RU2387926C1 - Vertical furnace - Google Patents
Vertical furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387926C1 RU2387926C1 RU2009108202/03A RU2009108202A RU2387926C1 RU 2387926 C1 RU2387926 C1 RU 2387926C1 RU 2009108202/03 A RU2009108202/03 A RU 2009108202/03A RU 2009108202 A RU2009108202 A RU 2009108202A RU 2387926 C1 RU2387926 C1 RU 2387926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- combustion
- combustion chamber
- chamber
- air supply
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для переработки твердых и жидких материалов огневым методом и может быть использовано в вертикальных печах с отдельной камерой сгорания для сжигания медицинских, промышленных и бытовых отходов.The invention relates to a device for processing solid and liquid materials by the fire method and can be used in vertical furnaces with a separate combustion chamber for burning medical, industrial and household waste.
Уровень данной области техники характеризуют устройства для сжигания кускового органического топлива, включающие сообщающиеся между собой камеру сгорания, связанную с загрузочным бункером, и камеру сжигания газообразных продуктов пиролиза, сообщающуюся выводящим трубопроводом с вытяжным насосом, при этом обе камеры содержат распределенные каналы подвода избыточного воздуха, который обеспечивает дожигание до конечных продуктов окисления, а также камеру рекуперации и сборник удаляемой золы (см., например, патенты RU 2182685, F23G 5/14, 2002 г. и 55937, F23G 7/00, 2006 г.).The level of this technical field is characterized by devices for burning lumpy organic fuel, including a combustion chamber connected to each other, connected to a feed hopper, and a chamber for burning gaseous pyrolysis products, communicating with an exhaust pipe with an exhaust pump, while both chambers contain distributed channels for supplying excess air, which provides afterburning to the final oxidation products, as well as a recovery chamber and a collection of removable ash (see, for example, patents RU 2182685, F23G 5/14, 2002 and 559 37, F23G 7/00, 2006).
Эти компактные производительные печи характеризуются сложным конструктивным устройством и технологическим обслуживанием при сжигании различных по составу и фракционности топливных смесей.These compact production furnaces are characterized by a complex structural device and technological maintenance during the combustion of fuel mixtures of various composition and fractionation.
Кроме того, в отводящих каналах и ресивере описанных устройств возможна рекомбинация диоксинов и фуранов, которые не нейтрализуются, что при отсутствии фильтрующих устройств отходящих газов определяет выброс вредных и токсичных веществ: пары металлов, диоксины, хлориды, фураны, полиароматические углеводороды - попадают в атмосферу.In addition, in the outlet channels and receiver of the described devices, it is possible to recombine dioxins and furans, which are not neutralized, which in the absence of exhaust gas filtering devices determines the emission of harmful and toxic substances: metal vapors, dioxins, chlorides, furans, polyaromatic hydrocarbons - enter the atmosphere.
Отмеченные недостатки устранены в установке для термической переработки твердых отходов по патенту RU 2137044, F 23G 5/14, 1999 г., который по технической сущности и числу совпадающих существенных признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенной печи.The noted drawbacks are eliminated in the installation for the thermal processing of solid waste according to patent RU 2137044, F 23G 5/14, 1999, which is selected as the closest analogue of the proposed furnace by the technical nature and the number of matching essential features.
Известная установка содержит вертикальную печь в составе: камера сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления зольного остатка и камера дожигания с газоходом для вывода отходящих газов. Далее установка включает скруббер и блок фильтрации газов с бункером-накопителем пыли.The known installation contains a vertical furnace consisting of: a combustion chamber with a hopper for loading waste and an outlet for removing ash residue and an afterburner with a flue for exhaust gases. The installation further includes a scrubber and a gas filtration unit with a dust storage bin.
Особенностью известной вертикальной печи является то, что камера сжигания сообщена с размещенной над ней и соосно камерой дожигания аэрозольных продуктов горения посредством отверстия в разделительном своде, а газоход, размещенный перпендикулярно стенке камеры дожигания, выполнен в виде щелевого рекуператора типа труба в трубе.A feature of the known vertical furnace is that the combustion chamber is in communication with the aerosol combustion products afterburning placed above and coaxially through the hole in the separation arch, and the gas duct, perpendicular to the wall of the afterburner, is made in the form of a slit tube-type recuperator in the pipe.
