Установка для сжигания отходов

 

Изобретение относится к коммунальному машиностроению, в частности к установкам для сжигания горючих отходов, не подлежащих регенерации, и обезвреживания жидких промышленных отходов. Целью изобретения является повышение эффективности путем ускорения процесса утилизации жидких промышленных отходов и снижения загрязнения окружающей среды. Установка для сжигания отходов содержит подземную камеру 1, заполненную охлаждающей текучей средой 2 в виде жидких промышленных отходов и закрытую сверху платформой 3, под которой размещена камера 4 сжигания. Она представляет собой емкость заданного объема и массы и обладает свойством плавучести в текучей среде. Камера 4 сжигания подвешена на амортизаторах 22, закрепленных на платформе 3. Через амортизаторы 22 пропущены средства для подачи жидких горючих отходов и воздуха для сжигания отходов и средства для отвода продуктов сжигания. В средней верхней части камеры сжигания смонтирован патрубок 24 для отвода паров из подземной камеры в камеру сжигания. Подземная камера 1 оснащена регулятором 12 уровня и эмульгатором 14 для ускорения процессов обезвреживания текучей среды и ее утилизации. 7 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аа ni) (51) 5 F 23 Ст 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФЪ

СФ

00.В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (21) 4618841/23-33 (22) 14. 12.88 (46) 30 ° 11. 90. Бюл. ¹ 44 (71) Специализированное проектно-конструкторское и технологическое бюро

Специализированного транспортного управления по очистке городских территорий и водных протоков Исполкома

Ленгорсовета (72) В.А.Васильев, П.Д.Дворников, Г,И.Нестеров и С.B.Îçåðåöêèé (53) 628.54 (088.8) (56) Заявка Франции № 2318385, кл. F 23 G 7/00, огублик. 1977, Авторское свидетельство СССР № 887884, кл. F 23 G 7/00, 1981.

2 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к коммунальному машиностроению, в частности к установкам для сжигания горючих отходов, не подлежащих регенерации, и обезвреживания жидких промышленных отходов. Целью изобрете« ния является повьппение эффективности путем ускорения процесса утилизации жидких промьппленных отходов и снижения загрязнения окружающей среды.

Установка для сжигания отходов содержит подземную камеру 1, заполненную охлаждающей текучей средой 2 в виде жидких промышленных отходов и закрытую сверху платформой 3, под которой

1610198 тов сжигаййя. В средней верхней части камеры сжигания смонтирован патрубок 24 для отвода паров из подземной камеры в камеру сжигания. Подземная камера 1 оснащена регулятором

12 уровня и эмульгатором 14 для уско-, рения процессов обезвреживания текучей среды и ее утилизации. 7 з.п.

10 флы, 5 ил. !

Изобретение относится к коммунальному машиностроен>по, в частности к установкам для сжигания горючих отходов, не подлежащих регенерации, и обезвреживания жидких промышленных отходов.

Цель изобретения †.повышение эффективности путем ускорения процесса утилизации жидких промьппленных отходов и снижения загрязнения окру- 25 жающей среды.

На фиг. 1 представлена установка для сжигания отходов, общий вид; на фиг.2 — то же,средства цля подачи и сжигания горючих отходов, про- 30 . дольный разрез; на фиг, 3 - то же, средства отвода продуктов сжигания, поперечный разрез; на фиг. 4то же, преобразователь регулятора уровня;. на фиг. 5 — то же, подогреватель горючих отходов и воздуха.

Установка для сжигания отходов содержит подземную камеру 1, заполненную охлаждающей текучей средой 2 и закрытую сверху платформой 3. под которой размещена камера 4 сжигания, средства 5 для подачи жидких горючих отходов и воздуха, средства 6 сжигания горючих отходов, средства 7 для отвода продуктов сжигания, батарею циклонов 8, котел-утилизатор 9, дымосос 10, подогреватель 11 горючих отходов и воздуха, регулятор 12 уровня текучей среды в подземной камере 1, связанный с насосом 13, эмуль- гатор 14 текучей среды, приводные заслонки 15 и 1б, циклон 17 и средства. для обезвреживания отходящих в атмосферу газов.

Подземная камера 1, расположенная ниже уровня земли, представляет собой емкость, стенки и днище 18 которой выполнены из стойких к агрессив-! ным жидкостям материалов,. исключаютр ) сртр размещена камера 4 сжигания, Она представляет собой емкость заданного объема и массы и обладает свойством плавучести в текучей среде. Камера 4 сжигания подвешена на амортизаторах

22, закрепленных на платформе 3. Через амортизаторы 22 пропущены средства для подачи жидких горючих отходов и воздуха для сжигания отходов и средства для отвода продук щих проникновение жидких отходов в грунт и выдерживающих температуру на rp ева в пр еделах 100 — 1 20 С, о например в виде кладки из огнеупор ного кирпича, облицованных металлическими листами, например, из титана.

