RU2423647C1

RU2423647C1 - Thermogas chemical plant for solid domestic wastes recycling

Info

Publication number: RU2423647C1
Application number: RU2009145187/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Коропчук (RU); Александр Петрович Коропчук
Original assignee: Александр Петрович Коропчук
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-07-10

Abstract

FIELD: power engineering. ^ SUBSTANCE: thermogas chemical plant for solid domestic wastes recycling comprises a horizontally aligned combustion chamber with a window for fuel charging, in the lower part of which on a tray there are fire bars arranged in the form of a row of perforated pipes, inlets of which are connected to a suction fan, a coupled vertically aligned chamber of thermogas chemical reactions, equipped with at least one unit of waste gas flow turbulisation arranged with the possibility to additionally oxidise waste gas, at the same time cavities of the combustion chamber and chamber of thermogas chemical reactions are communicating, and a channel of the secondary air supply equipped with control gates, arranged horizontally along the combustion chamber length under the tray and vertically along the length of the back wall in the chamber of thermogas chemical reactions. ^ EFFECT: fast and high-quality burning of wastes as a result of design solution of the combustion chamber, proper additional oxidation of smoke fumes produced as a result of thermal treatment of wastes, reduction of hazardous substances emission into atmosphere. ^ 10 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области энерготехнологического оборудования, а именно к устройствам уничтожения отходов путем сжигания, в частности к конструкциям печей для утилизации твердых бытовых отходов.The invention relates to the field of energy technology equipment, namely, devices for the destruction of waste by burning, in particular, to the designs of furnaces for the disposal of municipal solid waste.

Термическая обработка удовлетворяет как санитарно-эпидемиологическим, так и экологическим требованиям, поэтому известно большое количество печей-утилизаторов отходов аналогичных конструкций.Heat treatment satisfies both sanitary and epidemiological and environmental requirements, therefore, a large number of waste heat recovery furnaces of similar designs are known.

Известен инсинератор, содержащий топочную камеру из теплоизоляционного материала с закрываемым люком для загрузки мусора, дымоход, соединенный с атмосферой, и, по крайней мере, одну форсунку, расположенные в верхней части топочной камеры. Дополнительно в нижней части топочной камеры с установленной в ней камерой сжигания размещена, по крайней мере, одна форсунка и вертикальный дымоход для выхода газообразных продуктов сгорания из нижней части топочной камеры в ее верхнюю часть, при этом дымоход в верхней части топочной камеры расположен так, что факел форсунки, установленной над камерой сжигания, перекрывает всю площадь проходного сечения потока газообразных продуктов сгорания (патент РФ на изобретение №2117871, МПК: F23G 5/00).Known incinerator containing a combustion chamber of a heat-insulating material with a lockable hatch for loading debris, a chimney connected to the atmosphere, and at least one nozzle located in the upper part of the combustion chamber. In addition, at least one nozzle and a vertical chimney are placed in the lower part of the combustion chamber with the combustion chamber installed for the exit of gaseous products of combustion from the lower part of the combustion chamber to its upper part, while the chimney in the upper part of the combustion chamber is located so that the torch of the nozzle mounted above the combustion chamber covers the entire passage area of the flow of gaseous products of combustion (RF patent for the invention No. 211,17871, IPC: F23G 5/00).

В инсинераторе известной конструкции предусмотрена верхняя загрузка, что не всегда является удобным при эксплуатации, кроме того, устройство снабжено единой камерой сжигания, не позволяющей осуществлять многократную загрузку перерабатываемого материала. Устройство известной конструкции снабжено горелками в нижней и верхней частях топочной камеры, что является экономически нецелесообразным. Не предусмотрена подача вторичного воздуха, вследствие чего количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, резко возрастает. При недостатке воздуха в случае скапливания большого количества сажи в отходящих газах может произойти объемный взрыв.In the incinerator of known construction, a top loading is provided, which is not always convenient during operation, in addition, the device is equipped with a single combustion chamber that does not allow multiple loading of the processed material. A device of known design is equipped with burners in the lower and upper parts of the combustion chamber, which is economically impractical. Secondary air supply is not provided, as a result of which the amount of harmful substances emitted into the atmosphere increases sharply. With a lack of air, if a large amount of soot is accumulated in the exhaust gases, a volume explosion may occur.

Известно устройство для сжигания отходов, содержащее колесную тележку с установленным на ней с одной стороны контейнером и закрепленной приточной камерой, устройство для подачи воздуха в виде, по меньшей мере, одного вентилятора, крышку, установленную на контейнере с возможностью съема и имеющую вторичную камеру сгорания с патрубком для подвода воздуха, шланг для подачи воздуха во вторичную камеру сгорания, устройство для рассекания пламени и удержания несгоревших частиц внутри контейнера, установленное во вторичной камере сгорания и содержащее воздушный дефлектор, закрепленный на входе во вторичную камеру сгорания, и искрогасящую сетку, установленную на выходе вторичной камеры сгорания. Устройство дополнительно содержит хомут, выполненный в виде обруча, разделенного на четыре сектора, соединенных между собой петлями, и снабженного регулировочным болтом и тремя приспособлениями для фиксации крышки на контейнере, а устройство для подачи воздуха установлено в приточной камере, закрепленной с другой стороны колесной тележки и снабженной фильтром, установленным с возможностью съема на входе в приточную камеру, и блоком управления. Устройство для рассекания пламени и удержания несгоревших частиц внутри контейнера содержит дополнительно пластину с отверстием, диаметр которого меньше диаметра воздушного дефлектора, установленную под искрогасящей сеткой (патент РФ на полезную модель №26633, МПК: F23G 5/00).A device for burning waste containing a wheeled trolley with a container mounted on it on one side and a fixed supply chamber, a device for supplying air in the form of at least one fan, a lid mounted on the container with a removable container and having a secondary combustion chamber with a pipe for supplying air, a hose for supplying air to the secondary combustion chamber, a device for cutting the flame and holding unburned particles inside the container, mounted in the secondary combustion chamber and won air deflector mounted at the inlet to the secondary combustion chamber and a spark arrestor grid mounted at the outlet of the secondary combustion chamber. The device further comprises a clamp made in the form of a hoop divided into four sectors interconnected by loops and equipped with an adjusting bolt and three devices for fixing the lid on the container, and the device for supplying air is installed in the supply chamber fixed on the other side of the wheeled trolley and equipped with a filter installed with the possibility of removal at the entrance to the supply chamber, and a control unit. The device for cutting the flame and holding unburned particles inside the container additionally contains a plate with an opening, the diameter of which is less than the diameter of the air deflector, installed under the spark-extinguishing grid (RF patent for utility model No. 26633, IPC: F23G 5/00).

