RU2179687C1

RU2179687C1 - Method of burning fuel mixture of solid materials and condensed agents

Info

Publication number: RU2179687C1
Application number: RU2000113958/03A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Колесников; М.В. Силина
Original assignee: Колесников Юрий Михайлович; Силина Марина Вячеславовна
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2002-02-20

Abstract

FIELD: incinerating domestic wastes, mainly soil contaminated with oil products; elimination of failures in main product lines; utilization of technological sediments in mazut and oil storages. SUBSTANCE: proposed method includes batch loading of fuel mixture from bin to gas-permeable combustion chamber formed by outer and inner walls mounted in base at peripheral circular clearance and inclined relative to axis; it is communicated with preheated air supply system; gaseous products are removed from combustion chamber through its outer wall to free space of coaxial recuperator where they are oxidized by air fed additionally; then, they are removed by means of exhaust ventilation heating air in double-pipe heat exchanger. Ash and solid incombustible component are directly discharged from combustion chamber through perforated circular clearance. Preheated air is fed to combustion chamber in oriented manner clearances in outer wall and clearances between plates forming inner wall. Combustion products are discharged through both gas-permeable walls in opposite directions to taper volume formed by inner wall; this volume is communicated with coaxial recuperator. Sawdust and/or wood waste may be preliminarily introduced in fuel mixture at ratio of 1:5. EFFECT: enhanced reliability; completeness of combustion; facilitated procedure. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии уничтожения промышленных и бытовых отходов сжиганием, преимущественно, к сжиганию почвы, загрязненной нефтепродуктами и может быть использовано при ликвидации аварий на магистральных продукторопроводах, для утилизации технологических осадков в мазуто- и нефтехранилищах. The invention relates to a technology for the destruction of industrial and household waste by burning, mainly, to burning soil contaminated with oil products and can be used in the elimination of accidents on main product pipelines, for the disposal of process sediments in fuel oil and oil storage facilities.

Из патентной литературы известен способ переработки отходов, содержащих углеводороды, по которому в реактор (камеру сгорания) загружают твердые отходы и подают кислородсодержащий газ с недостатком, проводят реакцию горения с образованием газообразных продуктов горения и твердого остатка - пиролиз. Окисляющий воздух подают через горячий твердых остаток сжигания, нагревая его до температуры 400^oС, а газообразные продукты пиролиза пропускают через загружаемые отходы, подсушивая их. Газообразные продукты горения сжигают в свободном объеме камеры сгорания при избытке окисляющего воздуха, достаточном для полного окисления углеводородов и горючих газов. Твердые остатки из камеры сгорания периодически выгружают. (См. например, патент России 2116570, F 23 G 7/00, 7/05, 1998 г.).From the patent literature there is known a method for processing waste containing hydrocarbons, in which solid waste is loaded into the reactor (combustion chamber) and oxygen-deficient gas is supplied, a combustion reaction is carried out with the formation of gaseous combustion products and a solid residue — pyrolysis. Oxidizing air is fed through a hot solid residue of combustion, heating it to a temperature of 400 ^o C, and gaseous pyrolysis products are passed through the loaded waste, drying them. Gaseous products of combustion are burned in the free volume of the combustion chamber with an excess of oxidizing air sufficient for the complete oxidation of hydrocarbons and combustible gases. Solid residues from the combustion chamber are periodically discharged. (See, for example, Russian patent 2116570, F 23 G 7/00, 7/05, 1998).

Описанный способ характеризуется аппаратурной сложностью и энергоемкостью процесса, имеет узкоцелевое использование для сжигания металлсодержащих отходов, преимущественно автомобильных шин, которые в камере сгорания расплавляют. The described method is characterized by the hardware complexity and energy intensity of the process, has a narrow purpose use for burning metal-containing waste, mainly automobile tires, which are melted in the combustion chamber.

Более простым, экономичным и функционально надежным является способ по патенту РФ 2133409, F 23 G 5/24, 1999 г. сжигания древесных отходов в камере сгорания, по которому газообразные продукты горения отделяют от твердой фазы и дожигают во второй камере, имеющей перфорированную общую стенку с воздухораспределителем. More simple, economical and functionally reliable is the method according to RF patent 2133409, F 23 G 5/24, 1999 for burning wood waste in a combustion chamber, in which gaseous products of combustion are separated from the solid phase and burned in a second chamber having a perforated common wall with air distributor.

Окисляющий воздух подвергают рекуперативному нагреву вторичным теплом. Дисперсный материал в бункере загрузки ворошат устройством для предотвращения сводообразования, осуществляя бесперебойную его подачу в камеру сгорания. The oxidizing air is subjected to regenerative heating with secondary heat. Dispersed material in the loading hopper is ted up with a device to prevent arch formation, providing uninterrupted supply to the combustion chamber.

Для розжига опилок в начале процесса в камере сгорания предусмотрено специальное устройство с форсункой. Из второй камеры дожигания газообразные продукты горения удаляют дымососом, чем обеспечивается подача атмосферного воздуха. Золу собирают в приемник под решеткой камеры сгорания. For ignition of sawdust at the beginning of the process, a special device with a nozzle is provided in the combustion chamber. Gaseous products of combustion are removed from the second afterburner by a smoke exhaust, which ensures the supply of atmospheric air. Ash is collected in a receiver under the combustion chamber grill.