Охлаждающая текучая среда 2 пред-. ставляет собой жидкие разбавленные водой промышленные отходы, закачиваемые насосом 13 по сигналам преобразователя 19 регулятора 12 уровня через трубопроводы 20 и 2 l из открытых карт заполняемых отходами предприятий. Карты выполнены в кембрийских глинах.

Подземная камера 1 сверху закрыта платформой 3, исключающей проникновение токсичных паров в атмосферу из подземной камеры. Платформа 3 изготавливается из сортового метал-. ла, например из двухтавровых балок, облицованных металлическими листами, например, из титана.

Камера 4 сжигания представляет собой емкость заданного объема в виде цистерны, изготовленной, например, из нержавеюшей стали с высокой теплопроводнастью, Камера 4 сжигания имеет заданный вес где V < — объем камеры сжигания;

0 — -едн- я отность (удельн св. р вес) материала камеры сжигания.

Камера сжигания может быть изготовлена из разных материалов с раз личной плотностью, например, чз трубы небольшоro диаметра с относительно высокой плотностью и второй трубы большого диаметра с. относительно небольшой плотностью ма" åðèàëà. В дру0198

15

25

5 161 во% модв икации камера сжигания мо жет быть выполнена из.коаксиально расположенных двух труб, межтрубный промежуток которых заполнен относительно тяжелой текучей средой, например жидким теплоносителем или металлическими шарами заданного веса (модификации условно не показаны). Камера сжигания погружена в охлаждаю- щую текучую среду 2 и подвешена на амортизаторах 22, закрепленных на платформе 3. Наружная поверхность камеры сжигания оребрена в виде колец

23 для увеличения площади теплопередачи. В передней верхней части камеры 4 сжигания размещены средства

5 и 6 для подачи жидких горючих отходов и воздуха и сжигания горючих отходов, а в задней части - средства 7 для отвода продуктов сжигания.

В средней верхней части камеры 4 сжигания расположен,патрубок 24, имеющий крынку 25 с отверстиями 26, прн этом патрубок 24 сообщен с полостями камеры 4 сжигания и подземной ка( меры 1 для отвода паров из лодземной камеры 1 в камеру 4 сжигания, при выпаривании текучей среды 2. Патрубок 24 механически связан с преобразова елем 19 регулятора 12 уровня текучей среды в подземной камере

1. Преобразователь 19 может бьгть выполнен в виде дифференциального трансформаторного датчика.

Для ускорения процесса выпаривания текучей среды в подземной камере

1 установки предусмотрен эмульгатор 14 с приводом, сообщенный с верхним и нижним уровнями подземной камеры, Каждый амортизатор 22 выполнен в виде двух коаксиально расположенных труб 27 и 28 и упругих элементов 29.

Внешняя труба 27 выполнена из теплои- 45 эолирующего материала, стойкого к агрессивным жидкостям и выдерживающего температуру нагрева в пределах

100-120 С, Внутренняя труба 28 изготовлена из стали и имеет верхние н нижние фланца 30, лри этом упругие элементы 29, выполненные, например, в виде пакетов изношенных автомобильных локрьпиек с металлическим кордом, закреплены на платформе 3

1 и соединены с верхнкмк фланцами 30 труб 27, 28, а нижние части труб

27, 28 жестко присоединены к камере

4 сжигания.

Благодаря такому исполнению аьифтиэаторов 22 камера 4 сжигания обладает свойством плавучести в текучей охлаждающей среде 2 и имеет возможность вертикальных перемещений в заданном диапазоне. Стабилизация положения камеры 4 сжигания осуществляется; регулятором уровня, что ускоряет процессы выпаривания от- ходов и сжигания паров s предлагаемой установке.

Средства 5 для подачи жидких горючих отходов, например мазута, дизельного топлива и т.п. отходов, и воздуха для сжигания этих отходов выполнены в виде коаксиально размещенной во внутренней трубе 28 амортизатора 22 дополнительной трубы 31, верхний конец которой жестко присоединен к стойке 32, смонтированноч на платформе 3, а к нижнему свободному ее концу присоединены средства

6 сжигания отходов, выполненные в виде пневматической форсунки для жидких топлив или горелки известной конструкции, причем между внутренней трубой 28 амортизатора 22 и дополнительной трубой 31 установлены подшипники скольжения 33, выполненные из углеродистых материалов.

Для обеспечения работы установки могут быть выбраны известные газомазутные горелки большой производительности.