Подача вторичного воздуха в известной конструкции организована неэффективно, вследствие чего ее наличие не способствует повышению эксплуатационных качеств установки.The supply of secondary air in a known design is organized inefficiently, as a result of which its presence does not contribute to improving the performance of the installation.

Известна мусоросжигательная установка, содержащая топку, узел подачи мусора, узел утилизации тепла газообразных продуктов сжигания, средство выгрузки шлака, узел удаления золы, средство подачи воздуха, дымоход и дымовую трубу. Топка выполнена в виде барабана, футерованного термостойким материалом, например шамотом, установленного горизонтально с возможностью вращения вокруг продольной оси, при этом узел подачи мусора содержит бункер, снабженный заслонкой, связанный с приемным отверстием топки посредством герметичного корпуса, полость которого связана с воздухоподающим каналом, при этом торец топки открыт в камеру дожигания, нижняя часть которой выполнена в виде шлакоприемного бункера и снабжена дополнительным воздухоподающим каналом, причем узел утилизации тепла газообразных продуктов сжигания выполнен в виде теплообменной камеры, в полости которой размещена теплообменная секция, газоходные каналы которой размещены вертикально, при этом верхний конец теплообменной камеры газовым каналом связан с верхним концом камеры дожигания, а ее нижний конец связан дымоходом с дымовой трубой и оборудован средствами золоудаления (патент РФ на полезную модель №45177).A known incineration plant containing a furnace, a garbage supply unit, a heat recovery unit for gaseous combustion products, a slag discharge means, an ash removal unit, an air supply means, a chimney and a chimney. The furnace is made in the form of a drum lined with a heat-resistant material, for example, chamotte, mounted horizontally with the possibility of rotation around the longitudinal axis, while the garbage supply unit contains a hopper provided with a shutter connected to the receiving hole of the furnace through a sealed housing, the cavity of which is connected to the air supply channel, this end of the furnace is open into the afterburner, the lower part of which is made in the form of a slag receiving hopper and is equipped with an additional air supply channel, and the disposal unit and the heat of the gaseous products of combustion is made in the form of a heat exchange chamber, in the cavity of which a heat exchange section is placed, the gas passage channels of which are arranged vertically, while the upper end of the heat exchange chamber is connected by a gas channel to the upper end of the afterburner, and its lower end is connected to the chimney and equipped with a chimney ash removal equipment (RF patent for utility model No. 45177).

Известная конструкция сложна в изготовлении, металлоемка и обладает большими габаритными размерами, вследствие чего не является устойчивой в работе. Конструкция подвержена тепловым деформациям, что влечет за собой достаточно быстрый износ деталей.The known design is difficult to manufacture, metal consuming and has large overall dimensions, as a result of which it is not stable in operation. The design is subject to thermal deformation, which entails a fairly quick wear of parts.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является установка для сжигания отходов, содержащая патрубок для отбора генераторного газа с задвижкой, камеру газификации, снабженную устройствами для подачи отходов, соплами для подачи первичного воздуха, устройством для отвода золошлаковых отходов и камеру дожигания, содержащую сопла для подачи вторичного воздуха. Камера газификации, имеющая пережим в своей верхней части, выполнена в вертикальной компоновке совместно с камерой дожигания и с расположенными в ней и в соединенном с ней газоотводящем тракте, многоходовыми рекуператорами для подогрева сетевой воды, оснащенными запорным клапаном, причем камера газификации расположена ниже камеры дожигания и снабжена устройством для розжига и устройством для выгрузки инертного материала с одной стороны и устройством для загрузки инертного материала - с другой, а также находящимися на наклонном днище и распределительной решетке с газораспределительным устройством, форсунками для подачи природного газа и заместительными соплами для подачи воздуха, оснащенными запорным клапаном, переключателем и насосом, а патрубок для отбора генераторного газа находится в камере дожигания (патент РФ на полезную модель №55933).The closest in technical essence to the claimed invention is a waste incinerator containing a nozzle for sampling generator gas with a valve, a gasification chamber equipped with devices for supplying waste, nozzles for supplying primary air, a device for removing ash and slag waste and an afterburner containing nozzles for secondary air supply. The gasification chamber, having a pinch in its upper part, is made in a vertical arrangement together with the afterburner and with the gas outlet duct located in it and connected to it, multi-way recuperators for heating the mains water equipped with a shut-off valve, the gasification chamber being located below the afterburner and equipped with a device for ignition and a device for unloading inert material on the one hand and a device for loading inert material on the other, as well as located on an inclined bottom and distribution grid with gas distribution device, nozzles for supplying natural gas and replacement nozzles for air supply, equipped with a shut-off valve, switch and pump, and the nozzle for sampling the generator gas is in the afterburner (RF patent for utility model No. 55933).

