SK281940B6 - Otočná vykurovacia komora na pevný materiál - Google Patents

Abstract

Vykurovacia komora na pevný materiál, ktorá je otočná okolo svojej pozdĺžnej osi, hlavne bubon na nízkotepelnú karbonizáciu odpadu, ktorý má vo vnútornom priestore viac upravených, navzájom rovnobežne umiestnených vykurovacích rúrok, pričom vykurovacie rúrky (12b) sú pri pohľade v priečnom priereze umiestnené pozdĺž steny (35) vnútorného priestoru (13) a odstup vykurovacích rúrok (12b) od steny (33) vnútorného priestoru (13) a vzájomný odstup vykurovacích rúrok (12b) je menší ako polovica priemeru vykurovacej rúrky (12b).ŕ

Description

Vynález sa týka otočnej vykurovacej komory na pevný materiál, ktorá je otočná okolo svojej pozdĺžnej osi, hlavne bubna na nízkotepelnú karbonizáciu odpadu, ktorý má vo vnútornom priestore viac upravených, približne navzájom rovnobežne usporiadaných vykurovacích rúr.

Táto vykurovacia komora je využívaná hlavne ako bubon na nízkotepelnú karbonizáciu odpadu s cieľom tepelne odstraňovať odpad, hlavne spôsobom nízkotepelnej karbonizácie a spaľovania.

Doterajší stav techniky

V oblasti odstraňovania odpadu je známy takzvaný spôsob spaľovania nízkotepelnou karbnozáciou. Tento spôsob a podľa neho pracujúce zariadenie na tepelné odstraňovanie odpadu sú opísané napríklad v EP-A-0 302 310. Zariadenie na tepelné odstraňovanie odpadu spôsobom nízkotepelnej karbonizácie má ako podstatné zložky komoru na nízkotepelnú karbonizáciu, to je pyrolytický reaktor a vysokotepelnú spaľovaciu komoru. Komora na nízkotepelnú karbonizáciu premieňa odpad dodávaný dopravným zariadením na odpad na plyn z nízkotepelnej karbonizácie a pyrolytickú zvyškovú hmotu. Plyny z nízkotepelnej karbonizácie a pyrolitická zvyšková hmota sa potom po vhodnej úprave privádzajú k horáku vysokoteplotnej spaľovacej komory. Vo vysokoteplotnej spaľovacej komore sa vytvára tekutá troska, ktorá je odoberaná prostredníctvom odťahu a po ochladení je k dispozícii v podobe skloviny. Vytvárané spaliny sa privádzajú prostredníctvom spalinového potrubia do komína vytvárajúceho výpust. Do tohto spalinového potrubia je ako chladiace zariadenie vstavené zariadenie na prenos tepla, zariadenie na filtrovanie prachu a zariadenie na čistenie dymových plynov.

Ako komora na nízkotepelnú karbonizáciu, to je pyrolytický reaktor, je spravidla nasadený otočný, relatívne dlhý bubon na nízkotepelnú karbonizáciu, ktorý má viacej paralelne usporiadaných vykurovacích rúr, na ktorých je do značnej miery odpad zohrievaný bez prístupu vzduchu. Bubon na nízkotepelnú karbonizáciu sa pritom otáča okolo svojej pozdĺžnej osi. Výhodne je táto pozdĺžna os mierne sklonená proti horizontále, a tak sa pevný nízkotepelne karbonizovaný materiál na výstupe z bubna na nízkotepelnú karbonizáciu zhromažďuje a môže byť odtiaľto vynášaný prostredníctvom vynášacej rúry. Pri otáčaní je odpad vynášaný vykurovacími rúrami smerom hore a padá opätovne nadol. Tým a nasledujúcim odpadom sa uskutočňuje preprava pevného materiálu, to je prachu, úlomkov uhlia, napríklad koksu, kameňov, fliaš, kovových a keramických častí atď., v smere na vynášací otvor bubna na nízkotepelnú karbonizáciu.

