способ и устройство для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием части третичного воздуха

Формула изобретения

1. Устройство для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием горячего третичного воздуха для использования во вращающихся печах, имеющих кальцинатор и канал подачи третичного воздуха, содержащее одну или несколько камер сгорания, образованных в канале подачи третичного воздуха в кальцинатор, причем каждый канал имеет охлаждаемое водой открываемое удерживающее средство для удержания отходов в камере сгорания до полного сгорания с использованием части третичного воздуха, и упомянутое охлаждаемое водой открываемое удерживающее средство позволяет потоку газов сгорания и воздуху проходить через него; одно или несколько средств подачи, каждое из которых соединено с камерой сгорания для подачи отходов в камеру сгорания и, кроме того, препятствует потере теплоты или поступлению холодного воздуха извне в камеры сгорания через средства подачи; при этом камера сгорания подает горячие газы сгорания в кальцинатор для использования в качестве дополнительного источника энергии для вращающейся печи и оставшийся материал для включения его в цементный клинкер.

2. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что открываемое удерживающее средство камеры сгорания содержит охлаждаемый водой скользящий удерживающий затвор решетчатого типа.

3. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что средство подачи, кроме того, препятствует потере теплоты или поступлению холодного воздуха извне в камеры сгорания и содержит некоторое множество охлаждаемых водой скользящих затворов.

4. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждая камера сгорания содержит канал и имеет зону сгорания, ориентированную вертикально, содержащую загрузочное отверстие на верхнем конце и нижнем конце; зону выгрузки газов и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны сгорания, непосредственно соединенную с кальцинатором, зона выгрузки наклонена по отношению к зоне сгорания в направлении подающего канала для того, чтобы подойти и соединиться с упомянутым подающим каналом; охлаждаемое водой затворное средство, расположенное на нижнем конце зоны сгорания, позволяющее потоку газов сгорания и воздуху проходить через него; и средство для приведения в движение охлаждаемого водой затворного средства.

5. Устройство для получения энергии из отходов п.1, отличающееся тем, что каждая камера сгорания содержит канал, имеющий четырехугольное поперечное сечение, и каждая камера сгорания имеет вертикально ориентированную зону сгорания, содержащую загрузочное отверстие на верхнем конце и нижнем конце; и зону выгрузки газов и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны сгорания, непосредственно соединенную с кальцинатором, зона выгрузки наклонена по отношению к зоне сгорания в направлении подающего канала для того, чтобы подойти и соединиться с упомянутым подающим каналом; охлаждаемое водой затворное средство, расположенное на нижнем конце зоны сгорания, позволяющее потоку газов сгорания и воздуху проходить через него; и средство для приведения в движение охлаждаемого водой затворного средства.

6. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждое средство подачи содержит вертикальный канал, имеющий подающее отверстие на верхнем конце, разгрузочное отверстие, непосредственно и герметично соединенное с камерой сгорания, открытую приемную секцию, среднюю загрузочную камеру и секцию выгрузки; первое затворное средство, расположенное на верху открытой приемной секции; средство для приведения в движение первого затворного средства; охлаждаемое затворное средство, расположенное внизу средней загрузочной камеры; и средство для приведения в движение охлаждаемого затворного средства.

7. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждое средство подачи содержит вертикальный канал, имеющий поперечное сечение четырехугольной формы, разгрузочное отверстие, непосредственно и герметично соединенное с камерой сгорания, открытую приемную секцию, среднюю загрузочную камеру и секцию выгрузки; первое затворное средство, расположенное на верху открытой приемной секции; средство для приведения в движение первого затворного средства; охлаждаемое затворное средство, расположенное внизу средней загрузочной камеры; и средство для приведения в движение охлаждаемого затворного средства.

8. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждая камера сгорания содержит канал, и каждая камера сгорания имеет вертикально ориентированную зону сгорания, содержащую загрузочное отверстие на верхнем конце и нижнем конце; и зону выгрузки газов и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны сгорания, непосредственно соединенную с кальцинатором, зона выгрузки наклонена по отношению к зоне сгорания в направлении подающего канала для того, чтобы подойти и соединиться с упомянутым подающим каналом; затворное средство, позволяющее потоку газов сгорания и воздуху проходить через него; и средство для приведения в движение затворного средства, затворное средство содержит охлаждаемый скользящий удерживающий затвор решетчатого типа, состоящий из некоторого множества скользящих стержней, соединенных горизонтальным соединительным элементом, причем каждый стержень проходит через перфорированное отверстие, расположенное на нижнем конце зоны сгорания.

9. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждая камера сгорания содержит канал, имеющий четырехугольное поперечное сечение, и каждая камера сгорания имеет вертикально ориентированную зону сгорания, содержащую загрузочное отверстие на верхнем конце и нижнем конце; и зону выгрузки газов и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны сгорания, непосредственно соединенную с кальцинатором, зона выгрузки наклонена по отношению к зоне сгорания в направлении подающего канала для того, чтобы подойти и соединиться с упомянутым подающим каналом; затворное средство, расположенное на нижнем конце зоны сгорания, позволяющее потоку газов сгорания и воздуху проходить через него; и средство для приведения в движение охлаждаемого водой затворного средства, затворное средство содержит охлаждаемый скользящий удерживающий затвор решетчатого типа, состоящий из четырех охлаждаемых водой скользящих стержней, соединенных горизонтальным соединительным элементом, причем каждый стержень проходит через перфорированное отверстие, расположенное на нижнем конце зоны сгорания.

10. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждая камера сгорания содержит канал, и каждая камера сгорания имеет вертикально ориентированную зону сгорания, содержащую загрузочное отверстие на верхнем конце и нижнем конце; и зону выгрузки газов и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны сгорания, непосредственно соединенную с кальцинатором, зона выгрузки наклонена по отношению к зоне сгорания в направлении подающего канала для того, чтобы подойти и соединиться с упомянутым подающим каналом; затворное средство, позволяющее потоку газов сгорания и воздуху проходить через него; и средство для приведения в движение охлаждаемого водой затворного средства; затворное средство содержит охлаждаемый скользящий удерживающий затвор решетчатого типа, состоящий из некоторого множества охлаждаемых водой скользящих стержней, соединенных горизонтальным соединительным элементом, причем каждый стержень проходит через перфорированное отверстие, расположенное на нижнем конце зоны сгорания; средство для приведения в движение затворного средства содержит пневматический поршень, подсоединенный к концу горизонтального соединительного элемента, для ввода, охлаждаемого удерживающего затвора в камеру сгорания и вывода его из камеры сгорания.

11. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждая камера сгорания содержит канал, имеющий четырехугольное поперечное сечение, и каждая камера сгорания имеет вертикально ориентированную зону сгорания, содержащую загрузочное отверстие на верхнем конце и нижнем конце; и зону выгрузки газов и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны сгорания, непосредственно соединенную с кальцинатором, зона выгрузки наклонена по отношению к зоне сгорания в направлении подающего канала для того, чтобы подойти и соединиться с упомянутым подающим каналом; затворное средство, позволяющее потоку газов сгорания и воздуху проходить через него; и средство для приведения в движение затворного средства, затворное средство содержит охлаждаемый скользящий удерживающий затвор решетчатого типа, состоящий из четырех охлаждаемых водой скользящих стержней, соединенных горизонтальным соединительным элементом, причем каждый стержень проходит через перфорированное отверстие, расположенное на нижнем конце зоны сгорания, и средство для приведения в движение затворного средства содержит пневматический поршень, подсоединенный к концу горизонтального соединительного элемента, для ввода охлаждаемого удерживающего затвора в камеру сгорания и вывода его из камеры сгорания.

12. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждое средство подачи содержит вертикальный канал, имеющий подающее отверстие на верхнем конце, разгрузочное отверстие, непосредственно и герметично соединенное с камерой сгорания, открытую приемную секцию, среднюю загрузочную камеру и секцию выгрузки; первое затворное средство, расположенное на верху открытой приемной секции; средство для приведения в движение первого затворного средства; охлаждаемое затворное средство, расположенное внизу средней загрузочной камеры; средство для приведения в движение второго затворного средства, охлаждаемое затворное средство содержит охлаждаемую скользящую заслонку, которая может горизонтально сдвигаться в закрытое положение и скользяще выходить в открытое положение вертикального канала, расположенную на конце средней загрузочной камеры, и после перехода в закрытое состояние заслонка полностью отделяет верхние секции вертикального канала от секции выгрузки и камеры сгорания.

13. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждое средство подачи содержит вертикальный канал, имеющий поперечное сечение четырехугольной формы и имеющий подающее отверстие на верхнем конце, разгрузочное отверстие, непосредственно и герметично соединенное с камерой сгорания, открытую приемную секцию, среднюю загрузочную камеру и секцию выгрузки; первое затворное средство, расположенное на верху открытой приемной секции; средство для приведения в движение первого затворного средства; охлаждаемое затворное средство, расположенное внизу средней загрузочной камеры; средство для приведения в движение второго затворного средства, первое затворное средство содержит скользящую четырехугольную заслонку, которая может горизонтально сдвигаться в закрытое положение и скользяще выходить в открытое положение вертикального канала, расположенную на верху средней загрузочной камеры, и после перехода в закрытое состояние заслонка полностью отделяет среднюю загрузочную секцию вертикального канала от внешней атмосферы, охлаждаемое затворное средство содержит охлаждаемую водой скользящую четырехугольную заслонку, которая может горизонтально сдвигаться в закрытое положение и скользяще выходить в открытое положение вертикального канала, расположенную на верху средней загрузочной камеры, и после перехода в закрытое состояние заслонка полностью отделяет верхние секции вертикального канала от зоны выгрузки и камеры сгорания.

14. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждое средство подачи содержит вертикальный канал, имеющий подающее отверстие на верхнем конце, разгрузочное отверстие, непосредственно и герметично соединенное с камерой сгорания, открытую приемную секцию, среднюю загрузочную камеру и секцию выгрузки; первое затворное средство, расположенное на верху открытой приемной секции; средство для приведения в движение первого затворного средства и охлаждаемое затворное средство, расположенное в конце средней загрузочной камеры; средство для приведения в движение второго затворного средства, каждое из средств для приведения в движение первого затворного средства и охлаждаемого затворного средства содержит пневматический поршень, который вводит заслонку в вертикальный канал и выводит ее из вертикального канала.

15. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждое средство подачи содержит вертикальный канал, имеющий поперечное сечение четырехугольной формы и имеющий подающее отверстие на верхнем конце, разгрузочное отверстие, непосредственно и герметично соединенное с камерой сгорания, открытую приемную секцию, среднюю загрузочную камеру и секцию выгрузки; первое затворное средство, расположенное на верху открытой приемной секции; средство для приведения в движение первого затворного средства; охлаждаемое затворное средство, расположенное внизу средней загрузочной камеры; средство для приведения в движение второго затворного средства, каждое из средства для приведения в движение первого затворного средства и охлаждаемого затворного средства содержит пневматический поршень, который вводит заслонку в вертикальный канал и выводит ее из вертикального канала.

16. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что каждая камера сгорания содержит канал, имеющий четырехугольное поперечное сечение, и каждая камера сгорания имеет вертикально ориентированную зону сгорания, содержащую загрузочное отверстие на верхнем конце и три горизонтально выровненных перфорированных отверстия на нижнем конце; и зону выгрузки газов и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны сгорания, непосредственно соединенную с кальцинатором, зона выгрузки наклонена по отношению к зоне сгорания в направлении подающего канала для того, чтобы подойти и соединиться с упомянутым подающим каналом, и имеющую вход для ископаемого топлива, расположенный рядом с соединением с кальцинатором; охлаждаемый скользящий удерживающий затвор решетчатого типа, состоящий из четырех охлаждаемых водой скользящих стержней, соединенных горизонтальным, соединительным элементом, причем каждый стержень проходит через перфорированное отверстие, расположенное на нижнем конце зоны сгорания; средство для ввода и вывода скользящего удерживающего затвора решетчатого типа, содержащее гидравлический или пневматический поршень, подсоединенный к концу горизонтального соединительного элемента, для ввода удерживающего затвора в камеру сгорания или вывода его из камеры сгорания; причем каждое средство подачи содержит вертикальный канал, имеющий поперечное сечение четырехугольной формы и имеющий подающее отверстие на верхнем конце, разгрузочное отверстие, непосредственно и герметично соединенное с загрузочным отверстием зоны сгорания камеры сгорания, открытую приемную секцию, среднюю загрузочную камеру и секцию выгрузки; первое затворное средство содержит первую скользящую четырехугольную заслонку, которая может горизонтально сдвигаться в закрытое положение и скользяще выходить в открытое положение вертикального канала, расположенную в конце открытой приемной секции, и после перехода в закрытое состояние заслонка полностью отделяет другие секции вертикального канала от внешней атмосферы; средство для ввода и вывода первой скользящей четырехугольной заслонки, содержащее пневматический поршень, который вводит заслонку в вертикальный канал или выводит ее из вертикального канала; второе затворное средство, содержащее охлаждаемую водой скользящую четырехугольную заслонку, которая может горизонтально сдвигаться в закрытое положение и скользяще выходить в открытое положение вертикального канала, расположенную в конце средней загрузочной камеры, и после перехода в закрытое состояние заслонка полностью отделяет верхние секции вертикального канала от зоны выгрузки и камеры сгорания; и средство для ввода охлаждаемой скользящей четырехугольной заслонки, содержащее пневматический поршень, который вводит заслонку в вертикальный канал и выводит ее из вертикального канала.

17. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что содержит средство для транспортировки отходов непосредственно в средство подачи.

18. Устройство для получения энергии из отходов по п.10, отличающееся тем, что содержит средство для транспортировки отходов непосредственно в подающее отверстие открытой приемной секции средства подачи, состоящее из горизонтального ленточного конвейера, расположенного на одном уровне с подающим отверстием, и подъемника для подъема отходов с нулевой отметки на уровень ленточного конвейера и транспортировки отходов к ленточному конвейеру.

19. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что отходы содержат целые шины.

20. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что отходы содержат упаковочный материал.

21. Устройство для получения энергии из отходов по п.1, отличающееся тем, что отходы содержат целые шины и упаковочный материал.

22. Способ для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием горячего третичного воздуха с температурой приблизительно от 650°С до 900°С для использования во вращающихся печах, имеющих кальцинатор и канал подачи третичного воздуха в него, включающий: сжигание отходов в камере сгорания, образованной в канале подачи третичного воздуха в кальцинатор, при использовании части третичного воздуха и удержании в ней отходов в течение от 80 до 120 секунд для того, чтобы позволить сгораемой части отходов полностью разложиться и полностью сгореть; выводу горячих газов сгорания в канал третичного воздуха для его использования в качестве дополнительного источника энергии для вращающейся печи; и выгрузку оставшегося материала отходов в канал третичного воздуха для его включения в цементный клинкер после полного сгорания отходов.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что оставшийся материал выгружается в канал третичного воздуха под силой тяжести.

24. Способ по п.22, отличающийся тем, что в нем достигается температура сжигания от 1200 до 1400°С.

25. Способ по п.22, отличающийся тем, что полное сгорание достигается благодаря избытку кислорода больше 300%.

26. Способ по п.22, отличающийся тем, что отходы содержат целые шины.

27. Способ по п.22, отличающийся тем, что отходы содержат упаковочный материал.

28. Способ по п.22, отличающийся тем, что отходы содержат целые шины и упаковочный материал.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к вращающимся печам, используемым в цементной или других отраслях промышленности, имеющим кальцинатор и канал подачи третичного воздуха, и, более конкретно, к способу и устройству, которое использует горячий воздух из канала подачи третичного воздуха в кальцинатор для сжигания отходов и получения энергии из сгораемого материала.

Уровень техники

Необходимость уменьшения общих расходов на топливо путем замены топлива, получаемого из отходов вместо обычного ископаемого топлива, главным образом каменноугольного или нефтяного кокса, является главным побудительным мотивом желания найти дешевые альтернативные типы топлива для промышленных печей, например вращающихся печей для производства цемента.

