RU55937U1

RU55937U1 - LIQUID AND SOLID FUEL COMBUSTION DEVICE

Info

Publication number: RU55937U1
Application number: RU2006114801/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Витальевич Ковалев; Вячеслав Федорович Очин
Original assignee: Александр Витальевич Ковалев; Сидоров Александр Витальевич; Вячеслав Федорович Очин; Чапча Виктор Владимирович
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Полезная модель относится к устройству и способу экологически безопасного сжигания любого вида топлива с максимально возможной теплотворностью.The invention relates to a device and method for the environmentally friendly burning of any type of fuel with the highest possible calorific value.

В устройстве подачу воздуха в камеру сгорания твердого и жидкого топлива производят, по меньшей мере, из двух разделенных между собой камер, причем в одной из камер, в камере рекуперации, обеспечивают сжигание горючих газов, поступающих из камеры сгорания твердого и жидкого топлива через газопроницаемые участки, выполненные в ее стенке, а подачу воздуха из другой камеры осуществляют через воздуховоды, проходящие через камеру рекуперации, причем отвод продуктов горения осуществляют через нижнюю часть камеры сгорания.In the device, air is supplied to the combustion chamber of solid and liquid fuels from at least two chambers that are separated from each other, and in one of the chambers, in the recovery chamber, combustible gases coming from the combustion chamber of solid and liquid fuels through gas-permeable sections made in its wall, and the air from another chamber is supplied through air ducts passing through the recovery chamber, and the combustion products are discharged through the lower part of the combustion chamber.

Техническим результатом является увеличение полноты сгорания и энерговыделения, при снижении вредных выбросов в окружающую среду. 2 ил.The technical result is to increase the completeness of combustion and energy release, while reducing harmful emissions into the environment. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к устройству и способу экологически безопасного сжигания любого вида топлива, как низко - так и высококалорийного с максимально возможной теплотворностью и может быть использована в тепловых энергетических установках, термальных конверторах, топливных конверторах для сжигания промышленных бытовых отходов, а также в специальных установках по сжиганию почвы, загрязненной нефтепродуктами или других топливных смесей из твердых и конденсированных веществ, в утилизаторах различных видов отходов (животноводства, медицины и др.)The utility model relates to a device and method for the environmentally friendly burning of any type of fuel, both low- and high-calorific, with the highest possible calorific value and can be used in thermal power plants, thermal converters, fuel converters for burning industrial household waste, as well as in special installations for the burning of soil contaminated with oil products or other fuel mixtures of solid and condensed matter in utilizers of various types of waste (animal husbandry, medicine, etc.)

Известны различные устройства для сжигания твердых и конденсированных веществ, в которых обязательными составляющими которых являются подача в определенных соотношениях топлива и воздуха и отвод продуктов горения.There are various devices for burning solid and condensed substances, in which the mandatory components are the supply in certain proportions of fuel and air and the removal of combustion products.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство, известное из (патента RU 2116570, F 23 G 7/00, 7/05, опубл. 1998 г.). В известном устройстве для переработки отходов, содержащих углеводороды, в реактор (камеру сгорания) загружают твердые отходы и подают кислородсодержащий газ с недостатком, проводят реакцию горения с образованием газообразных продуктов горения и твердого остатка - пиролиз. Окисляющий воздух подают через горячий твердый остаток сжигания, нагревая его до температуры 400°С, а газообразные продукты пиролиза пропускают через загружаемые отходы, подсушивая их. Газообразные продукты горения сжигают в свободном объеме камеры сгорания при избытке окисляющего воздуха, достаточном для полного окисления углеводородов и горючих газов. Твердые остатки из камеры сгорания периодически выгружают.The closest analogue of the invention is a device known from (patent RU 2116570, F 23 G 7/00, 7/05, publ. 1998). In a known device for processing waste containing hydrocarbons, solid waste is loaded into the reactor (combustion chamber) and oxygen-deficient gas is supplied, a combustion reaction is carried out with the formation of gaseous combustion products and a solid residue — pyrolysis. Oxidizing air is supplied through the hot solid combustion residue, heating it to a temperature of 400 ° C, and gaseous pyrolysis products are passed through the loaded waste, drying them. Gaseous products of combustion are burned in the free volume of the combustion chamber with an excess of oxidizing air sufficient for the complete oxidation of hydrocarbons and combustible gases. Solid residues from the combustion chamber are periodically discharged.