Dôležitá je pri takejto vykurovacej komore, hlavne pri nízkotepelnej karbonizácii odpadu, tá skutočnosť, že medzi jednotlivými vykurovacími rúrami je vytvorené čo najviac vykurovacej plochy. Aby sa toto dosiahlo, boli podľa doterajšieho stavu techniky upravené rady jednotlivých vykurovacích rúr, ktoré pri pohľade v priečnom priereze bubna na nízkotepelnú karbonizáciu prechádzali hlavne priamočiaro od vnútornej steny bubna na nízkotepelnú karbonizáciu v smere do vnútorného priestoru. Prídavné boli podľa doterajšieho stavu techniky príležitostne usporiadané pozdĺž vnútornej steny upravené vykurovacie rúry, pomenované ako obvodové vykurovacie rúry, ale iba v prípade potreby. V žiadnom prípade nebol až doteraz upravený prakticky uzavretý rúrový kruh, to znamená rúrový kruh bez medzier.

Obvodové usporiadanie, za určitých okolností v nepravidelných odstupoch upravených vykurovacích rúr, mohlo mať medzeru napríklad v tom mieste, kde bola vytvorená možnosť vstupu do bubna na nízkotepelnú karbonizáciu, napríklad prostredníctvom prielezného otvoru. Ďalej je potrebné poznamenať, že odstup medzi dvoma susediacimi vykurovacími rúrami na vnútornej stene bol až doteraz prakticky ľubovoľný. To znamená, že tento odstup bol podmienený konštrukciou a funkciou potrebnej vykurovacej plochy.

V dôsledku toho nerovnomerného usporiadania vykurovacích rúr na vnútornej stene dochádzalo k zaťaženiu plášťa bubna na tepelnú karbonizáciu padajúcimi časticami odpadu. Okrem toho sa mohli kovové častice alebo iné úlomky pevných telies pevne zovrieť medzi stenou bubna a medzi bezprostredne susediacimi vykurovacími rúrami. Tým sa podstatne znížila vykurovacia plocha, ktorá bola k dispozícii.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za úlohu usporiadať vykurovaciu komoru v úvode uvedeného typu tak, aby bola v oblasti vnútornej steny vykurovacej komory k dispozícii dostatočne veľká vykurovacia plocha v podobe vykurovacích rúr na ohrev alebo pyrolýzu vkladaného odpadu. Inakšie povedané sa má do značnej miery zabrániť vzniku nebezpečenstva pevného zovretia kovových častíc a iných úlomkov pevných materiálov, aby tak bolo možné optimálne využiť na prenos tepla tú stranu jednotlivých vykurovacích rúr, ktorá je privrátená k vnútornej stene vykurovacej komory.

Vytýčená úloha sa rieši otočnou vykurovacou komorou podľa vynálezu, ktorej podstata je v tom, že vykurovacie rúry sú pri pohľade v priečnom priereze usporiadané v prakticky uzavretom rade pozdĺž steny vnútorného priestoru.

Vynález tak spočíva na názore, že je možné zabezpečiť využiteľnosť veľkej vykurovacej plochy tým, že jednotlivé vykurovacie rúry budú na vnútornej stene usporiadané čo najtesnejšie. Inak povedané, aby sa zabránilo tomu, že sa uvedené úlomky môžu pevne zovrieť v medziľahlom priestore, majú vykurovacie rúry vytvárať na vnútornej stene bubna prakticky uzavretý plášť a to pri vytváraní valcového bubna na nízkotepelnú karbonizáciu, teda rúrového kruhu. Odstupy medzi jednotlivými vykurovacími rúrami pritom majú byť vytvorené také úzke, ako je to len možné.