Из уровня техники известно, что альтернативные твердые топлива обычно подаются на вход печи. Количество и характеристики альтернативных твердых топлив, которые могут сжигаться в промышленной печи, таких как утилизируемые автомобильные покрышки и промышленные отходы, зависят от количества доступного кислорода на входе печи.

В печах, имеющих кальцинатор, только около 50% от общего количества кислорода, подаваемого в промышленную печь, поступает в печь, и остальные 50% подаются в кальцинатор, что значительно ограничивает количество отходов, которые могут быть сожжены в качестве альтернативного твердого топлива.

При сгорании отходов на входе печи кислород, который в этом месте составляет 3-5%, расходуется, создавая восстановительную атмосферу, которая способствует образованию твердой окалины на стенках печи и кальцинатора, этим уменьшая общий КПД промышленной печи.

Были разработаны многочисленные наружные камеры сгорания или газификаторы, с помощью которых делались попытки решить вышеуказанную проблему, но поскольку расходы на приобретение, установку и эксплуатацию таких устройств высокие, использование наружного устройства желательно не полностью.

Попытка использовать альтернативные твердые топлива без уменьшения количества кислорода в печи и без использования наружной топочной камеры или газификатора была сделана путем введения и сжигания отходов непосредственно в канал третичного воздуха, что описано в патенте США №6470812.

В патенте США №6470812 описаны способ и устройство для получения энергии из отходов, предпочтительно твердых, как в цельном, так и в измельченном состоянии, таких как утилизируемые шины транспортных средств, мешки, пакеты, насыпной материал, который может содержаться в емкостях, бочках и т.д., посредством сжигания таких отходов в промышленных печах, в частности вращающегося типа, которые имеют наружный кальцинатор, путем подачи таких отходов в канал третичного воздуха кальцинатора и сжигания отходов внутри этого канала.

Способ, кроме того, раскрывает удаление из канала третичного воздуха твердых остатков неразложившихся отходов, и устройство содержит механизм подачи для наружной загрузки отходов непосредственно в упомянутый канал третичного воздуха и отделяющий механизм для удаления из канала третичного воздуха твердых остатков неразложившихся отходов.

Как заявлено в патенте США №6470812, подача в канал предпочтительно осуществляется с расстояния приблизительно 1-5 м от его нагнетательного конца. Так как подача отходов в выходной канал отходящих газов приводит к росту налета, подача в канал третичного воздуха должна осуществляться на значительном удалении от выхода канала в отходящие газы для того, чтобы обеспечить адекватное время выдержки продуктов отходов в канал и предотвратить образование такого налета.

Однако может существовать возможность, что некоторое количество отходов прекратит горение рядом с исходящими газами, особенно при подаче крупных кусков отходов, таких как целые шины, этим создавая налет и необходимость регулярной остановки оборудования для удаления такого налета. Поэтому очень важно, чтобы отходы подавались небольшими партиями для обеспечения полного сгорания таких партий до поступления к каналу отвода отходящих газов. Понятно, что использование партий из целых шин вышеуказанной системой весьма ограничено.

Кроме того, поскольку вышеуказанная система требует удаления посторонних материалов, таких как металлокорд, из автомобильных шин при чрезмерном его количестве, это может стать сложной задачей, и механизм удаления твердых остатков может быть затруднен работой с запутанной проволокой.

Поэтому весьма желательно иметь систему, которая способна сжигать большие количества отходов, включая целые шины, без создания восстановительной атмосферы в любом месте промышленной печи и без создания твердой окалины на стенках печи или кальцинатора.

Принимая во внимание вышеуказанную необходимость, заявитель разработал способ и устройство, использующие менее 10% горячего третичного воздуха для сжигания отходов, особенно целых шин, которые, кроме того, вводят в цементный клинкер любой материал, который может содержаться в цементе, например металлокорд шин.

Заявляемое устройство содержит: одну или несколько камер сгорания, образующих канал подачи третичного воздуха в кальцинатор, каждая из которых имеет съемные средства удержания для удержания отходов внутри камеры сгорания до полного сгорания, так как в этом месте существует избыток кислорода больше 300% и температура воздуха составляет от 650 до 950°С, причем упомянутое средство удержания позволяет потоку горючего газа и воздуха проходить через себя, и одно или несколько средств подачи, каждое из которых соединено с камерой сгорания, для подачи отходов в камеру сгорания, при этом избегая потерь теплоты или впуска холодного воздуха извне в поток горячего третичного воздуха через средства подачи.