Один конец внутренней трубы рекуператора свободно входит в камеру дожигания в верхней ее части, а другой конец внутренней трубы сообщается с камерой нейтрализации вредных и токсичных компонентов отходящего аэрозоля.One end of the inner pipe of the recuperator freely enters the afterburner in its upper part, and the other end of the inner pipe communicates with the chamber for neutralizing harmful and toxic components of the exhaust aerosol.
Размещение камеры дожигания продуктов неполного горения (углеродистой пыли, окиси углерода, водорода), выносимых с газом из соосной нижерасположенной камеры сгорания, обеспечивает оптимальные условия для дожигания, так как они соединяются центральным отверстием промежуточного свода, проходное сечение которого значительно меньше диаметра камеры дожигания. При этом скорость газа падает и продукты неполного горения в присутствии воздуха дожигаются до двуокиси углерода и паров воды.The placement of the afterburning chamber of incomplete combustion products (carbon dust, carbon monoxide, hydrogen) carried with gas from the coaxial downstream combustion chamber provides optimal conditions for afterburning, since they are connected by the central opening of the intermediate arch, the passage section of which is much smaller than the diameter of the afterburner. In this case, the gas velocity decreases and the products of incomplete combustion in the presence of air are burned to carbon dioxide and water vapor.
Отходящие газы дополнительно обрабатываются в рекуператоре, где в камере нейтрализации аэрозоль при температуре 1000-1050°С подвергается обработке щелочным раствором, впрыскиваемым через форсунку, при этом кислотные составляющие переводят в безвредные натриевые соли.The exhaust gases are additionally treated in a recuperator, where in an neutralization chamber an aerosol at a temperature of 1000-1050 ° C is treated with an alkaline solution injected through a nozzle, while the acidic components are converted into harmless sodium salts.
Охлажденный при этом газ до температуры 950-1000°С, оптимальной для восстановления окислов азота, взаимодействует с впрыскиваемый через дополнительную форсунку раствором карбамида.At the same time, the gas cooled to a temperature of 950-1000 ° C, which is optimal for the reduction of nitrogen oxides, interacts with a urea solution injected through an additional nozzle.
Недостатком известной печи является технологическая сложность дополнительной обработки отходящих газообразных продуктов, наличие вредных и токсичных веществ в которых определено несовершенством конструкции двухкамерной печи с неоптимизированным процессом сжигания твердых материалов до конечных продуктов окисления.A disadvantage of the known furnace is the technological complexity of the additional processing of exhaust gaseous products, the presence of harmful and toxic substances in which is determined by the imperfection of the design of a two-chamber furnace with an unoptimized process of burning solid materials to the final oxidation products.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей и функциональной надежности вертикальной двухкамерной печи при улучшении ее экологичности.The problem to which the present invention is directed, is to expand the technological capabilities and functional reliability of a vertical two-chamber furnace while improving its environmental friendliness.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной вертикальной печи, содержащей камеру сжигания с окном загрузки непрерывно подаваемого твердого фрагментированного материала, размещаемого на колоснике, под которым установлены лотки удаления золы, и связанную с камерой сжигания посредством центрального отверстия в промежуточном своде камеру дожигания газообразных продуктов горения, оснащенную установленным нормально относительно продольной оси отводящим патрубком, согласно изобретению центральное отверстие промежуточного свода выполнено в форме сопла, проходное сечение которого составляет 9-13% поперечного сечения камер, а высота сопла сопоставима двум его диаметрам, при этом сопло оснащено двумя рядами распределенных каналов подачи воздуха, направленных в камеру дожигания под углом 30°, в лотках удаления золы установлены шнековые транспортеры, над которыми размещен скребок, связанный с механизмом поперечной подачи, а колосник выполнен трубчатым с перфорациями, соединен с системой подачи воздуха и снабжен ворошителем, выполненным в виде эксцентриков, кинематически связанных с приводом реверсивного поворота, при этом на выходе камеры дожигания смонтирован аварийный клапан, выполненный в форме шарнирно закрепленной крышки, которая через рычаг связана с ручным приводом.The required technical result is achieved in that in a known vertical furnace containing a combustion chamber with a loading window for continuously supplied solid fragmented material placed on a grate, under which ash removal trays are installed, and a gaseous products afterburner connected to the combustion chamber through a central opening in the intermediate arch of combustion, equipped with a discharge nozzle, normally installed relative to the longitudinal axis, according to the invention, a central bore between the exact arch is made in the form of a nozzle, the passage section of which is 9-13% of the cross section of the chambers, and the height of the nozzle is comparable to its two diameters, while the nozzle is equipped with two rows of distributed air supply channels directed to the afterburner at an angle of 30 ° in the removal trays auger conveyors are installed on the ash, over which there is a scraper connected with the transverse feed mechanism, and the grate is made tubular with perforations, connected to the air supply system and equipped with an agitator made in the form of an eccentric s kinematically associated with reverse rotation drive, wherein the output afterburner mounted emergency valve is configured in the form of a hinged cover which is connected via a lever with a manual drive.