Этот способ неэффективен по производительности при сжигании топливной смеси, содержащей в основной массе негорючий компонент, почву, песок и т.п. This method is inefficient in performance when burning a fuel mixture containing in the bulk non-combustible component, soil, sand, etc.

Уровень техники сжигания топливной кусковой смеси из твердых материалов и конденсированных веществ характеризует способ, описанный в свидетельстве РФ на полезную модель 12458, F 23 B 1/34, 1999 г., который по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран в качестве наиболее близкого аналога заявленному техническому решению. The prior art of burning a lumpy mixture of solid materials and condensed substances characterizes the method described in the certificate of the Russian Federation for utility model 12458, F 23 B 1/34, 1999, which is selected by the number of matching features and technical essence as the closest analogue to the declared technical solution.

Известный способ содержит порционную загрузку топливной смеси в бункер, из которого она самопроизвольно постепенно перемещается в сопряженную камеру сгорания, сформированную наклоненной наружной стенкой и центральным коническим воздухораспределителем. Обе формообразующие стенки камеры сгорания выполнены перфорированными, делая ее газопроницаемой, и укреплены вниз с кольцевым зазором между собой. The known method comprises a batch loading of the fuel mixture into the hopper, from which it spontaneously gradually moves into the conjugate combustion chamber formed by the inclined outer wall and the central conical air distributor. Both forming walls of the combustion chamber are perforated, making it gas permeable, and are fixed downward with an annular gap between them.

К стенкам камеры сгорания подают окисляющий воздух, к внутренней стенке через дисковый решетчатый воздухораспределитель, смонтированный в цилиндре, частично по высоте охватывающем у основания камеру сгорания. Объем охватывающего цилиндра представляет собой коллектор для распределения окисляющего воздуха через перфорации наружной стенки, с внешней стороны камеры сгорания. Oxidizing air is supplied to the walls of the combustion chamber, to the inner wall through a disk grill air distributor mounted in a cylinder, partially covering the combustion chamber at the base partially in height. The volume of the female cylinder is a manifold for distributing oxidizing air through perforations of the outer wall, on the outside of the combustion chamber.

Воздух в камеру сгорания подают в избытке, превышающем потребное количество для реакции окисления продуктов топливной смеси при ее сжигании. Газообразные продукты горения из камеры сгорания выводят через перфорации наружной стенки в свободный объем корпуса устройства, вторую камеру сжигания, куда дополнительно подают воздух, предварительно нагретый в рекуперативном теплообменнике типа труба в трубе, сформированном патрубками подачи воздуха и отвода газообразных продуктов горения. Эти газопотоки организовывают через перфорации наружной стенки встречно с помощью вытяжного вентилятора, смонтированного в отводящем патрубке, причем патрубок подачи воздуха сообщается с атмосферой. The air in the combustion chamber is supplied in excess exceeding the required amount for the oxidation reaction of the fuel mixture products during its combustion. The gaseous products of combustion from the combustion chamber are discharged through the perforations of the outer wall into the free volume of the device body, the second combustion chamber, where air is additionally supplied, previously heated in a recuperative heat exchanger such as a pipe in a pipe formed by pipes for supplying air and exhausting gaseous products of combustion. These gas flows are organized through the perforations of the outer wall in the opposite direction with the help of an exhaust fan mounted in the outlet pipe, the air supply pipe being in communication with the atmosphere.

Золу и твердый негорючий компонент, автоматически просыпающиеся через кольцевой зазор основания камеры сгорания, собирают в бункер и периодически удаляют по мере его заполнения. Ash and a solid non-combustible component, automatically waking up through the annular gap of the base of the combustion chamber, are collected in a hopper and periodically removed as it is filled.

Известный способ обеспечивает раздельное сжигание продуктов пиролиза топливной смеси внутри объемов устройства и окисление летучих горючих до конечных продуктов, которые выводят непосредственно в атмосферу. Твердый негорючий остаток в результате сжигания топливной смеси по этому способу представляет собой чистый минеральный продукт, экологически невредный, который может быть использован в хозяйственном обороте. Отводимые газообразные продукты горения могут применяться в качестве теплоносителя и утилизоваться. The known method provides separate combustion of the products of the pyrolysis of the fuel mixture within the volumes of the device and the oxidation of volatile fuels to end products, which are discharged directly into the atmosphere. The solid non-combustible residue resulting from the combustion of the fuel mixture by this method is a pure mineral product, environmentally friendly, which can be used in economic circulation. The exhaust gaseous products of combustion can be used as a coolant and disposed of.

Однако известному способу присущ недостаток, определяемый его аппаратурной реализацией, а именно низкая производительность. However, the known method has an inherent drawback, determined by its hardware implementation, namely low productivity.

