UA13172U

UA13172U - Appliance for burning solid fuel, domestic and industrial wastes

Info

Publication number: UA13172U
Application number: UAU200509299U
Authority: UA
Inventors: Leonid Ananiiovych Faidiuk; Volodymyr Haroldovych Fedosov; Mykhailo Hryhorovy Faktorovych
Original assignee: Ltd Liability Company Neksus 2
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2005-10-03
Publication date: 2006-03-15

Abstract

The appliance for burning solid fuel, domestic and industrial wastes has working chamber with cone-like cutting bottom with refractory material, with through openings and fire-grate, with after-burning chamber placed under it, bypass channel for air supply and the channel for discharge of combustionproducts. The bypass channel of air supply comprises of autonomous bypass channels for air supply, the fire grid is arranged as refractory extension with openings. In the upper part of the afterburning chamber nozzles are provided with possibility of multi-jet air supply.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до пристроїв для спалювання всіх видів твердого палива, в т.ч. низькосортного, 2 їі може знайти своє застосування при термічній переробці сміття , побутових та промислових відходів в комунальному господарстві та в промисловості.The useful model refers to devices for burning all types of solid fuel, including low-grade, 2 and it can be used in the thermal processing of garbage, household and industrial waste in the municipal economy and in industry.

Відомий пристрій для спалювання побутових та промислових відходів |див. П-т КО Мо2100701, 6 г2305/00, 1995р.), що містить робочу камеру з похилим жаростійким черенем і систему підведення в робочу камеру газоподібного окислювача. Похилий Черінь виконаний у вигляді монолітної плити з жаростійкого матеріалу, яка 70 містить ряди крізних отворів. В ці отвори введені шуровочні труби, сполучені одним кінцем з системою подачі окислювача, а іншим - виходять в робочий об'єм топки. Кожний ряд шуровочних труб забезпечений механізмом їх зворотно-поступального переміщення уздовж їх осей.A well-known device for burning household and industrial waste | see P-t KO Mo2100701, 6 g2305/00, 1995), which contains a working chamber with an inclined heat-resistant stem and a system for supplying a gaseous oxidizer to the working chamber. Inclined Cheren is made in the form of a monolithic plate made of heat-resistant material, which contains 70 rows of through holes. Screw pipes are inserted into these holes, connected at one end to the oxidizer supply system, and at the other end into the working volume of the furnace. Each row of screw pipes is equipped with a mechanism for their reciprocating movement along their axes.

Недоліком відомого топочного пристрою є неможливість здійснення повного спалювання летючих газів, оскільки вони утворюються над спалюваною масою твердого палива, проходять під зведенням печі і відразу 72 потрапляють у димар. Виконання череня похилим тільки в одній площині не забезпечує концентрацію летючих газів, оскільки відсутня зона їх скупчення і допалювання. Окрім того, топочний пристрій змонтований в монолітному корпусі, і при необхідності заміни чи ремонту окремих елементів, наприклад, футерівки, необхідно розібрати весь пристрій, що знижує корисний час роботи пристрою.The disadvantage of the known furnace device is the impossibility of complete combustion of volatile gases, since they are formed above the burning mass of solid fuel, pass under the tower of the furnace and immediately enter the chimney. Making the cuttings inclined only in one plane does not ensure the concentration of volatile gases, since there is no zone of their accumulation and afterburning. In addition, the furnace device is mounted in a monolithic case, and if it is necessary to replace or repair individual elements, for example, the lining, it is necessary to disassemble the entire device, which reduces the useful time of the device.