Je treba ešte raz zdôrazniť, že prostredníctvom usporiadania prakticky uzavretého, napríklad v tvare kruhu vytvoreného zväzku sa dosiahne to, že žiadny hrubý materiál nemôže cez medziľahlé priestory medzi jednotlivými vykurovacími rúrami prepadávať na vnútornú stenu vykurovacej komory, a tak spôsobiť jej eróziu alebo zaťaženie. Zaistí sa tak, žc iba jemný odpadový materiál môže medzi týmito medzerami prepadať na vnútornú stenu vykurovacej komory. Tiež sa tým dosiahne to, že sa žiadne kovové odpadové častice alebo iné úlomky pevných telies nemôžu vzpriečiť medzí jednotlivými vykurovacími rúrami a medzi vnútornou stenou. Tak je v tepelnom kontakte s tou stranou jednotlivých vykurovacích rúr, ktorá je privrátená k vnútornému plášťu, iba jemný materiál a plyn, ktorý je vo vnútornom priestore.

Súhrnne možno teda podstatné výhody vidieť v tom, že na vnútornú stenu vykurovacej komory môže padať iba jemný odpadový materiál, a že táto vnútorná stena prakticky nie je mechanicky zaťažovaná. Ďalej sa vytvára pri pyrolytickom reaktore, alebo bubne na nízkotepelnú karboni

SK 281940 Β6 záciu dobrá tepelná výmena z vykurovacích rúr do plynového prostredia a do vrstvy jemného materiálu. Teplo, ktoré je vyžarované vykurovacími rúrami radikálne navonok, sa tak veľmi dobre využíva.

Podľa ďalšieho výhodného vyhotovenia môžu byť na vnútornej stene vykurovacej komory upravené vykurovacie rúry chránené proti padajúcemu hrubému materiálu prostredníctvom takzvaných odrazových žliabkov z rezistentného materiálu. Tu ide hlavne o žliabky v tvare polovičných valcov. Takú ochranu možno upraviť tiež pre vykurovacie rúry, ktoré pri pohľade v priečnom priereze prechádzajú dovnútra vykurovacej komory na priamych alebo zakrivených čiarach.

Pre vstup do vykurovacej komory sa zvyčajne upravuje prielezný otvor. Výhodne sa teraz podľa nasledujúceho výhodného vyhotovenia predpokladá, že pripadne v oblasti takéhoto prielezného otvoru sú vložené do radu vykurovacích rúr slepé rúry. Tieto slepé rúry sú rúry, ktorými nepreteká vykurovací plyn. Výhodne sú usporiadané tak, že ich možno veľmi ľahko demontovať. Tým sa dosiahne to, že pri prevádzke vykurovacej komory je rad vykurovacích rúr na vnútornej stene uzavretý, zatiaľ čo pri vstupe personálu do oblasti prielezného otvoru sa tento rad prostredníctvom demontáže slepých rúr preruší.

Výhodne by mal byť odstup medzi dvoma susediacimi obvodovými vykurovacími rúrami a/alebo slepými rúrami menší ako polovica priemeru rúry. V praxi sa ukázalo, že odstup v oblasti s hodnotou 20 až 40 mm je konštrukčné možný a veľmi vhodný.

V predchádzajúcom spomenuté slepé rúry by mali mať zhodný priemer ako obvodové vykurovacie rúry usporiadané na vnútornej stene.

Odstup výhodne uzavretého kruhu rúr od vnútornej steny vykurovacej komory by mal byť pokiaľ možno nepatrný. Spravidla je daný konštrukčnými skutočnosťami, ako napríklad úpravou upevnenia vykurovacích rúr a/alebo slepých rúr na koncových doskách. Zvyčajne môže mať tento odstup hodnotu v oblasti 20 až 40 mm.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je ďalej podrobnejšie vysvetlený na príkladoch vyhotovenia v spojení s tromi obrázkami.

Na obr. 1 je schematicky znázornený rez zariadením na nízkotepelnú karbonizáciu s komorou na nízkotepelnú karbonizáciu odpadu, ktorá môže byť nasadená v rámci spôsobu spaľovania nízkotepelnou karbonizáciou.