Отличительные признаки обеспечили практически полное сжигание исходных различных материалов до конечных продуктов окисления в компактной экологичной печи.Distinctive features ensured the almost complete burning of the starting various materials to the final oxidation products in a compact eco-friendly furnace.
Предложенное техническое решение представляет собой совокупность конструкции двухкамерной вертикальной печи по прототипу и технологической схемы автотермического горения твердого кускового материала в среде избыточного кислорода, описанной в аналогах, которая, с учетом усовершенствований и дополнений, представляет собой качественно новое устройство, характеризующееся более высокими показателями назначения с получением на выходе практически конечных продуктов окисления.The proposed technical solution is a combination of the design of a two-chamber vertical furnace according to the prototype and the technological scheme of autothermal burning of solid lump material in an environment of excess oxygen, described in analogues, which, taking into account improvements and additions, is a qualitatively new device, characterized by higher destination with obtaining at the exit of almost final oxidation products.
Выполнение центрального отверстия промежуточного свода между камерами печи проходным сечением в диапазоне 9-13% от поперечного сечения ее структурных камер выбрано по следующим соображениям.The execution of the Central hole of the intermediate arch between the chambers of the furnace passage section in the range of 9-13% of the cross section of its structural chambers is selected for the following reasons.
При относительном размере проходного сечения коммуникационного отверстия менее 9% происходит пережим выходящего газовоздушного потока из камеры сжигания, что тормозит свободное движение в камеру дожигания, что может привести к скачку давления и затушить горение материала на колоснике.When the relative size of the passage section of the communication hole is less than 9%, the outgoing gas-air stream is clamped from the combustion chamber, which inhibits free movement into the afterburner, which can lead to a pressure jump and extinguish the combustion of the material on the grate.
При относительном размере проходного сечения отверстия коммуникации камер печи более 13% не обеспечивается требуемая эффективность перемешивания ламинарного потока газообразных продуктов горения с локально подаваемым дополнительным окисляющим воздухом, что снижает динамику дожигания продуктов горения и требует значительного увеличения высоты печи.With a relative size of the passage section of the communication hole of the furnace chambers of more than 13%, the required efficiency of mixing the laminar flow of gaseous products of combustion with locally supplied additional oxidizing air is not ensured, which reduces the dynamics of afterburning of combustion products and requires a significant increase in the height of the furnace.
Высота центрального сопла коммуникации камер вертикальной печи соответствует двум ее диаметрам, что необходимо для конструктивного размещения как минимум двух рядов наклонных каналов подачи окисляющего воздуха, обеспечивающих двуединую функцию: торможения газообразных продуктов горения в камере сжигания для полноты их сгорания и высокотемпературного окислительного пиролиза в в среде избыточного кислорода воздуха.The height of the central nozzle of the communication of the chambers of a vertical furnace corresponds to its two diameters, which is necessary for constructive placement of at least two rows of inclined oxidizing air supply channels providing a dual function: inhibition of gaseous products of combustion in the combustion chamber to complete their combustion and high-temperature oxidative pyrolysis in excess air oxygen.
Подача воздуха в сопло коммуникации камеры сгорания и камеры дожигания обеспечила более эффективный процесс послойного окислительного пиролиза при высокотемпературной деструкции твердого материала в среде избыточного кислорода воздуха. При этом происходит полное сгорание исходного материала практически до конечных продуктов окисления, не требующее дополнительных средств химической нейтрализации, механической сепарации и т.п.The air supply to the combustion nozzle of the combustion chamber and afterburner chamber ensured a more efficient process of layer-by-layer oxidative pyrolysis during high-temperature destruction of solid material in an atmosphere of excess oxygen. In this case, complete combustion of the starting material occurs almost to the final oxidation products, which does not require additional means of chemical neutralization, mechanical separation, etc.
Равное (сопоставимое) разделение воздуха в сопло промежуточного свода и под колосник отработано экспериментально для обеспечения по всей высоте печи избыточного содержания кислорода - активного окислителя.Equal (comparable) separation of air into the nozzle of the intermediate arch and under the grate was worked out experimentally to ensure that over the entire height of the furnace an excess oxygen content - an active oxidizing agent.