Найбільш близьким до заявляємої корисної моделі є пристрій для газогенераторного спалювання всіх видів твердого палива, побутових та промислових відходів |(П-т ША Мо44982, 6 Е2305/00, Бюл. Мо3, 2002р.), вибраний за прототип. Пристрій містить завантажувальну камеру з жаростійким черенем у вигляді усіченого конуса, меншою підставою направленою вниз, з крізними каналами, що зв'язують окружний канал подачі повітря для первинного окислення палива з надколосниковим простором, центральний вертикально направлений донизу канал-камеру допалювання піролізного газу, що утворився при горінні палива, з'єднаний з автономною дозуючою 22 камерою подачі повітря-окислювача. Зольна камера розміщена під центральним каналом - камерою -о допалювання піролізного газу і частинок незгорівшого палива.The device for gas generator combustion of all types of solid fuel, household and industrial waste is the closest to the claimed useful model (P-t SHA Mo44982, 6 E2305/00, Byul. Mo3, 2002), chosen as a prototype. The device contains a loading chamber with a heat-resistant stem in the form of a truncated cone, a smaller base directed downwards, with through channels connecting the circumferential air supply channel for the primary oxidation of fuel with the space above the grate, a central vertically downward channel-chamber for afterburning the pyrolysis gas formed during fuel combustion, connected to the autonomous dosing chamber 22 of the oxidizing air supply. The ash chamber is placed under the central channel - the chamber - for afterburning pyrolysis gas and unburned fuel particles.

Недоліком пристрою є неповне згоряння палива та його просипання в зольну камеру внаслідок нерівномірного змішування повітря - окислювача з нагрітим піролізним газом, що приводить до нестабільності процесу горіння. Окрім того, в процесі експлуатації пристрою виникає необхідність заміни чи ремонту його сч елементів. | коли пристрій змонтовано в одному корпусі, його потрібно повністю розбирати, що приводить до певних трудозатрат.The disadvantage of the device is the incomplete combustion of fuel and its spillage into the ash chamber due to the uneven mixing of air - the oxidizer with heated pyrolysis gas, which leads to the instability of the combustion process. In addition, during the operation of the device, there is a need to replace or repair its components. | when the device is mounted in one case, it must be completely disassembled, which leads to certain labor costs.

В основу корисної моделі поставлене завдання підвищення ефективності термічної переробки відходів та -- іншого твердого палива шляхом забезпечення повноти їх згоряння, за рахунок стабільного горіння палива по со всій площі череня та безперешкодного руху потоків піролізного газу зверху Ччереня в камеру допалювання, 3о покращення екологічних показників роботи печі, технологічності пристрою в процесі монтажа і експлуатації. --The basis of the useful model is the task of increasing the efficiency of thermal processing of waste and other solid fuels by ensuring their complete combustion, due to the stable combustion of fuel over the entire area of the furnace and the unhindered movement of pyrolysis gas flows from the top of the furnace into the post-combustion chamber, 3o improving the environmental performance of the work the furnace, the manufacturability of the device in the process of installation and operation. --

Поставлене завдання вирішується тим, що в пристрої для спалювання твердого палива, побутових та промислових відходів, що містить робочу камеру з конусоподібним черенем, футерованим жаростійким матеріалом з крізними отворами та колосниковою решіткою, розміщену під нею камеру допалювання, окружний «4, канал подачі повітря і канал відводу продуктів згоряння, згідно корисної моделі, окружний канал подачі З 70 повітря складається з автономних окружних каналів подачі повітря, розміщених по висоті череня, колосникова с решітка виконана у вигляді жаростійкої надставки з отворами, що зв'язують надколосниковий простір з камероюThe task is solved by the fact that in the device for burning solid fuel, household and industrial waste, which contains a working chamber with a cone-shaped shaft, lined with a heat-resistant material with through holes and a grate, an afterburning chamber placed under it, a circular "4, an air supply channel and the channel for the removal of combustion products, according to the useful model, the circumferential air supply channel Z 70 consists of autonomous circumferential air supply channels located along the height of the slats, the grate is made in the form of a heat-resistant extension with holes that connect the space above the grate with the chamber

Із» допалювання, в верхній частині якої виконані сопла з можливістю багатоструменевої подачі повітря, при цьому, пристрій змонтовано на опорах і він складається з верхнього корпусу, в якому розміщена робоча камера, і нижнього - з камерою допалювання і каналом відводу продуктів згоряння, з'єднаних між собою окружним поясом.Afterburning, in the upper part of which there are nozzles with the possibility of multi-jet air supply, at the same time, the device is mounted on supports and it consists of an upper case in which the working chamber is located, and a lower one with an afterburning chamber and a channel for the removal of combustion products, with connected by a circumferential belt.

