RU83828U1

RU83828U1 - VERTICAL FURNACE

Info

Publication number: RU83828U1
Application number: RU2009108200/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Ершов; Леонид Александрович Шульц
Original assignee: Оао "Сис - Натуральные Ресурсы"
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2009-06-20

Abstract

1. Вертикальная печь, содержащая камеру сжигания с окном загрузки непрерывно подаваемого твердого фрагментированного материала, размещаемого на колоснике, под которым расположены лотки удаления золы, камеру дожигания газообразных продуктов горения, оснащенную установленным нормально относительно продольной оси отводящим патрубком, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена системой подачи воздуха в равном объеме под колосник и в центральное отверстие промежуточного свода, которое выполнено в форме сопла, в котором имеется как минимум два ряда каналов, наклоненных в камеру дожигания, при этом колосник выполнен трубчатым с перфорациями на донной поверхности и снабжен кривошипами механизма ворошения, а в лотках удаления золы установлены шнековые транспортеры, над которыми смонтирован скребок с возможностью поперечных перемещений. ! 2. Вертикальная печь по п.1, отличающаяся тем, что в патрубке окна загрузки соосно установлен толкатель, закрепленный на штоке гидроцилиндра, над которым размещен питатель с каскадом шиберного шлюзования, при этом патрубок окна загрузки оснащен воздушной заслонкой, формируемой каналом сообщения с общей системой подачи воздуха. ! 3. Вертикальная печь по п.1, отличающаяся тем, что в патрубке окна загрузки соосно установлен подающий шнек, под которым размещен измельчитель в приемном бункере твердого медицинского материала с сепаратором газов, оснащенным форсункой подачи жидких отходов. ! 4. Вертикальная печь по любому из вышеперечисленных пунктов, отличающаяся тем, что на отводящем патрубке камеры дожигания шарнирно закреплена крышка, через рычаг связанная с приводом, пре�1. A vertical furnace containing a combustion chamber with a loading window for continuously supplied solid fragmented material placed on the grate, under which ash removal trays are located, a combustion chamber for gaseous products of combustion, equipped with a discharge pipe that is normally installed with respect to the longitudinal axis, characterized in that it is additionally equipped an air supply system in an equal volume under the grate and into the central hole of the intermediate arch, which is made in the form of a nozzle, in which there is at least two rows of channels inclined into the afterburner, while the grate is made tubular with perforations on the bottom surface and equipped with cranks for the tedding mechanism, and screw conveyors are installed in the ash removal trays, above which a scraper is mounted with the possibility of lateral movements. ! 2. The vertical furnace according to claim 1, characterized in that a pusher is coaxially mounted in the nozzle of the loading window, mounted on the hydraulic cylinder rod, over which a feeder with a cascade of gateway locking is placed, while the nozzle of the loading window is equipped with an air damper formed by a communication channel with the common system air supply. ! 3. The vertical furnace according to claim 1, characterized in that the feed screw is coaxially mounted in the nozzle of the loading window, under which the chopper is placed in the receiving hopper of the solid medical material with a gas separator equipped with a nozzle for supplying liquid waste. ! 4. A vertical furnace according to any one of the above items, characterized in that on the outlet pipe of the afterburner the cover is pivotally fixed, through a lever connected to the drive,

Description

Полезная модель относится к устройствам для переработки твердых и жидких материалов огневым методом и может быть использована в вертикальных печах с отдельной камерой сгорания для сжигания медицинских, промышленных и бытовых отходов.The utility model relates to devices for the processing of solid and liquid materials by the fire method and can be used in vertical furnaces with a separate combustion chamber for burning medical, industrial and household waste.

Уровень данной области техники характеризуют устройства для сжигания кускового органического топлива, включающие сообщающиеся между собой камеру сгорания, связанную с загрузочным бункером, и камеру сжигания газообразных продуктов пиролиза, сообщающуюся выводящим трубопроводом с вытяжным насосом, при этом обе камеры содержат распределенные каналы подвода избыточного воздуха, который обеспечивает дожигание до конечных продуктов окисления, а также камеру рекуперации и сборник удаляемой золы (см., например, патенты RU 2182685, F23G 5/14, 2002 г. и 55937, F23G 7/00, 2006 г.).The level of this technical field is characterized by devices for burning lumpy organic fuel, including a combustion chamber connected to each other, connected to a feed hopper, and a chamber for burning gaseous pyrolysis products, communicating with an exhaust pipe with an exhaust pump, while both chambers contain distributed channels for supplying excess air, which provides afterburning to the final oxidation products, as well as a recovery chamber and a collection of removable ash (see, for example, patents RU 2182685, F23G 5/14, 2002 and 559 37, F23G 7/00, 2006).

