RU173484U1

RU173484U1 - Medical and biological waste disposal facility

Info

Publication number: RU173484U1
Application number: RU2016145529U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Петрович Волков; Григорий Исакович Двоскин; Николай Алексеевич Зройчиков; Сергей Александрович Фадеев; Владимир Владимирович Хасхачих
Original assignee: Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского"
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2017-08-29

Abstract

Полезная модель относится к области термической утилизации отходов, содержащих органику. Решаемая техническая задача - механизация процесса загрузки, увеличение сменной производительности установки, снижение удельного расхода топлива и обеспечение экологической безопасности окружающей среды и обслуживающего персонала.Установка содержит камеру утилизации, включающую зоны сушки и сжигания, снабженную загрузочным и горелочным устройствами, камеру дожигания, теплообменник, систему газоочистки и дымосос. Камера утилизации установки снабжена механизированным загрузочным устройством, зона сушки отходов расположена в ее верхней части, имеет в плане прямоугольное сечение и снабжена ориентированным вдоль длины поворотным лотком, снабженным газонепроницаемым днищем, причем горизонтальная проекция днища с минимальными допусками соответствует горизонтальному сечению зоны сушки, расстояние от оси поворота лотка до его днища равно половинам ширины и глубины камеры, а включение привода загрузочного устройства возможно только при положении поворотного лотка «днищем вниз».The utility model relates to the field of thermal utilization of waste containing organic matter. The technical problem to be solved is mechanization of the loading process, increasing the shift capacity of the installation, reducing specific fuel consumption and ensuring the environmental safety of the environment and maintenance personnel. The installation contains a recycling chamber, including drying and burning zones, equipped with loading and burner devices, an afterburner, a heat exchanger, a system gas purification and smoke exhaust. The disposal chamber of the installation is equipped with a mechanized loading device, the waste drying zone is located in its upper part, has a rectangular section in plan and is equipped with a rotary tray oriented along the length, equipped with a gas tight bottom, and the horizontal projection of the bottom with minimal tolerances corresponds to the horizontal section of the drying zone, the distance from the axis turning the tray to its bottom is equal to half the width and depth of the chamber, and the drive of the loading device can be turned on only when the position is "Head down" gating tray.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области утилизации медицинских и биологических отходов.The inventive utility model relates to the field of disposal of medical and biological waste.

Известна установка для термической утилизации биологических отходов (крематор КД-50), содержащая камеру сжигания, снабженную горелочным и загрузочным устройствами, и дымовую трубу [1].A known installation for the thermal disposal of biological waste (cremator KD-50), containing a combustion chamber equipped with a burner and loading devices, and a chimney [1].

Недостатком установки является то, что она рассчитана на цикличную работу - единовременная загрузка установки уничтожаемым материалом, разогрев, сжигание, остывание установки, выгрузка зольного остатка.The disadvantage of the installation is that it is designed for cyclic operation - a one-time loading of the installation with destroyed material, heating, burning, cooling of the installation, unloading of ash residue.

Недостатком установки является то, что при каждой новой загрузке в камеру сжигания «холодного» биологического материала в атмосферу попадают «грязные» выделения (сначала пары воды, затем - начальные продукты термического разложения и т.д.), поскольку их обезвреживание при начальных низких температурах невозможно, а дополнительная очистка дымовых газов не производится.The disadvantage of the installation is that with each new loading of “cold” biological material into the combustion chamber, “dirty” emissions (first water vapor, then the initial products of thermal decomposition, etc.) get into the atmosphere, since they are neutralized at initial low temperatures impossible, and additional flue gas cleaning is not performed.

Еще одним важным недостатком является то, что процесс сжигания производят при избыточном давлении в камере сжигания, вследствие чего возможно попадание в окружающую среду продуктов сгорания и опасных патогенных компонентов.Another important drawback is that the combustion process is carried out at an overpressure in the combustion chamber, as a result of which combustion products and dangerous pathogenic components can enter the environment.