Исходя из того, что нижняя часть камеры сгорания помещена внутри кольцевого коллектора, изолирующего от патрубка отвода, а центральней конусный объем занят дисковым воздухораспределителем, вывод газообразных продуктов горения возможен только в верхней части наружной стенки камеры сгорания. Это ухудшает газодинамику процесса, ограничивает рост рабочей температуры, и как следствие, приводит к неполному сгоранию топливной смеси и образованию коксового остатка, затрудняющего автоматическую самопроизвольную выгрузку, снижает производительность работ, требует увеличения габаритов реакционной зоны камеры сгорания и устройства в целом, то есть дополнительных капитальных затрат и производственных помещений. Based on the fact that the lower part of the combustion chamber is placed inside an annular collector that isolates from the branch pipe, and the central cone volume is occupied by a disk air distributor, the output of gaseous combustion products is possible only in the upper part of the outer wall of the combustion chamber. This worsens the gas dynamics of the process, limits the increase in operating temperature, and as a result, leads to incomplete combustion of the fuel mixture and the formation of a coke residue, which hinders automatic spontaneous unloading, reduces the productivity of work, requires an increase in the dimensions of the reaction zone of the combustion chamber and the device as a whole, i.e., additional capital costs and production facilities.

Свободное, произвольное распределение окисляющего воздуха из объема коллектора и центрального дискового распределителя через перфорации стенок камеры сгорания не обеспечивает необходимого газоприхода для подъема температуры сжигания в камере до заданной и требуемого градиента температуры по высоте камеры сгорания. The free, arbitrary distribution of oxidizing air from the volume of the collector and the central disk distributor through the perforations of the walls of the combustion chamber does not provide the necessary gas inlet to raise the combustion temperature in the chamber to a predetermined and required temperature gradient along the height of the combustion chamber.

Технический результат от реализации заявленного изобретения заключается в расширении технологических возможностей способа и его функциональных возможностей. The technical result from the implementation of the claimed invention is to expand the technological capabilities of the method and its functionality.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном способе сжигания топливной смеси из твердых материалов и конденсированных веществ, которую порционно загружают из бункера в газопроницаемую камеру сгорания, сформированную, смонтированными с периферийными кольцевым зазором в основании, наклоненными к оси наружной и внутренней стенками, сообщающимися с системой ориентированной подачи подогретого воздуха в избытке в камеру сгорания через зазоры в наружной стенке и зазоры между пластинами, образующими внутреннюю стенку, а газообразные продукты горения из камеры сгорания выводят встречно по зазорам в наружной стенке в свободный объем коаксиального рекуператора, где окисляют дополнительно подаваемым воздухом, после чего удаляют посредством вытяжной вентиляции, нагревая воздух в теплообменнике типа труба в трубе, причем золу и твердый негорючий компонент непрерывно выводят из камеры сгорания через периферийный кольцевой зазор, согласно изобретению воздух в камеру сгорания подают через обе газопроницаемые стенки, через которые встречно выводят газообразные продукты горения, в том числе в конусный объем, образованный внутренней стенкой, который сообщается с коаксиальным рекуператором, при этом в топливную смесь предварительно вводят, распределяя в объеме, деревянные опилки и/или древесные отходы в соотношении не менее 5: 1. The required technical result is achieved by the fact that in the known method of burning a fuel mixture of solid materials and condensed matter, which is portioned loaded from the hopper into a gas-permeable combustion chamber formed by mounted with a peripheral annular gap in the base, inclined to the axis of the outer and inner walls communicating with a system of oriented supply of heated air in excess to the combustion chamber through the gaps in the outer wall and the gaps between the plates forming the inner wall, and gaseous products of combustion from the combustion chamber are discharged counter-gaps in the outer wall into the free volume of the coaxial recuperator, where they are oxidized with additionally supplied air, and then removed by exhaust ventilation, heating the air in a tube-in-tube heat exchanger, the ash and solid non-combustible component being continuously discharged from the combustion chamber through a peripheral annular gap, according to the invention, air is supplied to the combustion chamber through both gas-permeable walls through which the gas sample is counter-discharged basic combustion products, including into the conical volume formed by the inner wall, which communicates with the coaxial recuperator, while wood sawdust and / or wood waste is introduced into the fuel mixture, distributing in volume, at least 5: 1.

Отличительные признаки обеспечили необходимую газодинамику в устройстве для сжигания топливной смеси и камере сгорания, что позволило использовать способ для качественного сжигания до конечных продуктов различных кусковых топливных смесей, содержащих горючие и негорючие составляющие, включающих конденсированные вещества. Distinctive features provided the necessary gas dynamics in the device for burning the fuel mixture and the combustion chamber, which made it possible to use the method for high-quality combustion of various lumpy fuel mixtures containing combustible and non-combustible components, including condensed substances, to final products.

Принудительная, ориентированная подача подогретого окисляющего воздуха дифференцированно по реакционным зонам камеры сгорания встречно через обе ее стенки позволяет повысить динамику горения и полноту сгорания топливной смеси из твердых материалов и конденсированных веществ. The forced, oriented supply of heated oxidizing air differentially across the reaction zones of the combustion chamber counterclockwise through both its walls makes it possible to increase the combustion dynamics and the completeness of combustion of the fuel mixture from solid materials and condensed substances.

