установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов

Формула изобретения

Установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода пиролизого газа, установленную в корпусе с возможностью образования зоны отбора пиролизного газа для подачи его в камеры сжигания и к внешнему потребителю, камеру дожигания, устройство отвода газообразных продуктов сжигания, причем часть камер выполнена с возможностью полного сжигания пиролизного газа, другая часть камер сжигания - с возможностью получения при сжигании пиролизного газа газифицирующего агента и размещена в корпусе с возможностью подачи газифицирующего агента в камеру газификации, отличающаяся тем, что установка снабжена дефлекторами, расположенными в камере дожигания и выполненными в виде плоских лент, охватывающих по винтовой линии камеру газификации, камеры сжигания пиролизного газа установлены под углом наклона винтовых линий дефлекторов таким образом, что образующиеся на выходе камер сжигания высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания поступают в каналы, образованные винтовыми поверхностями дефлекторов и, двигаясь вдоль канала, омывают наружную поверхность камеры газификации, передавая ей большую часть тепловой энергии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых, промышленных, медицинских и других отходов и может быть использовано в народно-хозяйственном комплексе при обезвреживании и уничтожении отходов.

Известна установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, включающая камеру газификации с отверстиями для регулирования кислородосодержащего газифицирующего агента и отверстиями для вывода газообразных продуктов в камеру дожигания, камеру дожигания с отверстиями для ввода вторичного воздуха, при этом камера газификации частично той своей частью, где расположена зона газификации, погружена в камеру дожигания (см. МПК F 23 G 5/00 описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2089786, опубл.1997.09.10).

Известна также установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, включающая камеру газификации печи-утилизатора с зонами сушки и газификации с входными отверстиями для ввода кислородосодержащего газифицирующего агента и выходными отверстиями для вывода газообразных продуктов в камеру дожигания, камеру дожигания с отверстиями для ввода вторичного воздуха, устройство регулирования расхода газифицирующего агента и вторичного воздуха, при этом одно отверстие для ввода кислородосодержащего газифицирующего агента расположено в зоне газификации, другое в зоне сушки, а выходные отверстия для ввода газообразных продуктов в камеру дожигания в зоне газификации (см. МПК F 23 G 5/00 описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2089787, опубл.1997.09.10).

Недостатками известных устройств являются:

- низкая надежность и эффективность работы вследствие зависания перерабатываемых отходов в верхней части камеры газификации, связанное с выделением смол из отходов при их нагреве пиролизным газом, поднимающимся из нижней части камеры газификации и осаждением их на относительно холодные стенки камеры верхней части, а также закоксованием проточной части трубопроводов, по которым поступает пиролизный газ;

- сложная конструкция, обусловленная наличием дополнительных энергоемких устройств для получения газифицирующего агента.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода газообразных продуктов, камеру дожигания, приемный контейнер отходов, устройство отвода газообразных продуктов переработки, камеры сжигания, часть которых расположена в нижней части камеры дожигания тангенциально внешней поверхности рабочего пространства камеры, а другая часть камер сжигания расположена в нижней части камеры газификации по радиусу к центру камеры и соединены с отверстиями вывода газообразных продуктов камеры газификации, нижняя часть которой расположена в корпусе с образованием кольцевого пространства, соединенного с внутренним объемом камеры газификации и с отверстиями вывода газообразных продуктов ( см. МПК F 23 G 5/027, 5/14 описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2201552, опубл. 27.03.2003 г.).

Недостатками известного устройства являются:

- низкая надежность работы, обусловленная:

- тангенциальным расположением камер сжигания в нижней части камеры дожигания, при котором образуется температурный инградиент по высоте камеры газификации, что приводит к неравномерному нагреву обрабатываемых отходов;

- расположением в нижней части камеры газификации по радиусу к центру камер сжигания, при котором происходит точечный прогрев, концентрация тепловой энергии и, как следствие, к снижению интенсивности процесса газификации, требующего для этого дополнительного расхода пиролизного газа.