Еще одним недостатком установки является отсутствие системы использования теплового потенциала органической составляющей отходов и сжигаемого в горелке топлива и, как следствие, недопустимо высокая температура дымовых газов на выходе из дымовой трубы.Another disadvantage of the installation is the lack of a system for using the thermal potential of the organic component of the waste and the fuel burned in the burner and, as a result, the temperature of the flue gases at the outlet of the chimney is unacceptably high.

Недостатком установки является также отсутствие системы дожигания газообразных продуктов сжигания, обеспечивающей их обезвреживание.The disadvantage of the installation is the lack of a system of afterburning of gaseous products of combustion, ensuring their disposal.

Известно устройство для кремации [2], содержащее теплоизолированный корпус, размещенные в нем камеру кремации с горелкой и воздушными патрубками, двухсекционную камеру дожигания и смеситель, первый вход которого соединен с дымоходом первой секции камеры дожигания, а второй с источником воздуха, теплообменником и дымососом, выход которого подключен к дымовой трубе.A device for cremation [2] is known, comprising a thermally insulated body, a cremation chamber placed therein with a burner and air pipes, a two-section afterburner and a mixer, the first inlet of which is connected to the chimney of the first section of the afterburner, and the second to an air source, heat exchanger and smoke exhaust, the output of which is connected to the chimney.

Недостатком устройства является сложный алгоритм управления процессом, предусматривающий последовательную сушку объекта и его сжигание путем изменения температурного режима в камере кремации, режима работы горелки и перенаправления потока воздуха в течение 10-20 минут последовательно: в верхнюю часть камеры сжигания, затем в верхнюю и нижнюю части и, наконец, в нижнюю часть камеры.The disadvantage of this device is the complex process control algorithm, which provides for sequential drying of the object and its burning by changing the temperature in the cremation chamber, the burner operating mode and redirecting the air flow for 10-20 minutes sequentially: to the upper part of the combustion chamber, then to the upper and lower parts and finally to the bottom of the camera.

Еще одним недостатком устройства является ручная загрузка отходов в камеру сжигания через открытый загрузочный люк, требующая от персонала значительных физических нагрузок и длительного пребывания в условиях, когда из люка в атмосферу попадают остаточные газы вместе с вредными компонентами.Another disadvantage of the device is the manual loading of waste into the combustion chamber through an open loading hatch, requiring significant physical exertion and prolonged exposure to personnel when residual gases and harmful components enter the atmosphere.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования является «Установка для термического уничтожения твердых биологических отходов» [3], содержащая камеру утилизации, снабженную загрузочным люком и горелочным устройством и разделенную подвижной решеткой на камеру окислительного пиролиза, и камеру сжигания, камеру дожигания, снабженную горелочным устройством, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу.Closest to the claimed utility model for the construction of the main equipment is the "Installation for the thermal destruction of solid biological waste" [3], containing a disposal chamber equipped with a loading hatch and a burner and separated by a movable grate into an oxidation pyrolysis chamber, and a combustion chamber, an afterburner, equipped with a burner, heat exchanger, gas purification system, smoke exhaust and chimney.

Недостатком установки является отсутствие шлюзования при загрузке каждой очередной порции отходов, вследствие чего при открывании люка в атмосферу начинают свободно поступать дымовые газы из внутреннего объема камеры сжигания.The disadvantage of the installation is the lack of lock when loading each next portion of waste, as a result of which when the hatch is opened, flue gases from the internal volume of the combustion chamber begin to flow freely.

Недостатком установки является отсутствие механизированной загрузки отходов, следствием чего является невозможность соблюдения требований техники безопасности при активном выделении дымовых газов из открытого загрузочного люка.The disadvantage of this installation is the lack of a mechanized loading of waste, which results in the inability to comply with safety requirements with the active emission of flue gases from an open loading hatch.

Еще одним недостатком установки является большая высота камеры утилизации, обусловленная необходимостью обеспечения угла естественного откоса подвижной решетки при сбрасывании отходов.Another disadvantage of the installation is the high height of the disposal chamber, due to the need to ensure the angle of repose of the movable grate when dumping waste.