Верхний ряд воздушных каналов сопла предназначен для создания воздушной демпфирующей завесы на входе камеры дожигания, где в его конфузоре при расширении происходит торможение потока, что улучшает перемешивание воздуха с газообразными продуктами горения, поступающими из камеры сгорания.The upper row of nozzle air channels is designed to create an air damping curtain at the inlet of the afterburner, where flow is decelerated during expansion in its confuser, which improves air mixing with combustion gases coming from the combustion chamber.
Нижний ряд воздушных каналов сопла создает центральную высокоскоростную струю воздуха, которая инжектирует из камеры сгорания газообразные продукты горения, при этом продукты горения активно перемешиваются с окисляющим воздухом.The lower row of nozzle air channels creates a central high-speed stream of air that injects gaseous combustion products from the combustion chamber, while the combustion products are actively mixed with oxidizing air.
Принудительная струйная подача воздуха в сопле образует между рядами каналов уплотнение, которое в виде тромба блокирует свободное движение газообразных продуктов горения, задерживая в камере сгорания на время не менее 2 с, что способствует более полному их окислению.The forced jet air supply in the nozzle forms a seal between the rows of channels, which in the form of a thrombus blocks the free movement of gaseous products of combustion, holding in the combustion chamber for at least 2 s, which contributes to their more complete oxidation.
Совмещение центрального отверстия коммуникации камер печи в виде сопла, на выходе которого размещены каналы подвода окисляющего воздуха, повышает динамику потоков аэрозольных продуктов горения, организуя их подачу на дожигание разбавленным вторичным окисляющим воздухом.The combination of the central communication hole of the furnace chambers in the form of a nozzle, at the outlet of which there are channels for supplying oxidizing air, increases the dynamics of the flow of aerosol combustion products, organizing their supply for afterburning with diluted secondary oxidizing air.
Наклон подводящих каналов окисляющего воздуха в сопло между камерами формообразует центральный поток в камеру дожигания и разрежение под ним, обеспечивая тем самым инжекцию аэрозольных продуктов горения из камеры сжигания, которые активно перемешиваются с нагнетаемым воздухом, что способствует полному окислению продуктов горения: углеродистой пыли, окиси углерода, водорода и проч.The inclination of the oxidizing air supply channels into the nozzle between the chambers forms the central flow into the afterburner and rarefaction under it, thereby providing the injection of aerosol combustion products from the combustion chamber, which are actively mixed with the injected air, which contributes to the complete oxidation of the combustion products: carbon dust, carbon monoxide hydrogen and so on.
Выполнение угла наклона каналов подвода воздуха в сопло менее 25° к продольной оси не формирует устойчивого центрального потока, обеспечивающего активный подсос продуктов горения из камеры сгорания.Performing an angle of inclination of the air supply channels into the nozzle of less than 25 ° to the longitudinal axis does not form a stable central flow, which ensures an active intake of combustion products from the combustion chamber.
При выполнении этого угла более 35° в сопле повышается аэродинамическое сопротивление для свободного истечения продуктов горения в камере сгорания, которая запирается, что приводит к нарушению термодинамического процесса и повышению давление выше критического, что небезопасно.When this angle is greater than 35 °, the aerodynamic resistance increases for the free flow of combustion products in the combustion chamber, which is locked, which leads to a violation of the thermodynamic process and an increase in pressure above the critical value, which is unsafe.
Предложенное распределение подачи окисляющего воздуха по высоте печи обеспечивает автотермический процесс горения для максимального дожигания продуктов горения при оптимальных температурах в характерных срезах камер сгорания и дожигания.The proposed distribution of oxidizing air supply over the height of the furnace provides an autothermal combustion process for maximum afterburning of the combustion products at optimal temperatures in characteristic sections of the combustion and afterburning chambers.
Инжектируемые центральной струей воздуха, сформированной распределенными наклонными потоками из каналов нижнего ряда сопла, газообразные продукты демпфируются слоем воздуха, который образовался при торможении в конфузоре камеры дожигания. При этом происходит перемешивание дополнительного окисляющего воздуха с газовоздушной смесью за счет завихрений возникающей турбулизации потоков.Injected by a central air stream formed by distributed oblique flows from the channels of the lower nozzle row, the gaseous products are damped by a layer of air, which was formed during braking in the afterburner confuser. In this case, the mixing of additional oxidizing air with the gas-air mixture occurs due to the turbulence of the resulting flow turbulence.
