - блок автоматического изменения температуры.29 - block automatic temperature change.

Термореактор выполнен в виде цилиндра и состоит из камеры воспламенения 1, камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9, и сборника твердых отходов 10. В заявленном устройстве камера предварительной тепловой подготовки топлива 9 цилиндрической формы с герметичной крышкой камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11. Для открывания и закрывания герметичной крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 предусмотрен рычаг 12 с защелкой. Внутри камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9 размещена плита 13, которая служит для уменьшения объема твердого топлива в виде изношенных шин 27 по мере его выгорания. Плита 13 связана с герметичной крышкой камеры предварительной тепловой подготовки 11 тросиком 14, предназначенным для подъема плиты 13 при открывании герметичной крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11. Герметичная крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 в открытом положении фиксируется защелкой.The thermoreactor is made in the form of a cylinder and consists of an ignition chamber 1, a preliminary heat treatment chamber for fuel 9, and a solid waste collector 10. In the inventive device, a preliminary heat treatment chamber for fuel 9 of a cylindrical shape with a sealed cover for the preliminary heat preparation chamber of fuel 11. For opening and closing the tight cover of the chamber for preliminary heat treatment of fuel 11 provides a lever 12 with a latch. Inside the chamber of preliminary thermal preparation of fuel 9, a plate 13 is placed, which serves to reduce the volume of solid fuel in the form of worn tires 27 as it burns out. The plate 13 is connected to the sealed cover of the preliminary heat treatment chamber 11 with a cable 14, designed to lift the plate 13 when opening the tight cover of the preliminary heat preparation chamber of fuel 11. The sealed cover of the preliminary heat preparation chamber of fuel 11 is locked in the open position by a latch.

К основанию камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9 присоединен сборник твердого материала 10 со сборником инертного материала 15 с люком 16 для удаления инертного материала (отходов). К сборнику твердых отходов 10 примкнут воздуховод 8. Под колосником 2 размещена кольцевая газовая горелка 6 с электрическим запальником. Камера воспламенения 1 соединена с резонаторной трубой, состоящей из двух частей - верхней 4 и нижней 5. На верхней части резонаторной трубы 4 смонтирован цилиндрический теплообменник 17 с входным и выходным штуцерами 18 и 19 соответственно. К основанию верхней части резонаторной трубы 4 прикреплена многосопловая диффузионная горелка 20. Для поджига горелки на боковой поверхности камеры воспламенения 1 имеется окно с заглушкой 21. Над горелкой в резонаторной трубе размещен сетчатый турбулизатор 22, состоящий из нескольких составных частей (пластин), причем зазор между пластинами регулируется. Верхний срез газоотводящей трубы 23 расположен в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы от нижней части герметичной крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11, а нижний ее срез - в нижней части резонаторной трубы 5.A collector of solid material 10 with a collector of inert material 15 with a hatch 16 for removing inert material (waste) is attached to the base of the chamber for preliminary thermal preparation of fuel 9. An air duct 8 is connected to the solid waste collector 10. An annular gas burner 6 with an electric igniter is located under the grate 2. Ignition chamber 1 is connected to the resonator tube, which consists of two parts - the upper 4 and lower 5. A cylindrical heat exchanger 17 with inlet and outlet fittings 18 and 19, respectively, is mounted on the upper part of the resonator tube 4. A multi-nozzle diffusion burner 20 is attached to the base of the upper part of the resonator pipe 20. For ignition of the burner, there is a window with a plug 21 on the lateral surface of the ignition chamber 1. A mesh turbulator 22 consisting of several component parts (plates) is placed in the resonator pipe above the burner, with a gap between adjustable plates. The upper section of the exhaust pipe 23 is located in the chamber of the preliminary thermal preparation of fuel 9 at a distance of 2-3 diameters of this pipe from the lower part of the sealed cover of the chamber of the preliminary thermal preparation of fuel 11, and its lower section is in the lower part of the resonator pipe 5.