Na obr. 2 je znázornený pohľad na priečny prierez prvého usporiadania vykurovacích rúr v bubne na nízkotepelnú karbonizáciu podľa obr. 1.

Na bor. 3 je znázornený pohľad na priečny prierez druhého usporiadania vykurovacích rúr v bubne na nízkotepelnú karbonizáciu podľa obr. 1.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. 1 sa pevný odpad A privádza prostredníctvom privádzacieho alebo dávkovacieho zariadenia 2 s padacou šachtou 3 a prostredníctvom skrutkovice 4, ktorá je poháňaná motorom 6 a je upravený v plniacej rúre 7, centrálne do pyrolytického reaktora alebo komory v tvare bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu. Komora na nízkotepelnú karbonizáciu je v príklade uskutočnenia vyhotovená ako vnútri vykurovaný, okolo svojej pozdĺžnej osi 10 otočný bubon 8 na nízkotepelnú karbonizáciu alebo pyrolytický bubon, ktorý môže mať dĺžku hodnoty 15 až 30 m, ktorý pracuje pri teplote 300 až 600 °C, ktorý je do značnej miery prevádzkovaný bez prívodu kyslíka, a ktorý okrem nestáleho plynu s z nízkotepelnej karbonizácie vytvára do značnej miery pevnú pyrolytickú zvyškovú látku f. Ide pritom o bubon 8 na nízkotepelenú karbonizáciu, ktorý je vnútri vybavený väčším množstvom rúr, napríklad 50 až 200, a to paralelne navzájom nasmerovanými vykurovacími rúrami 12, z ktorých sú na obr. 1 znázornené iba štyri, ktoré sú usporiadané vo vnútornom priestore 13. Na pravom alebo horúcom konci je usporiadaný vstup na vykurovací plyn h, v tvare stojacej utesnenej vstupnej komory 14 horúceho plynu a na ľavom alebo studenom konci je výstup na vykurovací plyn h v podobe stojacej, utesnenej výstupnej komory 16 horúceho plynu. Pozdĺžna os 10 bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu je výhodne sklonená vzhľadom na horizontálu, a tak výpust vpravo upraveného horúceho konca leží hlbšie ako vľavo znázornený vstup na odpad A. Bubon 8 na nízkotepelnú karbonizáciu je výhodne udržiavaný na slabom podtlaku oproti okolitému prostrediu.

Bubon 8 na nízkotepelnú karbonizáciu je na výstupnej alebo na vynášacej strane zapojený prostredníctvom s ním sa otáčajúcej centrálnej vynášacej rúry 17 na vynášacom zariadení 18, ktoré je vybavené odsávacím hrdlom 20 plynu z nízkotepelnej karbonizácie na odvod plynu s z nízkotepelnej karbonizácie a výstupom 22 pyrolytických zvyškových látok na odvod pevných pyrolytických zvyškových látok f. Na odsávacie hrdlo 20 plynu z nízkotepelnej karbonizácie pripojené potrubie plynu z nízkotepelnej karbonizácie je spojené s horákom neznázomenej vysokoteplotnej spaľovacej komory.

Otočný pohyb bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu okolo jeho pozdĺžnej osi 10 je vytváraný pohonom 24 v podobe prevodu, ktorý je pripojený k motoru 26. Tieto poháňacie prostriedky pracujú napríklad na ozubenom venci, ktorý je upevnený na obvode bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu. Bubon 8 na nízkotepelnú karbonizáciu má ložiská 27.

