RU2392544C1 - Furnace for combustion of solid and fuel materials - Google Patents

Furnace for combustion of solid and fuel materials Download PDF

Info

Publication number
RU2392544C1
RU2392544C1 RU2009105925/03A RU2009105925A RU2392544C1 RU 2392544 C1 RU2392544 C1 RU 2392544C1 RU 2009105925/03 A RU2009105925/03 A RU 2009105925/03A RU 2009105925 A RU2009105925 A RU 2009105925A RU 2392544 C1 RU2392544 C1 RU 2392544C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
chambers
nozzle
combustion
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2009105925/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Григорьевич Ершов (RU)
Александр Григорьевич Ершов
Леонид Александрович Шульц (RU)
Леонид Александрович Шульц
Николай Евгеньевич Грушин (RU)
Николай Евгеньевич Грушин
Original Assignee
Оао "Сис-Натуральные Ресурсы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Оао "Сис-Натуральные Ресурсы" filed Critical Оао "Сис-Натуральные Ресурсы"
Priority to RU2009105925/03A priority Critical patent/RU2392544C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392544C1 publication Critical patent/RU2392544C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention relates to processing of solid and fluid materials by fire and can be used in vertical furnaces with separate combustion chamber to combust medical, industrial and domestic wastes. Proposed furnace comprises system of distributed air feed into combustion chamber and after-burning chambers lined with refractory coat mounted vertically and communicated by central hole. Combustion chamber incorporates loading hopper and fire-grate bar arranged above ash collector. After-burning chamber communicates via pipeline with scrubber arranged in parallel therewith and having its outlet furnished with filter of outcoming aerosol. Central hole arranged between chambers that have top end faces representing a rectangular chimney intake is made in the form of a nozzle wherein air feed channels are directed towards after-burning chamber. Oxidising air is distributed in the following weight ratio: one fourth is fed into fire-grate bar, one half is fed into nozzle between aforesaid chambers and the rest is fed into said chambers in equal portions. Outcoming aerosol filter represents two parallel ducts communicated via gate valves with blast fan, each being provided with cascade of replaceable cartridges made from gas-permeable material. Shutter if mounted on after-burning chamber outlet pipeline lever-coupled with turn drive.
EFFECT: higher efficiency of safe and harmless furnace.
3 cl, 4 dwg

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 that are not neutralized, which, in the absence of exhaust gas filtering devices, determines the emission of harmful and toxic substances: metal fumes, dioxins, chlorides, furans, polyaromatic hydrocarbons enter the atmosphere .

Отмеченные недостатки устранены в установке для термической переработки твердых отходов по патенту RU 2137044, F23G 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, F23G 5/14, 1999, which is selected as the closest analogue of the proposed furnace due to the technical nature and the number of matching essential features.

Известная установка содержит камеру сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления зольного остатка, камеру дожигания с газоходом для вывода отходящих газов, скруббер и блок фильтрации газов с бункером-накопителем пыли.The known installation comprises a combustion chamber with a hopper for loading waste and an outlet for removing ash residue, an afterburner with a gas duct for exhaust gases, a scrubber and a gas filtration unit with a dust storage hopper.

Особенностью известной печи является то, что камера сжигания сообщена с размещенной вертикально над ней и соосно с ней 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 furnace is that the combustion chamber is in communication with the chamber for burning the aerosol products of combustion vertically above it and coaxially with it through an opening in the separation arch, and the gas duct placed perpendicular to the wall of the afterburning chamber is made in the form of a slit heat exchanger of the pipe-in-pipe type.

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 (углеродиcтой 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 избыточным окисляющим воздухом 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 with excess oxidizing air are burned to carbon dioxide and water vapor.

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.In the 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 впрыскиваемым 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 the urea solution injected through an additional nozzle.

Выход камеры нейтрализации соединен с входом скруббера, который размещен таким образом, что его вертикальная ось параллельна вертикальной оси печи.The output of the neutralization chamber is connected to the input of the scrubber, which is placed in such a way that its vertical axis is parallel to the vertical axis of the furnace.

Очищенный в рекуператоре от вредных и токсичных примесей газ при температуре 850-900°С поступает в скруббер, где происходит его быстрое охлаждение за счет испарения распыленной воды до температуры 200-250°С, что предотвращает рекомбинацию диоксинов и фуранов.The gas purified in the recuperator from harmful and toxic impurities at a temperature of 850-900 ° C enters the scrubber, where it is rapidly cooled by evaporation of the sprayed water to a temperature of 200-250 ° C, which prevents the recombination of dioxins and furans.

