Установка для спалювання твердих горючих та рідких відходів

Реферат: Установка для спалювання твердих горючих та рідких відходів включає камеру спалюванню та камеру допалювання, рекуперативний теплообмінник для нагріву повітря, вентилятор, регулюючу арматуру й автоматику для регульованої подачі палива і повітря в камеру спалювання та камеру допалювання. Додатково містить форсунку розпилювання рідких відходів із вентилятором, насосом, витратною ємністю та розташованими у камері спалювання дверима завантаження. Камера спалювання виконана з подом, до якого під гострим кутом встановлений окремий пальник. Камера спалювання розташована під горизонтальною циліндричною камерою допалювання, в якій окремий пальник встановлений тангенційно. Обидві камери з'єднані між собою тангенційним перетічним газоходом. Рекуперативний теплообмінник виконаний "труба в трубі" і з'єднаний коаксіально із камерою допалювання. UA 111562 C2 (12) UA 111562 C2 UA 111562 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв для термічного знешкодження твердих побутових та медичних відходів, рідких горючих та негорючих відходів. Установка може бути використана в комунальному господарстві та медичних закладах. Відома пересувна установка для спалювання твердих горючих відходів (деклараційний патент України на корисну модель № 1129, МПК F23G5/40, опубл. 15.01.2002.). Пересувна установка включає залізничну платформу, в одному з торців якої по повздовжній осі встановлені консольно-поворотний кран із контейнерами з призначеним для спалювання сміттям та з приймальним бункером завантажувального пристрою і сміттєспалювальна піч. Піч обладнана колосниковим штахетом для спалювання сміття форсункою для рідкого палива й рекуператором для нагрівання повітря для горіння в печі. Як система газоочищення продуктів згорання використаний касетний фільтр. Система газоочищення оснащена конвеєром для розвантаження пилу. Між сміттєспалювальною піччю і системою газоочищення над димоходом розміщена площадка, де встановлений димосос, зв'язаний димоходом із регулюючою арматурою із системою газоочищення, та вентилятор, зв'язаний повітроводом із регулюючою арматурою з рекуператором. Над димососом установлений димар. Найближчою до пропонованої установки є установка для спалювання твердих горючих відходів (патент України на корисну модель № 612, МПК F23G 5/16, F23G 5/46, опубл. 16.10.2000, яка включає піч із футерованою камерою спалювання відходів, яка містить колосникову решітку і генератор продуктів згоряння палива, та вертикальну призматичну камеру допалювання органічних викидів, з'єднану з камерою спалювання горизонтальним газоходом. Камера спалювання і камера допалюванння містять пальники з трубопроводами підводу палива і повітропроводами. З камерою допалювання з'єднані послідовно теплообмінний пристрій, виконаний у вигляді рекуперативного теплообмінника, розділеного на два паралельних контури, система газоочищення продуктів згорання, димосос і димова труба. Установка обладнана вентилятором, регулювальною арматурою та автоматикою для регульованої подачі повітря в камеру спалювання та камеру допалювання. Відомі пристрої мають значні масогабаритні характеристики, складну конструкцію, яка потребує значної кількість обслуговуючого персоналу. Конструкція є незручною для використання на малих підприємств та в установах із періодичною потребою в знешкодженні відходів до 100 кг/год., зокрема для медичних закладів, що мають потребу у знешкодженні потенційно небезпечних відходів, транспортування яких за межі закладів пов'язане із значними ризиками. Температура в 1000 °C в камері допалювання не є достатньою для повного знешкодження шкідливих органічних сполук, зокрема хлорорганічних з'єднань (Федоров Л.А. Диоксины как экологическая опасность: Ретроспектива и перспективы. - М.: Наука, 1993. - 226 с.). Відомі пристрої не придатні для утилізації рідких горючих та негорючих відходів. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення установки для знешкодження твердих горючих та рідких відходів, в якому в результаті виконання камери спалювання та камери допалювання пропонованих форм та розташування, виконання рекуперативного теплообмінника типу "труба в трубі" та обладнання установки форсункою розпилювання рідких відходів, насосом та витратною ємністю забезпечується зменшення концентрації шкідливих викидів при спалюванні хлорвмісних відходів, металоємності та маси футерівки на 1 кг/год. утилізованих твердих горючих відходів, витрат електричної енергії на 1 кг/год. утилізованих твердих горючих відходів, з'являється можливість утилізації рідких відходів і за рахунок цього зменшується собівартість установки, кількість обслуговуючого персоналу та з'являється можливість використання на малих підприємствах та установах із періодичною потребою в знешкодженні відходів до 100 кг/год. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що установка для знешкодження твердих горючих та рідких відходів, що включає камеру спалюванню та камеру допалювання, кожна з яких обладнана окремим пальником, рекуперативний теплообмінник для нагріву повітря, вентилятор, регулюючу арматуру й автоматику для регульованої подачі палива і повітря в камеру спалювання та камеру допалювання, згідно з винаходом, оснащена форсункою розпилювання рідких відходів із вентилятором, насосом, витратною ємністю та розташованими у камері спалювання дверима завантаження, на яких встановлено форсунку, і камера спалювання виконана з подом, до якого під гострим кутом встановлений окремий пальник, та розташована під горизонтальною циліндричною камерою допалювання, в якій окремий пальник встановлений тангенційно, а обидві камери з'єднані між собою тангенційним перетічним газоходом, причому рекуперативний теплообмінник виконаний "труба в трубі" і з'єднаний коаксіально із камерою допалювання. Сукупність ознак дозволяє покращити екологічні показники роботи установки, тому що збільшується тривалість перебування шкідливих викидів у камері допалювання за рахунок 1 UA 111562 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 закручування потоку в камері та використання внутрішнього об'єму теплообмінника як продовження циліндричної камери спалювання. Зменшення концентрації шкідливих викидів досягається також тому, що закручення потоку та збільшення об'єму камери допалювання у вигляді теплообмінника дозволяє зменшити об'єм самої камери допалювання і за рахунок цього збільшити температуру в камері допалювання до 1100-1200 °C, що дозволяє краще знешкоджувати шкідливі викиди, зокрема хлорорганічні. Зменшення питомої металоємності та питомої маси футерівки досягається за рахунок спрощення конструкції (відмовою від завантажувача, колосникової решітки та генератора продуктів згорання) і розташування камери допалювання без футерованого горизонтального газоходу, зменшення об'єму камери допалювання та продовження об'єму камери допалювання у вигляді теплообмінника. Зменшення питомої витрати електричної енергії досягається за рахунок корисного використання самотяги газових продуктів термічного розкладу при їх перетоку із камери спалювання в камеру допалювання, горизонтального розташування камери допалювання, що дозволяє відмовитися від димососа і цим зменшити витрати на електричну енергію. Принципова схема установки для спалювання твердих горючих та рідких відходів представлена на фіг. 1 - загальний вигляд установки в перерізі, фіг. 2 - поперечний переріз. Установка містить футеровану камеру спалювання 1 призматичної форми із дверима завантаження відходів 2 на вхідному торці камери та з пальником 3 на протилежному торці камери, розміщеним під гострим кутом до поду камери, і з отвором у стелі. Зверху на камері спалювання 1 міститься горизонтальна циліндрична камера допалювання 4 з отвором у бічній стінці, які з'єднані між собою тангенційним перетічним газоходом 5, при цьому вісь циліндричної камери допалювання розташована перпендикулярно до вхідного торця камери спалювання. Камера допалювання 4 містить пальник 6, приєднаний тангенційно. До камери допалювання 4 коаксіально приєднаний циліндричний рекуперативний теплообмінник 7, до якого повітропроводами приєднаний вентилятор 8 для подачі повітря до пальників 3 і 6. В дверях завантаження відходів 2 встановлена форсунка розпилювання рідких відходів 9; до якої повітропроводом приєднаний вентилятор розпилювання рідких відходів 10, та трубопроводами приєднані послідовно насос подачі рідких відходів 11 та витратна ємність рідких відходів 12. Установка з'єднана з щитом управління 13 та обладнана регулюючою арматурою та автоматикою для регульованої подачі повітря в камеру спалювання 1 та камеру допалювання 4. Установка працює таким чином. Камери 1 та 4 нагрівають відповідно пальниками 3 та 6 до температури, необхідної для знешкодження відходів та продуктів їх термічної деструкції. Максимальну температуру нагріву визначають у залежності від типу та складу відходів і вона може досягати 900-1000 °C у камері спалювання та 1200 °C у камері допалювання. При знешкодженні твердих горючих відходів дані відходи завантажують через двері завантаження 2 до нагрітої камери спалювання 1. При відкриванні дверей завантаження 2 пальники 3 та 6 автоматично