Аналогично, заявляемый способ включает: сжигание отходов внутри камеры сгорания, образованной в канале подачи третичного воздуха в кальцинатор, с использованием части третичного воздуха и удержанием отходов в камере сгорания в течение определенного времени для того, чтобы обеспечить полное разложение сгораемой части отходов и достичь полного сгорания отходов, так как в этом месте существует избыток кислорода больше 300% и температура воздуха составляет от 650 до 950°С.

Главным преимуществом заявляемых устройства и способа является то, что весь процесс сжигания осуществляется в канале подачи третичного воздуха в кальцинатор, что полностью устраняет возможность сгорания отходов на входе в печь или в любой другой зоне печи.

Поскольку негорючий материал непосредственно подается силой тяжести в камеру сгорания, нет необходимости удалять оставшийся материал, и такой оставшийся материал, как металлокорд из шин, может быть полностью использован и включен в цементный клинкер.

Кроме того, модификация существующих вращающихся печей для их адаптации к устройству согласно настоящему изобретению является несложной и, поскольку система не содержит сложного оборудования, расходы на ее реализацию и эксплуатацию будут очень небольшими.

С устройством согласно настоящему изобретению достигается уменьшение в расходе нефтяного кокса от 10 до 30% на одну камеру сгорания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поэтому главной целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием горячего третичного воздуха, в котором осуществляется весь процесс сжигания внутри камер сгорания, образованных в канале третичного воздуха.

Еще одной главной целью настоящего изобретения является создание способа и устройства вышеуказанного типа, который полностью исключает возможность сгорания отходов рядом с входом печи или в любой другой зоне печи.

Еще одной главной целью настоящего изобретения является создание способа и устройства вышеуказанного типа, согласно которому любой оставшийся материал, такой как металлокорд шин, может быть полностью использован и включен в цементный клинкер.

Еще одной главной целью настоящего изобретения является создание устройства вышеуказанного типа, которое не представляет сложностей при установке и не входит в состав сложного оборудования.

Дополнительной целью настоящего изобретения является создание способа и устройства вышеуказанного типа, который отличается очень низкими расходами на приобретение, реализацию и эксплуатацию.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа и устройства вышеуказанного типа, с помощью которого достигается уменьшение в расходе нефтяного кокса на 10-30% на каждую камеру сгорания.

Эти и другие цели и преимущества способа и устройства для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием горячего третичного воздуха согласно настоящему изобретению станут очевидными для специалистов в данной области техники из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 показан вид спереди поперечного сечения устройства настоящего изобретения.

На Фиг.2 показан еще один вид спереди устройства настоящего изобретения.

На Фиг.3 показан вид сверху устройства настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение будет описано со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления, проиллюстрированный на прилагаемых чертежах, на которых одни и те же символы и цифры относятся к тем же деталям, показанным на фигурах чертежей.

Устройство и способ настоящего изобретения предназначены для использования во вращающихся печах для производства цемента, имеющих кальцинатор и канал третичного воздуха.