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке работает следующим образом:A device for burning solid fuel in a pulsating flow works as follows:

Рычагом 12 открывается герметичная крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11, которая тросиком 14 тянет за собой плиту 13. В открытом положении герметичная крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 удерживается защелкой. В камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9 загружается твердое топливо в виде изношенных шин 27. Герметичная крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 закрывается и фиксируется защелкой. При этом плита 13 плотно прилегает к верхней части твердого топлива в виде изношенных шин 27. Герметичное закрывание камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9 обеспечивается уплотнителем между камерой и герметичной крышкой камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11. Электрозапальником поджигается горючий газ, поступающий в кольцевую газовую горелку 6, который воспламеняет твердое топливо в виде изношенных шин 27. Температура в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 поддерживается в диапазоне от 350 до 450°С. Регулировка температуры осуществляется подмешиванием воздуха в нагретые газы, поступающие в камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9 через воздуховод 8, выполняющий функцию аэродинамического клапана. С этой целью в заявленном устройстве предусмотрена система регулирования подачи воздуха в камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9, включающая термодатчик системы регулирования температуры 28 (фиг.2), блок автоматического изменения температуры 29 и воздуховод 8. При повышении температуры в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 выше 450°С термодатчик системы регулирования температуры 28 фиксирует температуру, блок автоматического изменения температуры 29 уменьшает проходное сечение воздуховода 8, выполняющего функцию аэродинамического клапана, доступ воздуха в область горения уменьшается, а при температуре ниже 350°С увеличивается. Соответственно интенсивность горения от термического разложения продуктов сгорания понижается или повышается, что ведет к полноте сгорания процесса сжигания и улучшению экологических характеристик продуктов сгорания и уменьшению тепловыделения. При такой температуре в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 из твердого топлива в виде изношенных шин 27 выделяются летучие составляющие, содержащие горючие элементы, и поступают в резонаторную трубу 4, 5 для последующего дожигания. По мере выгорания твердого топлива в виде изношенных шин 27 использованием ударного механизма 3, работающем в частотном диапазоне 1-10 Гц с периодичностью 3 цикла в 1 час, продолжительностью цикла 5 минут, отделяется инертный материал от металлических частей. Температура твердых продуктов сжигания и инертного материала высокая, поэтому предусмотрена система снижения температуры в сборнике инертного материала 15, при этом впрыск известковой воды производится автоматически при работе ударного механизма 3, а также в случае превышения температуры в сборнике инертного материала 450°С. Использование известковой воды повышает экологичность устройства, так как она вступает в реакцию с газообразными загрязняющими веществами, в том числе окислом серы, которые адсорбируются с последующим оседанием в сборнике инертного материала 15.The lever 12 opens the sealed cover of the chamber for preliminary thermal preparation of fuel 11, which pulls the plate 13 with a cable 14. In the open position, the sealed cover of the chamber for preliminary thermal preparation of fuel 11 is held by a latch. Solid fuel in the form of worn tires 27 is loaded into the preliminary thermal preparation of fuel 9 chamber. The sealed cover of the preliminary thermal preparation of fuel 11 is closed and locked with a latch. In this case, the stove 13 fits snugly to the upper part of the solid fuel in the form of worn tires 27. The tight shut-off of the preliminary heat preparation chamber 9 is provided by a gasket between the chamber and the tight cover of the preliminary heat preparation chamber 11. The combustible gas is ignited by the electric igniter entering the annular gas burner 6 , which ignites solid fuel in the form of worn tires 27. The temperature in the chamber for preliminary heat treatment of fuel 9 is maintained in the range from 350 to 450 ° C. The temperature is controlled by mixing air into the heated gases entering the chamber for preliminary heat treatment of the fuel 9 through the air duct 8, which performs the function of an aerodynamic valve. To this end, the claimed device provides a system for controlling the air supply to the chamber for preliminary heat treatment of fuel 9, including a temperature sensor of the temperature control system 28 (Fig. 2), an automatic temperature change unit 29, and air duct 8. When the temperature in the chamber for preliminary heat treatment of fuel 9 increases above 450 ° C, the temperature sensor of the temperature control system 28 captures the temperature, the automatic temperature change unit 29 reduces the flow area of the duct 8, performing fu ktsiyu aerodynamic valve, access of air into the combustion region decreases, and at a temperature below 350 ° C increases. Accordingly, the intensity of combustion from the thermal decomposition of the combustion products decreases or increases, which leads to the completeness of the combustion of the combustion process and to improve the environmental characteristics of the combustion products and reduce heat generation. At this temperature, volatile constituents containing combustible elements are released from the solid fuel in the form of worn tires 27 in the preliminary heat treatment chamber of the fuel 9 and enter the resonator tube 4, 5 for subsequent afterburning. As the solid fuel burns out in the form of worn tires 27 using a striking mechanism 3 operating in the frequency range of 1-10 Hz with a frequency of 3 cycles of 1 hour and a cycle duration of 5 minutes, the inert material is separated from the metal parts. The temperature of solid combustion products and inert material is high, therefore, a temperature reduction system is provided in the inert material collector 15, while lime water is automatically injected when the percussion mechanism 3 is operated, and also if the temperature in the inert material collector is exceeded 450 ° C. The use of lime water increases the environmental friendliness of the device, since it reacts with gaseous pollutants, including sulfur oxide, which are adsorbed with subsequent sedimentation in the inert material collection 15.