В установке известной конструкции ограничен теплосъем, что является экономически нецелесообразным. Выброс в атмосферу генераторного газа негативно сказывается на экологической обстановке окружающей среды. Кроме того, место расположения рекуператора резко ухудшает газодинамические свойства установки, а необходимость подачи природного газа для осуществления работы установки затрудняет ее применение в бытовых условиях в силу повышенного уровня опасности эксплуатации.In the installation of known design limited heat removal, which is economically impractical. Emission of generator gas into the atmosphere negatively affects the ecological environment. In addition, the location of the recuperator sharply worsens the gas-dynamic properties of the installation, and the need to supply natural gas for the operation of the installation makes it difficult to use it in domestic conditions due to the increased level of operational hazard.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности утилизации отходов термическим способом при одновременном сокращении выбросов вредных веществ в окружающую среду.The task to which the claimed technical solution is directed is to increase the efficiency of waste disposal by the thermal method while reducing emissions of harmful substances into the environment.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в обеспечении быстрого и качественного сгорания отходов за счет конструктивного решения камеры сгорания. Кроме того, установка обеспечивает полноценное доокисление дымовых газов, образующихся в результате термической переработки отходов, что способствует сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу.The technical result achieved by using the claimed invention is to ensure fast and high-quality waste combustion due to the constructive solution of the combustion chamber. In addition, the installation provides a full oxidation of flue gases generated as a result of thermal processing of waste, which helps to reduce emissions of harmful substances into the atmosphere.

Поставленная задача решается тем, что термогазохимическая установка для утилизации твердых бытовых отходов согласно техническому решению включает горизонтально ориентированную камеру сгорания с окном для загрузки топлива, в нижней части которой на поддоне расположены колосники, выполненные в виде ряда перфорированных труб, входы которых соединены со всасывающим вентилятором, сопряженную с ней вертикально ориентированную камеру термогазохимических реакций, снабженную, по крайней мере, одним узлом турбулизации потока отходящих газов, выполненным с возможностью доокисления отходящих газов, при этом полости камеры сгорания и камеры термогазохимических реакций выполнены сообщающимися, и канал подачи вторичного воздуха, снабженный регулирующими заслонками, организованный горизонтально вдоль протяженности камеры сгорания под поддоном и вертикально вдоль протяженности задней стенки камеры термогазохимических реакций. Узел турбулизации содержит горизонтально ориентированный газоотбойник, закрепленный на стенке камеры термогазохимических реакций и выполненный в виде скругленной металлической пластины, расположенной с образованием зазора между стенкой камеры термогазохимических реакций и кромкой пластины, и ряд горизонтально ориентированных перфорированных трубок с закрытыми выходами, открытые входы которых размещены в отверстиях крепежной пластины, вертикальное размещение которой формирует часть стенки канала подвода вторичного воздуха, сообщающегося с полостями перфорированных трубок, при этом перфорационные отверстия трубок снабжены короткими отводами. Газоотбойник снабжен завихрителем потока, выполненным в виде трубки с открытыми концами, укрепленной вдоль кромки пластины газоотбойника, обращенной внутрь камеры термогазохимических реакций, при этом пластина газоотбойника представляет собой сегмент круга, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру камеры термогазохимических реакций. Площадь пластины газоотбойника составляет не менее половины площади поперечного сечения камеры термогазохимических реакций. Установка снабжена контуром водяной рубашки, к которому подключен циркуляционный насос, а камера сгорания и камера термогазохимических реакций выполнены в форме прямых цилиндров. Газоотбойники соседних узлов турбулизации ориентированы диаметрально противоположно с образованием зигзагообразного канала между стенками камеры термогазохимических реакций и кромками последовательно расположенных пластин. Установка может быть снабжена электрическим пультом управления, размещенным на внешней боковой поверхности установки. Кроме того, установка снабжена вертикально ориентированной перегородкой, разделяющей камеру сгорания и часть камеры термогазохимических реакций на два объема.The problem is solved in that the thermogas chemical installation for the disposal of municipal solid waste according to the technical solution includes a horizontally oriented combustion chamber with a window for loading fuel, in the lower part of which there are grates on the pallet, made in the form of a series of perforated pipes, the inlets of which are connected to the suction fan, a vertically oriented chamber of thermogasochemical reactions associated with it, equipped with at least one node for turbulization of the exhaust gas stream in, configured to further oxidize the exhaust gases, while the cavities of the combustion chamber and the chamber of thermogasochemical reactions are made communicating, and the secondary air supply channel provided with control flaps is arranged horizontally along the length of the combustion chamber under the pallet and vertically along the length of the rear wall of the chamber of thermogasochemical reactions. The turbulization unit contains a horizontally oriented gas baffle mounted on the wall of the chamber of thermogasochemical reactions and made in the form of a rounded metal plate located with the formation of a gap between the wall of the chamber of thermogasochemical reactions and the edge of the plate, and a series of horizontally oriented perforated tubes with closed exits, the open entrances of which are placed in the holes a mounting plate, the vertical placement of which forms part of the wall of the secondary air supply channel communicating with the cavities of perforated tubes, while the perforation holes of the tubes are provided with short bends. The gas baffle is equipped with a flow swirl made in the form of a tube with open ends fixed along the edge of the gas baffle plate facing the chamber of thermogasochemical reactions, while the gas baffle plate is a circle segment whose diameter corresponds to the inner diameter of the chamber of thermogasochemical reactions. The area of the gas stripper plate is at least half the cross-sectional area of the chamber of thermogasochemical reactions. The installation is equipped with a water jacket circuit, to which a circulation pump is connected, and the combustion chamber and the chamber of thermogasochemical reactions are made in the form of straight cylinders. The gas chambers of the neighboring turbulization nodes are oriented diametrically opposite with the formation of a zigzag channel between the walls of the chamber of thermogasochemical reactions and the edges of successive plates. The installation can be equipped with an electrical control panel located on the outer side surface of the installation. In addition, the installation is equipped with a vertically oriented partition separating the combustion chamber and part of the chamber of thermogasochemical reactions into two volumes.

Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 представлено изображение общего вида заявляемой установки.Figure 1 presents an image of a General view of the inventive installation.

На фиг.2 схематично представлен вид сбоку заявляемой конструкции.Figure 2 schematically shows a side view of the claimed design.

На фиг.3 схематично представлен вид сверху заявляемой конструкции.Figure 3 schematically shows a top view of the claimed design.

На фиг.4 схематично представлен внешний вид спереди заявляемой конструкции.Figure 4 schematically shows the front view of the claimed design.

На фиг.5 представлен вид сбоку на блок из турбулизирующих узлов, установленных друг на друга в составе заявляемой конструкции.Figure 5 presents a side view of a block of turbulent nodes mounted on top of each other as part of the claimed design.

На фиг.6 изображен вид сверху на один из газоотбойников (нижний).Figure 6 shows a top view of one of the gas bumpers (bottom).

На фиг.7 представлено внутренне расположение турбулизирующих узлов (вид спереди).Figure 7 presents the internal arrangement of the turbulent nodes (front view).

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - камера сгорания,1 - combustion chamber,

2 - поддон,2 - pallet

3 - канал подвода вторичного воздуха,3 - channel for supplying secondary air,

4 - камера термогазохимических реакций,4 - chamber thermogasochemical reactions,

5 - сборник отходящих газов,5 - a collection of exhaust gases,

6 - дымосос,6 - smoke exhaust,

7 - колосники,7 - grates,

8 - колосниковый вентилятор,8 - grate fan,

9 - отводящий патрубок,9 - outlet pipe,

10 - контур водяной рубашки,10 - contour of a water jacket,

11 - предохранительный подрывной клапан,11 - safety blasting valve,

12 - сбросный клапан,12 - relief valve

13 - датчик температуры,13 - temperature sensor,

14 - шиберные заслонки,14 - slide gates,

15 - мембранный расширительный бачок,15 - membrane expansion tank,

16 - циркуляционный насос,16 - circulation pump

17 - газоотбойник,17 - gas striker,

18 - завихритель потока,18 - swirl flow

19 - электрический шкаф управления,19 - electrical control cabinet

20 - перфорированные трубки,20 - perforated tubes,

21 - отводы,21 - bends,

22 - крепежная пластина,22 - mounting plate

23 - перегородка,23 - a partition,

Термогазохимическую установку для утилизации твердых бытовых отходов размещают на металлической сварной площадке для удобства использования. Установка совмещает в себе функции утилизатора твердых бытовых отходов и теплогенератора, в качестве топлива для которого используют твердые бытовые отходы. Основными элементами устройства являются горизонтально ориентированная камера сгорания 1 и сопряженная с ней вертикально ориентированная камера термогазохимических реакций 4. Обе камеры снабжены единым контуром водяной рубашки 10, предохраняющим конструкцию от разрушения в процессе эксплуатации и обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в случае использования заявляемой установки для обогрева помещения. В нижней части установки организован вывод, соединяющий пространство водяной рубашки с мембранным расширительным бачком 15. Наличие контура водяной рубашки обеспечивает полноценную готовность установки к запуску в любой момент времени. К контуру может быть подключен циркуляционный насос 16. В верхней части камеры термогазохимических реакций сформирован сборник отходящих газов 5, соединенный с дымососом 6 через отводящий патрубок 9. Также на крышке камеры термогазохимических реакций 4 расположен сбросный клапан 12 контура водяной рубашки, предохранительный подрывной клапан 11, датчик температуры 13. Предохранительный подрывной клапан 11 предназначен для предотвращения разрушения устройства при возникновении внештатных критических ситуаций. Подрывной клапан 11 необходим специально для случаев, когда надо сбросить рабочую среду во внешний источник при возникновении ситуации, когда уровень давления достигает критического. Подрывной клапан 11 снабжен порывной мембраной и смонтирован посредством штуцера на корпусе установки. Камера сгорания 1 представляет собой горизонтально расположенную цилиндрическую емкость с двумя загрузочными отверстиями, сопряженную с вертикально расположенной цилиндрической емкостью, представляющей собой корпус камеры термогазохимических реакций 4. Камера сгорания 1 и часть камеры термогазохимических реакций 4 разделены продольной вертикальной перегородкой 23 на две половины. Перегородка 23 выполнена протяженной от передней стенки камеры сгорания 1 до задней стенки камеры термогазохимических реакций 4 и представляет собой металлический лист с прорезями для обеспечения циркуляции воздушного потока из одной половины в другую. Зональное разграничение камеры сгорания 1 на две части позволяет производить поэтапную загрузку перерабатываемого материала в практически независимые друг от друга секции камеры сгорания, что значительно увеличивает эффективность работы установки в целом. Корпус камеры сгорания 1 снабжен двумя герметично закрывающимися дверцами, при открывании которых осуществляют закладку сжигаемых отходов. В нижней части камеры сгорания 1 на поддоне 2 расположены колосники 7, вытянутые вдоль всей протяженности камеры сгорания. Колосники 7 представляют собой ряд перфорированных труб, снабженных выводами со стороны передней стенки камеры сгорания 1. Выводы колосниковых труб подключены к всасывающему колосниковому вентилятору 8, являющемуся заборником первичного воздуха. Под поддоном 2 расположена часть канала подвода вторичного воздуха 3. Канал 3 вытянут вдоль всей протяженности камеры сгорания 1 и вдоль задней стенки по всей высоте камеры термогазохимических реакций 4. За счет такой протяженности канала обеспечивается подвод подогретого при прохождении под поддоном 2 камеры сгорания 1 вторичного воздуха по всему объему установки, что способствует более быстрому протеканию химических реакций доокисления дымовых газов. Подвод вторичного воздуха регулируется заслонкой 14, расположенной на боковой цилиндрической поверхности камеры сгорания 1.Thermogaschemical installation for the disposal of municipal solid waste is placed on a metal welded site for ease of use. The installation combines the functions of a utilizer of municipal solid waste and a heat generator, for which solid household waste is used as fuel. The main elements of the device are a horizontally oriented combustion chamber 1 and a vertically oriented chamber of thermogasochemical reactions associated with it 4. Both chambers are equipped with a single contour of a water jacket 10, which protects the structure from destruction during operation and provides coolant circulation if the inventive installation is used to heat the room. In the lower part of the installation, an outlet is organized connecting the space of the water jacket with the membrane expansion tank 15. The presence of the water jacket circuit ensures that the installation is fully operational for launch at any time. A circulation pump 16 can be connected to the circuit. In the upper part of the chamber of thermogasochemical reactions, an exhaust gas collector 5 is formed, connected to the smoke exhauster 6 through a discharge pipe 9. Also on the cover of the chamber of thermogasochemical reactions 4 there is a relief valve 