RU154508U1

RU154508U1 - MOBILE INSTALLATION FOR BURNING ORGANIC WASTE AT THE DISPOSALS FOR RECEPTION OF SOLID DOMESTIC WASTE AT THE POINTS OF TEMPORARY ACCOMMODATION OF THE POPULATION AFFECTED BY THE EMERGENCY

Info

Publication number: RU154508U1
Application number: RU2014128279/03U
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Трофимов; Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Мобильная установка для сжигания органических отходов, состоящая из корпуса печи пиролизного типа, модуля для подачи воздуха и энергоносителя в камеру сгорания печи и содержащая систему утилизации отходящих газов, причем установка состоит из следующих основных узлов: шасси транспортного средства с кабиной управления, подрессоренной относительно шасси системой амортизации кабины, на котором расположена платформа с системой виброизоляции относительно шасси транспортного средства, при этом вращение печи может быть обеспечено, например, посредством зубчатой или цепной передачи, вращение которой задается от вала, крутящего колесо, на котором она закреплена, при этом вал вращается от привода электрического или дизельного двигателя, а в центре торцевой поверхности корпуса предусмотрено посадочное место для установки горелки, а наружный патрубок горелки соединен посредством вращающегося разъемного соединения по оси симметрии стакана с трубопроводом подачи в горелку топливной смеси, конструкция печи представляет собой металлическую стаканоподобную емкость, являющуюся корпусом печи, которая также может содержать откидную крышку для загрузки отходов, а внутренняя поверхность выполнена из жаропрочной стали стойкой к агрессивной среде, имеющей на внутренней поверхности винтовые выступы, отличающаяся тем, что горелка топливной смеси содержит корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости, а корпус состоит из двух соосных, связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнекA mobile unit for burning organic waste, consisting of a pyrolysis-type furnace body, a module for supplying air and energy to the furnace’s combustion chamber and containing an exhaust gas utilization system, the installation consisting of the following main units: vehicle chassis with a control cabin sprung relative to the chassis system depreciation of the cabin on which the platform with the vibration isolation system is located relative to the chassis of the vehicle, while the rotation of the furnace can be provided, for example , by means of a gear or chain transmission, the rotation of which is set from the shaft, the spinning wheel on which it is mounted, while the shaft rotates from the drive of an electric or diesel engine, and a seat for installing the burner is provided in the center of the end surface of the housing, and the outer nozzle of the burner is connected by means of a rotating detachable connection along the axis of symmetry of the glass with the pipeline for supplying the fuel mixture to the burner, the furnace design is a metal glass-like container, which is the furnace body, which may also contain a hinged lid for loading waste, and the inner surface is made of heat-resistant steel resistant to aggressive media, having screw protrusions on the inner surface, characterized in that the fuel mixture burner contains a housing into which the screw is pressed into, and a fitting for fluid supply, and the housing consists of two coaxial, interconnected cylindrical bushings: bushings of a larger diameter and bushings of a smaller diameter, while inside the sleeve of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw

Description

Полезная модель предназначена для термического обезвреживания и утилизации органических отходов на местах их непосредственного образования или сбора, либо с непосредственным выездом оттуда и утилизацией отходов в дороге. В частности может быть использована для термической переработки биоорганических отходов: сельскохозяйственного производства; продуктов животноводства, птицеводства и рыбхозов, некоторых видов медицинских отходов лечебно-профилактических учреждений, а также в пунктах временного размещения населения, пострадавшего в ЧС.The utility model is intended for thermal neutralization and disposal of organic waste at the places of their direct generation or collection, or with direct departure from there and waste disposal on the road. In particular, it can be used for thermal processing of bioorganic waste: agricultural production; livestock, poultry and fish farms, certain types of medical waste from medical institutions, as well as in temporary accommodation centers for the affected population.