Избыток диспергированного кислорода (положительный баланс в газовоздушной смеси) необходим для полного дожигания продуктов горения до конечных продуктов окисления.An excess of dispersed oxygen (a positive balance in the gas-air mixture) is necessary for the complete combustion of the combustion products to the final oxidation products.
Размещение в лотках удаления золы шнековых транспортеров обеспечивает автоматический принудительный вынос золы и шлаковых остатков, просыпающихся через колосник, за пределы печи, где их собирают в емкости для дальнейшей утилизации или переработки.Placement of screw conveyors in the ash removal trays provides automatic forced removal of ash and slag residues, waking up through the grate, outside the furnace, where they are collected in containers for further disposal or processing.
Периодически перемещаемый гидроцилиндром поперек пода печи скребок сгружает с пода золу и шлак в лотки со шнеками для удаления из печи, поддерживая тем самым стабильность распределения воздушных потоков из подколосникового пространства к сжигаемому материалу.A scraper periodically moved by the hydraulic cylinder across the hearth of the furnace unloads the ash and slag from the hearth into trays with screws for removal from the furnace, thereby maintaining the stability of the distribution of air flows from the under-head space to the material being burned.
Выполнение колосника трубчатым обеспечило совмещение с дополнительной функцией: в качестве трубопровода подачи воздуха, который служит хладагентом, предотвращая перегрев и конструкционное разупрочнение несущего тонкостенного колосника, предотвращая прогары стенок.The implementation of the grate tubular provided a combination with an additional function: as an air supply pipe, which serves as a refrigerant, preventing overheating and structural softening of the carrying thin-walled grate, preventing burnout of the walls.
Выполнение перфораций на донной поверхности трубчатого колосника исключает их забивание золой и шлаком, обеспечивая равномерное распределение окисляющего воздуха по всему сечению камеры сгорания, так как подколосниковое пространство выполняет функции ресивера, где струи воздуха, расширяясь, перемешиваются, давление выравнивается. Затем воздух равномерно распространяется через колосник к сжигаемому материалу.Performing perforations on the bottom surface of the tubular grate eliminates their clogging with ash and slag, ensuring a uniform distribution of oxidizing air over the entire cross section of the combustion chamber, since the armrest space serves as a receiver, where the air jets expand and mix, the pressure equalizes. Then the air evenly spreads through the grate to the combustible material.
Оснащение колосника эксцентриками, связанными с приводом их реверсивного поворота, обеспечивает ворошение сжигаемого материала, предотвращая образование сводов и разрушая спекшуюся корку материала. Это увеличивает контактную поверхность взаимодействия с окисляющим воздухом, увеличивает скорость горения и полноту сгорания кускового материала.Equipping the grate with eccentrics associated with the drive of their reverse rotation provides tedding of the combusted material, preventing the formation of arches and destroying the sintered crust of the material. This increases the contact surface of the interaction with oxidizing air, increases the burning rate and the completeness of combustion of bulk material.
Установка шарнирной крышки на отводящем патрубке камеры дожигания служит в открытом положении для обеспечения тяги при розжиге печи, а также выполняет функции аварийного клапана, если произойдет несанкционированный скачок давления. В первом случае крышку поворачивают вручную, во втором она открывается автоматически, при этом объем печи сообщается с атмосферой.The installation of the hinged cover on the outlet pipe of the afterburner serves in the open position to provide traction during the ignition of the furnace, and also acts as an emergency valve if an unauthorized pressure surge occurs. In the first case, the lid is rotated manually, in the second it opens automatically, while the volume of the furnace communicates with the atmosphere.
Выполнение в патрубке окна загрузки воздушной заслонки из канала, связанного с общей системой подачи воздуха, расширяет технологические возможности печи при сжигании твердых бытовых отходов без изоляции рабочего объема, при их порционной загрузке из питателя.The implementation in the nozzle of the loading window of the air damper from the channel associated with the common air supply system expands the technological capabilities of the furnace when burning solid household waste without isolating the working volume, when they are portioned from the feeder.
Дополнительная порция воздуха из этого канала активно перемешивается с горячими газообразными продуктами горения, окисляя их перед поступлением в сопло промежуточного свода, что способствует полноте сгорания различных материалов.An additional portion of air from this channel is actively mixed with hot gaseous products of combustion, oxidizing them before entering the intermediate arch nozzle, which contributes to the completeness of combustion of various materials.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача достигается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Consequently, each essential feature is necessary, and their combination is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in signs of disunity, that is, the stated technical problem is achieved not by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the attributes.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по термическому оборудованию, показал, что оно не известно, а с учетом возможности практического серийного изготовления вертикальной печи для сжигания твердых фрагментированных материалов можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for a specialist in thermal equipment, showed that it is not known, and given the possibility of practical serial production of a vertical furnace for burning solid fragmented materials, we can conclude its compliance with patentability criteria.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображена предлагаемая вертикальная печь.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the proposed vertical furnace.