Вывод газообразных продуктов горения из камеры сгорания в обе стороны от газопроницаемых стенок камеры сгорания и использование свободного конусного объема, образованного внутренней стенкой для полного экспрессивного сжигания летучих, повышает эффективность и производительность способа. The withdrawal of gaseous products of combustion from the combustion chamber on both sides of the gas-permeable walls of the combustion chamber and the use of the free conical volume formed by the inner wall for the complete express combustion of volatiles, increases the efficiency and productivity of the method.

Оптимизированное соотношение нефтешламов и связующего горючего (опилок) в топливной смеси обеспечивает образование кускового горючего материала, приспособленного для сжигания по предложенному способу, реализованному в известной камере сгорания, с автоматическим самопроизвольным перемещением массы кускового топлива вдоль реакционных зон, скольжением по конической поверхности внутренней стенки. При этом обеспечивается оптимальный газодинамический режим, необходимые газопроницаемость сжигаемого топлива и фильтрация встречных газопотоков. The optimized ratio of oil sludge and binder fuel (sawdust) in the fuel mixture provides the formation of lump combustible material adapted for burning according to the proposed method, implemented in the known combustion chamber, with automatic spontaneous movement of lumpy fuel mass along the reaction zones, sliding along the conical surface of the inner wall. This ensures the optimal gas-dynamic regime, the necessary gas permeability of the combusted fuel and filtering the oncoming gas flows.

Оптимизированное содержание древесных опилок, горючего связующего определено формированием требуемой дисперсности топливной смеси и обеспечивает необходимую ее газопроницаемость. The optimized content of sawdust, a combustible binder is determined by the formation of the required dispersion of the fuel mixture and provides the necessary gas permeability.

Включение в состав сжигаемой топливной смеси большего массового количества древесных опилок обеспечит заданный режим горения, не меняя технологии по существу, обеспечивая уничтожение отходов деревозаготовки и переработки (коры, щепы, опилок), производительно, эффективно, с соблюдением требований экологии. The inclusion in the composition of the combustible fuel mixture of a larger mass of sawdust will provide the desired combustion mode, without changing the technology in essence, ensuring the destruction of wood waste and processing (bark, wood chips, sawdust), efficiently, effectively, in compliance with environmental requirements.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества как эффекта суммы, неприсущего признакам в разобщенности, а не суммы их эффектов. Consequently, each essential attribute is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve the novelty of quality as an effect of the sum inherent in the signs of disunity, and not the sum of their effects.

Заявленное техническое решение обладает изобретательским уровнем, потому что для специалиста теплотехники и термодинамики оно явным образом не следует из уровня техники, сравнение с выявленными аналогами которого позволяет сделать вывод о том, что способ сжигания кусковой топливной смеси является новым, и его возможно практически использовать в существующем оборудовании, то есть соответствует критериям патентоспособности. The claimed technical solution has an inventive step, because for a specialist in heat engineering and thermodynamics it does not explicitly follow from the prior art, a comparison with the identified analogues of which allows us to conclude that the method of burning lumpy fuel mixture is new, and it can be practically used in existing equipment, that is, meets the criteria of patentability.

Предложенный способ содержит следующую совокупность технологических операций:
- предварительно перед сжиганием топливную смесь готовят смешиванием нефтешламов с древесными кусковыми отходами и/или деревянными опилками в заданном массовом соотношении структурных компонентов,
- разогревают камеру сгорания,
- проводят порционную загрузку кусковой смеси в бункер,
- автоматически перемещают топливную смесь из бункера загрузки в камеру сгорания по коническому ее центральному выступу,
- ориентированно подают предварительно подогретый в рекуперативном теплообменнике типа труба в трубе окисляющий воздух через обе перфорированные стенки камеры сгорания,
- окисляющий воздух в устройство подают в избытке, в камеру сгорания и в свободный объем коаксиального рекуператора для сгорания летучих,
- газообразные продукты пиролиза отделяют от твердой фазы топливной смеси, которая сгорает в газопроницаемой камере,
- через обе перфорированные стенки камеры сгорания выводят газообразные продукты горения в свободный объем корпуса, где их принудительно перемешивают с окисляющим воздухом, дожигая до конечных продуктов окисления,
- газообразные продукты горения выводят в конусный свободный объем, образованный внутренней стенкой, который сообщается с коаксиальным рекуператором,
- газообразные продукты горения топливной смеси выводят из камеры сгорания через перфорации обеих стенок, встречно потокам окисляющего воздуха,
- газообразные продукты горения из второй камеры сгорания выводят через вытяжной патрубок отвода, связанный с вентилятором,
- зону и твердый негорючий компонент, минеральный остаток (песок), непрерывно выводят из камеры сгорания через периферийный кольцевой зазор в основании камеры сгорания, между наклоненными к оси стенками.The proposed method contains the following set of technological operations:
- previously, before burning, the fuel mixture is prepared by mixing oil sludge with lumpy wood waste and / or sawdust in a predetermined mass ratio of structural components,
- warm the combustion chamber,
- spend portion loading of lump mixture in the hopper,
- automatically move the fuel mixture from the hopper to the combustion chamber along its conical central protrusion,
- oriented oxidizing air is preliminarily fed preheated in a recuperative heat exchanger of the tube-in-tube type through the two perforated walls of the combustion chamber,
- oxidizing air is supplied to the device in excess, into the combustion chamber and into the free volume of the coaxial recuperator for the combustion of volatile,
- gaseous pyrolysis products are separated from the solid phase of the fuel mixture, which burns in a gas-permeable chamber,
- through both perforated walls of the combustion chamber, gaseous combustion products are removed into the free volume of the housing, where they are forcedly mixed with oxidizing air, afterburning to the final oxidation products,
- gaseous products of combustion are discharged into the conical free volume formed by the inner wall, which communicates with the coaxial recuperator,
- gaseous products of combustion of the fuel mixture are removed from the combustion chamber through perforations of both walls, counter to the flow of oxidizing air,
- gaseous combustion products from the second combustion chamber are discharged through an exhaust pipe connected to a fan,
- the zone and the solid non-combustible component, the mineral residue (sand), is continuously removed from the combustion chamber through a peripheral annular gap at the base of the combustion chamber, between the walls inclined to the axis.