В циклоне происходит фильтрация газа за счет центробежного отделение пыли, которую собирают в бункере-накопителе для последующей утилизации в плавильной печи, совместно с зольным остатком из подколосникового пространства камеры сжигания печи, а чистый газ выводится через дымовую трубу.In the cyclone, gas is filtered by centrifugal separation of dust, which is collected in a storage hopper for subsequent disposal in a melting furnace, together with the ash residue from the armrest space of the furnace combustion chamber, and clean gas is discharged through the chimney.

Однако продолжением достоинств описанной установки являются следующие присущие недостатки.However, a continuation of the advantages of the described installation are the following inherent disadvantages.

Термодинамический процесс двухкамерного сжигания твердых и жидких материалов не оптимизирован по остаточному содержанию вредных и токсичных веществ в отходящем аэрозоле, что обусловило применение в щелевом рекуператоре дополнительной камеры нейтрализации с форсунками последовательного впрыска различных химических реагентов, усложняющих конструкцию печи и технологию обработки печных газов.The thermodynamic process of two-chamber combustion of solid and liquid materials is not optimized for the residual content of harmful and toxic substances in the exhaust aerosol, which led to the use of an additional neutralization chamber with sequential injection nozzles of various chemical reagents in the slit recuperator, complicating the design of the furnace and the technology for treating furnace gases.

Для эффективного сжигания материалов и дожигания продуктов горения в камерах печи используются форсунки дополнительного горючего, диспергируемого в объем термохимических реакций, что повышает эффективность и скорость более полного окисления. Однако это требует дополнительных конструктивных усовершенствований и технологических мероприятий, которые увеличивают себестоимость работ.For efficient burning of materials and afterburning of combustion products in the furnace chambers, nozzles of additional fuel dispersed in the volume of thermochemical reactions are used, which increases the efficiency and speed of more complete oxidation. However, this requires additional design improvements and technological measures that increase the cost of work.

Кроме того, из практического опыта установлено, что использование циклона в известном устройстве нецелесообразно из-за низкой эффективности по фильтруемой массе пыли, содержание которой в отходящих газах после скруббера относительно невысокое. При этом увеличиваются занимаемая производственная площадь, капитальные затраты на изготовление установки.In addition, from practical experience it was found that the use of a cyclone in a known device is impractical due to the low efficiency in the filtered mass of dust, the content of which in the exhaust gases after the scrubber is relatively low. At the same time, the occupied production area and the capital costs of manufacturing the installation increase.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции устройства при повышении его функциональной надежности с гарантированным достижением заданных показателей назначения.The problem to which the present invention is directed, is to simplify the design of the device while increasing its functional reliability with guaranteed achievement of the specified destination.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной печи для сжигания твердых и жидких материалов, содержащей систему распределенной подачи окисляющего воздуха в футерованные огнеупорным покрытием, вертикально смонтированные и связанные центральным отверстием камеру сгорания, оснащенную загрузочным бункером и колосником над сборником золы, и камеру дожигания продуктов горения, трубопроводом сообщающуюся с параллельно установленным скруббером, на выходе которого смонтировано устройство фильтрования отходящего аэрозоля, согласно изобретению центральное отверстие между камерами, имеющими верхние торцы в форме прямоугольного борова, выполнено в виде сопла, в котором каналы подвода воздуха направлены в камеру дожигания, бункер загрузки совмещен со шнековым питателем, при этом окисляющий воздух распределен в следующем массовом соотношении: четверть под колосник, половина в сопло между камерами, в каждую из которых остаток поровну, а устройство фильтрования отходящего аэрозоля представляет собой два связанных через шиберные заслонки с нагнетательным вентилятором параллельных ручья, в каждом из которых смонтирован каскад сменных кассет из газопроницаемого материала, при этом скруббер имеет центральную форсунку, питающая емкость которой установлена на его отводящей трубе, шнековый питатель расположен под роторным измельчителем твердого материала, загрузочный бункер которого сообщается с вытяжным вентилятором, а на выходном трубопроводе шарнирно смонтирована заслонка, через рычаг связанная с приводом поворота.The required technical result is achieved by the fact that in a known furnace for burning solid and liquid materials, containing a system for distributing oxidizing air in a lined refractory coating, vertically mounted and connected by a central hole, a combustion chamber equipped with a feed hopper and a grate above the ash collector, and a products afterburner combustion, connected by a pipeline to a parallel-mounted scrubber, at the outlet of which a filter for filtering the exhaust aeroso is mounted For, according to the invention, the central hole between the chambers having the upper ends in the shape of a rectangular hog is made in the form of a nozzle in which the air supply channels are directed into the afterburner, the loading hopper is aligned with the screw feeder, and the oxidizing air is distributed in the following mass ratio: quarter under the grate, half into the nozzle between the chambers, in each of which the remainder is equally divided, and the exhaust aerosol filtering device is two connected through the gate valves with the discharge a fan of parallel streams, in each of which a cascade of interchangeable cartridges of gas-permeable material is mounted, the scrubber has a central nozzle, the supply tank of which is installed on its discharge pipe, the screw feeder is located under the rotary grinder of solid material, the feed hopper of which communicates with the exhaust fan, and a shutter is pivotally mounted on the outlet pipeline, through a lever connected to the rotation drive.