Z obr. 1 je zrejmé, že vykurovacie rúry 12 sú upevnené vždy jedným svojím koncom na prvej koncovej doske 28 a svojím druhým koncom na druhej koncovej doske 30. Upevnenie na týchto koncových doskách 28,30 je vyhotovené tak, aby bola možná výhodne ľahká vymeniteľnosť vykurovacích rúr 12. Koniec vykurovacích rúr 12 vyčnieva vždy cez otvor z vnútorného priestoru 13 vľavo do výstupnej komory 16 horúceho plynu a vpravo do vstupnej komory 14 horúceho plynu. Osi vykurovacích rúr 12 sú pritom nasmerované vždy kolmo k povrchovej ploche koncových dosiek 28, 30. V znázornenej konštrukcii sa berie ohľad na tú skutočnosť, že jednotlivé vykurovacie rúry sú tepelne a mechanicky značne namáhané a že sa koncové dosky 28, 30, ktoré je možné označiť tiež ako rúrové dosky alebo bubnové rúrové dná, tiež otáčajú okolo pozdĺžnej osi 10 bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu.

Medzi koncovými doskami 28, 30 sú upravené dve podporné miesta X, Y na podoprenie vykurovacích rúr 12, ktoré by sa inakšie mohli prehýbať. V smere prepravy odpadu A je prvé podporné miesto X upravené zhruba v jednej tretine celkovej dĺžky 1 a druhé podporné miesto Y zhruba v druhej tretine celkovej dĺžky 1 bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu. Tu sú upravené nosné alebo podporné konzoly 31,32 v podobe zaoblených dierovaných dosiek z kovu, napríklad z ocele. Sú upevnené na vnútornej stene 33.

Vykurovacie rúry 12 môžu byť usporiadané v zoskupení, ktoré je znázornené na obr. 2 a na bor. 3. V týchto zoskupeniach je upravený väčší počet obvodových vykurova

SK 281940 Β6 cích rúr 12b a väčší počet pozdĺž zakrivených, prípadne priamych čiar usporiadaných vykurovacích rúr 12a na ohrev viac centrálne upraveného odpadu. Zakrivenie sa riadi podľa smeru 35 otáčania bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu, ktorý je znázornený šípkou.

Z obr. 2 je zrejmé, že je upravených šesť kratších a šesť dlhších, nie však radiálnych radov vnútri upravených vykurovacích rúr 12a. Obvodové vykurovacie rúry 12b sú upravené v kruhu, ktorý prakticky nemá medzery alebo ho možno nazvať uzavretým kruhom, a to blízko vnútornej steny 33 bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu.

Nie však radiálne rady začínajú podľa obr. 2 a obr. 3 vždy v oblasti vnútornej steny 33. Popritom sú, a to má zvláštny význam, proti smeru 35 otáčania zakrivené, pozri obr. 2, prípadne sklonené, pozri obr. 3. Tým sa zabezpečí, že odpad A, ktorý sa pri otáčaní okolo pozdĺžnej osi 10 nezhromažďuje na vykurovacích rúrach 12a, 12b, dostatočne včas odpadne a tak nemôže dosiahnuť žiadnu podstatnú výšku pádu. Tým sa účinne redukuje nebezpečenstvo poškodenia prostredníctvom úlomkov, obsiahnutých v odpade A.

Na zvýraznenie je na obr. 3 znázornený tupý uhol a vzhľadom na nasmerovanie jednotlivých radov k dotyčnici na stene bubna 8 na nízkotepelnú karbonizáciu.

Na zabezpečenie dobrej nizkotepelnej karbonizácie odpadu A sa tiež predpokladá že vzájomný odstup jednotlivých vykurovacích rúr 12a má menšiu hodnotu ako polovičný priemer vykurovacej rúry 12a zodpovedajúceho radu. To isté platí tiež pre obvodové vykurovacie rúry 12b.

Na obr. 3 sú zakreslené v jednom jedinom lineárnom rade ochranné alebo odrazové žliabky 40. Zvyšné lineárne rady môžu byť, rovnako tak ako zakrivené rady vykurovacích rúr 12a na obr. 2 obložené na strane privrátenej na pozdĺžnu os 10 tiež takými odrazovými žliabkami 40 z odolného materiálu. To isté platí pre odrazové žliabky 50, ktoré môžu byť upravené pre obvodové rúry, t. j. obvodové vykurovacie rúry 12b, znázornené na obr. 2 a 3. Pre prehľadnosť sú z týchto odrazových žliabkov 50 na obr. 3 znázornené iba dve.