Описанное устройство характеризуется аппаратурной сложностью и The described device is characterized by hardware complexity and

энергоемкостью процесса, имеет узкоцелевое использование для сжигания металлсодержащих отходов, преимущественно автомобильных шин, которые в камере сгорания расплавляются.energy-intensive process, has a narrow-purpose use for burning metal-containing waste, mainly automobile tires, which are melted in the combustion chamber.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является увеличение полноты сгорания и энерговыделения, при снижении вредных выбросов в окружающую среду.The technical task of the proposed utility model is to increase the completeness of combustion and energy release, while reducing harmful emissions into the environment.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для сжигания твердого и жидкого топлива, содержащем камеру сгорания твердого и жидкого топлива, соединенную с системой подачи воздуха и с системой отвода продуктов горения, особенностью является то, что система подачи воздуха включает, по меньшей мере, две разделенные между собой камеры, одна из которых, камера рекуперации, сообщается с камерой сгорания твердого и жидкого топлива через газопроницаемые участки, выполненные в стенке камеры сгорания твердого и жидкого топлива по всей ее высоте, а другая - через воздуховоды, проходящие через камеру рекуперации и имеющие выходы в стенке камеры сгорания по всей высоте, при этом система отвода продуктов горения соединена с камерой сгорания в нижней ее части.The problem is solved in that in a device for burning solid and liquid fuels, containing a combustion chamber for solid and liquid fuels, connected to the air supply system and the exhaust system of the combustion products, the feature is that the air supply system includes at least two separated chambers, one of which, the recovery chamber, communicates with the combustion chamber of solid and liquid fuels through gas-permeable sections made in the wall of the combustion chamber of solid and liquid fuels throughout its height ote, and the other through air ducts passing through the recovery chamber and having exits in the wall of the combustion chamber along the entire height, while the exhaust system is connected to the combustion chamber in its lower part.

Для дожигания продуктов горения система подачи воздуха может содержать дополнительный канал, по которому воздух подается в нижнюю часть камеры сгорания твердого и жидкого топлива.For afterburning combustion products, the air supply system may include an additional channel through which air is supplied to the lower part of the combustion chamber of solid and liquid fuels.

Система подачи воздуха может быть выполнена с возможностью подсоса воздуха в камеру сгорания твердого и жидкого топлива через верхнюю ее часть, а именно из бункера с подаваемым топливом.The air supply system can be configured to suck air into the combustion chamber of solid and liquid fuel through its upper part, namely from the hopper with the supplied fuel.

Предпочтительно камеру сгорания твердого и жидкого топлива выполняют сужающейся к нижней своей части.Preferably, the combustion chamber of solid and liquid fuels is tapering to its lower part.

Камера сгорания твердого и жидкого топлива выполнена кольцевой, т.е. образована центральной и периферийной стенками и может в поперечном сечении иметь форму круга или квадрата. Центральная стенка камеры сгорания твердого и жидкого топлива может быть выполнена The combustion chamber of solid and liquid fuels is circular, i.e. It is formed by the central and peripheral walls and can be in the cross section in the form of a circle or square. The Central wall of the combustion chamber of solid and liquid fuels can be performed

конусообразной, направленной вершиной конуса вверх и в ней могут быть выполнены дополнительные воздуховоды.cone-shaped, directed top of the cone up and additional ducts can be made in it.