Со ссылкой на Фиг.1-3 устройство для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием третичного воздуха согласно настоящему изобретению содержит первую 1 и вторую 2 камеры сгорания, обе образованы непосредственно внутри первого 3 и второго 4 каналов подачи третичного воздуха соответственно кальцинатора 5, причем каждый канал имеет четырехугольное поперечное сечение и каждая камера сгорания имеет вертикально ориентированную зону 6 сгорания, содержащую загрузочное отверстие 7 на верхнем конце и нижний конец 8; скользящий охлаждаемый водой затвор 9 решетчатого типа, состоящий из четырех охлаждаемых водой скользящих стержней 8а, соединенных горизонтальным соединительным элементом 8b, причем каждый стержень проходит через перфорированное отверстие 8с, расположенное на нижнем конце зоны 6 сгорания; зону 10 выгрузки газа и проволоки, проходящую от нижнего конца зоны 6 сгорания, непосредственно соединенной с кальцинатором 5, в котором зона 10 выгрузки содержит зону нагнетания третичного воздуха каналами 3, 4 подачи, которая наклонена к кальцинатору 5 для соединения с кальцинатором 5 и имеет средство 11 подачи ископаемого топлива, расположенное рядом с соединением с кальцинатором; и средство для перемещения внутрь и наружу скользящего охлаждаемого водой затвора решетчатого типа, содержащего гидравлический или пневматический поршень 12, соединенный с концом горизонтального соединительного элемента для ввода или вывода удерживающего затвора 9 в камеру сгорания 1, 2 и из нее; первое 13 и второе 14 средства подачи и герметизации для подачи шин в загрузочное отверстие 7 первой 1 и второй 2 камер сгорания соответственно, причем каждое из них содержит вертикальный канал четырехугольного поперечного сечения, имеющий отверстие 14а подачи на верхнем конце, отверстие 15 выгрузки, непосредственно и герметично соединенное с загрузочным отверстием 7 зоны сгорания камер сгорания 1, 2, открытую приемную секцию 16, среднюю камеру 17 загрузки и секцию 18 выгрузки; первое затворное средство, содержащее первую скользящую четырехугольную заслонку 19, которая может по горизонтали скользяще входить в вертикальный канал (для перехода в закрытое положение) и выходить (для перехода в открытое положение) из вертикального канала, расположенного на внутренней стороне открытой приемной секции 16, и после закрывания заслонка полностью отделяет другие секции вертикального канала от внешней атмосферы; средство для ввода и вывода первой скользящей четырехугольной заслонки, содержащее гидравлический или пневматический поршень 20, который вводит первую скользящую четырехугольную заслонку 19 в вертикальный канал или выводит ее из вертикального канала; охлаждаемое водой затворное средство, содержащее охлаждаемую водой скользящую четырехугольную заслонку 21, которая может горизонтально входить (для перехода в закрытое положение) в вертикальный канал и выходить (для перехода в открытое положение) из вертикального канала, расположенного на нижнем конце средней загрузочной камеры 17, и после закрывания заслонка 21 полностью отделяет верхние секции вертикального канала от секции 18 разгрузки и камер сгорания 1, 2; средство для ввода и вывода второй скользящей четырехугольной заслонки, содержащей гидравлический или пневматический поршень 22, который вводит заслонку 21 в вертикальный канал или выводит ее из вертикального канала; средство транспортировки для транспортировки целых шин непосредственно в подающее отверстие открытой приемной секции средства подачи в первую 1 и вторую 2 камеры сгорания, содержащее горизонтальный ленточный конвейер 23, расположенный на одном уровне с отверстиями 14 подачи и подъемником 24 для подъема шин с нулевой отметки на уровень ленточного конвейера 23 и транспортировки шин на ленточный конвейер 23.

Партии целых шин транспортируются к отверстию 14а подачи открытой приемной секции 16 средств 13, 14 подачи и герметизации каждой из камер сгорания 1, 2, принимаются внутри открытой приемной секции 16 и удерживаются в ней посредством первой скользящей четырехугольной заслонки 19, которая находится в закрытом положении.

Когда средняя загрузочная камера 17 будет способна принять партию шин, первая скользящая четырехугольная заслонка 19 открывается ее соответственным гидравлическим или пневматическим поршнем 20 и партия шин падает в среднюю камеру под действием силы тяжести и удерживается в ней охлаждаемой водой скользящей четырехугольной заслонкой 21, и первая скользящая четырехугольная заслонка 19 немедленно закрывается.

Когда камеры сгорания 1, 2 будут способны переработать партию шин, охлаждаемая водой скользящая четырехугольная заслонка 21 открывается и партия шин падает через секцию 18 разгрузки, поступает в зону 6 сгорания камер сгорания 1, 2 под действием силы тяжести через загрузочное отверстие 7 и удерживается в ней посредством охлаждаемого водой скользящего удерживающего затвора 9, и охлаждаемая водой скользящая четырехугольная заслонка 21 немедленно закрывается.

Пока охлаждаемая водой скользящая четырехугольная заслонка 21 находится в открытом положении, первая скользящая четырехугольная заслонка 19 остается закрытой во избежание потерь теплоты или поступления холодного воздуха извне в камеры сгорания 1, 2.