Эти компактные производительные печи характеризуются сложным конструктивным устройством и технологическим обслуживанием при сжигании различных по составу и фракционности топливных смесей.These compact production furnaces are characterized by a complex structural device and technological maintenance during the combustion of fuel mixtures of various composition and fractionation.

Кроме того, в отводящих каналах и ресивере описанных устройств возможна рекомбинация диоксинов и фуранов, которые не нейтрализуются, что, при отсутствии фильтрующих устройств отходящих газов, определяет выброс вредных и токсичных веществ: пары металлов, диоксины, хлориды, фураны, полиароматические углеводороды - попадают в атмосферу.In addition, in the outlet channels and receiver of the described devices, it is possible to recombine dioxins and furans that are not neutralized, which, in the absence of exhaust gas filtering devices, determines the emission of harmful and toxic substances: metal vapors, dioxins, chlorides, furans, polyaromatic hydrocarbons - fall into the atmosphere.

Отмеченные недостатки устранены в установке для термической переработки твердых отходов по патенту RU 2137044, F23G 5/14, 1999 г., который по технической сущности и числу совпадающих существенных признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенной печи.The noted drawbacks are eliminated in the installation for the thermal processing of solid waste according to patent RU 2137044, F23G 5/14, 1999, which is selected as the closest analogue of the proposed furnace due to the technical nature and the number of matching essential features.

Известная установка содержит вертикальную печь в составе: камера сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления зольного остатка и камера дожигания с газоходом для вывода отходящих газов. Далее установка включает скруббер и блок фильтрации газов с бункером-накопителем пыли.The known installation contains a vertical furnace consisting of: a combustion chamber with a hopper for loading waste and an outlet for removing ash residue and an afterburner with a flue for exhaust gases. The installation further includes a scrubber and a gas filtration unit with a dust storage bin.

Особенностью известной вертикальной печи является то, что камера сжигания сообщена с размещенной над ней и соосно камерой дожигания аэрозольных продуктов горения посредством отверстия в разделительном своде, а газоход, размещенный перпендикулярно стенке камеры дожигания, выполнен в виде щелевого рекуператора типа труба в трубе.A feature of the known vertical furnace is that the combustion chamber is in communication with the aerosol combustion products afterburning placed above and coaxially through the hole in the separation arch, and the gas duct, perpendicular to the wall of the afterburner, is made in the form of a slit tube-type recuperator in the pipe.

Один конец внутренней трубы рекуператора свободно входит в камеру дожигания в верхней ее части, а другой конец внутренней трубы сообщается с камерой нейтрализации вредных и токсичных компонентов отходящего аэрозоля.One end of the inner pipe of the recuperator freely enters the afterburner in its upper part, and the other end of the inner pipe communicates with the chamber for neutralizing harmful and toxic components of the exhaust aerosol.

Размещение камеры дожигания продуктов неполного горения (углеродиcтой Placement of the afterburning chamber for incomplete combustion products (carbon

пыли, окиси углерода, водорода), выносимых с газом из соосной нижерасположенной камеры сгорания, обеспечивает оптимальные условия для дожигания, так как они соединяются центральным отверстием промежуточного свода, проходное сечение которого значительно меньше диаметра камеры дожигания. При этом скорость газа падает и продукты неполного горения в присутствии воздуха дожигаются до двуокиси углерода и паров воды.dust, carbon monoxide, hydrogen), carried out with gas from the coaxial downstream combustion chamber, provides optimal conditions for afterburning, since they are connected by the central opening of the intermediate arch, the passage section of which is much smaller than the diameter of the afterburner. In this case, the gas velocity decreases and the products of incomplete combustion in the presence of air are burned to carbon dioxide and water vapor.

Отходящие газы дополнительно обрабатываются в рекуператоре, где в камере нейтрализации аэрозоль при температуре 1000-1050°С подвергается обработке щелочным раствором, впрыскиваемым через форсунку, при этом кислотные составляющие переводят в безвредные натриевые соли.The exhaust gases are additionally treated in a recuperator, where in an neutralization chamber an aerosol at a temperature of 1000-1050 ° C is treated with an alkaline solution injected through a nozzle, while the acidic components are converted into harmless sodium salts.

Охлажденный при этом газ до температуры 950-1000°С, оптимальной для восстановления окислов азота, взаимодействует с впрыскиваемый через дополнительную форсунку раствором карбамида.At the same time, the gas cooled to a temperature of 950-1000 ° C, which is optimal for the reduction of nitrogen oxides, interacts with a urea solution injected through an additional nozzle.