Заявляемый способ реализуется в усовершенствованном устройстве. The inventive method is implemented in an improved device.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, где схематично изображены:
на фиг.1 - общий вид устройства:
на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.The essence of the proposed invention is illustrated in the drawing, which schematically shows:
figure 1 - General view of the device:
figure 2 is a section along aa in figure 1.

В корпусе 1 устройства для сжигания топливной смеси твердых материалов и конденсированных веществ (фиг. 1) размещена камера 2 сгорания, которая сформирована двумя наклоненными к оси (коаксиальными коническими) наружной стенкой 3 и внутренней стенкой 4, смонтированными с периферийным кольцевым зазором 5 в основании. Наружная стенка 3 образована набором колец 6 с убывающими диаметрами кверху, установленных с частичным перекрытием и зазорами 7. Внутренняя стенка 4 камеры 2 ограничена сверху коническим наружным профилем центрального распределителя топливной смеси 8. In the housing 1 of the device for burning the fuel mixture of solid materials and condensed substances (Fig. 1), a combustion chamber 2 is placed, which is formed by two outer wall 3 inclined to the axis (coaxial conical) and inner wall 4 mounted with a peripheral annular gap 5 at the base. The outer wall 3 is formed by a set of rings 6 with decreasing diameters up, installed with partial overlap and gaps 7. The inner wall 4 of the chamber 2 is bounded above by the conical outer profile of the central distributor of the fuel mixture 8.

Внутренняя стенка 4 выполнена из набора дисковых пластин 9 разного диаметра по убывающей снизу вверх, собранных через равные зазоры 10, образуя наружную коническую перфорированную поверхность, общую с камерой 2 сгорания, с углом естественного откоса для кускового топлива. Дисковые пластины 9 имеют осевые отверстия, которые в сборе образуют свободный объем 11 коаксиального рекуператора, где в центре установлен патрубок 12 подачи окисляющего воздуха, оснащенный трубчатыми воздуховодами 13 и выходными отверстиями 14. The inner wall 4 is made of a set of disk plates 9 of different diameters in decreasing order from bottom to top, assembled through equal gaps 10, forming an outer conical perforated surface common with the combustion chamber 2, with an angle of repose for lump fuel. The disk plates 9 have axial openings that assembled to form the free volume 11 of the coaxial recuperator, where an oxidizing air supply pipe 12 is installed in the center, equipped with tubular air ducts 13 and outlet openings 14.

Выходы трубок воздуховодов 13 помещены в зазорах 10 между пластинами 9 на разной высоте, наглухо закрытых обечайками 15 от свободного объема 11 для обеспечения заданного распределения (фиг. 2) подаваемого по центральному патрубку 12 воздуха. При этом часть зазоров 10 не сообщается с воздуховодами 13, а коммутируют камеру 2 сгорания и свободные объемы 11 и 16, сообщающиеся между собой и выполняющие функции второй камеры сгорания для летучих горючих, газообразных продуктов пиролиза из камеры 2 сгорания. В продольном сечении внутренняя стенка 4 (фиг.1) представляет собой многоканальную решетку. The outputs of the ducts 13 are placed in the gaps 10 between the plates 9 at different heights, tightly closed by the shells 15 from the free volume 11 to ensure a given distribution (Fig. 2) of the air supplied through the central pipe 12. In this case, part of the gaps 10 is not connected with the air ducts 13, but the combustion chamber 2 and the free volumes 11 and 16 are switched, communicating with each other and acting as a second combustion chamber for volatile combustible, gaseous pyrolysis products from the combustion chamber 2. In a longitudinal section, the inner wall 4 (Fig. 1) is a multi-channel grating.

На периферии корпуса 1 выполнена рубашка 17, которая имеет входные отверстия 18 коммуникации с атмосферой и сообщающаяся с открытым торцем патрубка 12, закрепленного в днище 19 корпуса 1, там же расположена секторная шиберная заслонка 20, а для сбора золы и минерального остатка после сжигания топливной смеси в камере 2 сгорания под заслонкой 20 установлен съемный бункер 21. A shirt 17 is made on the periphery of the housing 1, which has inlet openings 18 for communicating with the atmosphere and communicating with the open end of the nozzle 12 fixed in the bottom 19 of the housing 1, there is also a sector slide gate 20, and for collecting ash and mineral residue after burning the fuel mixture in the combustion chamber 2, a removable hopper 21 is installed under the shutter 20.