Окрім того, верхній шар всієї жаростійкої футерівки, включаючи черінь, надставку і камеру допалювання, - містить дрібнодисперсний каталізатор горіння, що підвищує ефективність протікання процесів в усіх зонах со пристрою.In addition, the upper layer of the entire heat-resistant lining, including the black, the extension and the afterburning chamber, contains a finely dispersed combustion catalyst, which increases the efficiency of processes in all areas of the device.

Корисна модель пояснюється кресленнями, де - на Фіг.1 дана схема вертикального розрізу пристрою, -і 20 на Фіг.2 - її загальний вигляд.The useful model is explained by the drawings, where - in Fig. 1 there is a diagram of the vertical section of the device, and 20 in Fig. 2 - its general view.

Пристрій містить робочу камеру 1 з черенем 2, футерованим жаростійким матеріалом, з крізними отворами 3, о які розміщені по периметру череня, утворюючи яруси, та зв'язуючи надколосниковий простір з каналами подачі повітря 4, розміщеними по висоті череня з можливістю автономної подачі повітря до кожного його ярусу. Черінь 2 виконано збірним із окремих секцій, що технологічно при виготовленні та зменшує вірогідність його 29 розтріскування через різкі перепади температур в процесі експлуатації. В верхній частині робочої камери 1 с виконано люк 5 для завантаження палива, а в нижній - розміщена жаростійка надставка б з отворами 7 для проходження піролизних газів і незгорілих частинок палива з надколосникового простору в камеру допалювання 8, в верхній частині якої виконані сопла 9 з можливістю багатоструменевої подачі повітря. Камера допалювання 8 оснащена автономним дозуючим каналом подачі повітря та розміщена вертикально під робочою камерою 1. бо Під камерою допалювання 8 розміщено зольник 10, з'єднаний з каналом для відводу відпрацьованих газів 11, в якому установлено димосос 12. В робочій камері 1 установлені пальники 13 для первинного розпалу та прогріву пристрою. До пристрою, також, підключено теплообмінник 14 для утилізації тепла відпрацьованих газів, і встановлений він в нижньому корпусі пристрою 16.The device contains a working chamber 1 with a shaft 2, lined with a heat-resistant material, with through holes 3, which are placed along the perimeter of the shaft, forming tiers, and connecting the space above the grate with air supply channels 4, located along the height of the shaft with the possibility of autonomous air supply to of each of its tiers. Black 2 is assembled from separate sections, which technologically reduces the probability of its 29 cracking due to sharp temperature changes during operation. In the upper part of the working chamber 1 s, a hatch 5 is made for loading fuel, and in the lower part - a heat-resistant extension b is placed with openings 7 for the passage of pyrolysis gases and unburned fuel particles from the space above the grate into the afterburning chamber 8, in the upper part of which there are nozzles 9 with the possibility multi-jet air supply. The afterburning chamber 8 is equipped with an autonomous dosing air supply channel and is placed vertically under the working chamber 1. Because under the afterburning chamber 8 there is an ash pan 10 connected to the channel for exhaust gases 11, in which a smoke extractor 12 is installed. Burners 13 are installed in the working chamber 1 for initial ignition and heating of the device. A heat exchanger 14 is also connected to the device for waste heat utilization, and it is installed in the lower case of the device 16.