Таким образом, общими недостатками известных устройств являются: отсутствие систем шлюзования при загрузке новых порций утилизируемого материала, следствием чего является свободный выход газообразных продуктов из камеры утилизации в окружающее пространство, и отсутствие механизированной загрузки отходов, следствием чего является сложность соблюдения требований техники безопасности при загрузке, сопровождающейся выделением дымовых газов из открытого загрузочного люка.Thus, the common disadvantages of the known devices are: the lack of locking systems when loading new portions of recyclable material, which results in the free exit of gaseous products from the disposal chamber into the environment, and the lack of mechanized loading of waste, which makes it difficult to comply with safety requirements when loading, accompanied by the emission of flue gases from the open loading hatch.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является механизация процесса загрузки, увеличение сменной производительности установки, снижение удельного расхода топлива и обеспечение экологической безопасности окружающей среды и обслуживающего персонала.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to mechanize the loading process, increase the shift capacity of the installation, reduce specific fuel consumption and ensure the environmental safety of the environment and maintenance personnel.

Технический результат достигается тем, что камера утилизации установки снабжена механизированным загрузочным устройством, зона сушки камеры утилизации расположена в ее верхней части, имеет в плане прямоугольное сечение и снабжена ориентированным вдоль ее длины поворотным лотком, снабженным газонепроницаемым днищем, причем горизонтальная проекция днища с минимальными допусками соответствует горизонтальному сечению зоны сушки, расстояние от оси поворота лотка до его днища равно половинам ширины и глубины камеры, а включение привода загрузочного устройства возможно только при положении поворотного лотка «днищем вниз».The technical result is achieved by the fact that the disposal chamber of the installation is equipped with a mechanized loading device, the drying zone of the disposal chamber is located in its upper part, has a rectangular section in plan and is equipped with a rotary tray oriented along its length, equipped with a gas-tight bottom, and the horizontal projection of the bottom with minimal tolerances corresponds to horizontal section of the drying zone, the distance from the axis of rotation of the tray to its bottom is equal to half the width and depth of the chamber, and the inclusion of the drive agruzochnogo device is only possible when the rotary tray "head down".

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема установки, на фиг. 2 - продольный разрез камеры утилизации, на фиг. 3 - поперечный разрез камеры утилизации.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a schematic diagram of an installation; FIG. 2 is a longitudinal section through a disposal chamber; FIG. 3 is a cross-sectional view of a disposal chamber.

Установка содержит загрузочное устройство 1, включающее приемный короб 2, соединенный жесткой тягой 3 с загрузочным люком 4, снабженным приводом 5; камеру утилизации 6, нижняя часть которой является зоной сжигания 7, снабженной горелочным устройством 8, а верхняя часть - зоной сушки и окислительного пиролиза 9 с поворотным лотком 10, снабженным приводом 11; камеру дожигания 12 с горелочным устройством 13 и системой ввода вторичного воздуха 14; картридж каталитического дожигателя 15; теплообменник 16; циклон 17; адсорбер 18; мокрый скруббер 19; дымосос 20 и дымовую трубу 21.The installation comprises a loading device 1, including a receiving box 2, connected by a rigid rod 3 with a loading hatch 4, equipped with a drive 5; a disposal chamber 6, the lower part of which is a combustion zone 7 provided with a burner 8, and the upper part is a drying and oxidation pyrolysis zone 9 with a rotary tray 10 provided with a drive 11; afterburning chamber 12 with a burner 13 and a secondary air input system 14; catalytic afterburner cartridge 15; heat exchanger 16; cyclone 17; adsorber 18; wet scrubber 19; smoke exhauster 20 and chimney 21.

Установка работает следующим образом:Installation works as follows:

Поворотный лоток 10 устанавливают в положение «днищем вниз» и закрывают загрузочный люк 4. Включают горелки 8 и 13 и разогревают установку до рабочей температуры в зоне сжигания 700-900°С. Порцию отходов помещают в приемный короб 2. Включают привод 5 загрузочного люка 4 (включение привода 5 возможно только при положении поворотного лотка 10 «днищем вниз») и перемещают отходы в поворотный лоток 10, после чего люк 4 закрывают. Включают привод 11 поворотного лотка 10 и переводят лоток 10 сначала в положение «днищем вверх», а затем возвращают в исходное положение «днищем вниз». После начала горения отходов в зоне сжигания 7 в поворотный лоток 10 загружают новую порцию отходов и переводят лоток в промежуточное положение - «днище вертикально». За счет радиационного излучения очага горения и конвекции газов, находящиеся в лотке 10 отходы сначала теряют влагу, а затем начинается процесс их термического разложения (окислительный пиролиз). Образующиеся газообразные продукты за счет тяги дымососа 20, мигрируя к выходу из зоны сжигания 7 через высокотемпературный очаг горения в ее нижней части, подвергаются первичному огневому обезвреживанию и поступают в камеру дожигания 12, где в режиме вращающегося газового потока вследствие высокой турбулентности, больших относительных скоростей и времени пребывания, обеспечивается качественное догорание горючих компонентов пиролизного газа и твердых частиц (пылеуноса). Образовавшиеся дымовые газы последовательно просасываются через картридж каталитического дожигателя 15, где происходит низкотемпературное доокисление остатков органических соединений, теплообменник 16, где осуществляется снижение температуры газов до уровня 150-120°С, и поступают в систему газоочистки. В системе газоочистки производится сначала очистка дымовых газов от пыли в «сухом» циклоне 17, ликвидация запахов в адсорбере 18, а затем промывка жидкостью в «мокром» скруббере 19. Очищенные дымовые газы поступают в дымосос 20 и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 21.The rotary tray 10 is set to the "bottom down" position and the loading hatch is closed 4. The burners 8 and 13 are turned on and the installation is heated to the operating temperature in the combustion zone of 700-900 ° C. A portion of the waste is placed in the receiving box 2. Turn on the drive 5 of the loading hatch 4 (turning on the drive 5 is only possible when the rotary tray 10 is “bottom down”) and the waste is moved to the rotary tray 10, after which the hatch 4 is closed. The drive 11 of the rotary tray 10 is turned on and the tray 10 is first transferred to the “bottom up” position and then returned to its original position “bottom down”. After the start of waste burning in the combustion zone 7, a new portion of waste is loaded into the rotary tray 10 and the tray is moved to the intermediate position - the “bottom is vertical”. Due to radiation from the combustion zone and convection of gases, the waste in tray 10 first loses moisture, and then the process of their thermal decomposition (oxidative pyrolysis) begins. The resulting gaseous products due to the draft of the smoke exhauster 20, migrating to the exit of the combustion zone 7 through a high-temperature combustion zone in its lower part, are subjected to primary fire neutralization and enter the afterburning chamber 12, where in the regime of a rotating gas flow due to high turbulence, high relative speeds and time of residence, provides high-quality combustion of the combustible components of the pyrolysis gas and particulate matter (pyleunosa). The resulting flue gases are subsequently sucked through the cartridge of the catalytic afterburner 15, where low-temperature oxidation of the residues of organic compounds takes place, the heat exchanger 16, where the temperature of the gases is reduced to the level of 150-120 ° C, and enters the gas purification system. In the gas purification system, the flue gases are first cleaned of dust in the “dry” cyclone 17, odors are eliminated in the adsorber 18, and then the liquid is flushed in the “wet” scrubber 19. The cleaned flue gases enter the exhaust fan 20 and are released into the atmosphere through the chimney 21.

После завершения основного процесса горения порции отходов в зоне сжигания 7, поворотный лоток 10 доворачивают в положение «днищем вверх», сбрасывают отходы на очаг горения в нижней части зоны сжигания 7, возвращают поворотный лоток 10 в положение «днищем вниз» и загружают в него новую порцию отходов. В дальнейшем циклы повторяются.After the main process of burning the waste portion in the combustion zone 7 is completed, the rotary tray 10 is turned to the “bottom up” position, the waste is dumped onto the burning center in the lower part of the combustion zone 7, the rotary tray 10 is returned to the “bottom down” position and a new one is loaded into it portion of waste. Further cycles are repeated.