В верхней части рубашка 17 (фиг.1 и 2) связана каналами 22 через отверстия 23 со свободным объемом 16 коаксиального рекуператора и с трубчатыми воздуховодами 24, которые смонтированы в радиальных зазорах 7 частично совмещенных по высоте соседних колец 6 наружной стенки 3 камеры 2 таким образом, что сохраняется сообщение свободного объема 16 с камерой 2 сгорания. In the upper part, the shirt 17 (Figs. 1 and 2) is connected by channels 22 through openings 23 with the free volume 16 of the coaxial recuperator and with tubular air ducts 24, which are mounted in radial clearances 7 partially aligned along the height of adjacent rings 6 of the outer wall 3 of chamber 2 in this way that the message is stored free space 16 with the combustion chamber 2.

Свободный объем 16 коаксиального рекуператора сверху закрыт монтажной плитой 25, а снизу ограничен несущим кольцом 26 под стойки 27 внутренней стенки 4 и трубчатого сепаратора 28. The free volume 16 of the coaxial recuperator is closed from above by a mounting plate 25, and below it is limited by a bearing ring 26 under the posts 27 of the inner wall 4 and the tubular separator 28.

Цилиндрическая обечайка 29 свободного объема 16 коаксиального рекуператора между плитой 25 и кольцом 26 вписана в отводящий патрубок 30 квадратной формы и тем самым связывает его объем под кольцом 26 посредством угловых каналов 31 (фиг.2) с объемом патрубка 30 над монтажной плитой 25. The cylindrical shell 29 of the free volume 16 of the coaxial recuperator between the plate 25 and the ring 26 is inscribed in the outlet pipe 30 of a square shape and thereby connects its volume under the ring 26 through the angular channels 31 (Fig. 2) with the volume of the pipe 30 above the mounting plate 25.

Наружная стенка 3 камеры 2 совмещена с бункером 32 загрузки, вокруг которого смонтирован отводящий патрубок 30 с периферийным ресивером 33, снабженным патрубком 34 вытяжки, сообщающимся с вентилятором (не показан). The outer wall 3 of the chamber 2 is aligned with the hopper 32 of the load, around which the outlet pipe 30 is mounted with a peripheral receiver 33, equipped with an exhaust pipe 34 in communication with a fan (not shown).

Работает устройство следующим образом. При включенном вытяжном вентиляторе патрубка 30 в камере 2 разжигают легко воспламеним кусковое топливо, например деревянную щепу, бумагу, картон, которыми заполняют объем камеры 2 сгорания. Затем камеру 2 сгорания заполняют опилками, при сгорании которых камера 2 разогревается до рабочей температуры, когда становится возможным сжигать твердые материалы и конденсированные вещества. The device operates as follows. When the exhaust fan of the nozzle 30 in the chamber 2 is ignited, lighter fuel, for example wood chips, paper, cardboard, with which the volume of the combustion chamber 2 is filled, is ignited. Then the combustion chamber 2 is filled with sawdust, during the combustion of which the chamber 2 is heated to operating temperature, when it becomes possible to burn solid materials and condensed matter.

Материалы, содержащие нефтепродукты, предварительно смешивают с опилками, древесными отходами, например, осадки нефтехранилищ (в соотношении, мас.%: нефть - 10, песок - 70 и опилки - 20), формируя кусковое топливо. Materials containing petroleum products are pre-mixed with sawdust, wood waste, for example, sediments of oil storage facilities (in the ratio, wt.%: Oil - 10, sand - 70 and sawdust - 20), forming lumpy fuel.

Кусковое топливо загружается в бункер 32, из которого под действием гравитационных сил оно самопроизвольно заполняет камеру 2 сгорания, перемещаясь по конической поверхности внутренней стенки 4, и при этом воспламеняется и сгорает. Lump fuel is loaded into the hopper 32, from which, under the influence of gravitational forces, it spontaneously fills the combustion chamber 2, moving along the conical surface of the inner wall 4, and at the same time ignites and burns.

Посредством вытяжной вентиляции в отводящем патрубке 30 внутри устройства создается разряжение, засасывающее атмосферный воздух через отверстия 18 в кольцевую рубашку 17, по которой окисляющий воздух поступает в каналы 22 и в центральный патрубок 12. Из каналов 22 окисляющий воздух распределяется по воздуховодам 24 и далее поступает в камеру 2 сгорания через ее наружную стенку 3. Through exhaust ventilation in the outlet pipe 30, a vacuum is created inside the device, which sucks in atmospheric air through openings 18 into the annular jacket 17, through which oxidizing air enters the channels 22 and into the central pipe 12. From the channels 22, the oxidizing air is distributed through the air ducts 24 and then enters the combustion chamber 2 through its outer wall 3.

Из центрального патрубка 12 окисляющий воздух поступает к внутренней стенке 4 по ее воздуховодам 13 локально, между пластинами 9 в зазоры 10, откуда ориентированно подается в камеру 2 сгорания с противной стороны, через стенку 4. From the central pipe 12, the oxidizing air enters the inner wall 4 through its ducts 13 locally, between the plates 9, into the gaps 10, from where it is oriented to the combustion chamber 2 from the opposite side, through the wall 4.