Недостатком известной печи является технологическая сложность дополнительной обработки отходящих газообразных продуктов, наличие которых определено несовершенством конструкции двухкамерной печи с неоптимизированным процессом сжигания твердых материалов до конечных продуктов окисления.A disadvantage of the known furnace is the technological complexity of the additional processing of exhaust gaseous products, the presence of which is determined by the imperfection of the design of a two-chamber furnace with an unoptimized process of burning solid materials to the final oxidation products.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение технологических возможностей по сжиганию различных отходов усовершенствованной вертикальной двухкамерной печи, в которой на выходе в аэрозоли отсутствуют вредные и токсичные вещества.The objective to which the present utility model is directed is to expand the technological capabilities for burning various wastes of an improved vertical two-chamber furnace, in which there are no harmful and toxic substances at the exit to aerosols.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной вертикальной печи, содержащей камеру сжигания с окном загрузки непрерывно подаваемого твердого фрагментированного материала, размещаемого на колоснике, под которым расположены лотки удаления золы, камеру дожигания газообразных продуктов горения, оснащенную установленным нормально относительно продольной оси отводящим патрубком, по предложению авторов, она дополнительно снабжена системой подачи воздуха в равном объеме под колосник и в центральное отверстие промежуточного свода, которое выполнено в форме сопла, в котором имеется, как минимум два ряда каналов, наклоненных в камеру дожигания, при этом колосник выполнен трубчатым с перфорациями на донной поверхности и снабжен кривошипами механизма ворошения, а в лотках удаления золы установлены шнековые транспортеры, над которыми смонтирован скребок с возможностью поперечных перемещений, в патрубке окна загрузки соосно установлен толкатель, закрепленный на штоке гидроцилиндра, или подающий шнек, над которыми соответственно размещены питатель с каскадом шиберного шлюзования или измельчитель приемного бункера с сепарацией газов, причем в первом варианте выполнения патрубок окна загрузки оснащен воздушной заслонкой, формируемой каналом сообщения с общей системой подачи воздуха или в патрубке окна загрузки соосно установлен подающий шнек, под которым размещен измельчитель приемного бункера твердого медицинского материала с сепаратором газов, оснащенный форсункой подачи жидких отходов, при The required technical result is achieved by the fact that in a known vertical furnace containing a combustion chamber with a loading window for continuously supplied solid fragmented material placed on a grate, under which ash removal trays are located, an afterburning of gaseous products of combustion, equipped with a discharge pipe that is normally installed with respect to the longitudinal axis, at the suggestion of the authors, it is additionally equipped with an air supply system in an equal volume under the grate and in the central hole between a vault, which is made in the form of a nozzle, in which there are at least two rows of channels inclined into the afterburner, the grate is made tubular with perforations on the bottom surface and equipped with cranks for the tedding mechanism, and screw conveyors are installed in the ash removal trays, above with which the scraper is mounted with the possibility of transverse movements, a pusher mounted on the hydraulic cylinder rod or a feeding screw is coaxially mounted in the nozzle of the loading window, over which a feeder with a cascade is respectively placed ohm gate lock or chopper of the receiving hopper with gas separation, and in the first embodiment, the nozzle of the loading window is equipped with an air damper formed by a communication channel with a common air supply system or a feeding screw is coaxially installed in the nozzle of the loading window, under which the chopper of the receiving hopper of solid medical material is placed with a gas separator equipped with a liquid waste nozzle

этом на отводящем патрубке камеры дожигания шарнирно закреплена крышка, через рычаг связанная с приводом, преимущественно ручным.on the outlet pipe of the afterburner, a cover is pivotally fixed through a lever connected to the drive, mainly manual.

Отличительные признаки обеспечили полное сжигание подаваемого порционно или непрерывно кускового материала в режиме окислительного пиролиза, получая на выходе практически конечные продукты окисления, при автоматическом удалении зольных остатков.Distinctive features ensured the complete burning of lumpy material supplied portionwise or continuously in the mode of oxidative pyrolysis, yielding almost final oxidation products at the output, with automatic removal of ash residues.

Подача воздуха в камеру сгорания и сопло коммуникации камеры сгорания и камеры дожигания сформировала послойного процесс окислительного пиролиза при высокотемпературной деструкции твердого материала в среде избыточного кислорода воздуха. При этом происходит полное сгорание исходного материала практически до конечных продуктов окисления, не требующее дополнительных средств химической нейтрализации, механической сепарации и т.п.The air supply to the combustion chamber and the communication nozzle of the combustion chamber and the afterburner formed a layer-by-layer process of oxidative pyrolysis during high-temperature destruction of solid material in an environment of excess oxygen. In this case, the initial material is completely burned almost to the final oxidation products, which does not require additional means of chemical neutralization, mechanical separation, etc.

Равное (сопоставимое) разделение воздуха в сопло промежуточного свода и под колосник отработано экспериментально для обеспечения по всей высоте печи избыточного содержания кислорода - активного окислителя.Equal (comparable) separation of air into the nozzle of the intermediate arch and under the grate was worked out experimentally to ensure that over the entire height of the furnace an excess oxygen content - an active oxidizing agent.