В настоящее время возникает необходимость в утилизации указанных отходов в полевых условиях, на полигонах для их сбора, в местах их временного скопления и в удаленных медицинских учреждениях, с целью обеспечения экологической безопасности окружающей среды и населения. Например, для обеззараживания местности в случае падежа скота от эпидемии, куда мобильная печь может быть транспортирована. В противном случае, трупы животных приходится или закапывать в могильники, что запрещено или сжигать в стационарных установках куда трупы должны доставляться специальным транспортом. Это требует значительных финансовых затрат и большего времени для обезвреживания местности и увеличивает риск распространения инфекции. Аналогичные проблемы возникают при необходимости обезвреживания медицинских отходов.Currently, there is a need for the disposal of these wastes in the field, at landfills for their collection, in places of their temporary accumulation and in remote medical institutions, in order to ensure the environmental safety of the environment and the population. For example, to disinfect the area in case of cattle death from an epidemic, where a mobile oven can be transported. Otherwise, the corpses of animals must either be buried in burial grounds, which is prohibited or burned in stationary installations where the corpses must be delivered by special transport. This requires significant financial costs and more time to neutralize the area and increases the risk of infection. Similar problems arise when the disposal of medical waste is necessary.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является установка по патенту RU №2198024, состоящая из корпуса печи пиролизного типа, модуля для подачи воздуха и энергоносителя в камеру сгорания печи, содержащая систему утилизации отходящих газов.The closest technical solution to the claimed object is the installation according to patent RU No. 2198024, consisting of a pyrolysis type furnace body, a module for supplying air and energy to the furnace combustion chamber containing an exhaust gas utilization system.

Недостатком известного устройства является невозможность использования в полевых условиях, сложность процесса и потребность привозить отходы к месту переработки. Опыт применения стационарных печей для утилизации органических отходов путем их сжигания, выявил и те их недостатки, которые ограничивают срок их эксплуатационной надежности. Применение стационарных печей в сельской местности нецелесообразно по причине их нерентабельности. Поскольку требование надежности является одним из основных, рассмотрим недостаток, устранение которого, необходимо выполнить в первую очередь. К главному недостатку следует отнести разрушение футеровки печи в следствии неравномерного распределения отходов, в камере сжигания, а, следовательно, и тепловой мощности в сочетании с агрессивной средой, создаваемой при сжигании отходов. Восстановление футеровки связано с большими затратами средств и времени. Обычно затраты по замене футеровки составляют примерно половину стоимости печи. Кроме того процесс разрушения футеровки в мобильной печи ускоряется из-за наличия вибраций во время движения.A disadvantage of the known device is the inability to use in the field, the complexity of the process and the need to bring waste to the place of processing. The experience of using stationary furnaces for the disposal of organic waste by burning them has also revealed their shortcomings that limit their operational reliability. The use of stationary furnaces in rural areas is impractical because of their unprofitability. Since the reliability requirement is one of the main ones, we will consider a drawback, the elimination of which must be performed in the first place. The main disadvantage is the destruction of the furnace lining due to the uneven distribution of waste in the combustion chamber, and, consequently, thermal power in combination with the aggressive environment created by the burning of waste. The restoration of the lining is costly and time consuming. Typically, the cost of replacing the lining is about half the cost of the furnace. In addition, the process of destruction of the lining in a mobile furnace is accelerated due to the presence of vibrations during movement.

Технический результат - повышение производительности термического обезвреживания и утилизации органических отходов как на местах их непосредственного нахождения или сбора, так и с непосредственным выездом оттуда и утилизацией отходов в дороге.EFFECT: increased productivity of thermal neutralization and disposal of organic waste both at the places of their direct location or collection, and with direct departure from there and waste disposal on the road.

Это достигается за счет того, что в мобильной установке для сжигания органических отходов, состоящей из корпуса печи пиролизного типа, модуля для подачи воздуха и энергоносителя в камеру сгорания печи, содержащая систему утилизации отходящих газов, дополнительно имеется шасси транспортного средства с кабиной управления, подрессоренной относительно шасси системой амортизации кабины, на котором расположена платформа с системой виброизоляции относительно шасси транспортного средства, при этом вращение печи может быть обеспечено, например, посредством зубчатой или цепной передачи, вращение которой задается от вала, крутящего колесо, на котором она закреплена, при этом вал вращается от привода электрического или дизельного двигателя, а в центре торцевой поверхности корпуса предусмотрено посадочное место для установки горелки, а наружный патрубок горелки соединен посредством вращающегося разъемного соединения по оси симметрии стакана с трубопроводом подачи в горелку топливной смеси.This is achieved due to the fact that in a mobile installation for burning organic waste, consisting of a pyrolysis-type furnace body, a module for supplying air and energy to the combustion chamber of the furnace containing an exhaust gas utilization system, there is an additional vehicle chassis with a control cabin sprung with respect to the chassis with the cabin damping system, on which the platform with the vibration isolation system is located relative to the chassis of the vehicle, while the rotation of the furnace can be ensured, for example er, by means of a gear or chain transmission, the rotation of which is set from the shaft, the spinning wheel on which it is mounted, while the shaft rotates from the drive of an electric or diesel engine, and a seat for installing the burner is provided in the center of the end surface of the housing, and the outer nozzle of the burner connected via a rotary detachable connection along the axis of symmetry of the glass with the pipeline for supplying the fuel mixture to the burner.