Отличительные признаки обеспечили высокопроизводительное автотермическое сжигание разнообразных твердых и жидких материалов с практически полным окислением продуктов горения и непрерывное ступенчатое фильтрование отходящих газов в компактной установке двухкамерной печи, безопасной и экологичной в эксплуатации.Distinctive features provided high-performance autothermal combustion of a variety of solid and liquid materials with almost complete oxidation of the combustion products and continuous stepwise filtering of exhaust gases in a compact installation of a two-chamber furnace, safe and environmentally friendly in operation.

Выполнение центрального отверстия коммуникации камер печи в виде сопла повышает динамику газовых потоков горения, организуя их подачу на дожигание разбавленным вторичным окисляющим воздухом.The implementation of the Central hole of the communication of the furnace chambers in the form of a nozzle increases the dynamics of the gas flow of combustion, 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 верхних торцов обеих камер в форме прямоугольного борова направлено на увеличение времени нахождения продуктов горения в камере сжигания, в конструктивно сформированных застойных зонах, где происходит турбулизация газовых потоков и активизация процесса горения за счет локального подъема температуры на выходе.The execution of the upper ends of both chambers in the form of a rectangular hog is aimed at increasing the residence time of the combustion products in the combustion chamber in structurally formed stagnant zones where gas flows are turbulized and the combustion process is activated due to a local increase in the outlet temperature.

Совмещение бункера загрузки с шнековым питателем обеспечивает непрерывную подачу материала на сжигание, при этом формируется газовый преградитель камеры сгорания, который образуется пробкой спрессованного кускового материала, имеющей высокое аэродинамическое сопротивление. При этом восходящие газовые потоки, включающие вредные, ароматические и токсичные компоненты, улавливаются и локализуются посредством встроенного вытяжного вентилятора, из которого они, смешанные с воздухом, направляются в печь.The combination of the loading hopper with the screw feeder provides a continuous supply of material for combustion, and a gas barrier to the combustion chamber is formed, which is formed by a tube of compressed bulk material having a high aerodynamic resistance. In this case, the ascending gas flows, including harmful, aromatic and toxic components, are captured and localized by means of a built-in exhaust fan, from which they, mixed with air, are sent to the furnace.

Распределение подачи окисляющего воздуха по высоте печи, которое обеспечило автотермический процесс горения, было рассчитано по математической модели планирования эксперимента в режиме максимального дожигания продуктов пиролиза при оптимальных температурах в характерных срезах камер сгорания и дожигания.The distribution of the oxidizing air supply over the furnace height, which ensured the autothermal combustion process, was calculated using the mathematical model of the experimental design in the regime of maximum afterburning of pyrolysis products at optimal temperatures in characteristic sections of the combustion and afterburning chambers.

Выполнение устройства фильтрования отходящего из скруббера аэрозоля в виде двух параллельных ручьев, в каждом из которых смонтирован каскад сменных кассет из газопроницаемого материала, обеспечивает бесперебойную качественную очистку газов от твердых включений за счет поочередного переключения в работу ручьев. При этом происходит замена отработанных и перестановка работоспособных фильтрующих кассет вдоль каскада, когда ручей, находящийся на профилактическом обслуживании, перекрыт с обеих сторон шиберными заслонками.The implementation of the filtering device of the aerosol leaving the scrubber in the form of two parallel streams, in each of which a cascade of interchangeable cartridges of gas-permeable material is mounted, ensures uninterrupted high-quality cleaning of gases from solid inclusions due to the alternate switching of the streams into operation. At the same time, the used filter cartridges are replaced and the efficient filter cartridges are rearranged along the cascade when the stream, which is under preventive maintenance, is blocked on both sides by slide gate valves.