Система отвода продуктов горения может содержать камеру сбора твердых продуктов горения, расположенную в нижней части устройства и дымосос, соединенный с отводящим каналом через отверстие, выполненное в верхней части устройства, при этом часть отводящего канала системы отвода продуктов горения может быть расположена между камерой рекуперации и камерой, соединенной с камерой сгорания твердого и жидкого топлива через воздуховоды.The exhaust system of combustion products may include a chamber for collecting solid combustion products located at the bottom of the device and a smoke exhauster connected to the exhaust channel through an opening made in the upper part of the device, while a portion of the exhaust channel of the exhaust system of combustion products can be located between the recovery chamber and the camera connected to the combustion chamber of solid and liquid fuels through air ducts.

Особенность конструкции устройства позволяет объединить все стадии сжигания в непрерывный единый процесс, в котором все реакции окисления, газификации и горения с выделением тепла проходят одновременно в ограниченном объеме камеры сгорания, при этом происходит максимально возможное тепловыделение и полное сгорание любого углеводородного топлива. Рекуперация горючих газов с окислителем происходит в замкнутом прогретом пространстве, в которой газы сгорают без остатка. Получаемый таким образом очень высокий температурный режим (1400°С) активизирует все указанные реакции и позволяет посредством наддува предварительно нагретого воздуха еще более активизировать процесс горения и повысить теплоотдачу топлива. Предлагаемая конструкция устройства позволяет направить горение сверху вниз, что исключает преждевременное воспламенение топлива, при этом создаваемая дымососом тяга одновременно подсасывает из бункера, как топливо, так и дополнительный воздух в камеру сгорания. Из-за равномерности подсасывания топлива и воздуха исключается сводообразование и обвал топлива в камере сгорания. Такая конструкция пожаробезопасна, даже при отключенном дымососе, т.е. работающая на естественной тяге.The design feature of the device allows you to combine all stages of combustion into a continuous unified process in which all the oxidation, gasification and combustion reactions with the evolution of heat take place simultaneously in a limited volume of the combustion chamber, with the maximum possible heat release and complete combustion of any hydrocarbon fuel. The recovery of combustible gases with an oxidizing agent occurs in a closed heated space in which gases are burned without residue. The very high temperature mode obtained in this way (1400 ° C) activates all of the above reactions and allows, by boosting preheated air, to further activate the combustion process and increase the heat transfer of the fuel. The proposed design of the device allows you to direct combustion from top to bottom, which eliminates premature ignition of the fuel, while the draft created by the smoke exhauster simultaneously draws both fuel and additional air into the combustion chamber from the hopper. Due to the uniformity of suction of fuel and air, arch formation and fuel collapse in the combustion chamber are excluded. This design is fireproof, even when the smoke exhauster is turned off, i.e. powered by natural traction.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется с помощью рисунков.The essence of the proposed utility model is illustrated using the drawings.

На фиг.1 показан один из возможных вариантов предлагаемого устройства. На фиг.2 показан вариант устройства с кольцевой камерой сгорания.Figure 1 shows one of the possible options for the proposed device. Figure 2 shows a variant of the device with an annular combustion chamber.