Верхний ряд воздушных каналов сопла предназначен для создания воздушной демпфирующей завесы на входе камеры дожигания, где в его конфузоре при расширении происходит торможение потока, что улучшает перемешивание воздуха с газообразными продуктами горения, поступающими из камеры сгорания.The upper row of nozzle air channels is designed to create an air damping curtain at the inlet of the afterburner, where flow is decelerated during expansion in its confuser, which improves air mixing with combustion gases coming from the combustion chamber.

Нижний ряд воздушных каналов сопла создает центральную высокоскоростную струю воздуха, которая инжектирует из камеры сгорания газообразные продукты горения, при этом продукты горения активно перемешиваются с окисляющим воздухом.The lower row of nozzle air channels creates a central high-speed stream of air that injects gaseous combustion products from the combustion chamber, while the combustion products are actively mixed with oxidizing air.

Принудительная струйная подача воздуха в сопле образует между рядами каналов уплотнение, которое в виде тромба блокирует свободное движение газообразных продуктов горения, задерживая в камере сгорания на время не менее 2 с, что способствует более полному их окислению.The forced jet air supply in the nozzle forms a seal between the rows of channels, which in the form of a thrombus blocks the free movement of gaseous products of combustion, holding in the combustion chamber for at least 2 s, which contributes to their more complete oxidation.

Инжектируемые центральной струей воздуха, сформированной распределенными наклонными потоками из каналов нижнего ряда сопла газообразные продукты, демпфируются слоем воздуха, который образовался при торможении в конфузоре камеры дожигания. При этом происходит перемешивание дополнительного окисляющего воздуха с газо-воздушной смесью за счет завихрений возникающей турбулизации потоков.Gaseous products injected by the central air stream formed by the distributed oblique flows from the channels of the lower nozzle row are damped by a layer of air, which was formed during braking in the afterburner confuser. In this case, the mixing of additional oxidizing air with the gas-air mixture occurs due to the turbulence of the resulting flow turbulence.

Избыток диспергированного кислорода (положительный баланс в газовоздушной смеси) необходим для полного дожигания продуктов горения до конечных продуктов окисления.An excess of dispersed oxygen (a positive balance in the gas-air mixture) is necessary for the complete combustion of the combustion products to the final oxidation products.

Выполнение колосника трубчатым обеспечило совмещение с дополнительной функцией: в качестве трубопровода подачи воздуха, который служит хладагентом, предотвращая перегрев и конструкционное разупрочнение несущего тонкостенного колосника, предотвращая прогары стенок.The implementation of the grate tubular provided a combination with an additional function: as an air supply pipe, which serves as a refrigerant, preventing overheating and structural softening of the supporting thin-walled grate, preventing burnout of the walls.

Выполнение перфораций на донной поверхности трубчатого колосника исключает их забивание золой и шлаком, обеспечивая равномерное распределение Performing perforations on the bottom surface of the tubular grate eliminates their clogging with ash and slag, ensuring uniform distribution

окисляющего воздуха по всему сечению камеры сгорания, так как подколосниковое пространство выполняет функции ресивера, где струи воздуха, расширяясь, перемешиваются, давление выравнивается. Затем воздух равномерно распространяется через колосник к сжигаемому материалу.oxidizing air over the entire cross section of the combustion chamber, since the podkolosnikovy space functions as a receiver, where the air jets, expanding, mix, the pressure is equalized. Then the air evenly spreads through the grate to the combustible material.

Оснащение колосника кривошипами, связанными с приводом их реверсивного поворота, обеспечивает ворошение сжигаемого материала, предотвращая образование сводов и разрушая спекшуюся корку материала. Это увеличивает контактную поверхность взаимодействия с окисляющим воздухом, увеличивает скорость горения и полноту сгорания кускового материала.Equipping the grate with cranks associated with the drive of their reverse rotation provides tedding of the combusted material, preventing the formation of arches and destroying the sintered crust of the material. This increases the contact surface of the interaction with oxidizing air, increases the burning rate and the completeness of combustion of bulk material.

Выполнение в патрубке окна загрузки воздушной заслонки из канала, связанного с общей системой подачи воздуха, расширяет технологические возможности печи при сжигании твердых бытовых отходов без изоляции рабочего объема, при их порционной загрузке из питателя с каскадом шиберного шлюзования и подаче толкателем, закрепленным на штоке гидроцилиндра.The implementation in the nozzle of the loading window of the air damper from the channel associated with the common air supply system expands the technological capabilities of the furnace when burning solid household waste without isolating the working volume, when they are portioned from the feeder with a cascade of gateway locking and feeding with a pusher fixed to the hydraulic cylinder rod.