Встроенный в отводящий трубопровод нагнетательный вентилятор создает пульверизацию аэрозольного потока, разбавляя твердые примеси, которые дифференцированно задерживаются на фильтрах последовательно расположенных кассет.The discharge fan integrated in the discharge pipe creates atomization of the aerosol stream, diluting solid impurities, which are differentially delayed on the filters of sequentially arranged cartridges.

Оптимизированный термодинамический режим в печи предложенной конструкции обеспечил качественное дожигание продуктов горения и более полное окисление сажи, что позволяет использовать в скруббере одну центральную форсунку для высокоскоростного испарительного охлаждения отходящего из печи аэрозоля, предотвратив тем самым рекомбинацию диоксинов и фуранов.The optimized thermodynamic regime in the furnace of the proposed design ensured high-quality afterburning of combustion products and more complete oxidation of soot, which allows the use of a central nozzle in the scrubber for high-speed evaporative cooling of the aerosol leaving the furnace, thereby preventing the recombination of dioxins and furans.

Размещение емкости воды, нагнетаемой в форсунку скруббера на его отводящей трубе, является рациональным использованием свободного объема установки, что организационно сокращает занимаемую производственную площадь.Placing the capacity of the water pumped into the nozzle of the scrubber on its discharge pipe is a rational use of the free volume of the installation, which organizationally reduces the occupied production area.

Расположение шнекового питателя под роторным измельчителем позволяет расширить технологические возможности печи по переработке крупногабаритных материалов, которые предварительно измельчаются и стандартно фракционируются для организованной подачи самотеком в бункер шнека.The location of the screw feeder under the rotary grinder allows you to expand the technological capabilities of the furnace for the processing of bulky materials that are pre-crushed and fractionated as standard for organized feeding by gravity into the screw hopper.

Оснащение печи шарнирно смонтированной на выходном трубопроводе заслонки обеспечивает безопасность эксплуатации, предотвращая взрыв от несанкционированного скачка давления в печи, то есть выполняет функции аварийного клапана.Equipping the furnace with a damper pivotally mounted on the outlet pipe ensures safe operation, preventing an explosion from an unauthorized pressure surge in the furnace, that is, it functions as an emergency valve.

Кроме того, связь этой заслонки через рычаг с приводом (ручным) ее поворота служит технологическим целям по формированию тяги при розжиге и регулировании температурных параметров горения путем периодического дросселирования оператором, в случае необходимости.In addition, the connection of this valve through the lever with the drive (manual) of its rotation serves technological purposes for the formation of traction during ignition and regulation of the temperature parameters of combustion by periodically throttling the operator, if necessary.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve the novelty of a quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the technical problem posed in the invention is not solved by the sum of the effects, but by a new 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 печам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления устройства для сжигания твердых и жидких материалов можно сделать вывод о его 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 furnace specialist, showed that it is not known, and taking into account the possibility of industrial serial production of a device for burning solid and liquid materials, we can conclude about it eligibility criteria.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративные цели и не ограничивают объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертежах схематично изображены:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which have purely illustrative purposes and do not limit the scope of claims of the totality of the essential features of the formula. The drawings schematically depict:

на фиг.1 - двухкамерная печь, вертикальный разрез; на фиг.2 - общий вид установки.figure 1 - two-chamber furnace, a vertical section; figure 2 is a General view of the installation.

Вертикально расположенная печь состоит из двух совмещенных камер 1 и 2 соответственно сгорания кускового твердого или жидкого (предпочтительно комкового) материала и дожигания продуктов их горения.A vertically arranged furnace consists of two combined chambers 1 and 2, respectively, of burning a piece of solid or liquid (preferably lumpy) material and afterburning the products of their combustion.

Камеры 1 и 2 связаны посредством сопла 3 (фиг.1), выполненного в форме сужения перемычки между ними, причем верхние торцы обеих камер 1, 2 имеют прямоугольный профиль, образуя застойные зоны А и Б борова дымоходов, коммутирующих соответственно камеру 1 с камерой 2 посредством сопла 3 и камеру 2 с перпендикулярно расположенным отводящим трубопроводом 4 (фиг.1 и 2).The chambers 1 and 2 are connected by means of a nozzle 3 (Fig. 1), made in the form of a narrowing of the bridge between them, with the upper ends of both chambers 1, 2 having a rectangular profile, forming stagnant zones A and B of the chimney hog, switching camera 1 with camera 2, respectively by means of a nozzle 3 and a chamber 2 with a perpendicularly located outlet pipe 4 (FIGS. 1 and 2).