После поступления партии шин в зону 6 сгорания камер сгорания 1, 2 она контактирует с горячим третичным воздухом при температуре от 650 до 900°С и возгорание шин достигается в течение 2-5 секунд после контакта с горячим третичным воздухом. В процессе сжигания достигается температура 1200-1400°С, в результате чего разрушаются все органические соединения, содержащиеся в шинах, и устраняются выбросы загрязняющих соединений; полное сгорание шин происходит благодаря избытку воздуха более чем 300%.

Охлаждаемый водой скользящий удерживающий затвор 9 решетчатого типа позволяет проходить через него потоку воздуха и газов сгорания, контролируя время выдержки шин в камере сгорания, которое составляет 80-120 секунд, в результате чего гарантируется полное разложение сгораемой части шин и полное сгорание шин. Горячие газы сгорания и остальной третичный воздух выводятся через зону 10 выгрузки газов и проволоки и используются в качестве дополнительного источника энергии для вращающейся печи, и охлаждаемый водой скользящий удерживающий затвор 9 решетчатого типа открывается для выгрузки оставшегося металлокорда шин под силой тяжести в кальцинатор через зону 10 выгрузки газов и проволоки для включения в состав цементного клинкера в виде оксида железа.

Обычно экономия нефтяного кокса, достигаемая в каждой камере сгорания устройства согласно настоящему изобретению, составляет приблизительно от 10 до 30% на каждую камеру сгорания.

Хотя было сказано, что устройство настоящего изобретения содержит только две камеры сгорания, возможно установить больше двух камер сгорания и соответствующих средств транспортировки для подъема требуемого количества замены топлива и увеличения общей способности переработки отходов.

Охлаждаемый водой скользящий удерживающий затвор 9 решетчатого типа может иметь любое количество стержней в зависимости от размера перерабатываемых отходов и/или размера канала третичного воздуха.

Хотя было сказано, что первое затворное средство и охлаждаемое затворное средство средства 13 подачи и герметизации содержат скользящую четырехугольную заслонку 19 и охлаждаемый водой четырехугольный затвор 21, они могут содержать заслонку, имеющую любую форму, поворотные заслонки или любые другие подходящие затворные средства.

Отходы, которые могут быть переработаны устройством настоящего изобретения, не ограничиваются только шинами. Устройство настоящего изобретения также может перерабатывать насыпной материал, который может содержаться в емкостях и бочках. Кроме того, устройство настоящего изобретения может перерабатывать смеси шин и насыпных материалов.

Поскольку отходы удерживаются внутри камер сгорания 1, 2 до полного разложения сгораемой части шин и достигается полное сгорание шин, исключена возможность попадания несгоревшего материала в кальцинатор или другие зоны вращающейся печи и возможность сгорания отходов в любой другой зоне печи, приводящая к снижению содержания кислорода и образования налета.

Аналогично этому способ согласно настоящему изобретению включает: сжигание отходов в камере сгорания, образованной в канале подачи третичного воздуха в кальцинатор, при использовании части третичного воздуха с температурой от 650 до 900°С и удержании в ней отходов в течение определенного времени для того, чтобы позволить сгораемой части отходов полностью разложиться и полностью сгореть благодаря избытку кислорода больше 300% и достижению температуры сгорания от 1200 до 1400°С; выводу горячего воздуха сгорания в канал третичного воздуха для последующего использования в качестве дополнительного источника энергии для вращающейся печи; и выгрузку оставшегося материала отходов в канал третичного воздуха для его включения в цементный клинкер после полного сгорания отходов.

В заключение, необходимо понимать, что способ и устройство для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием части третичного воздуха согласно настоящему изобретению не ограничиваются только вышеописанными и проиллюстрированными вариантами осуществления и что специалисты в данной области техники, руководствуясь описанием изобретения, могут внести в способ и устройство для получения энергии из отходов путем сжигания с использованием части третичного воздуха согласно настоящему изобретению модификации, которые будут четко находиться в пределах подлинного изобретательского замысла и объема настоящего изобретения, который определен в формуле изобретения.