Дополнительная порция воздуха из этого канала перемешивается с горячими газообразными продуктами горения, окисляя их перед поступлением в сопло промежуточного свода.An additional portion of air from this channel is mixed with hot gaseous products of combustion, oxidizing them before entering the intermediate arch nozzle.

Вариант выполнения шнековой подачи предварительно измельченного твердого материала, непрерывно поступающего из условно герметичного бункера, оснащенного отсосом газов, предназначен для сжигания в печи твердых медицинских отходов, в том числе инфицированных.An embodiment of the screw feed of pre-ground solid material continuously supplied from a conditionally sealed hopper equipped with a gas suction is intended for burning solid medical waste, including infected, in the furnace.

Удаленные из бункера газы направляются в печь на сжигание.The gases removed from the hopper are sent to the furnace for combustion.

Размещение в бункере между измельчителем и подающим шнеком форсунки, распыляющей утилизуемую жидкость (вредную или токсичную) в виде дисперсии для нанесения ее на поверхность измельченной твердой фракции, падающей на шнек загрузки в печь. При этом возможно смешивать 10-15 мас.% жидкости с твердыми медицинскими отходами, которые сжигаются в изолированном объеме.Placement in the hopper between the grinder and the feeding screw of the nozzle spraying the recyclable liquid (harmful or toxic) in the form of a dispersion for applying it to the surface of the crushed solid fraction falling on the loading auger in the furnace. It is possible to mix 10-15 wt.% Liquid with solid medical waste that is burned in an isolated volume.

Установка шарнирной крышки на отводящем патрубке камеры дожигания служит в открытом положении для обеспечения тяги при розжиге печи, а также выполняет функции аварийного клапана, если произойдет несанкционированный скачок давления. В первом случае крышку поворачивают вручную, во втором она открывается автоматически, при этом объем печи сообщается с атмосферой.The installation of the hinged cover on the outlet pipe of the afterburner serves in the open position to provide traction during the ignition of the furnace, and also acts as an emergency valve if an unauthorized pressure surge occurs. In the first case, the lid is rotated manually, in the second it opens automatically, while the volume of the furnace communicates with the atmosphere.

Размещение в лотках удаления золы шнековых транспортеров обеспечивает автоматический принудительный вынос золы и шлаковых остатков, просыпающихся через колосник, за пределы печи, где их собирают в емкости для дальнейшей утилизации или переработки.Placement of screw conveyors in the ash removal trays provides automatic forced removal of ash and slag residues, waking up through the grate, outside the furnace, where they are collected in containers for further disposal or processing.

Периодически перемещаемый гидроцилиндром поперек пода печи скребок сгружает с пода золу и шлак в лотки со шнеками для удаления из печи, поддерживая тем самым стабильность распределения воздушных потоков из подколосникового пространства к сжигаемому материалу.A scraper periodically moved by the hydraulic cylinder across the hearth of the furnace unloads the ash and slag from the hearth into trays with screws for removal from the furnace, thereby maintaining the stability of the distribution of air flows from the under-head space to the material being burned.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей Therefore, each essential attribute is necessary, and their combination is sufficient to achieve the novelty of quality, inherent

признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача достигается не суммой эффектов, а новым сверх эффектом суммы признаков.signs in disunity, that is, the technical task posed is achieved not by the sum of the effects, but by a new over-effect of the sum of the signs.

Предложенное техническое решение представляет собой совокупность конструкции двухкамерной вертикальной печи по прототипу и технологической схемы автотермического горения твердого кускового материала в среде избыточного кислорода, описанной в аналогах, которая, с учетом усовершенствований и дополнений, представляет собой качественно новое устройство, характеризующееся более высокими показателями назначения с получением на выходе практически конечных продуктов окисления.The proposed technical solution is a combination of the design of a two-chamber vertical furnace according to the prototype and the technological scheme of autothermal burning of solid lump material in an environment of excess oxygen, described in analogues, which, taking into account improvements and additions, is a qualitatively new device, characterized by higher destination with obtaining at the exit of almost final oxidation products.

Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже схематично изображены:The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing, which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of the claims of the totality of the features of the formula. The drawing schematically shows:

на фиг.1 - печь для сжигания твердых бытовых отходов;figure 1 - furnace for burning solid waste;

на фиг.2 - печь для сжигания твердых медицинских и жидких отходов.figure 2 - furnace for burning solid medical and liquid waste.

Предлагаемая печь (фиг.1 и 2) представляет собой установленные вертикально футерованные камеру 1 сжигания и камеру 2 дожигания, связанные между собой центральным соплом 3.The proposed furnace (Figs. 1 and 2) is a vertically lined combustion chamber 1 and an afterburner 2, mounted together by a central nozzle 3.