Вдоль печи расположен воздуховод 5 подачи избыточного окисляющего воздуха распределенно в оптимизированном массовом соотношении по высоте, а именно: под колосник 6 - четверть, в камеру 1 сгорания 10-15 мас.%, в сопло 3 половину и в камеру 2 дожигания 10-15 мас.%. При этом каналы 7 подачи окисляющего воздуха в сопло 3 выполнены наклоненными в сторону камеры 2 дожигания под углом 30° к вертикали.Along the furnace there is a duct 5 for supplying excess oxidizing air distributed in an optimized mass ratio in height, namely: under the grate 6 - a quarter, into the combustion chamber 1 10-15 wt.%, Into the nozzle 3 half and into the afterburning chamber 2 10-15 wt. .%. Moreover, the channels 7 for supplying oxidizing air to the nozzle 3 are made inclined toward the afterburning chamber 2 at an angle of 30 ° to the vertical.

На камере 2 дожигания закреплен технологический патрубок 8, который закрыт шарнирно смонтированной откидной заслонкой 9, связанной через рычаг 10 с приводом поворота, предпочтительно ручным.A technological branch pipe 8 is fixed on the afterburning chamber 2, which is closed by a pivotally mounted flap 9 connected through a lever 10 with a rotation drive, preferably manual.

Бункер 11 загрузки камеры 1 сгорания дискретным твердым материалом и/или комкованным жидким материалом сообщается с питающим шнеком 12 (фиг.2), который установлен под роторным измельчителем 13 твердого крупногабаритного материала, предназначенного для сжигания в печи.The hopper 11 of the loading of the combustion chamber 1 with a discrete solid material and / or lumped liquid material communicates with a feed screw 12 (FIG. 2), which is installed under the rotary grinder 13 of a large solid material intended for burning in a furnace.

Загрузочный бункер 14 роторного измельчителя 13 подключен к вытяжному вентилятору 15, выход которого сообщается с каналом воздуховода 5 подачи окисляющего воздуха под колосник 6 печи.The feed hopper 14 of the rotary chopper 13 is connected to an exhaust fan 15, the output of which is connected to the duct of the oxidizing air supply duct 5 under the furnace grate 6.

Укрепленный перпендикулярно к печи 2 дожигания отводящий трубопровод 4 связывает ее со скруббером 16, центральная форсунка 17 которого сообщается посредством насоса 18 с емкостью 19 воды, установленной на отводящем патрубке 20, сообщающемся с трубопроводом 21.The outlet pipe 4, which is perpendicularly fixed to the afterburning furnace 2, is connected to the scrubber 16, the central nozzle 17 of which communicates via a pump 18 with a water tank 19 installed on the outlet pipe 20, which is connected to the pipe 21.

Отводящий трубопровод 21, оснащенный нагнетающим вентилятором 22, сообщается посредством двух автономных ручьев 23 через шиберные заслонки 24 с параллельными устройствами 25 фильтрования отходящего аэрозоля, каждое из которых представляет собой каскад сменных кассет 26, выполненных из волокнистого фильтрующего материала, в частности из базальтового волокна.The exhaust pipe 21, equipped with a discharge fan 22, communicates via two autonomous streams 23 through the slide valves 24 with parallel exhaust aerosol filtering devices 25, each of which is a cascade of exchangeable cartridges 26 made of fibrous filter material, in particular of basalt fiber.

Выход ручьев 23, перекрытый шиберными заслонками 27, связан с дымовой трубой 28 через вытяжной вентилятор 29.The output of the streams 23, blocked by the slide gate valves 27, is connected to the chimney 28 through an exhaust fan 29.

Функционирует устройство следующим образом.The device operates as follows.

Для розжига печи (при открытой заслонке 9 на патрубке 8) используют загрузку топочного объема камеры 1 дровами, стружкой, щепой и пр., при сжигании которых обеспечивается подъем температуры до рабочего уровня 1200-1400°С, после чего закрывают заслонку 9 и осуществляют загрузку дробного материала роторным питателем 12.To ignite the furnace (with the open shutter 9 on the nozzle 8), the furnace chamber is loaded with 1 wood, wood shavings, wood chips, etc., when burned, the temperature rises to the working level of 1200-1400 ° C, after which the shutter 9 is closed and loaded fractional material by rotary feeder 12.

Газы режима розжига выпускаются наружу через открытый патрубок 8 печи.The gases of the ignition mode are released out through the open pipe 8 of the furnace.