Продукты термического разложения твердого топлива в виде изношенных шин 27 (летучие составляющие), содержащие большое количество горючих элементов, через кольцевой зазор между верхней 4 и нижней 5 частями резонаторной трубы попадают в сетчатый турбулизатор 22. При включении многосопловой диффузионной горелки 20, работающей на газовом или жидком топливе, продукты термического разложения (газовые отходы) турбулизируются за сетчатым турбулизатором 22 и воспламеняются. Образуется плоская зона горения, расположенная на высоте одной четверти общей длины резонаторной трубы, где возбуждаются акустические колебания, способствующие энергичному перемешиванию газовоздушной смеси. Воздух в зону горения подводится из нижней части резонаторной трубы 5. Продукты разложения твердого топлива в виде изношенных шин, скопившиеся в камере предварительной тепловой подготовки 9, по газоотводящей трубе 23 за счет эффекта эжекции всасываются в нижнюю часть резонаторной трубы 5. Несгоревшие элементы, содержащиеся в продуктах сгорания твердого топлива в виде изношенных шин 27, проходя через высокотемпературную зону полностью догорают, увеличивая теплонапряженность этой зоны.The thermal decomposition products of solid fuel in the form of worn tires 27 (volatile constituents), containing a large number of combustible elements, enter the mesh turbulator 22 through the annular gap between the upper 4 and lower 5 parts of the resonator pipe 22. When a multi-nozzle diffusion burner 20 operating on gas or liquid fuel, thermal decomposition products (gas waste) are turbulized behind the mesh turbulator 22 and ignited. A flat combustion zone is formed, located at a height of one quarter of the total length of the resonator tube, where acoustic vibrations are excited, which contribute to the vigorous mixing of the gas-air mixture. Air is supplied to the combustion zone from the lower part of the resonator pipe 5. The decomposition products of solid fuel in the form of worn tires accumulated in the preliminary heat treatment chamber 9 through the exhaust pipe 23 are sucked into the lower part of the resonator pipe 5 due to the ejection effect. Unburned elements contained in solid fuel combustion products in the form of worn tires 27, passing through the high-temperature zone completely burn out, increasing the heat stress of this zone.