Весь пристрій виконано у вигляді верхнього 15 и нижнього 16 корпусів, які сполучені між собою окружним бо поясом 17. Для забезпечення зручності експлуатації пристрій змонтовано на опорах 18, на яких встановлено верхній 15 та нижній 16 корпуси за допомогою упорів 19 і 20, які забезпечують регулювання положення корпусів пристрою як в горизонтальній, так і в вертикальній площині. Таке виконання пристрою дозволяє підвищити технологічність при монтуванні та легко проводити заміну чи ремонт будь-якої його частини, не демонтуючи повністю.The entire device is made in the form of upper 15 and lower 16 housings, which are connected to each other by a circumferential belt 17. To ensure ease of operation, the device is mounted on supports 18, on which the upper 15 and lower 16 housings are mounted with the help of stops 19 and 20, which provide adjustment the position of the device housings both in the horizontal and vertical planes. This design of the device allows to increase the manufacturability during installation and to easily replace or repair any part of it without completely dismantling it.

В якості жаростійкого матеріалу для футерівки череня 2 , надставки 6, камери допалювання 8 використана кераміка, поверхневий шар якої містить дрібнодисперсний каталізатор горіння, що сприяє підвищенню температури та прискоренню протікання реакцій горіння на всіх етапах.Ceramics are used as heat-resistant material for the liner 2, extension 6, afterburning chamber 8, the surface layer of which contains a finely dispersed combustion catalyst, which helps increase the temperature and accelerate the combustion reactions at all stages.

Пристрій для спалювання твердого палива, побутових та промислових відходів працює таким чином. 70 Сировину загружають в робочу камеру 1 через люк 5. Потім за допомогою пальників 13 розпалюють і прогрівають жаростійку надставку б та камеру допалювання 8 до температури 960-1000 ес. Горіння відбувається за рахунок тяги димососа 12, розміщеного в каналі відводу відпрацьованих газів 11.The device for burning solid fuel, household and industrial waste works as follows. 70 The raw material is loaded into the working chamber 1 through hatch 5. Then, with the help of burners 13, the heat-resistant extension b and the afterburning chamber 8 are ignited and heated to a temperature of 960-1000 es. Combustion takes place due to the draft of the smoke extractor 12, located in the exhaust gas outlet channel 11.

В результаті первинного нагріву в надколосниковому просторі починається процес піролизу - від горючих складових сировини відокремлюються летючі речовини, утворюються пари води та вугілля.As a result of primary heating in the space above the grill, the pyrolysis process begins - volatile substances are separated from the combustible components of the raw material, water and coal vapors are formed.

Через канали 4 в надколосниковий простір подають повітря, регулюючи його кількість та інтенсивність подачі по ярусам череня, що забезпечує його більш якісне змішування з утвореними в результаті нагріву піролізними газами. На жаростійкій надставці б утворився шар вугілля, частинки якого вступають в реакцію з киснем, що міститься в дуттєвому повітрі, в результаті чого утворюється двоокисел вуглецю СО» та пари води, які є компонентами горючого газу. Горючий газ під дією розрідження спускається в камеру допалювання 8, го проходячи через шар вугілля та розігріваючись за рахунок збільшення площі контактної поверхні з цією розігрітою масою до температури утворення окислу вуглецю та водню, тобто, стає активним - готовим до окислення.Through channels 4, air is supplied to the space above the grate, regulating its quantity and intensity of supply along the layers of the cuttings, which ensures its better mixing with the pyrolysis gases formed as a result of heating. A layer of coal would form on the heat-resistant extension, the particles of which would react with the oxygen contained in the gaseous air, resulting in the formation of carbon dioxide CO" and water vapor, which are components of combustible gas. Combustible gas, under the effect of rarefaction, descends into the afterburning chamber 8, passing through a layer of coal and being heated due to the increase in the area of the contact surface with this heated mass to the temperature of the formation of carbon and hydrogen oxides, i.e., it becomes active - ready for oxidation.

Далі, потрапляючи в камеру допалювання 8, яка разом з надставочним простором, (під надставкою б), утворює епіцентр горіння, ці елементи концентруються там при високій температурі, одночасно окислюючись.Further, entering the afterburning chamber 8, which, together with the superstructure space (under superstructure b), forms the epicenter of combustion, these elements are concentrated there at a high temperature, being oxidized at the same time.