- низкая эффективность работы установки за счет засорения раскаленными массами не переработанных отходов канала выхода пиролизного газа в кольцевое пространство, приводящее к уменьшению проходного сечения канала, накоплению пиролизного газа в камере газификации и невозможности его поступления для выполнения технологических операций, что требует принудительного отсоса пиролизного газа из камеры газификации.

Техническим результатом изобретения является создание установки обезвреживания и уничтожения твердых отходов, обладающей высокой надежностью и эффективностью работы.

Сущность технического решения заключается в том, что установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода пиролизого газа, установленную в корпусе с возможностью образования зоны отбора пиролизного газа для подачи его в камеры сжигания и к внешнему потребителю, камеру дожигания, устройство отвода газообразных продуктов сжигания, причем часть камер выполнена с возможностью полного сжигания пиролизного газа, другая часть камер сжигания - с возможностью получения при сжигании пиролизного газа газифицирующего агента и размещена в корпусе с возможностью подачи газифицирующего агента в камеру газификации, снабжена дефлекторами, расположенными в камере дожигания и выполненными в виде плоских лент, охватывающих по винтовой линии камеру газификации, камеры сжигания пиролизного газа установлены под углом наклона винтовых линий дефлекторов таким образом, что образующиеся на выходе камер сжигания высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания поступают в каналы, образованные винтовыми поверхностями дефлекторов и, двигаясь вдоль канала, омывают наружную поверхность камеры газификации, передавая ей большую часть тепловой энергии.

Заявляемое изобретение имеет отличия от прототипа в существенных признаках:

- установка снабжена дефлекторами;

- дефлекторы расположены в камере дожигания;

- дефлекторы выполнены в виде плоских лент;

- дефлекторы охватывают по винтовой линии камеру газификации;

- камеры сжигания пиролизного газа установлены под углом наклона винтовых линий дефлекторов таким образом, что образующиеся на выходе камер сжигания высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания поступают в каналы, образованные винтовыми поверхностями дефлекторов и, двигаясь вдоль канала, омывают наружную поверхность камеры газификации, передавая ей большую часть тепловой энергии.

Следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию «новизна».

Введение в конструкцию установки дефлекторов, расположенных в камере дожигания, позволит направить равномерно тепловую энергию продуктов сгорания камер на всю поверхность камеры газификации и усилить при этом тепловое воздействие на перерабатываемые отходы, находящиеся в зонах сушки, получения пиролизного газа и зоне газификации.

Выполнение дефлекторов в виде плоских лент, охватывающих по винтовой линии камеру газификации позволит увеличить поверхность тепловой обработки и равномерно распределить ее на всю наружную поверхность камеры газификации, что обеспечит равномерное распределение температурного поля по высоте камеры газификации, равномерный нагрев зон сушки, получения пиролизного газа и газификации, повышая тем самым эффективность процессов, протекающих внутри камеры газификации и работы установки в целом.

Установка камер сжигания пиролизного газа под углом наклона винтовых линий дефлекторов выполнена таким образом, что образующиеся на выходе камер сжигания высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания поступают в каналы, образованные винтовыми поверхностями дефлекторов и, двигаясь вдоль канала, омывают наружную поверхность камеры газификации, передавая ей большую часть тепловой энергии, что позволит сформировать высокотемпературный тепловой поток и направить его во внутренний объем корпуса, в котором образуется вращательное движение перерабатываемых раскаленных масс продуктов переработки, что способствует равномерному прогреву всей массы продуктов в этой зоне, интенсифицирует процесс газификации, повышая надежность и эффективность работы установки.

В предложенном техническом решении все отличительные признаки взаимосвязаны и в сочетании с другими признаками позволяют получить новый технический результат: повысить надежность и эффективность работы.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе; на фиг.2 - элемент I; на фиг.3 - сечение А - А.

Установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов содержит загрузочное устройство 1, камеру газификации 2 с отверстиями 3 вывода пиролизного газа, камеру дожигания 4, камеры сжигания 5, 6, 7, 8, 9, 10, устройство отвода газообразных продуктов переработки 11, дефлекторы 12 и 13 (число которых определяется количеством камер сжигания), расположенные в камере дожигания 4 и выполненные в виде плоских лент, охватывающих по винтовой линии камеру газификации 2, установленную в корпусе 14 с образованием зоны 15 отбора пиролизного газа, камеры сжигания 7, 8, 9, 10 установлены с возможностью получения при сжигании пиролизного газа газифицирующего агента и размещены с возможностью подачи газифицирующего агента в камеру газификации 2.

Установка работает следующим образом. Твердые отходы поступают через герметизированное загрузочное устройство 1, имеющее крышку 16 и шибер 17, в камеру газификации 2, постепенно загружая ее в полном объеме. Герметизированное загрузочное устройство необходимо для изоляции камеры газификации и обеспечения невозможности вредных выбросов в атмосферу. Производят розжиг камер сжигания 5, 6, 7, 8, 9, 10 путем подачи в них воздуха и газообразного или жидкого топлива. При этом на выходе из камер сжигания 5, 6 образуются высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания, которые поступают в каналы 18, 19, образованные винтовыми поверхностями дефлекторов 12,13. Двигаясь вдоль каналов, высокотемпературные потоки продуктов сгорания омывают наружную поверхность камеры газификации 2, распределяя тепловую энергию потоков по всей поверхности, увеличивая при этом площадь контакта и равномерность прогрева всех зон камеры газификации, а именно зоны сушки, зоны получения пиролизного газа и зоны газификации, и, отдав большую часть тепловой энергии продуктам переработки через стенку камеры газификации, продукты сгорания посредством устройства 11 отвода газообразных продуктов, удаляется в атмосферу, а тепло, переданное продуктам переработки, обеспечивает проведение процесса сушки, получения пиролизного газа и газификации.

При работе камер 7, 8, 9, 10 высокотемпературные тепловые потоки, кроме подвода тепловой энергии в зону газификации, эти потоки заставляют перемещаться раскаленные массы не переработанных отходов, перемешивая их, обеспечивая равномерность и интенсивность прогрева всей зоны газификации.

Полученный в результате запуска таким образом установки пиролизный газ поступает в камеры сжигания 5, 6 и используется как основное топливо, при этом обеспечивается его полное сжигание, а пиролизный газ, поступающий в камеры сжигания 7, 8, 9, 10, кроме подвода тепловой энергии, используется в качестве газифицирующего агента при проведении процессов переработки отходов.

После выхода на рабочий режим производится отключение подачи пускового газообразного или жидкого топлива во все камеры сжигания 5, 6, 7, 8, 9, 10. Работа камер сжигания 5, 6 обеспечивает полное сжигание полученного пиролизного газа, и продукты сгорания выходят в атмосферу посредством устройства 11 отвода газообразных продуктов.

Рабочий процесс сжигания пиролизного газа в камерах сжигания 7, 8, 9, 10 обеспечивает получение газифицирующего агента с максимальной температурой, равной 2000°С, и определенным соотношением воздуха, водяного пара и двуокиси углерода. При поступлении газифицирующего агента в камеру газификации происходит увеличение внутренней тепловой энергии, идущей на процессы сушки, получения пиролизного газа и газификации.

Перерабатываемые отходы перемещаются из зоны сушки через зону получения пиролизного газа в зону газификации, где подвергаются непрерывной тепловой обработке, и после обработки газифицирующим агентом полностью газифицируются, а полученный пиролизный газ выходит через отверстия 3 вывода пиролизного газа, при этом одна часть его подается для выполнения технологических операций в самой установке, а другая часть направляется к внешнему потребителю (на чертеже не показан) для выработки, например тепловой и электрической энергии.

Оставшиеся не переработанные частицы поступают в приемный контейнер 20 и удаляются для дальнейшей обработки и использования.

Использование изобретения позволит повысить надежность и эффективность работы установки, получить дополнительную тепловую энергию, необходимую для обеспечения работы в автономном режиме, так и для обеспечения теплом зданий и сооружений, сэкономить при этом значительные денежные средства.