Устройство для сжигания твердого и жидкого топлива содержит сужающуюся к нижней части камеру 1 сгорания твердого и жидкого топлива, соединенную с системой подачи воздуха и с системой отвода продуктов горения. Система подачи воздуха включает, по меньшей мере, две разделенные между собой камеры, одна из которых, камера 2 рекуперации, охватывает камеру 1 сгорания твердого и жидкого топлива и сообщается с ней через газопроницаемые участки 3, выполненные в стенке камеры 1 сгорания твердого и жидкого топлива, а другая камера 4 охватывает камеру 2 рекуперации и сообщается с камерой 1 сгорания через воздуховоды 5, проходящие через камеру 2 и имеющие выходы в стенке камеры 1 сгорания по всей высоте, которые расположены вперемежку с газопроницаемыми участками 3. Газопроницаемые участки 3 выполнены в виде множества сквозных отверстий диаметром от 1 до 40 мм (в зависимости от вида и дисперсности топлива) в жаропрочной стенке по всей ее высоте. Подача воздуха также может происходить через дополнительный канал 6, а также через бункер 7 вместе с топливом. Система отвода продуктов горения соединена с камерой 1 сгорания в нижней ее части и включает камеру 8 сбора твердых продуктов горения, расположенную в нижней части устройства, и дымосос, соединенный с отводящим каналом 9 через отверстие, выполненное в верхней части устройства.A device for burning solid and liquid fuels contains a narrowing to the bottom of the chamber 1 of the combustion of solid and liquid fuels, connected to the air supply system and to the exhaust system of combustion products. The air supply system includes at least two separated chambers, one of which, the recovery chamber 2, covers the solid and liquid fuel combustion chamber 1 and communicates with it through gas-permeable sections 3 made in the wall of the solid and liquid fuel combustion chamber 1 and the other chamber 4 covers the recovery chamber 2 and communicates with the combustion chamber 1 through air ducts 5 passing through the chamber 2 and having exits in the wall of the combustion chamber 1 over the entire height, which are interspersed with gas-permeable sections 3. Gas-permeable sections 3 are made in the form of many through holes with a diameter of 1 to 40 mm (depending on the type and dispersion of the fuel) in the heat-resistant wall along its entire height. The air supply can also occur through an additional channel 6, as well as through the hopper 7 together with the fuel. The system of removal of combustion products is connected to the combustion chamber 1 in its lower part and includes a chamber 8 for collecting solid combustion products located in the lower part of the device, and a smoke exhauster connected to the exhaust channel 9 through an opening made in the upper part of the device.

Камера 1 сгорания твердого и жидкого топлива может быть выполнена кольцевой (фиг.2), т.е. образована центральной 10 и периферийной 11 стенками и иметь в поперечном сечении форму круга или квадрата. Центральная стенка 11 выполнена конусообразной, направленной вершиной конуса вверх, в ней выполнены дополнительные воздуховоды 12. Часть отводящего канала 13 системы отвода продуктов горения может быть The combustion chamber 1 of solid and liquid fuels can be made annular (figure 2), i.e. formed by the central 10 and peripheral 11 walls and have a cross-section in the shape of a circle or square. The central wall 11 is made conical, directed upward by the top of the cone, additional air ducts 12 are made in it. Part of the exhaust channel 13 of the exhaust system can be

расположена между камерой 2 рекуперации и камерой 4. В нижней части камеры сгорания предусмотрен люк 14 для поджига топлива.located between the recovery chamber 2 and chamber 4. At the bottom of the combustion chamber, a sunroof 14 is provided for igniting the fuel.

На фиг.1 и фиг.2 стрелками показаны потоки воздуха и продуктов горения: I - воздух на горение топлива в камере 1 и его дожигания, II -воздух для горения газа в камере 2, III - воздух на дожигание продуктов горения, IV - газообразные продукты горения на дымосос, V - твердые остатки (зола, окислы минералов и др.)In Fig. 1 and Fig. 2, the arrows show the flows of air and combustion products: I - air for burning fuel in chamber 1 and afterburning, II - air for burning gas in chamber 2, III - air for afterburning of combustion products, IV - gaseous combustion products on a smoke exhaust, V - solid residues (ash, mineral oxides, etc.)

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Твердое топливо загружают в бункер 7, включают дымосос и поджигают топливо через люк 14. Дымосос засасывает необходимое количество воздуха через патрубки, расположенные в верхней части устройства, которые соединены с камерами 2 и 4. Регулирование объема поступающего воздуха осуществляют с помощью заслонок установленных в патрубках. Воздух из камеры 4 через патрубки 5 попадает в камеру 1, где равномерно распределяется по слоям газопроницаемого топлива, которое газифицируется. Механизм горения топлива - фильтрационный, слоевой. Образовавшийся горючий газ равномерно выводится через газопроницаемые участки 3 в камеру 2 рекуперации, где, смешиваясь с воздухом, полностью сжигается при температуре свыше 1000°С. Образовавшаяся при сжигании топлива зола продвигается в золоприемник 8, дожигаясь в потоке горючих газов, смешивающихся с воздухом, поступающим из камеры 4 и канала 6. газообразные продукты выводятся через канал 9 в дымосос.Solid fuel is loaded into the hopper 7, the smoke exhauster is turned on, and fuel is ignited through the hatch 14. The smoke exhauster draws in the required amount of air through the nozzles located in the upper part of the device, which are connected to the chambers 2 and 4. The volume of incoming air is controlled using the valves installed in the nozzles. Air from the chamber 4 through the nozzles 5 enters the chamber 1, where it is evenly distributed over the layers of gas-permeable fuel, which is gasified. The fuel combustion mechanism is filtrational, layered. The resulting combustible gas is uniformly discharged through gas-permeable sections 3 into the recovery chamber 2, where, mixed with air, it is completely burned at temperatures above 1000 ° C. The ash formed during the combustion of fuel moves into the ash collector 8, afterburning in a stream of combustible gases mixed with the air coming from the chamber 4 and channel 6. The gaseous products are discharged through the channel 9 into the exhaust fan.