По мере установления достаточной температуры в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 горючий газ, поступающий в кольцевую газовую горелку 6, отключается. В зоне горения поддерживается температура в диапазоне 350°С-450°С, происходит термическое разложение твердого топлива в виде изношенных шин 27. При прохождении горючих газов (летучие составляющие) через сетчатый турбулизатор 22, происходит их смешивание с вторичным воздухом и активное догорание горючих элементов. Вследствие этого тепловая напряженность сетчатого турбулизатора 22 остается достаточно высокой для поддержания автоколебательного процесса. В резонаторной трубе 4, 5 продукты сгорания совершают колебательное движение, которое увеличивает теплоотдачу от газа к стенке и препятствует шлаковому отложению на стенках резонаторной трубы 4, 5.As a sufficient temperature is established in the preliminary heat treatment chamber of the fuel 9, the combustible gas entering the annular gas burner 6 is turned off. In the combustion zone, a temperature in the range 350 ° С-450 ° С is maintained, thermal decomposition of solid fuel takes place in the form of worn tires 27. When combustible gases (volatile components) pass through the mesh turbulator 22, they are mixed with secondary air and the fuel elements are actively burned out . As a result, the thermal tension of the mesh turbulator 22 remains high enough to maintain a self-oscillating process. In the resonator pipe 4, 5, the combustion products make an oscillatory movement, which increases the heat transfer from the gas to the wall and prevents slag deposits on the walls of the resonator pipe 4, 5.

Пример конкретного исполнения (фиг.2).An example of a specific implementation (figure 2).

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке на примере утилизации изношенных шин является огневым аппаратом, работающим по принципу пульсирующего горения. Процесс сжигания осуществляется в две ступени: 1) газификация твердого топлива в виде изношенных шин в восстановительной среде, 2) дожигание газообразных продуктов в режиме пульсаций в резонаторной трубе.A device for burning solid fuel in a pulsating flow as an example of the disposal of used tires is a fire apparatus operating on the principle of pulsating combustion. The combustion process is carried out in two stages: 1) gasification of solid fuel in the form of worn tires in a reducing environment, 2) afterburning of gaseous products in the pulsation mode in the resonator tube.

Загрузка твердого топлива в виде изношенных шин 27 осуществляется циклически без механического дробления. Устройство для сжигания твердого топлива в виде изношенных шин в пульсирующем потоке установлено на рамном основании 26, сваренном из стальных уголков. К верхней части резонаторной трубы 4 прикреплен золоуловитель 24. Изменение положения трубы 5 осуществляет электродвигатель с редуктором 25.The loading of solid fuel in the form of worn tires 27 is carried out cyclically without mechanical crushing. A device for burning solid fuel in the form of worn tires in a pulsating flow is mounted on a frame base 26 welded from steel corners. An ash collector is attached to the upper part of the resonator pipe 4. A change in the position of the pipe 5 is carried out by an electric motor with a reducer 25.