вимикають. Після закриття дверей 2 пальники 3 та 6 автоматично вмикають. Продукти термічної деструкції та неповного окислення відходів разом із продуктами згорання палива, що подають через пальник, через отвір у стелі камери спалювання, тангенційно підводять у камеру допалювання 4, де здійснюють повне допалювання продуктів термічної деструкції та неповного окислення. Продукти згорання відходів та палива із камери допалювання 4 подають до рекуперативного теплообмінника 7, де їх охолоджують за рахунок теплообміну з повітряним потоком, який подають дуттьовим вентилятором 8. Об'єм рекуперативного теплообмінника 7 використовують як продовження камери допалювання 4 при різкому виході з відходів великої кількості продуктів термічної деструкції. Після охолодження в рекуперативному теплообміннику 7 продукти згорання в залежності від їх складу направляють на очищення або в димову трубу. Нагріте повітря направляють повітропроводами до пальників 3 і 6. При знешкодженні рідких горючих відходів із ємності рідких відходів 12 насосом подачі рідких відходів 11 рідкі горючі відходи через форсунку 9 подають до камери спалювання 1. Факел пальника 3 забезпечує нагрівання та запалювання рідких горючих відходів. Одночасно в камеру 1 через форсунку 9 подають допоміжне повітря вентилятором розпилювання рідких відходів 10. Продукти згорання та неповного окислення рідких відходів разом із продуктами згорання палива пальника 2 подають до камери допалювання 4, де за рахунок факела пальника 6 здійснюють їх повне допалювання. Із камери 4 продукти згорання подають до рекуперативного теплообмінника 6, де їх охолоджують за рахунок теплообміну з повітряним потоком, який подають дуттьовим вентилятором 8. Нагріте повітря направляють повітропроводами до пальників 3 і 6. При знешкодженні рідких негорючих відходів із ємності рідких відходів 12 за насосом подачі рідких відходів 11 рідкі негорючі відходи через форсунку 9 подають до камери спалювання 1. Факел пальника 3 забезпечує нагрівання відходів, випаровування вологи та подальше згорання органічних забруднювачів, що містяться у цих 2 UA 111562 C2 5 10 15 відходах. Одночасно в камеру 1 через форсунку 8 подають допоміжне повітря вентилятором розпилювання 10. Пару, продукти згорання органічних забруднювачів рідких відходів разом із продуктами згорання палива пальника 2 подають до камери допалювання 4, де за рахунок факела пальника 6 здійснюють повне допалювання решти органічних забруднювачів. Із камери 5 продукти згорання та пару подають до рекуперативного теплообмінника 7, де їх охолоджують за рахунок теплообміну з повітряним потоком, який подають дуттьовим вентилятором 8. Нагріте повітря направляється повітропроводами до пальників 3 і 6. Результати дослідно-промислових випробувань показали, що викиди установки в оточуюче середовище при знешкодженні відходів повністю відповідають встановленим нормам. Випробування здійснювали на промисловій площадці ТОВ "Тарком-Екосервіс" у м. Обухові по вул. Промислова 14-А. Установка для знешкодження твердих горючих та рідких відходів у порівнянні з установкоюнайближчим аналогом має нижчий рівень викидів в оточуюче середовище, зокрема при знешкодженні відходів, що містять хлор, меншу питому металоємність та масу футерівки, менші питомі витрати електричної енергії, менші габаритні розміри та собівартість виготовлення, що дає можливість її використання в установах та об'єктах із потребою в знешкодженні твердих відходів до 100 кг за годину, а також знешкоджувати 10-15 кг рідких відходів за годину. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 Установка для спалювання твердих горючих та рідких відходів, що включає камеру спалюванню та камеру допалювання, кожна з яких обладнана окремим пальником, рекуперативний теплообмінник для нагріву повітря, вентилятор, регулюючу арматуру й автоматику для регульованої подачі палива і повітря в камеру спалювання та камеру допалювання, яка відрізняється тим, що вона оснащена форсункою розпилювання рідких відходів із вентилятором, насосом, витратною ємністю та розташованими у камері спалювання дверима завантаження, на яких встановлено форсунку, і камера спалювання виконана з подом, до якого під гострим кутом встановлений окремий пальник, та розташована під горизонтальною циліндричною камерою допалювання, в якій окремий пальник встановлений тангенційно, а обидві камери з'єднані між собою тангенційним перетічним газоходом, причому рекуперативний теплообмінник виконаний "труба в трубі" і з'єднаний коаксіально із камерою допалювання. 3 UA 111562 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4