Материалы для сжигания загружают непосредственно в роторный питатель 12 или в бункер 14 (в случае подачи крупногабаритных твердых материалов или упаковок в массивные коробки). В роторном измельчителе 13 материалы из бункера 14 фрагментируются до установленных размеров и поступают в шнековый питатель 12, которым они уплотняются и подаются в загрузочный бункер 11 камеры 1 сгорания.Combustion materials are loaded directly into the rotary feeder 12 or into the hopper 14 (in the case of the supply of bulky solid materials or packages in massive boxes). In the rotary grinder 13, the materials from the hopper 14 are fragmented to the specified size and fed to the screw feeder 12, by which they are compacted and fed into the loading hopper 11 of the combustion chamber 1.

Сформированная в бункере 11 плотная масса загружаемого материала имеет большое аэродинамическое сопротивление и выполняет функции газовой задвижки, что позволяет осуществлять непрерывную загрузку печи, сопоставимую по массе с расходом сжигаемого материала в камере 1 сжигания, помещенного на колосниках 6.The dense mass of the feed material formed in the hopper 11 has a high aerodynamic drag and acts as a gas valve, which allows continuous loading of the furnace, which is comparable in weight to the flow rate of the burned material in the combustion chamber 1 placed on the grid-irons 6.

При этом под колосники 6 из воздуховода 5 подается окислительный воздух, который распределенно поступает в объем сжигаемого дискретного материала, увеличивая площадь горения и активизируя процесс горения и подъем температуры.In this case, oxidizing air is supplied under the grate 6 from the duct 5, which is distributed into the volume of discrete material burned, increasing the combustion area and activating the combustion process and raising the temperature.

Дополнительный объем избыточного воздуха подается и непосредственно в камеру 1 сгорания из воздуховода 5 поперечными струями, что способствует перемешиванию отходящих газовых продуктов горения с вторичным воздухом.An additional volume of excess air is supplied directly to the combustion chamber 1 from the duct 5 by transverse jets, which contributes to the mixing of the exhaust gas combustion products with the secondary air.

Продукты пиролиза тормозятся прямоугольным боровом верхней части камеры 1 сгорания в зоне А и задерживаются в ней на время не менее 2 с, что является достаточным для окисления сажи как наиболее инертной и трудносжигаемой составляющей любого слоевого сжигания.The pyrolysis products are inhibited by the rectangular bore of the upper part of the combustion chamber 1 in zone A and are retained therein for 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 7 струи окисляющего воздуха из воздуховода 5 создают в сопле 3 разрежение, в результате чего отходящие газы по центру камеры 1 сгорания всасываются и поступают в камеру 2 дожигания, где тормозятся, расширяясь, и дополнительно - посредством поперечных струй воздуха из воздуховода 5.The oxidizing air jets directed from the ducts 7 inclined into the afterburning chamber 2 from the duct 5 create a rarefaction in the nozzle 3, as a result of which the exhaust gases are sucked into the center of the combustion chamber 1 and enter the afterburner 2, where they are inhibited, expanding, and additionally through transverse jets air from the duct 5.

Активно перемешиваясь с окисляющим воздухом, аэрозольные продукты горения дожигаются до конечных продуктов, чему способствует застойная зона Б прямоугольного борова верхней части камеры 2 дожигания, который обеспечивает время пребывания в ней смеси не менее 2 с.Actively mixing with oxidizing air, the aerosol combustion products are burned to the final products, which is facilitated by the stagnant zone B of the rectangular bore of the upper part of the afterburning chamber 2, which provides a residence time of at least 2 s in the mixture.

Дутье окисляющего воздуха оптимально распределено в следующем массовом соотношении: 45-50% в сопло 3, 20-25% под колосник 6 и по 10-15% в обе камеры 1, 2, что создает положительный кислородный баланс (30-50%) в процессе сжигания горючей смеси.The blasting of oxidizing air is optimally distributed in the following mass ratio: 45-50% into nozzle 3, 20-25% under grate 6 and 10-15% into both chambers 1, 2, which creates a positive oxygen balance (30-50%) in the process of burning a combustible mixture.

Предложенная конструкция печи и термодинамический режим горения в ней оптимизированы для полного сжигания различных материалов при окислении компонентов до конечных продуктов, о чем свидетельствует практически полное отсутствие в отходящем аэрозоле трубопровода 4 сажи.The proposed furnace design and the thermodynamic combustion regime in it are optimized for the complete combustion of various materials during the oxidation of the components to final products, as evidenced by the almost complete absence of 4 soot pipelines in the exhaust aerosol.