Для сжигания жидкого топлива, последнее смешивается с нейтральным наполнителем (песок и т.д.) и/или твердым топливом (опилки, угольная пыль) до получения газопроницаемой рыхлой смеси, которая далее подается в загрузочный бункер.To burn liquid fuel, the latter is mixed with a neutral filler (sand, etc.) and / or solid fuel (sawdust, coal dust) to obtain a gas-permeable loose mixture, which is then fed into the feed hopper.

Устройство для сжигания жидких и твердых топлив в зависимости от вида топлива предусматривает как порционную загрузку, так и непрерывную загрузку топливной смеси через бункер.The device for burning liquid and solid fuels, depending on the type of fuel, provides for both batch loading and continuous loading of the fuel mixture through the hopper.

Предлагаемое устройство исключает образование диоксинов и поэтому является экологически безопасным. Единственными отходами сжигания являются химически нейтральные окислы минералов, содержащихся в топливе. Оно также позволяет вести комбинированную переработку отходов: сжигание одних и за счет этого пиролиз других.The proposed device eliminates the formation of dioxins and therefore is environmentally friendly. The only combustion waste is chemically neutral oxides of the minerals contained in the fuel. It also allows for the combined processing of waste: the burning of some and, due to this, the pyrolysis of others.

Claims

1. A device for burning solid and liquid fuels, comprising a combustion chamber for solid and liquid fuels, connected to an air supply system and to a combustion product exhaust system, characterized in that the air supply system includes at least two separated chambers, one of which, the recovery chamber communicates with the combustion chamber of solid and liquid fuels through gas-permeable sections made in the wall of the combustion chamber of solid and liquid fuels, and the other through air ducts passing through the recovery chamber radios and having outputs in the combustion chamber wall, alternating with gas-permeable portions, wherein the discharge system of the combustion products from the combustion chamber is connected to the bottom thereof.

2. The device according to claim 1, characterized in that the air supply system contains an additional channel for supplying air to the lower part of the combustion chamber of solid and liquid fuels.

3. The device according to claim 1, characterized in that the air supply system is configured to suck air into the combustion chamber of solid and liquid fuels through its upper part.

4. The device according to claim 1, characterized in that the combustion chamber of solid and liquid fuels is made tapering to its lower part.

5. The device according to claim 1, characterized in that the combustion chamber of solid and liquid fuels is made annular with a Central and peripheral walls.

6. The device according to claim 5, characterized in that in the central wall of the combustion chamber of solid and liquid fuels, additional air ducts are made.

7. The device according to claim 5, characterized in that the central wall of the combustion chamber of solid and liquid fuels is conical, directed upward by the top of the cone.

8. The device according to claim 5, characterized in that the walls of the combustion chamber of solid and liquid fuels in cross section have the shape of a circle or square.

9. The device according to claim 1, characterized in that the exhaust system of the combustion products contains a chamber for collecting solid combustion products located in the lower part of the device and a smoke exhauster connected to the exhaust channel through an opening made in the upper part of the device.

10. The device according to claim 1, characterized in that a part of the exhaust channel of the exhaust system of the combustion products is located between the recovery chamber and the camera connected to the combustion chamber of solid and liquid fuels through air ducts.