Предлагаемая печь представляет собой установленные вертикально футерованные камеру 1 сжигания и камеру 2 дожигания, связанные между собой центральным соплом 3.The proposed furnace is a vertically lined combustion chamber 1 and an afterburner 2, interconnected by a central nozzle 3.
Печь оснащена системой 4 подачи окисляющего воздуха в равном объеме в трубчатый колосник 5 и в каналы 6 сопла 3.The furnace is equipped with an oxidizing air supply system 4 in equal volume to the tubular grate 5 and to the channels 6 of the nozzle 3.
Распределенные каналы 6 сопла 3 расположены в два ряда по высоте и наклонены под углом 30° к продольной оси и направлены в камеру 2 дожигания.The distributed channels 6 of the nozzle 3 are arranged in two rows in height and are inclined at an angle of 30 ° to the longitudinal axis and directed into the afterburner 2.
Выходные отверстия 7 трубчатого колосника 5 расположены на его донной поверхности.The outlet 7 of the tubular grate 5 is located on its bottom surface.
В колоснике 5 смонтированы ворошители 8, выполненные в форме эксцентриков, закрепленных на валу 9 привода их поворота (условно не показан).In the grate 5 mounted agitators 8, made in the form of eccentrics mounted on the shaft 9 of the drive to rotate them (conventionally not shown).
Над подом камеры 1 сжигания установлен скребок 10, закрепленный на штоке гидроцилиндра 11 поперечного его перемещения.Above the bottom of the combustion chamber 1, a scraper 10 is mounted, mounted on the rod of the hydraulic cylinder 11 of its transverse movement.
Ниже размещены лотки 12 удаления золы, в которых установлены шнеки 13.Below are placed the trays 12 ash removal, in which the screws 13 are installed.
Камера 1 сжигания снабжена патрубком 14 подачи материала в окно 15 загрузки.The combustion chamber 1 is provided with a pipe 14 for supplying material to the loading window 15.
Воздух из общей системы 4 частично (10-12%) подается в канал 16 патрубка 14 подачи материала, который наклонен под углом 20° в сторону окна 15 загрузки для создания воздушной заслонки, изолируя тем самым объем камеры 1 сжигания.The air from the general system 4 is partially (10-12%) supplied to the channel 16 of the material supply pipe 14, which is inclined at an angle of 20 ° towards the loading window 15 to create an air damper, thereby isolating the volume of the combustion chamber 1.
На отводящем патрубке 17 камеры 2 дожигания шарнирно закреплена крышка 18, которая посредством рычага 19 связана с ручным приводом.On the outlet pipe 17 of the afterburning chamber 2, a cover 18 is pivotally fixed, which is connected via a lever 19 to a manual drive.
Нормально оси печи смонтирован отводящий дымоход 20, по которому аэрозоль подается на дальнейшую обработку.Normally, the furnace chimney 20 is mounted on the axis of the furnace, through which the aerosol is supplied for further processing.
Функционирует печь следующим образом.The furnace operates as follows.
Для розжига печи (при открытой крышке 18 на патрубке 17) используют загрузку топочного объема камеры 1 сжигания дровами, стружкой, щепой и пр., при сжигании которых обеспечивается подъем температуры до уровня 1200-1400°С.To ignite the furnace (with the lid 18 open on the nozzle 17), the furnace volume of the chamber 1 is loaded with wood, wood shavings, wood chips, etc., the combustion of which ensures a temperature rise to the level of 1200-1400 ° C.
Газы режима розжига выпускаются наружу через открытый патрубок 17 печи.Gases ignition mode are released out through the open pipe 17 of the furnace.
После этого при закрытой крышке 18 осуществляется загрузка камеры 1 сжигания через окно загрузки 15 твердым фрагментированным материалом, который поступает на колосник 5, порциями или непрерывно дозированно.After that, with the lid 18 closed, the combustion chamber 1 is loaded through the loading window 15 with solid fragmented material, which enters the grate 5, in batches or continuously dosed.