В печи возможно сжигать твердые органические бытовые и производственные отходы, токсичные больничные отходы, содержащие использованные бинты, вату, одноразовые шприцы, иглы, ампулы, флаконы, системы переливания крови, резиновые трубки, перчатки и т.п. материалы.In the furnace it is possible to burn solid organic household and industrial waste, toxic hospital waste containing used bandages, cotton wool, disposable syringes, needles, ampoules, vials, blood transfusion systems, rubber tubes, gloves, etc. materials.

В трубопроводе 4 газовый поток с температурой 1100-1200°С разворачивается и при этом тормозится, поступая в скруббер 16, где происходит резкое снижение температуры аэрозоля за счет испарительного охлаждения диспергируемой форсункой 17 воды до уровня 250-300°С.In the pipeline 4, a gas stream with a temperature of 1100-1200 ° C unfolds and at the same time slows down, entering the scrubber 16, where there is a sharp decrease in the temperature of the aerosol due to evaporative cooling by the dispersible nozzle 17 of the water to the level of 250-300 ° C.

Парогазовая смесь из скруббера 16 поступает через центральный патрубок 20 в трубопровод 21, где посредством вентилятора 22, нагнетающего воздух в устройство 25 фильтрования, осуществляется принудительное перемешивание аэрозоля с воздухом при снижении температуры до 120-140°С.The gas-vapor mixture from the scrubber 16 enters through the central pipe 20 into the pipe 21, where, by means of a fan 22, which pumps air into the filter device 25, the aerosol is forcedly mixed with air when the temperature drops to 120-140 ° C.

Из трубопровода 22 аэрозоль по открытому ручью 23 (при выдвинутых шиберных заслонках 24 и 27) подается в устройство 25, где проходит каскад фильтрующих кассет 26, в которых на волокнистом газопроницаемом материале задерживаются твердые зольные частицы.From the pipeline 22, an aerosol through an open stream 23 (with the slide gate valves 24 and 27 extended) is supplied to the device 25, where a cascade of filtering cartridges 26 passes, in which solid ash particles are retained on the fibrous gas-permeable material.

Чистые газообразные отходящие продукты выводятся в трубу 28 посредством насоса 28 и далее поступают в атмосферу.Pure gaseous waste products are discharged into the pipe 28 by means of a pump 28 and then enter the atmosphere.

Периодически в устройстве 25 шиберные заслонки 24 и 27 перекрывают, открывая аналогичные шиберные заслонки 24, 27 второго ручья 23, подключая тем самым дублирующее устройство 25 фильтрования в работу.Periodically in the device 25, the gate valves 24 and 27 are closed, opening the same gate valves 24, 27 of the second stream 23, thereby connecting the backup filter device 25 to the work.

В отключенном устройстве 25 кассеты 26 заменяют на чистые, подготавливая его к последующей работе. Таким образом смена фильтрующих кассет 26 осуществляется без прерывания технологического процесса установки.In the disconnected device 25, the cassettes 26 are replaced by clean ones, preparing it for subsequent work. Thus, the change of filter cartridges 26 is carried out without interrupting the installation process.

Успешные испытания опытного образца установки по изобретению на различных режимах сжигания разнообразных твердых и жидких материалов, аттестованные контрольно-измерительной аппаратурой, позволяют рекомендовать ее к серийному производству для поставки заказчикам.Successful testing of a prototype of the installation according to the invention in various modes of burning a variety of solid and liquid materials, certified by instrumentation, allows us to recommend it for mass production for delivery to customers.

Claims (3)