12 of the water jacket circuit, a safety blast valve 11, temperature sensor 13. Safety blasting valve 11 is designed to prevent the destruction of the device in case of emergency situations. The blasting valve 11 is necessary especially for cases when it is necessary to dump the working medium into an external source when a situation occurs when the pressure level reaches a critical level. The blasting valve 11 is equipped with a bursting membrane and is mounted by means of a fitting on the unit body. The combustion chamber 1 is a horizontally located cylindrical tank with two feed openings, paired with a vertically arranged cylindrical tank, which is the body of the chamber of thermogasochemical reactions 4. The combustion chamber 1 and part of the chamber of thermogasochemical reactions 4 are divided by a vertical vertical partition 23 into two halves. The partition 23 is made extended from the front wall of the combustion chamber 1 to the rear wall of the chamber of thermogasochemical reactions 4 and is a metal sheet with slots to ensure circulation of the air flow from one half to the other. The zonal demarcation of the combustion chamber 1 into two parts allows for phased loading of the processed material into practically independent sections of the combustion chamber, which significantly increases the overall efficiency of the installation. The housing of the combustion chamber 1 is equipped with two hermetically sealed doors, when opened, they carry out the laying of combustible waste. In the lower part of the combustion chamber 1 on the pallet 2 there are grates 7, elongated along the entire length of the combustion chamber. Grates 7 are a series of perforated pipes equipped with leads from the front wall of the combustion chamber 1. The leads of the grates are connected to the intake grate fan 8, which is a primary air intake. Under the pallet 2, there is a part of the secondary air supply channel 3. The channel 3 is elongated along the entire length of the combustion chamber 1 and along the rear wall along the entire height of the chamber of thermogasochemical reactions 4. Due to this length of the channel, the secondary air heated up under the pallet 2 is supplied throughout the installation, which contributes to faster chemical reactions of the oxidation of flue gases. The secondary air supply is regulated by a valve 14 located on the lateral cylindrical surface of the combustion chamber 1.

Перегородка 23 торцом упирается в заднюю стенку камеры термогазохимических реакций 4, корпус которой представляет собой вертикально ориентированную цилиндрическую емкость, в нижней части которой организовано сопряжение с корпусом камеры сгорания 1. Цилиндрическая форма камеры сгорания и камеры термогазохимических реакций обуславливает отсутствие так называемых «мертвых зон», где происходит скапливание непереработанного материала. Нижняя часть камеры термогазохимических реакций 4 в зоне сопряжения с камерой сгорания 1 предназначена для формирования потока дымовых газов. Верхняя часть камеры термогазохимических реакций снабжена устройством перераспределения потока и доокисления дымовых газов. Устройство состоит из нескольких вертикально установленных друг на друга газораспределительных узлов турбулизации. Каждый узел включает газоотбойник 17, представляющий собой горизонтально ориентированный металлический лист в форме сегмента круга, диаметр которого соответствует диаметру камеры термогазохимических реакций. По линии хорды, стягивающей сегмент (кромка пластины), металлический лист снабжен завихрителем потока 18, выполненым в виде полой трубки, прикрепленной к кромке металлической пластины газоотбойника 17. Металлический лист перекрывает поперечное сечение камеры термогазохимических реакций 4 не менее чем на половину, создавая тем самым препятствие для прямого прохождения потока дымовых газов и обеспечивая его перенаправление в сторону зазора, образовавшегося между стенкой камеры термогазохимических реакций и кромкой пластины. Газоотбойники 17 соседних узлов ориентированы диаметрально противоположно, закреплены посредством кронштейнов к передней или задней стенкам камеры термогазохимических реакций попеременно, обеспечивая возможность зигзагообразного перемещения потока дымовых газов вверх по камере термогазохимических реакций. Над каждым газоотбойником размещен ряд полых перфорированных трубок 20, полости которых сообщаются с каналом подачи вторичного воздуха 3. Трубки 20 ориентированы горизонтально и заглушены с одной стороны. С другой стороны каждая трубка 20 открытым концом жестко закреплена в отверстии крепежной пластины 22. Крепежные пластины каждого из узлов турбулизации установлены друг на друга и формируют стенку, которая отделяет часть канала подвода вторичного воздуха от полости камеры термогазохимических реакций.The end wall 23 abuts against the rear wall of the chamber of thermogasochemical reactions 4, the casing of which is a vertically oriented cylindrical tank, the lower part of which is paired with the casing of the combustion chamber 1. The cylindrical shape of the combustion chamber and the chamber of thermogasochemical reactions causes the absence of the so-called "dead zones", where the accumulation of unprocessed material occurs. The lower part of the chamber of thermogasochemical reactions 4 in the interface with the combustion chamber 1 is designed to form a flue gas stream. The upper part of the chamber of thermogasochemical reactions is equipped with a device for redistributing the flow and additional oxidation of flue gases. The device consists of several vertically mounted on each other gas distribution nodes turbulization. Each node includes a gas vent 17, which is a horizontally oriented metal sheet in the form of a segment of a circle, the diameter of which corresponds to the diameter of the chamber of thermogasochemical reactions. Along the line of the chord, which tightens the segment (the edge of the plate), the metal sheet is equipped with a flow swirl 18 made in the form of a hollow tube attached to the edge of the metal plate of the gas deflector 17. The metal sheet overlaps the cross section of the chamber of thermogasochemical reactions 4 by at least half, thereby creating an obstacle to the direct passage of the flue gas stream and ensuring its redirection towards the gap formed between the wall of the chamber of thermogasochemical reactions and the edge of the plate. The gas baffles 17 of the neighboring nodes are oriented diametrically opposite, fixed by means of brackets to the front or rear walls of the chamber of thermogasochemical reactions alternately, providing the possibility of a zigzag movement of the flue gas stream up the chamber of thermogasochemical reactions. Above each gas outlet there is a series of hollow perforated tubes 20, the cavities of which communicate with the secondary air supply channel 3. The tubes 20 are oriented horizontally and plugged on one side. On the other hand, each tube 20 with its open end is rigidly fixed in the hole of the mounting plate 22. The mounting plates of each of the turbulization units are mounted on each other and form a wall that separates part of the secondary air supply channel from the cavity of the thermogasochemical reaction chamber.