При этом по наклонному каналу 1 из системы 4 струйно подается со скоростью 28 м/с воздух, который создает изолирующую завесу рабочего объема камеры 1 сжигания.In this case, air is supplied through the inclined channel 1 from system 4 at a speed of 28 m / s, which creates an insulating curtain of the working volume of the combustion chamber 1.
Непрерывное сжигание подаваемого через окно 15 загрузки твердого фрагментированного материала происходит на колоснике 5, под который из воздуховода 4 со скоростью 18 м/с подается окислительный воздух, распределяемый затем в объем сжигаемого дискретного материала, увеличивая площадь горения и активизируя процесс с подъемом температуры до 1050-1150°С.Continuous combustion of the solid fragmented material supplied through the loading window 15 takes place on the grate 5, under which oxidizing air is supplied from the duct 4 at a speed of 18 m / s, which is then distributed into the volume of discrete material burned, increasing the combustion area and activating the process with raising the temperature to 1050- 1150 ° C.
Геометрия сопла 3, количество каналов 6 на двух уровнях их расположения, наклон каналов 6 к продольной оси печи, обеспечивающие оптимальный термический и газодинамический режимы, были рассчитаны по математической модели планирования эксперимента.The geometry of the nozzle 3, the number of channels 6 at two levels of their location, the slope of the channels 6 to the longitudinal axis of the furnace, providing optimal thermal and gas-dynamic regimes, were calculated using the mathematical model for planning the experiment.
Экспериментально установлено, что продукты окислительного пиролиза задерживаются в камере 1 сжигания на время не менее 2 с, что является достаточным для окисления сажи, как наиболее инертной и трудносжигаемой составляющей любого слоевого сжигания.It was experimentally established that the products of oxidative pyrolysis are retained in the combustion chamber 1 for a period of at least 2 s, which is sufficient for the oxidation of soot, as the most inert and difficult to burn component of any layer burning.
Направленные по наклоненным в камеру 2 дожигания каналам 6 струи окисляющего воздуха, подаваемого со скоростью 35 м/с из воздуховода 4, инжектируют газообразные продукты горения из камеры 1 сжигания, которые перемещаются в камеру 2 дожигания. При этом в сопле 3 происходит активное перемешивание газообразных продуктов горения с окисляющим воздухом, поступающим из каналов 6, образуя аэрозоль.A stream of oxidizing air supplied at a speed of 35 m / s from the duct 4 is directed along inclined channels 6 to the afterburning chamber 2 and injects gaseous combustion products from the combustion chamber 1, which are transferred to the afterburning chamber 2. At the same time, in the nozzle 3 there is an active mixing of the gaseous products of combustion with oxidizing air coming from the channels 6, forming an aerosol.
В камере 2 дожигания газовоздушная смесь расширяется, теряя скорость, и дожигается при температуре 1250-1300°С до конечных продуктов, о чем свидетельствует практически полное отсутствие сажи в газоходе 20.In the afterburning chamber 2, the gas-air mixture expands, losing speed, and is burnt at the temperature of 1250–1300 ° С to the final products, as evidenced by the almost complete absence of soot in the gas duct 20.
Присутствие в отходящем со скоростью 15-17 м/с аэрозоле контролируемого кислорода не менее 3 мас.% гарантированного подтверждает его избыток в печи для осуществления окислительного пиролиза, обеспечивающего полное сжигание различных твердых и жидких материалов.The presence of controlled oxygen at a rate of 15-17 m / s in controlled aerosol of at least 3 wt.% Guaranteed confirms its excess in the furnace for oxidative pyrolysis, which ensures complete combustion of various solid and liquid materials.
Периодически (через 30 минут) включается привод поворота эксцентриков 8, которые ворошат сжигаемый материал на колоснике 5, предотвращая образование сводов, и разрушают спекшуюся корку, что активизирует горение за счет увеличения площади контакта с окисляющим воздухом.Periodically (after 30 minutes), the turning drive of the eccentrics 8 is turned on, which stir up the burned material on the grate 5, preventing the formation of arches, and destroy the sintered crust, which activates combustion by increasing the contact area with oxidizing air.
Скребком 10 с пода камеры 1 сжигания зола и шлак сталкиваются в лотки 12, где шнеками 13 автоматически выводятся наружу.A scraper 10 from the bottom of the ash burning chamber 1 and slag collide into the trays 12, where the screws 13 are automatically brought out.
Опытные образцы описанных вертикальных печей разной комплектации структурных вспомогательных элементов успешно прошли полигонные испытания по сжиганию твердых бытовых, медицинских и жидких отходов, что позволяет рекомендовать их серийное изготовление для поставки заказчикам.Prototypes of the described vertical furnaces of different configurations of structural auxiliary elements have successfully passed field tests for the incineration of solid household, medical and liquid wastes, which allows us to recommend their serial production for delivery to customers.