1. Печь для сжигания твердых и жидких материалов, содержащая систему распределенной подачи окисляющего воздуха в футерованные огнеупорным покрытием, вертикально смонтированные и связанные центральным отверстием, камеру сгорания, оснащенную загрузочным бункером и колосником над сборником золы, и камеру дожигания продуктов горения, трубопроводом сообщающуюся с параллельно установленным скруббером, на выходе которого смонтировано устройство фильтрования отходящего аэрозоля, отличающаяся тем, что центральное отверстие между камерами, имеющими верхние торцы в форме прямоугольного борова, выполнено в виде сопла, в котором каналы подвода воздуха направлены в камеру дожигания, бункер загрузки совмещен со шнековым питателем, при этом окисляющий воздух распределен в следующем массовом соотношении: четверть под колосник, половина в сопло между камерами, в каждую из которых остаток поровну, а устройство фильтрования отходящего аэрозоля представляет собой два связанных через шиберные заслонки с нагнетательным вентилятором параллельного ручья, в каждом из которых смонтирован каскад сменных кассет из газопроницаемого материала, причем на выходном трубопроводе камеры дожигания шарнирно смонтирована заслонка, через рычаг связанная с приводом поворота.1. A furnace for burning solid and liquid materials, containing a system for distributing oxidizing air into a lined refractory coating, vertically mounted and connected by a central hole, a combustion chamber equipped with a feed hopper and a grate above the ash collector, and a combustion products afterburner connected by a pipeline in parallel an installed scrubber, at the output of which an exhaust aerosol filtering device is mounted, characterized in that the central hole between the chambers, having the upper ends in the shape of a rectangular hog, made in the form of a nozzle in which the air supply channels are directed into the afterburner, the loading hopper is combined with a screw feeder, while the oxidizing air is distributed in the following mass ratio: a quarter under the grate, half in the nozzle between the chambers, in each of which the remainder is equally divided, and the filtering device for the exhaust aerosol consists of two connected through the shutter dampers with a discharge fan of a parallel stream, in each of which n cascade removable cassettes of gas permeable material, and on the outlet conduit is pivotally mounted afterburner flap via a lever connected with the pivot drive. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что скруббер имеет центральную форсунку, питающая емкость которой установлена на его отводящей трубе.2. The furnace according to claim 1, characterized in that the scrubber has a central nozzle, the supply tank of which is installed on its discharge pipe. 3. Печь п.1 или 2, отличающаяся тем, что шнековый питатель расположен под роторным измельчителем твердого материала, загрузочный бункер которого сообщается с вытяжным вентилятором. 3. The furnace of claim 1 or 2, characterized in that the screw feeder is located under the rotary grinder of solid material, the loading hopper of which communicates with the exhaust fan.
RU2009105925/03A 2009-02-24 2009-02-24 Furnace for combustion of solid and fuel materials RU2392544C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009105925/03A RU2392544C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Furnace for combustion of solid and fuel materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009105925/03A RU2392544C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Furnace for combustion of solid and fuel materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2392544C1 true RU2392544C1 (en) 2010-06-20

Family

ID=42682832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009105925/03A RU2392544C1 (en) 2009-02-24 2009-02-24 Furnace for combustion of solid and fuel materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392544C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167434U1 (en) * 2016-05-25 2017-01-10 Николай Васильевич Попов HIGH TEMPERATURE INVERTER TWO-WAY BURNER
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
RU195620U1 (en) * 2019-10-25 2020-02-03 Алексей Леонидович Торопов CASCADE CASSETTE BOILER SMOKE PIPE COLLECTOR

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167434U1 (en) * 2016-05-25 2017-01-10 Николай Васильевич Попов HIGH TEMPERATURE INVERTER TWO-WAY BURNER
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
RU195620U1 (en) * 2019-10-25 2020-02-03 Алексей Леонидович Торопов CASCADE CASSETTE BOILER SMOKE PIPE COLLECTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2528426B2 (en) Combustion chamber for burning bulk trash and liquids containing hydrocarbons
CN103363531B (en) A kind of dangerous waste incinerator complexes
JP4889176B2 (en) Method and apparatus for burning solid fuel, especially solid waste
CN203628674U (en) Whole-set hazardous waste incinerator device
RU2392544C1 (en) Furnace for combustion of solid and fuel materials
KR101417233B1 (en) Method for incinerating waste by two-stage swirling flow fluidized bed incinerator
CN207999834U (en) A kind of medical waste pyrolysis gasification furnace incinerator
CN206469273U (en) A kind of organic waste gas treatment device
CN110360575A (en) A kind of incineration system at dangerous waste disposition center
CN102537976A (en) Rotation burning type burning device and waste disposal method
CN102317687A (en) Be used to handle the method and apparatus of solid waste
RU2387926C1 (en) Vertical furnace
JP2008057906A (en) Low pollution incinerating device
RU83827U1 (en) FURNACE FOR BURNING SOLID AND LIQUID MATERIALS
CN208487625U (en) A kind of novel combination type solid-liquid incineration furnace
CN105861000A (en) Discharging method for high-temperature carbonized material
CN107941030B (en) Primary air injection structure and process of rotary kiln waste gas treatment device
KR100893389B1 (en) Heat recovering system having conbustion apparatus
CN107120665A (en) A kind of salt bearing liquid wastes processing unit and method
RU2357151C1 (en) Device for thermal sterilisation of toxic chemicals
CN105674272A (en) Silicon ceramic grate compound incineration furnace and processing technology thereof
CN2386329Y (en) Incinerator with built-in tertiary combustion chamber
KR100249104B1 (en) Method and apparatus for burning out industrial wastes
CN2399609Y (en) Garbage incineration equipment
CN207065589U (en) A kind of salt bearing liquid wastes processing unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110225