Перфорационные отверстия 24 на трубах выполнены в четыре ряда, расположенных параллельно оси трубки. Каждое перфорационное отверстие 24 трубки 20 снабжено коротким отводом 21, способствующим разгону дымовых газов и завихрению общего потока. Длины трубок 20, количество перфорационных отверстий на трубах и длины отводов различны, в зависимости от расположения трубы относительно центра окружности камеры термогазохимических реакций. Так, трубки, расположенные в центральной части поперечного сечения камеры термогазохимических реакций, длиннее трубок, расположенных вблизи стенок камеры. Перфорация в каждом ряду трубки нанесена равномерно с одинаковым шагом и диаметром. Длина отводов 21 также определяется местоположением трубки относительно центра окружности поперечного сечения камеры. В верхних и нижних рядах перфорации отвода выполнены одинаковой длины, а длины отводов боковых рядов перфорации выполнены увеличивающимися от центра к периферии длины.The perforation holes 24 on the pipes are made in four rows parallel to the axis of the tube. Each perforation hole 24 of the tube 20 is equipped with a short outlet 21, contributing to the acceleration of flue gases and swirl of the total flow. The lengths of the tubes 20, the number of perforations in the tubes and the lengths of the bends are different, depending on the location of the tube relative to the center of the circumference of the chamber of thermogasochemical reactions. So, the tubes located in the central part of the cross section of the chamber of thermogasochemical reactions are longer than the tubes located near the walls of the chamber. Perforation in each row of the tube is applied evenly with the same pitch and diameter. The length of the taps 21 is also determined by the location of the tube relative to the center of the circumference of the cross section of the chamber. In the upper and lower rows of perforation, the branches are made of the same length, and the lengths of the branches of the side rows of perforations are made increasing from the center to the periphery of the length.

Между стенкой, сформированной из крепежных пластин 22, и задней стенкой камеры термогазохимических реакций 4 расположена часть канала подвода вторичного воздуха, сообщающаяся с частью, расположенной под поддоном 2 камеры сгорания 1.Between the wall formed from the mounting plates 22, and the rear wall of the chamber of thermogasochemical reactions 4 is located part of the channel for supplying secondary air, communicating with the part located under the pallet 2 of the combustion chamber 1.

Заявляемое устройство также содержит электрический шкаф управления 19, смонтированный на внешней боковой поверхности установки.The inventive device also includes an electric control cabinet 19 mounted on the outer side surface of the installation.

Для сброса излишнего давления теплоносителя на крышке корпуса камеры термогазохимических реакций предусмотрен сбросный клапан 12 мембранного или пружинного типа.To relieve excessive pressure of the coolant on the cover of the body of the chamber of thermogasochemical reactions, a relief valve 12 of a membrane or spring type is provided.

Заявляемая установка работает следующим образом.The inventive installation operates as follows.