На фиг. 1 представлен общий вид установки, на фиг. 2 - поперечный разрез А-А печи, на фиг. 3 - схема топливной горелки.In FIG. 1 shows a general view of the installation; FIG. 2 is a transverse section aa of the furnace, in FIG. 3 is a diagram of a fuel burner.

Мобильная установка для сжигания органических отходов (фиг. 1 и 2) на полигонах по приему твердых бытовых отходов (ТБО) состоит из следующих основных узлов: шасси транспортного средства 14 с кабиной управления 17, подрессоренной относительно шасси 14 системой амортизации кабины 18, на котором расположена платформа 16 с системой виброизоляции 15 относительно шасси 14 транспортного средства. Для снижения передачи тепла от корпуса печи размер диаметра передаточного звена вращения может быть увеличен за счет припайки спиц 11 или увеличения диаметра самого колеса 10. Вращение печи может быть обеспечено, например, посредством зубчатой или цепной передачи 7, вращение которой задается от вала 3, крутящего колесо 12, на котором она закреплена. Вал 3 либо вращается от привода электрического или дизельного двигателя, либо вращение ему передается от вала двигателя автомобиля, например, аналогично принципу передачи вращения бетоносмесителя в бетономешалке. В центре торцевой поверхности корпуса 1 предусмотрено посадочное место для установки горелки 4 (фиг. 3), а наружный патрубок горелки 8 соединен посредством вращающегося разъемного соединения 5 по оси симметрии стакана с трубопроводом 9 подачи в горелку 4 топливной смеси.A mobile unit for burning organic waste (FIGS. 1 and 2) at landfills for receiving solid household waste (MSW) consists of the following main units: chassis of a vehicle 14 with a control cabin 17 sprung from the chassis 14 of the depreciation system of the cabin 18, on which platform 16 with a vibration isolation system 15 relative to the chassis 14 of the vehicle. To reduce heat transfer from the furnace body, the diameter of the transmission gear of rotation can be increased by soldering the spokes 11 or increasing the diameter of the wheel 10. The rotation of the furnace can be achieved, for example, by a gear or chain transmission 7, the rotation of which is set from the shaft 3, which rotates wheel 12 on which it is fixed. The shaft 3 either rotates from the drive of an electric or diesel engine, or the rotation is transmitted to it from the shaft of the car engine, for example, similarly to the principle of transmission of rotation of the concrete mixer in the concrete mixer. In the center of the end surface of the housing 1, a seat is provided for installing the burner 4 (Fig. 3), and the outer nozzle of the burner 8 is connected via a rotary detachable joint 5 along the axis of symmetry of the cup to the pipeline 9 for supplying the fuel mixture to the burner 4.

Конструкция печи представляет собой металлическую стаканоподобную емкость, являющаяся корпусом 1 печи, которая также может содержать откидную крышку для загрузки отходов. Внутренняя поверхность выполнена из жаропрочной стали стойкой к агрессивной среде, имеющей на внутренней поверхности винтовые выступы 13 (по типу шнека). Они позволяют при вращении печи обеспечить равномерность нагрева свода и примыкающих к нему торцевых поверхностей печи, а также перемешивать отходы в камере сгорания для ускорения процесса сжигания отходов. Внешняя поверхность печи изготовлена из теплоизоляционных материалов. Форма корпуса печи может быть, например, цилиндрической или в форме другого тела вращения, например, в форме бетоносмесителя бетономешалки. Корпус 1 имеет вращающиеся соединения с опорными частями 2, закрепленными на передвижной платформе или на шасси автомобиля. Это может быть реализовано, например, посредством выполнения опорных частей 2 в виде цилиндрических тубусов, внутри которых корпус 1 печи вращается на роликовых опорах.The design of the furnace is a metal glass-like container, which is the housing 1 of the furnace, which may also contain a hinged lid for loading waste. The inner surface is made of heat-resistant steel resistant to aggressive media, which has screw projections 13 (like a screw) on the inner surface. They allow during rotation of the furnace to ensure uniform heating of the roof and adjacent end surfaces of the furnace, as well as to mix the waste in the combustion chamber to accelerate the process of burning waste. The outer surface of the furnace is made of heat-insulating materials. The shape of the furnace body can be, for example, cylindrical or in the form of another body of revolution, for example, in the form of a concrete mixer concrete mixer. The housing 1 has a rotating connection with the supporting parts 2, mounted on a movable platform or on the chassis of the car. This can be realized, for example, by making the supporting parts 2 in the form of cylindrical tubes, inside which the furnace body 1 rotates on roller bearings.