С помощью тельфера твердое топливо в виде изношенных шин 27 загружается в камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9. Твердое топливо в виде изношенных шин поджигается бытовыми газовыми горелками «Пламя-1», работающими на баллонном газовом горючем (C₃H₈) пропане. Необходимое для горения количество воздуха, поступает через воздуховод 8. После возгорания твердого топлива в виде изношенных шин 27 газовые горелки выключаются. Время выхода на рабочий режим составляет 18-20 минут. В дальнейшем горение твердого топлива в виде изношенных шин 27 в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 происходит без сопровождения горючим газом. Температура в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 поддерживается в диапазоне 350°-450°С. Регулировка температуры осуществляется подмешиванием воздуха в нагретые газы, поступающего в камеру воспламенения 1. С этой целью в заявленном устройстве предусмотрена система подачи воздуха в камеру, включающая термодатчик системы регулирования температуры 28, блок автоматического изменения температуры 29 и воздуховод 8. При повышении температуры в камере воспламенения 1 и в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 выше 450°С термодатчик системы регулирования температуры 28 фиксирует температуру, блок автоматического изменения температуры 29 уменьшает проходное сечение воздуховода 8, выполняющего функцию аэродинамического клапана, доступ воздуха в область горения уменьшается, а при температуре ниже 350°С увеличивается. Соответственно интенсивность горения понижается или повышается, что ведет к полноте сгорания процесса сжигания, повышения пожаробезопасности и улучшению экологических характеристик продуктов сгорания за счет наличия газоотводящей трубы, системы регулирования температуры, включающей термодатчик системы регулирования температуры, блок автоматического изменения температуры и воздуховод. При такой температуре в камере предварительной подготовки топлива 9 с твердого топлива в виде изношенных шин 27 выделяются летучие составляющие, которые по газоотводящей трубе 23, верхний срез которой находится от нижней части герметичной крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы (расстояние от верхнего среза газоотводящей трубы до нижней части герметичной крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 составляет 2-3 диаметра, так как под действием сил Архимеда летучие компоненты концентрируются в верхней части камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9), поступают в резонаторную трубу 4, 5 для последующего дожигания, и, подмешиваясь с вторичным воздухом сгорают в режиме пульсаций, что также ведет к полноте сгорания и повышению экологичности установки для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке. При чрезмерном повышении скорости воздушного потока (более 8 м/с) в резонаторной трубе 4, 5 автоколебания исчезают, так как не выполняется критерий Релея. Для уменьшения скорости воздушного потока расстояние между решетками сетчатого турбулизатора 22 необходимо уменьшить. Это приводит к увеличению гидродинамического сопротивления - уменьшению скорости воздушного потока. В резонаторной трубе 4, 5 продукты сгорания совершают колебательное движение, которое увеличивает теплоотдачу от газа к стенке и препятствует шлаковому отложению на стенках резонаторной трубы 4, 5. Металлический корд и часть твердого остатка опускаются в сборник твердых отходов 10, а инертный материал опускается в сборник инертного материала 15. Для повышения экологичности установки предусмотрена система снижения температуры инертного материала, содержащая группу форсунок, расположенных симметрично по диаметру сборника инертного материала, уменьшающая тепловыделение от инертного материала в окружающую среду.Using a hoist, solid fuel in the form of worn tires 27 is loaded into the chamber for preliminary heat treatment of fuel 9. Solid fuel in the form of worn tires is ignited by the Flame-1 household gas burners operating on propane gas fuel (C ₃ H ₈ ). The amount of air required for combustion passes through duct 8. After ignition of the solid fuel in the form of worn tires 27, the gas burners turn off. Time to reach the operating mode is 18-20 minutes. Subsequently, the combustion of solid fuel in the form of worn tires 27 in the preliminary heat treatment chamber of the fuel 9 occurs without accompanying with combustible gas. The temperature in the chamber of preliminary heat treatment of fuel 9 is maintained in the range of 350 ° -450 ° C. The temperature is controlled by mixing air into the heated gases entering the ignition chamber 1. For this purpose, the claimed device provides a system for supplying air to the chamber, including a temperature sensor of the temperature control system 28, an automatic temperature change unit 29 and an air duct 8. When the temperature in the ignition chamber rises 1 and in the chamber for preliminary thermal preparation of fuel 9 above 450 ° C, the temperature sensor of the temperature control system 28 records the temperature, the automatic change unit temperature 29 reduces the flow area of the duct 8, which performs the function of an aerodynamic valve, air access to the combustion area decreases, and at temperatures below 350 ° C increases. Accordingly, the combustion intensity decreases or increases, which leads to the completeness of combustion of the combustion process, increased fire safety and improved environmental characteristics of the combustion products due to the presence of a gas outlet pipe, a temperature control system including a temperature sensor of a temperature control system, an automatic temperature change unit and an air duct. At this temperature, volatile constituents are emitted from the solid fuel in the form of worn tires 27 in the preliminary fuel preparation chamber 9 from the solid fuel tires 27, the upper section of which is located from the lower part of the sealed cover of the preliminary thermal fuel preparation chamber 11 at a distance of 2-3 pipe diameters (the distance from the upper cut of the exhaust pipe to the bottom of the sealed cover of the preliminary heat treatment chamber of the fuel 11 is 2-3 diameters, since under the influence of Archimedes forces the components are concentrated in the upper part of the preliminary heat preparation chamber 9), enter the resonator tube 4, 5 for subsequent afterburning, and, mixed with secondary air, burn out in pulsation mode, which also leads to complete combustion and environmental friendliness of the solid fuel combustion plant in pulsating flow. With an excessive increase in air velocity (more than 8 m / s) in the resonator tube 4, 5, self-oscillations disappear, since the Rayleigh criterion is not fulfilled. To reduce the air flow rate, the distance between the grids of the mesh turbulator 22 must be reduced. This leads to an increase in hydrodynamic drag - a decrease in air flow rate. In the resonator pipe 4, 5, the combustion products oscillate, which increases the heat transfer from the gas to the wall and prevents slag deposits on the walls of the resonator pipe 4, 5. The metal cord and part of the solid residue are lowered into the solid waste collector 10, and the inert material is lowered into the collector inert material 15. To increase the environmental friendliness of the installation, a system for reducing the temperature of the inert material is provided, containing a group of nozzles arranged symmetrically along the diameter of the inert mother collector la, which reduces the heat of the inert material to the environment.