Установку размещают стационарно или на передвижной платформе. Заполняют контур водяной рубашки теплоносителем. Продувают колосники при максимальной работе колосникового вентилятора в течение 2-3 минут, периодически закрывая и открывая краны регулировки подачи воздуха. При необходимости подключают циркуляционный насос для обеспечения циркуляции теплоносителя. Объем камеры сгорания заполняют растопочным материалом не более чем на 1/4 часть. После воспламенения растопочного материала заслонку подачи первичного воздуха на колосниковые трубы (колосники) слегка приоткрывают. При достижении устойчивого горения растопочного материала камеру сгорания заполняют утилизируемыми отходами на весь объем. В одну половину камеры сгорания на колосниковые трубы помещают утилизируемые отходы и инициируют процесс горения, герметично закрывая при этом дверцы камеры сгорания и регулируя тягу шиберной заслонкой. Аналогичным образом выполняют растопку и загрузку второй половины камеры сгорания. Через колосниковые трубы в камеру сгорания подается первичный воздух, необходимый для обеспечения полноценного горения. Заслонкой регулируют подачу вторичного воздуха после достижения устойчивого процесса горения. Вторичный воздух по каналу подачи вторичного воздуха проходит, нагреваясь, под поддоном камеры сгорания и поднимается вверх вдоль задней стенки камеры термогазохимических реакций и стенки из крепежных пластин, далее через трубки сквозь перфорационные отверстия и отводы попадает в камеру термогазохимических реакций, где смешивается с потоком дымовых газов, поднимающимся из камеры сгорания через канал, образованные в камере термогазохимических реакций ее стенками и пластинами газоотбойников. За счет того что пластины газоотбойников ориентированы в противоположные стороны, поток дымовых газов совершает зигзагообразное перемещение. Скорость сжигания отходов зависит от интенсивности подачи воздуха в камеру сгорания. В процессе горения в камере происходят эндо- и экзотермические реакции. При сгорании отходов идет процесс поглощения тепла сжигаемых ТБО с выделением углекислоты и паров воды. Этот процесс идет до температуры около 270° в камере сгорания, при превышении которой начинается экзотермический процесс. Выделение тепла происходит в незначительном количестве. Продукты разложения при горении подвергаются действию высоких температур и давлений, возрастающих при нагреве образовавшихся паров и газов в присутствии углерода, который в стадии образования газов является активным катализатором. Сжигаемые отходы, являющиеся своеобразным топливом установки, проходят процесс карбонизации, обогащаясь углеродом. При этом теряется водород и кислород. При достижении температуры около 435° происходит поглощение кислорода и самовозгорание топлива с выделением газов и тепла. Таким образом, в результате сжигания в камере сгорания образуется нагретый газ, который поднимается в камеру термогазохимических реакций и вступает в термохимические реакции с подогретым атмосферным воздухом. Газ из камеры сгорания в результате реакции сгорает с выделением большого количества тепла. Кроме того, отходящие газы из камеры сгорания, попадая в камеру термогазохимических реакций, смешиваются с паром, выделяющимся из ТБО на начальной стадии горения. Смеси газов в камере термогазохимических реакций активно адсорбируются, образуя центры конденсации, вокруг микроскопических твердых частиц и сгорают. В охлажденном парами воды газовом потоке происходит процесс распада окислов азота и связывание парами воды различных вредных веществ. Отфильтрованный таким образом поток отходящих газов из камеры термогазохимических реакций поступает в сборник отходящих газов и далее в дымосос. Скорость потока и объем отходящих газов регулируется шиберной заслонкой, смонтированной на дымососе.The installation is placed stationary or on a mobile platform. Fill the contour of the water jacket with coolant. Blow grates with maximum grate fan operation for 2-3 minutes, periodically closing and opening the air supply adjustment taps. If necessary, connect a circulation pump to circulate the coolant. The volume of the combustion chamber is filled with kindling material no more than 1/4 part. After ignition of the kindling material, the primary air supply flap to the grate pipes (grates) is slightly opened. When sustainable combustion of the kindling material is achieved, the combustion chamber is filled with utilized waste to the full extent. Disposable waste is placed on the grate pipes in one half of the combustion chamber and the combustion process is initiated, hermetically closing the doors of the combustion chamber and adjusting the draft with a slide gate. In a similar manner, the kindling and loading of the second half of the combustion chamber are performed. Through the grate pipes, primary air is supplied to the combustion chamber, which is necessary to ensure full combustion. The damper regulates the supply of secondary air after achieving a stable combustion process. Secondary air passes through the secondary air supply channel, heating, under the pallet of the combustion chamber and rises up along the rear wall of the thermogasochemical reaction chamber and the wall from the mounting plates, then through the tubes through the perforations and outlets it enters the thermogasochemical reaction chamber, where it is mixed with the flue gas stream rising from the combustion chamber through the channel, formed in the chamber of thermogasochemical reactions by its walls and plates of gas strippers. Due to the fact that the plates of the gas strippers are oriented in opposite directions, the flue gas stream makes a zigzag movement. The rate of waste burning depends on the intensity of the air supply to the combustion chamber. During combustion, endo- and exothermic reactions occur in the chamber. When waste is burned, the process of absorption of heat from the burnt solid waste occurs with the release of carbon dioxide and water vapor. This process goes to a temperature of about 270 ° in the combustion chamber, above which an exothermic process begins. Heat is produced in small quantities. The decomposition products during combustion are exposed to high temperatures and pressures that increase when the generated vapors and gases are heated in the presence of carbon, which is an active catalyst in the stage of gas formation. The combustible waste, which is a kind of plant fuel, goes through the carbonization process, enriched with carbon. In this case, hydrogen and oxygen are lost. When the temperature reaches about 435 °, oxygen is absorbed and the fuel spontaneously ignites with the release of gases and heat. Thus, as a result of combustion, a heated gas is formed in the combustion chamber, which rises into the chamber of thermogasochemical reactions and enters into thermochemical reactions with heated atmospheric air. The gas from the combustion chamber as a result of the reaction burns with the release of a large amount of heat. In addition, the exhaust gases from the combustion chamber, entering the chamber of thermogasochemical reactions, are mixed with steam released from the MSW at the initial stage of combustion. Mixtures of gases in the chamber of thermogasochemical reactions are actively adsorbed, forming condensation centers around microscopic solid particles and burn. In a gas stream cooled by water vapor, the process of decomposition of nitrogen oxides and the binding of various harmful substances by water vapor occur. The exhaust gas stream thus filtered from the thermogas-chemical reaction chamber enters the exhaust gas collector and then to the exhaust fan. The flow rate and the volume of exhaust gases is regulated by a gate valve mounted on the exhaust fan.