Горелка 4 топливной смеси (фиг. 3) состоит из корпуса, состоящего из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки 23 большего диаметра и втулки 22 меньшего диаметра. Внутри втулки 22 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 19, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 19 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 22 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 19 образована винтовая внешняя полость 21 шнека 19.The burner 4 of the fuel mixture (Fig. 3) consists of a housing consisting of two coaxial, interconnected, cylindrical bushings: bushings 23 of larger diameter and bushings 22 of smaller diameter. Inside the sleeve 22 of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw 19, rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it. The outer surface of the screw 19 is a helical groove with a right (or left) thread. Moreover, between the inner surface of the sleeve 22 of a smaller diameter and the outer surface of the screw 19, a helical external cavity 21 of the screw 19 is formed.

Внутри шнека 19 выполнено отверстие 20 с левой (или правой) винтовой нарезкой.Inside the screw 19, a hole 20 is made with a left (or right) screw thread.

При этом направление винтовой нарезки отверстия 20, выполненного внутри шнека 19, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.In this case, the direction of screw cutting of the hole 20, made inside the screw 19, may be opposite to the direction of the external screw groove of the screw.

Во втулке 23 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 25, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 24. Внутри штуцера 25 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 26, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 27, который соединен с цилиндрической камерой 28, образованной внутренней поверхностью втулки 22 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 19.In the sleeve 23 of a larger diameter, coaxially to it, there is a fitting 25, rigidly fixed therein, for example by means of a threaded connection, through a sealing gasket 24. Inside the fitting 25, a cylindrical hole 26 is coaxially made, passing into an axisymmetrically located diffuser 27, which is connected to the cylindrical chamber 28 formed by the inner surface of the sleeve 22 of smaller diameter, and the end surface of the screw 19.

Мобильная установка для сжигания органических отходов работает следующим образом.Mobile installation for burning organic waste is as follows.

В центре на противоположной торцевой поверхности стакана корпуса 1, являющейся откидной крышкой печи, выполнено отверстие для жесткого закрепления в нем патрубка трубы 6 для отвода продуктов сгорания. Загрузка печи отходами может осуществляться при открывании крышки печи, для чего патрубок трубы отсоединяется от неподвижного трубопровода 6. После загрузки печи крышка на корпусе плотно и герметично закрывается и патрубок трубы с помощью вращающегося соединения соединяется с отводящим трубопроводом. По трубопроводу 6 продукты сгорания поступают, либо на очистной фильтр с выводом в атмосферу, либо перед этим в камеру дожигания (на чертеже не показана). Горелка 4 топливной смеси работает следующим образом.In the center on the opposite end surface of the glass of the housing 1, which is a hinged lid of the furnace, a hole is made for rigidly securing the pipe pipe 6 in it to exhaust combustion products. Loading the furnace with waste can be done by opening the furnace lid, for which the pipe nozzle is disconnected from the fixed pipe 6. After loading the furnace, the lid on the body closes tightly and hermetically and the pipe pipe is connected to the outlet pipe using a rotating connection. Through the pipeline 6, the combustion products enter either the treatment filter with the outlet to the atmosphere, or before that to the afterburner (not shown in the drawing). The burner 4 of the fuel mixture operates as follows.

Топливо подается по цилиндрическому отверстию 26 штуцера 25 в диффузор 27, а из него в камеру 28, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых в винтовую внешнюю полость шнека 19, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и во-вторых - в отверстие 20 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости.The fuel is supplied through a cylindrical hole 26 of the fitting 25 into the diffuser 27, and from it into the chamber 28, from which it comes under pressure simultaneously in two directions: firstly, into the screw external cavity of the screw 19, forming an external rotating fluid flow, and secondly - into the hole 20 with a screw thread, forming an internal rotating fluid flow.