Контрольные замеры в отходящем аэрозоле показали содержание СО не более 50 ppm, NO в диапазоне 100-250 ppm, концентрацию диоксинов в эквиваленте 2, 3, 7, 8 - ТХДД, не превышающую 0,1 нг/м3, что свидетельствует о высоком качестве полного сжигания разных отходов в предложенной печи.Control measurements in the exhaust aerosol showed the content of CO not more than 50 ppm, NO in the range of 100-250 ppm, the concentration of dioxins in the equivalent of 2, 3, 7, 8 - TCDD, not exceeding 0.1 ng / m 3 , which indicates high quality complete burning of various waste in the proposed furnace.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108202/03A RU2387926C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Vertical furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108202/03A RU2387926C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Vertical furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2387926C1 true RU2387926C1 (en) | 2010-04-27 |
Family
ID=42672714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009108202/03A RU2387926C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Vertical furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2387926C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516671C2 (en) * | 2012-03-29 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Союз" | Method of burning litter manure from floor management of birds and device for implementation of method (versions) |
| RU2660966C1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-11 | Александр Григорьевич Ершов | Vertical furnace |
| RU2685720C1 (en) * | 2018-06-28 | 2019-04-23 | Александр Григорьевич Ершов | Solid wastes combustion plant |
| RU2686560C1 (en) * | 2018-08-15 | 2019-04-29 | Александр Григорьевич Ершов | Solid wastes combustion method |
| RU199390U1 (en) * | 2020-03-27 | 2020-08-31 | Ярослав Михайлович Близнюк | Pellet burner grate |
-
2009
- 2009-03-10 RU RU2009108202/03A patent/RU2387926C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516671C2 (en) * | 2012-03-29 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Союз" | Method of burning litter manure from floor management of birds and device for implementation of method (versions) |
| RU2660966C1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-11 | Александр Григорьевич Ершов | Vertical furnace |
| RU2685720C1 (en) * | 2018-06-28 | 2019-04-23 | Александр Григорьевич Ершов | Solid wastes combustion plant |
| RU2686560C1 (en) * | 2018-08-15 | 2019-04-29 | Александр Григорьевич Ершов | Solid wastes combustion method |
| RU199390U1 (en) * | 2020-03-27 | 2020-08-31 | Ярослав Михайлович Близнюк | Pellet burner grate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2525726B2 (en) | Waste incinerator for bulk garbage and liquids containing hydrocarbons | |
| JP4889176B2 (en) | Method and apparatus for burning solid fuel, especially solid waste | |
| US5105747A (en) | Process and apparatus for reducing pollutant emissions in flue gases | |
| EP2147254B1 (en) | Furnace | |
| RU2387926C1 (en) | Vertical furnace | |
| KR20040086074A (en) | A vertical incinerator for buring refuses and its controlling method | |
| CA2305222C (en) | Incinerator for removing noxious substances | |
| US4280417A (en) | Incineration plant | |
| CN101109509A (en) | Rotation burning type burning device | |
| CA2767286A1 (en) | Gas barrier | |
| RU2392544C1 (en) | Furnace for combustion of solid and fuel materials | |
| JP2006023030A (en) | Vertical refuse incinerator with primary combustion device, and operation control method thereof | |
| JP2008057906A (en) | Low pollution incinerating device | |
| JP3956862B2 (en) | Combustion control method for waste incinerator and waste incinerator | |
| JP3700947B1 (en) | Incineration method and incinerator for combustible waste | |
| CN214249633U (en) | Integrated device of melting furnace of rotary kiln | |
| CN105674272B (en) | A kind of compound incinerator of silicon porcelain fire grate and its handling process | |
| JPH11325428A (en) | Incinerator and method for using the same | |
| RU2660966C1 (en) | Vertical furnace | |
| RU83828U1 (en) | VERTICAL FURNACE | |
| JPH0473507A (en) | Special universal incinerator | |
| JP2003161414A (en) | Stoker type waste gasification incineration equipment and incineration method | |
| KR102204154B1 (en) | Incineration system with high efficiency incinerator | |
| JP3959067B2 (en) | Incinerator | |
| EP1071912A1 (en) | Method and apparatus for the prevention of global warming, through elimination of hazardous exhaust gases of waste and/or fuel burners |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110311 |