Таким образом, патрубки подвода окисляющего воздуха посредством патрубка 12, каналов 22 и воздуховодов 13 и 24 закреплены непосредственно на обеих стенках 3, 4 камеры 2 сгорания. Thus, the pipes for supplying oxidizing air through the pipe 12, channels 22 and ducts 13 and 24 are mounted directly on both walls 3, 4 of the combustion chamber 2.

Камеры 2 спрофилирована с уменьшением поперечного сечения книзу для снижения толщины прослойки топлива, где необходимы повышенная температура и скорость горения без коксообразования. Для полноты сгорания топливной смеси окисляющий воздух подается с избытком относительно потребного количества для реакции окисления. Chamber 2 is profiled with a decrease in the cross section down to reduce the thickness of the fuel layer, where an increased temperature and burning rate without coke formation are required. To complete the combustion of the fuel mixture, oxidizing air is supplied in excess of the required amount for the oxidation reaction.

Газообразные продукты пиролиза из камеры 2 удаляются через зазоры 7 между кольцами 6 наружной стенки 3 в свободный объем 16 коаксиального рекуператора и через зазоры 10 внутренней стенки 4 в свободный объем 11 коаксиального рекуператора. Газообразные продукты пиролиза активно перемешиваются с избытком окисляющего воздуха в камере 2 сгорания, зазорах 7 наружной стенки 3 и в зазорах 10 конической внутренней стенки 4, а также поперечными струями воздуха непосредственно из отверстий 23 в свободном объеме 16 коаксиального рекуператора и из отверстий 14 центрального патрубка 12 в свободном объеме 11 коаксиального рекуператора, что обеспечивает полноту их сгорания. Gaseous pyrolysis products from the chamber 2 are removed through the gaps 7 between the rings 6 of the outer wall 3 into the free volume 16 of the coaxial recuperator and through the gaps 10 of the inner wall 4 into the free volume 11 of the coaxial recuperator. The gaseous products of pyrolysis are actively mixed with excess oxidizing air in the combustion chamber 2, the gaps 7 of the outer wall 3 and in the gaps 10 of the conical inner wall 4, as well as by transverse jets of air directly from the openings 23 in the free volume 16 of the coaxial recuperator and from the openings 14 of the central pipe 12 in the free volume of 11 coaxial recuperator, which ensures the completeness of their combustion.

Газообразные продукты горения из объемов 16 и 11, смешиваясь между собой и окончательно догорая (доокисляя возможные остатки не полностью сгоревших частиц), поступают через сепаратор 28 в отводящий патрубок 30. Далее газообразные продукты горения перемещаются по угловым каналам 31 корпуса 1 вверх и через ресивер 33 выводятся в вытяжной патрубок 34. При этом возможные пылевидные остатки сгоревших частиц оседают в сепараторе 27 на шиберную заслонку 20, таким образом из устройства в атмосферу непосредственно выходят экологически чистые газообразные продукты горения. Gaseous products of combustion from volumes 16 and 11, mixed together and finally burned out (after oxidizing possible residues of incompletely burned particles), pass through a separator 28 to the outlet pipe 30. Next, the gaseous products of combustion move upward through the angular channels 31 of the housing 1 and through the receiver 33 are discharged into the exhaust pipe 34. In this case, the possible dusty residues of the burnt particles are deposited in the separator 27 on the gate valve 20, thus environmentally friendly gaseous gases directly enter the atmosphere from the device combustion products.

Учитывая, что все газоводы устройства выполнены по схеме рекуперативного теплообменника типа труба в трубе, то отводимые газообразные продукты нагревают частью своего тепла встречные потоки окисляющего воздуха до температуры порядка 400^oС, что обеспечивает повышение рабочей температуры в камере 2 сгорания, автономно, без внешних источников энергии, и, следовательно, производительности сжигания топливной смеси.Given that all the gas ducts of the device are made according to the scheme of a recuperative heat exchanger of the pipe-in-pipe type, the vented gaseous products heat part of their heat by the opposite flows of oxidizing air to a temperature of the order of 400 ^o С, which ensures an increase in the operating temperature in the combustion chamber 2, autonomously, without external sources energy, and therefore the performance of burning the fuel mixture.

В кольцевом ресивере 33 газообразные продукты горения расширяются и затормаживаются, нагревая бункер 32 загрузки и подсушивая конвективным теплом топливную смесь в нем. При этом испаряемая влага удаляется через его открытый торец, что способствует повышению эффективности горения в камере 2 без потерь на предварительный нагрев топливной смеси. In the annular receiver 33, the gaseous products of combustion expand and slow down, heating the loading hopper 32 and drying the fuel mixture in it with convective heat. In this case, the evaporated moisture is removed through its open end, which helps to increase the combustion efficiency in the chamber 2 without loss of pre-heating of the fuel mixture.