На выходе из горелки встречаются два вращающихся потока жидкости, причем один поток, например внутренний, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 19, либо может совершать попутное (одинаковое) вращение, если направление винтовых канавок совпадает. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 19, а может быть стационарным, в случае противоположного направления вращения потоков, и равенства их приведенных массовых скоростей.At the exit of the burner, there are two rotating fluid flows, moreover, one flow, for example, the internal one, rotates in the direction opposite to the external flow going along the screw 19, or it can perform the associated (identical) rotation if the direction of the screw grooves coincides. In the interaction of rotating flows at the outlet of the nozzle, additional dropping of liquid droplets occurs due to their collision in the associated or opposite rotating fluid flows (external and internal). In this case, the total finely dispersed rotating stream at the outlet can have a direction of rotation, which is determined by the hydraulic resistance of the external or internal screw cavities and grooves of the screw 19, respectively, and can be stationary, in the case of the opposite direction of rotation of the flows, and the equality of their reduced mass velocities.

Шнек 19 горелки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 26 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости.The auger 19 of the burner can be made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire. At an average pressure supplied through a cylindrical hole 26 of the liquid under a pressure of 6 ... 9 MPa, atomization of 400 to 1000 kg / h of liquid is ensured.

Сжигание отходов в печи осуществляется при ее вращении, что позволяет в случае чрезвычайных эпидемиологических ситуациях или при радиоактивном заражении местности быстро вывезти опасные для здоровья человека органические отходы с места происшествия, утилизируя их по дороге непосредственно на автомобиле или передвижной платформе, например, железнодорожного вагона. Поскольку устройство исключает использование футеровки в печи и за счет вращения печи происходит равномерное распределение тепловой мощности по ее внутренней поверхности, исключаются скачки теплового напряжения в материале корпуса печи, что повышает срок ее эксплуатационной службы и практически исключает потребность в ремонте в виду того, что внутри печи отсутствуют какие-либо узлы, кроме корпуса, которые подвергаются воздействию температурной агрессивной среды.Waste is burned in the furnace during its rotation, which allows in case of emergency epidemiological situations or during radioactive contamination of the area to quickly remove organic waste hazardous to human health from the scene, disposing of it on the road directly by car or a mobile platform, for example, a railway carriage. Since the device excludes the use of the lining in the furnace and due to the rotation of the furnace there is a uniform distribution of thermal power on its inner surface, thermal stress jumps in the material of the furnace body are eliminated, which increases its operational life and practically eliminates the need for repair, since the inside of the furnace there are no nodes other than the casing, which are exposed to a corrosive temperature environment.

Claims

A mobile unit for burning organic waste, consisting of a pyrolysis-type furnace body, a module for supplying air and energy to the furnace’s combustion chamber and containing an exhaust gas utilization system, the installation consisting of the following main units: vehicle chassis with a control cabin sprung relative to the chassis system depreciation of the cabin on which the platform with the vibration isolation system is located relative to the chassis of the vehicle, while the rotation of the furnace can be provided, for example , by means of a gear or chain transmission, the rotation of which is set from the shaft, the spinning wheel on which it is mounted, while the shaft rotates from the drive of an electric or diesel engine, and a seat for installing the burner is provided in the center of the end surface of the housing, and the outer nozzle of the burner is connected by means of a rotating detachable connection along the axis of symmetry of the glass with the pipeline for supplying the fuel mixture to the burner, the design of the furnace is a metal glass-like container, which is the furnace body, which may also contain a hinged lid for loading waste, and the inner surface is made of heat-resistant steel resistant to aggressive media, having screw protrusions on the inner surface, characterized in that the fuel mixture burner contains a housing into which the screw is pressed into, and a fitting for fluid supply, and the housing consists of two coaxial, interconnected cylindrical bushings: bushings of a larger diameter and bushings of a smaller diameter, while inside the sleeve of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw rigidly connected with its inner surface, for example, pressed into it, the outer surface of the screw being a helical groove, and a screw hole made inside the screw, and a fitting rigidly fixed in it is located in the larger sleeve, coaxially with it, for example by a threaded connection, through a sealing gasket, while a cylindrical hole is made coaxially inside the fitting, passing into an axisymmetrically located diffuser, which is connected to the cylindrical chamber, image bath inner surface of the smaller diameter sleeve and the end surface of the screw and the screw thread direction of the hole formed within the screw is opposite to the outer helical screw groove.