При последующих включениях установки пепел, образовавшийся при предыдущем использовании установки, не удаляют, оставляя его на колосниках. Пепел выполняет роль естественного катализатора при газификации твердого топлива и предохраняет трубы от пережога.At subsequent starts of the installation, the ash formed during the previous use of the installation is not removed, leaving it on the grate. Ash plays the role of a natural catalyst in the gasification of solid fuels and protects the pipes from burning.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Изготовлено устройство заявляемой конструкции с габаритными размерами 3630*1640*3260 (мм), представляющее собой цельносварной корпус из жаропрочной стали, в котором расположена камера сгорания объемом 1 м³, камера термогазохимических реакций объемом 1,6 м³. Диаметр загрузочного отверстия составляет 950 мм. Камера сгорания и часть камеры термогазохимических реакций разделена на две половины перегородкой с прорезями, при этом в каждой половине камеры сгорания расположены по четыре колосниковые трубы, снабженные выводами на передней стенке камеры сгорания. Внутренний диаметр камеры термогазохимических реакций составляет 932 мм. Камера содержит четыре турбулизирующих газораспределительных узла, установленных друг на друга и формирующих верхнюю часть камеры термогазохимических реакций и стенку канала подачи вторичного воздуха. Каждый узел содержит газоотбойник, выполненный из металлического листа жаропрочной стали в форме сегмента круга диаметром 932 мм, к которому приварена металлическая трубка диаметром 57 мм, выполняющая роль завихрителя потока. Газоотбойник расположен таким образом, что между его кромкой и стенкой камеры термогазохимических реакций образуется зазор площадью 0,24 м². Кроме того, каждый турбулизирующий узел содержит пять перфорированных трубок, уложенных горизонтально в ряд и снабженных четырьмя рядами перфорационных отверстий по 17 отверстий в каждом диаметром 32 мм. Каждое перфорационное отверстие снабжено коротким отводом длиной от 20 до 40 мм.A device of the claimed design with overall dimensions of 3630 * 1640 * 3260 (mm) was manufactured, which is an all-welded case made of heat-resistant steel, in which there is a combustion chamber with a volume of 1 m ³ , a chamber of thermogasochemical reactions with a volume of 1.6 m ³ . The diameter of the feed opening is 950 mm. The combustion chamber and part of the chamber of thermogasochemical reactions are divided into two halves by a partition with slots, while in each half of the combustion chamber there are four grate pipes equipped with leads on the front wall of the combustion chamber. The internal diameter of the chamber of thermogasochemical reactions is 932 mm. The chamber contains four turbulizing gas distribution units mounted on top of each other and forming the upper part of the chamber for thermogasochemical reactions and the wall of the secondary air supply channel. Each node contains a gas baffle made of a metal sheet of heat-resistant steel in the form of a circle segment with a diameter of 932 mm, to which a metal tube with a diameter of 57 mm is welded, acting as a swirl flow. The gas baffle is located in such a way that between its edge and the wall of the chamber of thermogasochemical reactions, a gap of 0.24 m ^{2 is formed} . In addition, each turbulizing unit contains five perforated tubes laid horizontally in a row and equipped with four rows of perforation holes with 17 holes in each 32 mm diameter. Each perforation hole is equipped with a short bend with a length of 20 to 40 mm.

Claims

1. Thermogasochemical installation for the disposal of municipal solid waste, including a horizontally oriented combustion chamber with a window for loading fuel, in the lower part of which there are grates on the pallet, made in the form of a series of perforated pipes, the inlets of which are connected to the suction fan, a vertically oriented chamber mated to it thermogasochemical reactions, equipped with at least one node for turbulization of the exhaust gas stream, configured to oxidize the exhaust gas, when ohm cavity combustion chamber and the chamber communicating termogazohimicheskih reactions performed, and the secondary air supply passage provided with regulating flaps, arranged horizontally along the length of the combustion chamber under the pallet and vertically along the rear wall of chamber length termogazohimicheskih reactions.

2. Thermogasochemical installation according to claim 1, characterized in that the turbulization unit contains a horizontally oriented gas stripper mounted on the wall of the chamber of thermogasochemical reactions and made in the form of a rounded metal plate located with the formation of a gap between the wall of the chamber of thermogasochemical reactions and the edge of the plate, and a number of horizontally oriented perforated tubes with closed exits, the open entrances of which are located in the holes of the mounting plate, the vertical placement of which oh forms part of the wall of the secondary air supply channel communicating with the cavities perforated tubes, wherein the tubes are provided with perforations short taps.

3. The gas and gas chemical installation according to claim 2, characterized in that the gas baffle is equipped with a flow swirl made in the form of a tube with open ends, mounted along the edge of the gas baffle plate facing the inside of the gas and gas chemical reaction chamber, while the gas baffle plate is a circle segment whose diameter corresponds to the inner diameter of the chamber of thermogasochemical reactions.

4. Thermogasochemical installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a water jacket circuit.

5. Thermogasochemical installation according to claim 1, characterized in that the combustion chamber and the chamber of thermogasochemical reactions are made in the form of straight cylinders.

6. Thermogasochemical installation according to claim 2, characterized in that the gas chambers of the neighboring turbulation units are oriented diametrically opposite with the formation of a zigzag channel between the walls of the chamber of thermogasochemical reactions and the edges of successively arranged plates.

7. Thermogasochemical installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with an electric control panel located on the outer side surface of the installation.

8. Thermogasochemical installation according to claim 1, characterized in that a circulation pump is connected to the contour of the water jacket.

9. Thermogasochemical installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a vertically oriented partition separating the combustion chamber and part of the chamber of thermogasochemical reactions in two volumes.

10. Thermogasochemical installation according to claim 2, characterized in that the plate area of the gas stripper is at least half the cross-sectional area of the chamber of thermogasochemical reactions.