Печь оснащена системой 4 подачи окисляющего воздуха в равном объеме в трубчатый колосник 5 и в каналы 6 сопла 3.The furnace is equipped with an oxidizing air supply system 4 in equal volume to the tubular grate 5 and to the channels 6 of the nozzle 3.

Распределенные каналы 6 сопла 3 расположены в два ряда по высоте и наклонены под углом 30° к продольной оси и направлены в камеру 2 дожигания.The distributed channels 6 of the nozzle 3 are arranged in two rows in height and are inclined at an angle of 30 ° to the longitudinal axis and directed into the afterburner 2.

Выходные отверстия 7 трубчатого колосника 5 расположены на его донной поверхности.The outlet 7 of the tubular grate 5 is located on its bottom surface.

В колоснике 5 смонтированы ворошители 8, выполненные в форме кривошипов, закрепленных на валу 9 привода их поворота (условно не показан).In the grate 5 mounted agitators 8, made in the form of cranks mounted on the shaft 9 of the drive of their rotation (not shown conditionally).

Над подом камеры 1 сжигания установлен скребок 10, закрепленный на штоке гидроцилиндра 11 поперечного его перемещения.Above the bottom of the combustion chamber 1, a scraper 10 is mounted, mounted on the rod of the hydraulic cylinder 11 of its transverse movement.

Ниже размещены лотки 12 удаления золы, в которых установлены шнеки 13.Below are placed the trays 12 ash removal, in which the screws 13 are installed.

Камера 1 сжигания снабжена патрубком 14 подачи материала в окно 15 загрузки.The combustion chamber 1 is equipped with a pipe 14 for supplying material to the loading window 15.

На отводящем патрубке 16 камеры 2 дожигания шарнирно закреплена крышка 17, которая посредством рычага 18 связана с ручным приводом.On the outlet pipe 16 of the afterburning chamber 2, a cover 17 is pivotally fixed, which is connected via a lever 18 to a manual drive.

В печи сжигания твердых бытовых отходов (фиг.1) воздух из общей системы 4 частично (10-12%) подается в канал 19 патрубка 14 подачи материала, который наклонен под углом 20° в сторону окна 15 загрузки для создания воздушной заслонки, перекрывая окно 15 загрузки, изолируя тем самым объем камеры 1 сжигания.In the solid domestic waste incinerator (FIG. 1), air from the general system 4 is partially (10-12%) supplied to the channel 19 of the material supply pipe 14, which is inclined at an angle of 20 ° to the loading window 15 to create an air damper, blocking the window 15 loading, thereby isolating the volume of the combustion chamber 1.

Соосно патрубку 14 установлен гидроцилиндр 20, на штоке которого закреплен толкатель 21 для подачи материала к окну 15 загрузки, поступающего порционно из питателя 22 с каскадом поворотных шиберов 23, образующих A hydraulic cylinder 20 is mounted coaxially to the nozzle 14, on the rod of which a pusher 21 is mounted for feeding material to the loading window 15, which is supplied portionwise from the feeder 22 with a cascade of rotary gates 23 forming

шлюзы 24.gateways 24.

Патрубок 14 печи сжигания твердых медицинских отходов (фиг.2) совмещен с подающим шнеком 25, установленным под роторным измельчителем 26 материалов, поступающих из бункера 27, связанного с вытяжным вентилятором 28.The pipe 14 of the solid medical waste incinerator (FIG. 2) is aligned with the feed screw 25 installed under the rotary chopper 26 of the materials coming from the hopper 27 connected to the exhaust fan 28.

Между измельчителем 26 и шнеком 25 установлена форсунка 29 распыляющая жидкие материалы (10-15 мас.%), подлежащие сжиганию.Between the grinder 26 and the screw 25 there is a nozzle 29 spraying liquid materials (10-15 wt.%) To be burned.

Функционирует печь следующим образом.The furnace operates as follows.

Для розжига печи (при открытой крышке 17 на патрубке 16) используют загрузку топочного объема камеры 1 сжигания дровами, стружкой, щепой и пр., при сжигании которых обеспечивается подъем температуры до уровня 1200-1400°С.To ignite the furnace (with the lid 17 open on the nozzle 16), the furnace volume of the chamber 1 is loaded with wood, wood shavings, wood chips, etc., the combustion of which ensures a temperature rise to the level of 1200-1400 ° C.

Газы режима розжига выпускаются наружу через открытый патрубок 16 печи.The gases of the ignition mode are released out through the open pipe 16 of the furnace.