Слой топливной смеси в бункере 32 загрузки создает большое гидравлическое сопротивление для газов в камере 3 сгорания и может быть выполнен открытым. The layer of the fuel mixture in the hopper 32 of the load creates a large hydraulic resistance for gases in the combustion chamber 3 and can be made open.

По мере сгорания топливной смеси она оседает в камере 2, а минеральные негорючие остатки в виде чистого песка просыпаются, увлекаемые газовыми потоками в кольцевой зазор 5 между стенками 3 и 4, освобождая ее объем под грузом оседающей массы топливной смеси. As the fuel mixture burns, it settles in chamber 2, and mineral non-combustible residues in the form of pure sand wake up, carried away by gas flows into the annular gap 5 between walls 3 and 4, freeing its volume under the load of the settling mass of the fuel mixture.

Газообразные продукты горения, выводимые по патрубку 30 вверх, отделяются от минеральных остатков в трубчатом сепараторе 28, которые собираются на шиберной заслонке 20 и накапливаются в устройстве. Периодически, выдвигая наружу сектора заслонки 20, минеральные остатки (золу и песок) пересыпают в бункер 21 до заполнения, после чего бункер 21 извлекают из корпуса 1, освобождают и возвращают на место. The gaseous products of combustion, discharged upward through the pipe 30, are separated from the mineral residues in the tubular separator 28, which are collected on the slide gate 20 and accumulate in the device. Periodically, pushing out the sectors of the shutter 20, the mineral residues (ash and sand) are poured into the hopper 21 until it is full, after which the hopper 21 is removed from the housing 1, released and returned to its place.

По мере выгорания топливной смеси в камере 2 сгорания и оседания ее в бункере 32 до заданного уровня, который автоматически или визуально контролируется, порция топливной смеси добавляется в бункер 32. As the fuel mixture burns out in the combustion chamber 2 and settles in the hopper 32 to a predetermined level, which is automatically or visually controlled, a portion of the fuel mixture is added to the hopper 32.

Предложенное техническое решение позволило перераспределить газовую смесь для полного динамического сжигания в свободном объеме корпуса 1, вне камеры 2 сгорания с кусковым топливом. The proposed technical solution made it possible to redistribute the gas mixture for complete dynamic combustion in the free volume of the housing 1, outside the combustion chamber 2 with lump fuel.

Предложенное техническое решение обеспечивает эффективное полное сжигание топливной кусковой смеси, включающей минеральные негорючие вещества. The proposed technical solution provides effective complete combustion of the fuel lump mixture, including mineral non-combustible substances.

Способ универсален по сжигаемым топливным смесям и по режимам горения, которые принудительно регулируются варьированием расхода и места подачи окисляющего воздуха, имеет автоматическую самопроизвольную выгрузку чистого твердого минерального остатка из камеры сгорания, раздельно от газообразных продуктов горения, окисляемых внутри корпуса до конечных продуктов, выводимых непосредственно в атмосферу. The method is universal in terms of combustible fuel mixtures and combustion modes, which are forcedly controlled by varying the flow rate and the place of supply of oxidizing air, has automatic spontaneous unloading of pure solid mineral residue from the combustion chamber, separately from the gaseous products of combustion, oxidized inside the body to the final products discharged directly to the atmosphere.

Заявленное изобретение предназначено для утилизации маслоотходов металлургии и машиностроения, ликвидации разливов сырой нефти, смешанной с минеральными частицами почвы, для переработки иных нефтешламов, например отстоев в нефтехранилищах. The claimed invention is intended for the disposal of oil waste from metallurgy and mechanical engineering, the elimination of spills of crude oil mixed with mineral particles of the soil, for the processing of other sludge, for example, sludge in oil storage facilities.

Предложенный новый способ сжигания кусковой топливной смеси характеризуется функциональной надежностью, полнотой сжигания компонентов топливной смеси до конечных экологически невредных продуктов окисления, разделяемых фракционно, удобен для утилизации, экономически и технологически прост в реализации. The proposed new method of burning lumpy fuel mixture is characterized by functional reliability, the completeness of burning the components of the fuel mixture to the final environmentally friendly oxidation products, separated fractionally, convenient for disposal, economically and technologically simple to implement.

Claims

1. The method of burning a fuel mixture of solid materials and condensed matter, which is portioned loaded from the hopper into a gas-permeable combustion chamber formed by mounted with a peripheral annular gap in the base, inclined to the axis of the outer and inner walls, communicating with the system of oriented supply of heated air in excess the combustion chamber through the gaps in the outer wall and the gaps between the plates forming the inner wall, and the gaseous products of combustion from the combustion chamber output meetings about the gaps in the outer wall into the free volume of the coaxial recuperator, where they are oxidized with additionally supplied air, and then removed by exhaust ventilation, heating the air in a pipe-in-tube heat exchanger, the ash and solid non-combustible component being continuously removed from the combustion chamber through a peripheral annular gap, characterized in that air is supplied to the combustion chamber through both gas-permeable walls through which gaseous combustion products are counter-output, including into the conical volume formed Cored oil wall which communicates with a coaxial heat exchanger.

2. The method of burning the fuel mixture according to p. 1, characterized in that the wood fuel and / or lumpy wood waste in a ratio of at least 5: 1 are first introduced into the fuel mixture, distributing in volume.