Na obr. 3 je ešte znázornené, že v oblasti schematicky znázorneného prielezného otvoru 60, cez ktorý môže obsluha pri údržbových prácach alebo pri opravách vstupovať do vnútorného priestoru 13, sú rady obvodových vykurovacích rúr 12b v tvare kruhových prstencov celkom doplnené slepými rúrami 12D, ktoré majú rovnakú dĺžku a rovnaký vonkajší priemer. Tieto slepé rúry 12D sú upevnené na koncových doskách 28, 30 ľahko demontovateľné. V prípade údržby alebo opravy sú odstránené. V prevádzke zabezpečujú všetky obvodové vykurovacie rúry 12b a slepé rúry 12D, že na vnútornú stenu 33 sa môže dostať iba jemný materiál. Pri celkovom pohľade je zrejmé, že vykurovacie rúry 12a a slepé rúry 12D sú usporiadané v tesnom susedstve na prakticky bez medzier uzavretom kruhovom prstenci.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. Otočná vykurovacia komora na pevný materiál, ktoráje otočná okolo svojej pozdĺžnej osi, hlavne bubon na nízkotepelnú karbonizáciu odpadu, ktorý má vo vnútornom priestore viac upravených, navzájom rovnobežne umiestnených vykurovacích rúrok, vyznačujúca sa tým, že vykurovacie rúrky (12b) sú pri pohľade v priečnom priereze umiestnené pozdĺž steny (35) vnútorného priestoru (13), a že odstup vykurovacích rúrok (12b) od steny (33) vnútorného priestoru (13) a vzájomný odstup vykurovacích rúrok (12b) je menší ako polovica priemeru vykurovacej rúrky (12b).

2. Otočná vykurovacia komora podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že odstup vykurovacích rúrok (12) od steny vnútorného priestoru (33) vnútorného priestoru (13) má hodnotu 20 mm až 40 mm.

3. Otočná vykurovacia komora podľa jedného z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že vzájomný odstup vykurovacích rúrok (12b) má hodnotu 20 mm až 40 mm.

4. Otočná vykurovacia komora podľa jedného z nárokov laž 3, vyznačujúca sa tým, že namiesto jednotných vykurovacích rúrok (12b) sú umiestnené slepé rúrky (12D).

5. Otočná vykurovacia komora podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že slepé rúrky (12D) majú rovnaký priemer ako vykurovacie rúrky (12b).

6. Otočná vykurovací komora podľa jedného z nárokov laž 5, vyznačujúca sa tým, že vo vnútornom priestore (13) sú upravené prídavné vykurovacie rúrky (12a), ktoré pri pohľade v priečnom priereze sú umiestnené nie v radiálnych radoch, pričom každý rad začína na vnútornej stene (33) a odtiaľto je upravený do vnútorného priestoru (13).

7. Otočná vykurovacia komora podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že každý rad prídavných vykurovacích rúrok (12a) je vychádzajúc od vnútornej steny (33) zakrivený proti smeru (35) otáčania.

8. Otočná vykurovacia komora podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že každý rad prídavných vykurovacích rúrok (12a) je nasmerovaný priamo a vychádzajúc od vnútornej steny (33) je sklonený proti smeru (35) otáčania.

9. Otočná vykurovacia komora podľa jedného z nárokov 6až8, vyznačujúca sa tým, že vo vnútornom priestore (13) sú umiestnené dlhšie a kratšie nie však radiálne rady.

10. Otočná vykurovací komora podľa jedného z nárokov laž 9, vyznačujúca sa tým, že najmenej pozdĺž steny (33) vnútorného priestoru (13) umiestnené vykurovacie rúrky (12b) sú vybavené odrazovými žliabkami (50).

2výkresy

SK 281940 Β6

1/2 obr

2/2