После этого при закрытой крышке 17 осуществляют загрузку камеры 1 сжигания твердым фрагментированным материалом посредством толкателя 21 гидроцилиндра 20 (фиг.1) или шнекового питателя 25 (фиг.2), которые материал проталкивают по патрубку 14 и через окно 15 на колосник 5, соответственно порциями и непрерывно дозировано.After that, with the lid 17 closed, the combustion chamber 1 is loaded with the solid fragmented material by means of the pusher 21 of the hydraulic cylinder 20 (Fig. 1) or the screw feeder 25 (Fig. 2), which are pushed through the nozzle 14 and through the window 15 onto the grate 5, respectively, in portions and continuously dosed.

Коробки с упакованными медицинскими твердыми отходами (использованные бинты, вата, одноразовые шприцы, иглы, ампулы, флаконы, системы переливания крови, резиновые трубки, перчатки и т.п.) загружают в бункер 27, откуда они гравитационно поступают в измельчитель 26, где фрагментируются до установленных размеров.Boxes of packaged medical solid waste (used bandages, cotton wool, disposable syringes, needles, ampoules, vials, blood transfusion systems, rubber tubes, gloves, etc.) are loaded into hopper 27, from where they are gravitationally delivered to shredder 26, where they are fragmented to the established sizes.

Фрагментированный твердый материал далее смешивается с диспергированной из форсунки 29 жидкостью, которая налипает слоем на всю поверхность кусков (50-200 мм), падающих в шнековый питатель 25.The fragmented solid material is further mixed with a liquid dispersed from the nozzle 29, which adheres to the entire surface of the pieces (50-200 mm) falling into the screw feeder 25.

Шнековым питателем 25 Фрагментированный материал уплотняется и подается в загрузочный патрубок 14 камеры 1 сжигания.Screw feeder 25 Fragmented material is compacted and fed into the loading pipe 14 of the combustion chamber 1.

Сформированная в патрубке 14 плотная масса загружаемого материала имеет большое аэродинамическое сопротивление и выполняет функции газовой задвижки, что позволяет осуществлять непрерывную загрузку печи, сопоставимую по массе с расходом сгораемого материала в камере 1 сжигания, помещенного на колоснике 5.The dense mass of the feed material formed in the nozzle 14 has a high aerodynamic drag and acts as a gas valve, which allows continuous loading of the furnace, comparable in weight to the flow of combustible material in the combustion chamber 1 placed on the grate 5.

Бытовые отходы, предварительно очищенные от стекла, металла, кирпича, штукатурки, батареек и других негорючих материалов, загружают в бункер 22 (фиг.1), в котором они ступенчато последовательно перемещаются вниз при повороте шиберных заслонок 23, которые обеспечивают порционное шлюзование материала при подаче в патрубок 14.Household waste, pre-cleaned of glass, metal, brick, plaster, batteries and other non-combustible materials, is loaded into the hopper 22 (Fig. 1), in which they stepwise sequentially move down when turning the slide gates 23, which provide portioned locking of the material when feeding in pipe 14.

Толкателем 21 насыпанный материал проталкивается порционно по патрубку 14 к загрузочному окну 15.The pusher 21 poured material is pushed portionwise through the pipe 14 to the loading window 15.

Из наклонного канала 19 из системы 4 струйно подается со скоростью 28 м/с воздух, который создает изолирующую завесу рабочего объема камеры 1 сжигания.From the inclined channel 19 from the system 4, air is blown at a speed of 28 m / s, which creates an insulating curtain of the working volume of the combustion chamber 1.

Из патрубка 14 материал выталкивается на колосник 5, где происходит его сжигание.From the nozzle 14, the material is pushed onto the grate 5, where it is burned.

При этом под колосник 5 из воздуховода 4 со скоростью 18 м/с подается окислительный воздух, который распределение поступает в объем сжигаемого дискретного материала, увеличивая площадь горения и активизируя процесс с подъемом температуры до 1050-1150°С.In this case, under the grate 5 from the duct 4 at a speed of 18 m / s, oxidizing air is supplied, which distribution enters the volume of discrete material burned, increasing the combustion area and activating the process with a temperature increase to 1050-1150 ° C.

Геометрия сопла 3, количество каналов 6 на двух уровнях их расположения, наклон каналов 6 к продольной оси печи, обеспечивающие оптимальный термический и газодинамический режимы, были рассчитаны по математической модели планирования эксперимента.The geometry of the nozzle 3, the number of channels 6 at two levels of their location, the slope of the channels 6 to the longitudinal axis of the furnace, providing optimal thermal and gas-dynamic regimes, were calculated using the mathematical model for planning the experiment.

Экспериментально установлено, что продукты окислительного пиролиза задерживаются в камере 1 сжигания на время не менее 2 с, что является достаточным для окисления сажи, как наиболее инертной и трудно сжигаемой составляющей любого слоевого сжигания.It was experimentally established that the products of oxidative pyrolysis are retained in the combustion chamber 1 for at least 2 s, which is sufficient for the oxidation of soot, as the most inert and difficult to burn component of any layer burning.