Выгрузка пыли из циклона 17 производится по мере накопления. Сбор и выгрузка отработанного адсорбента из адсорбера 18 и шлама из скруббера 19 производится после окончания смены в текстильные или пластиковые мешки, вместе с которыми они впоследствии уничтожаются в зоне сжигания 7. Зола, остающаяся после сгорания органической составляющей отходов, выгружается из под колосников один раз в смену. Работа всей технологической цепочки под разрежением, создаваемым дымососом 20, расположенным на выходе из установки, исключает возможность выхода вредных компонентов в атмосферу.Dust unloading from cyclone 17 is performed as it accumulates. The collection and unloading of the spent adsorbent from the adsorber 18 and sludge from the scrubber 19 is carried out after the end of the change into textile or plastic bags, with which they are subsequently disposed of in the combustion zone 7. The ash remaining after combustion of the organic component of the waste is discharged from the grate once shift. The operation of the entire process chain under the vacuum created by the smoke exhauster 20, located at the outlet of the installation, eliminates the possibility of the release of harmful components into the atmosphere.

Таким образом:In this way:

Снабжение установки загрузочным устройством позволяет механизировать процесс загрузки.Providing the installation with a boot device allows you to mechanize the boot process.

Снабжение установки шлюзовым поворотным лотком с газонепроницаемым днищем в зоне сушки исключает возможность выхода дымовых газов в рабочее помещение.The installation is equipped with a rotary lock tray with a gas-tight bottom in the drying zone, which eliminates the possibility of flue gases entering the work room.

Снабжение установки поворотным лотком в зоне сушки позволяет более полно использовать тепловой потенциал топлива и органической составляющей отходов за счет совмещения в одном цикле нескольких технологических этапов: нагрев и сушка каждой новой порции отходов происходит за счет теплового потенциала сжигаемого в это же время твердого остатка от предыдущей порции, что увеличивает сменную производительность установки при одновременном снижении удельного расхода топлива.Providing the unit with a rotary chute in the drying zone allows more fully utilizing the thermal potential of the fuel and the organic component of the waste by combining several technological steps in one cycle: heating and drying of each new portion of the waste occurs due to the thermal potential of the solid residue burned at the same time from the previous portion , which increases the shift capacity of the installation while reducing specific fuel consumption.

Снабжение установки поворотным лотком позволяет уменьшить высоту камеры утилизации, что уменьшает габариты установки.Providing the installation with a rotary tray allows you to reduce the height of the disposal chamber, which reduces the dimensions of the installation.

Снабжение установки дымососом обеспечивает работу всех аппаратов под разрежением, что исключает возможность выхода в окружающую среду продуктов горения и вредных компонентов.The supply of the installation with a smoke exhaust ensures the operation of all devices under vacuum, which eliminates the possibility of the release of combustion products and harmful components into the environment.

Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает возможность экологически безопасного термического уничтожения медицинских и биологических отходов, позволяет увеличить сменную производительность установки, уменьшить ее габариты и снизить удельный расход топлива.Thus, the combination of these essential features provides the opportunity for environmentally friendly thermal destruction of medical and biological waste, allows you to increase the shift capacity of the installation, reduce its dimensions and reduce specific fuel consumption.

Источники информации:Information sources:

1. «Установка для термической утилизации биологических отходов (крематор КД-50)» // http//www.Agro-kem.ru/.1. "Installation for thermal utilization of biological waste (cremator KD-50)" // http // www.Agro-kem.ru /.

2. «Способ кремации и устройство для его осуществления» // Патент РФ №2110016.2. "The method of cremation and a device for its implementation" // RF Patent No. 21110016.

3. «Установка для термического уничтожения твердых биологических отходов», 10.07.2012, Патент РФ №118027.3. "Installation for the thermal destruction of solid biological waste", 07/10/2012, RF Patent No. 118027.

Claims

1. Installation for the disposal of medical and biological wastes, containing a disposal chamber equipped with a loading hatch and a burner with drying and burning zones, characterized in that the waste drying zone is located in the upper part of the disposal chamber, has a rectangular cross-sectional plan and is oriented along its length a rotary tray equipped with a gas-tight bottom, and the horizontal projection of the bottom of the tray with minimal tolerances corresponds to the horizontal section of the drying zone, and the distance from the axis along the gate of the tray to the outer surface of the bottom is equal to half the width and depth of the drying zone.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the installation is equipped with a mechanized loading device, the inclusion of which is possible only when the position of the rotary tray "bottom down".