Для забезпечення повного згоряння в камеру допалювання 8 багатоструменево через сопла 9 подають повітря з нижнього окружного каналу 4. ЗTo ensure complete combustion, air from the lower circumferential channel 4 is supplied to the afterburner chamber 8 in a multi-jet manner through the nozzles 9.

Даний процес можна регулювати шляхом підтримки необхідної температури в зоні епіцентру горіння, дозуючи подачу повітря і кількість палива, чого не можна було досягти в пристрої, прийнятому за прототип. Як показують експериментальні дослідження, температура в зоні горіння повинна підтримуватись в межах Га 1100-140020. При таких умовах кількість шкідливих речовин в відпрацьованих газах знаходяться в межах норми.This process can be regulated by maintaining the required temperature in the zone of the epicenter of combustion, dosing the supply of air and the amount of fuel, which could not be achieved in the device taken as a prototype. As experimental studies show, the temperature in the combustion zone should be maintained within the range of 1100-140020 Ha. Under such conditions, the amount of harmful substances in the exhaust gases is within the normal range.

Перевага пристрою заключається в тому, що його конструкція забезпечує оптимальні умови згоряння - продуктів пролізу завдяки тому, що первинне горіння палива та допалювання піролізних газів відбувається -- зверху вниз, що забезпечує можливість їх розігріву, проходженням крізь шар вугілля, розігрітого до температури 120022 і сприяє їх розпаду на складові компоненти та робить активними, тобто, готовими до о повного окислення. Спрямований рух потоків піролізного газу і концентрація його компонентів в епіцентрі ч-- горіння при високій температурі забезпечує їх повне спалювання.The advantage of the device lies in the fact that its design provides optimal combustion conditions - the products of decomposition due to the fact that the primary combustion of fuel and the afterburning of pyrolysis gases takes place - from top to bottom, which provides the possibility of their heating by passing through a layer of coal heated to a temperature of 120022 and contributes their disintegration into constituent components and makes them active, that is, ready for complete oxidation. The directed movement of pyrolysis gas flows and the concentration of its components in the epicenter of combustion at high temperature ensures their complete combustion.

Виконання конструкції пристрою з двох корпусів, кожен з яких установлений на опорах незалежно від іншого, забезпечує його технологічність в процесі збірки та експлуатації, знижує трудовитрати. «The design of the device consists of two cases, each of which is installed on supports independently of the other, ensures its manufacturability in the process of assembly and operation, and reduces labor costs. "

Наприклад, нижню частину пристою, де установлено теплообмінник, можна пристосувати до різних умов 70 експлуатації, залежно від способу утилізації тепла і його призначення. Заміну одного виду теплообмінника на - с інший можна провести, не демонтуючи верхній корпус. ц Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує підвищення повноти згоряння палива, одночасно "» забезпечуючи технологічність пристрою в процесі монтажу та експлуатації. щоFor example, the lower part of the berth, where the heat exchanger is installed, can be adapted to different operating conditions, depending on the method of heat utilization and its purpose. Replacing one type of heat exchanger with another can be done without dismantling the upper case. Thus, the proposed useful model provides an increase in the completeness of fuel combustion, while at the same time "" ensuring the manufacturability of the device in the process of installation and operation.

Claims

Formula of the invention - Mami 1. A device for burning solid fuel, household and industrial waste, containing a working chamber - with a cone-shaped shaft, lined with heat-resistant material, with through holes and a grate, an afterburning chamber placed under it, a circumferential air supply channel and a discharge channel of products and combustion, which is distinguished by the fact that the circumferential air supply channel consists of autonomous circumferential air supply channels Kz, placed along the height of the grate, the grate is made in the form of a heat-resistant extension with holes that connect the space above the grate with the afterburning chamber, in the upper part which has nozzles with the possibility of multi-jet air supply, while the device is mounted on supports and consists of an upper housing in which the working chamber is located, and a lower one with an afterburning chamber and a channel for the removal of combustion products, connected to each other by a circumferential belt.

c 2. The device according to claim 1, which is characterized by the fact that the surface layer of the entire heat-resistant lining contains a finely dispersed combustion catalyst. 60 b5