Направленные по наклоненным в камеру 2 дожигания каналам 6 струи окисляющего воздуха, подаваемого со скоростью 35 м/с из воздуховода 4, всасывают газообразные продукты из камеры 1 сжигания, которые перемещаются в камеру 2 дожигания. При этом в сопле 3 происходит активное перемешивание газообразных продуктов горения с окисляющим воздухом, поступающим из каналов 6, образуя аэрозоль.The jets of oxidizing air supplied at a speed of 35 m / s from the duct 4 are directed along inclined channels 6 to the afterburning chamber 2 and suction the gaseous products from the combustion chamber 1, which move to the afterburning chamber 2. At the same time, in the nozzle 3 there is an active mixing of the gaseous products of combustion with oxidizing air coming from the channels 6, forming an aerosol.

В камере 2 дожигания газо-воздушная смесь расширяется, теряя скорость, и дожигается при температуре 1250-1300°С до конечных продуктов, о чем свидетельствует практически полное отсутствие сажи в газоходе 30.In the afterburning chamber 2, the gas-air mixture expands, losing speed, and is burned to the final products at a temperature of 1250-1300 ° C, as evidenced by the almost complete absence of soot in the duct 30.

Присутствие в отходящем со скоростью 15-17 м/с аэрозоле контролируемого кислорода не менее 3 мас.% гарантированного подтверждает его избыток в печи, для осуществления окислительного пиролиза, обеспечивающего полное сжигание различных твердых и жидких материалов.The presence of controlled oxygen at a rate of 15-17 m / s in controlled aerosol of at least 3 wt.% Guaranteed confirms its excess in the furnace for oxidative pyrolysis, which ensures complete combustion of various solid and liquid materials.

Периодически (через 30 минут) включается привод поворота кривошипов 8, которые ворошат сжигаемый материал на колоснике 5, предотвращая образование сводов, и разрушают спекшуюся корку, что активизирует горение за счет увеличения площади контакта с окисляющим воздухом.Periodically (after 30 minutes), the crankshaft turning drive 8 is turned on, which tear the combustible material on the grate 5, preventing the formation of arches, and destroy the sintered crust, which activates combustion by increasing the contact area with oxidizing air.

Скребком 10 с пода камеры 1 сжигания зола и шлак сталкивается в лотки 12, где шнеками 13 автоматически выводятся наружу.The scraper 10 from the bottom of the ash burning chamber 1 and the slag collide into the trays 12, where the screws 13 are automatically brought out.

Опытные образцы описанных вертикальных печей разной комплектации структурных элементов успешно прошли полигонные испытания по сжиганию твердых бытовых, медицинских и жидких отходов, что позволяет рекомендовать их серийное изготовление для поставки заказчикам.Prototypes of the described vertical furnaces of various configurations of structural elements have successfully passed polygon tests for the incineration of solid household, medical and liquid wastes, which allows us to recommend their serial production for delivery to customers.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по термическому оборудованию, показал, что она не известна, а с учетом возможности практического серийного изготовления вертикальной печи для сжигания твердых фрагментированных материалов, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the utility model does not explicitly follow for a thermal equipment specialist, showed that it is not known, and taking into account the possibility of practical serial production of a vertical furnace for burning solid fragmented materials, one can do conclusion on its compliance with the criteria of patentability.

Claims

1. A vertical furnace containing a combustion chamber with a loading window for continuously supplied solid fragmented material placed on the grate, under which ash removal trays are located, a combustion chamber for gaseous products of combustion, equipped with a discharge pipe that is normally installed with respect to the longitudinal axis, characterized in that it is additionally equipped an air supply system in an equal volume under the grate and into the central hole of the intermediate arch, which is made in the form of a nozzle, in which there is at least two rows of channels inclined into the afterburner, while the grate is made tubular with perforations on the bottom surface and equipped with cranks for the tedding mechanism, and screw conveyors are installed in the ash removal trays, above which a scraper is mounted with the possibility of lateral movements.

2. The vertical furnace according to claim 1, characterized in that a pusher is coaxially mounted in the nozzle of the loading window, mounted on the hydraulic cylinder rod, over which a feeder with a cascade of gateway locking is placed, while the nozzle of the loading window is equipped with an air damper formed by a communication channel with the common system air supply.

3. The vertical furnace according to claim 1, characterized in that the feed screw is coaxially mounted in the nozzle of the loading window, under which the chopper is placed in the receiving hopper of the solid medical material with a gas separator equipped with a nozzle for supplying liquid waste.

4. A vertical furnace according to any one of the above items, characterized in that a cover is pivotally fixed to the outlet pipe of the afterburner through a lever connected to the drive, mainly manual.