Таким образом, по сравнению с известными аналогами преимуществом заявляемого технического решения является создание высокоэффективной установки, с повышенной пожаробезопасностью и экологичностью, за счет конструктивной особенности - ввода газоотводящей трубы, работающей на эффекте эжекции, за счет ввода системы регулирования температуры, что ведет к полноте сгорания процесса сжигания, уменьшая отложения смолообразных масс на внутренних стенках камеры предварительной тепловой подготовки топлива, и исключается необходимость дополнительных затрат времени и материальных средств на очистку внутренних стенок камеры, что также повышает эффективность установки в целом, позволяющей получить вторичное сырье.Thus, in comparison with the known analogues, the advantage of the claimed technical solution is the creation of a highly efficient installation, with increased fire safety and environmental friendliness, due to the design feature - the introduction of a gas outlet pipe working on the ejection effect, due to the introduction of a temperature control system, which leads to complete combustion of the process combustion, reducing deposits of resinous masses on the inner walls of the chamber of preliminary heat treatment of fuel, and the need for additional Tel'nykh time and material means for cleaning the internal chamber walls, which also increases the efficiency of the entire installation, allowing to obtain secondary raw material.

Claims

A device for burning solid fuel in a pulsating flow, comprising an ignition chamber, a preliminary heat preparation chamber, a sealed cover of the preliminary thermal preparation chamber, an air duct, a resonator tube consisting of two parts (upper and lower), a mesh turbulator, consisting of several parts, inert material collector, grate, multi-nozzle diffusion burner, gas ring burner, cylindrical heat exchanger with inlet and outlet fittings, cable, stove, excellent characterized in that a gas outlet pipe is introduced into it, the upper cut of which is located in the preliminary heat treatment chamber of fuel at a distance of 2-3 diameters of this pipe from the lower part of the sealed cover of the preliminary heat preparation chamber of fuel, the lower cut is located in the lower part of the resonator pipe, and introduced an automatic temperature control system, consisting of a temperature sensor of the temperature control system, with one end of the temperature sensor attached to the chamber for preliminary thermal preparation of fuel, its second end is opposite the air duct with the possibility of connecting and regulating its flow area, moreover, the air duct is made in the form of an aerodynamic valve with a variable flow area, ensuring automatic preservation of the gas temperature in the preliminary heat treatment chamber of the fuel and thermal decomposition of solid fuel in the form of worn tires with the possibility of separating light fractions for further combustion, and in the upper part of the inert material collection is placed with Stem reduce the temperature of the inert material, which is formed as a group of nozzles disposed symmetrically of the diameter of the collection of inert material, and nozzles installed in an amount determined by the volume of cooled inert material.