Средства 7 для отвода продуктов

I сжигания выполнены в виде двух коаксиально расположенных жаролрочных труб 34 и 35, размещенных в амортизаторе 22, в межтрубном промежутке которых установлены подшипники 36, скольжения, изготовленные иэ жаропрочного углеродистого материала, а лри этом один конец внутренней трубы

35 жестко присоединен к стойке 37, смонтированной на платформе 3, а другой свободный ее конец опущен в камеру 4 сжигания, причем внешняя труба 34 жестко соединена с трубами амортизатора 22. Труба 35 подключена к батарее циклонов 8.

Батарея циклонов 8 известной конструкции предназначена для отделения иэ продуктов сжигания сажи, золь и пыли, на вход которой могут быть поданы Са-содержаир е адсорбенты (гашеная известь, доломит и др.материаЛЫ) °

1610198 g тр ср.т.с тр II ср.тр7

Батарея ц,яклонов 8 посредством трубопровода 38 подключена к котлуутилиэатору 9 известной конструкции.

Котел-утилизатор 9 предназначен для выработки пара. Полученный пар

5 используется в турбогенераторе (не показан) для выработки электроэнергии или для обогрева служебных номе- щений. Котел-утилизатор 9 соединен через трубопровод 39, дымосос 10 и трубопровод 40 с подогревателем 11 горючих отходов и воздуха, при этом перед дымососом 10 в трубопроводе.41 смонтирована приводная заслонка 15, сообщенная либо с атмосферой, либо с устройством для подачи Са-содержащих адсорбентов. В первом случае заслонка 15 обеспечивает. продувку гидравлической.системы при техосмотрах и>< и ремонтах установки, а во" втором случае — адсорбированную очистку от-: ходящих газов от SO@, NOX, Подогреватель 11 горючих жидких отходов и воздуха выполнен в виде . 5 расположенных под углом двух конических труб 42, 43, размещенных в корпусе 44, соединенных между собой большими основаниями и сообщенных с,дымососом 10 посредством трубопровода 40 и с приводной заслонкой 16.

В трубах 42, 43 подогревателя размещены трубопровод 45 жидких горючих отходов и трубопровод 46 очищенного воздуха . Трубопровод 45 подключен через вентиль 47 к системе подготовKH жидких горючих отходов для сжигания (не показаны), которая состоит из цистерны жидких горючих отходов, насоса и эмульгатора. Система.под- 40 готовки жидких горючих отходов для сжигания обслуживает несколько установок. В трубопроводе 46 очищенного воздуха установлена труба Вентури

48, в стенках критического сечения 45 которой выполнены каналы 49, сообщенные через вентиль 50 с полостью конических труб 42 и 43, Трубопровод

46 очищенного воздуха подключен через вентиль 51 к системе подготовки воздуха (не показана), которая состоит из фильтров, сообщенных с атмосферой, и компрессора для нагнетания воздуха в установку.

Приводная заслонка 16 смонтирова55 на в трубопроводе 52, который одним концом подключен к коническому трубопроводу 43, а другим концом — к цик- лону 17 известной конструкции. За циклоном 17-смонтированы средства для обезвреживания отходящих газов в атмосферу, состоящие из устройства 53 подачи, например, активирован- ного угля или активированного кокса, и приемного устройства 54 для угля и кокса, разделенного сетчатыми перегородками (не показаны).

Для исключения утечек тепла из установки для сжигания отходов она снабжена сильфонами 55, изготовленными из теплоизоляционного материала, одними концами жестко присоединенными к верхним частям стоек 32, 37, а другими концами - к фланцам 30 амортизаторов 22.

Принципиально предлагаемая установка для сжигания отходов экологически чистая на выходе которой отходящие газы могут содержать азот, кислород и углекислый газ.

Установка для сжигания отходов работает следующим образом.

В исходном положении подземная камера 1 заполнена текучей средой 2, средняя плотность (удельный вес) которой изменяется в пределах от 0,85 до 0,95 г/см (в промышленных отходах предприятий могут быть нефтесодержащие отходы, составляющие 15-207 от общего объема воды).

Для обеспечения средней плотности текучей среды в подземной камере 1 и ускорения процесса ее выпаривания включают эмульгатор 14. Благодаря этому в подземной камере 1 образуется эмульсия.

Для сжигания горюччх отходов регулируют положение камеры 4 сжигания в подземной камере 1 в вертикальной. плоскости, нагружая корпус камеры сжигания дополнительным балластом (в случае необходимости), например, через люки платформы 3, На камеру 4 сжигания, размещенную в текучей среде 2, воздействует . вертикальная подъемная сила Р и собственный ее вес G. При Рп= С камера сжигания плавает в текучей среде 2 с переменной плотностью

После регулировки положения камеры 4 сжигания устанавливают преобразователь 19 регулятора 12 уров0198

10

9 ° 161 ня в положение "электрического нуля" (B среднее положение).

Завершив подготовительные операции, включают агрегаты установки системы подготовки жидких горючих отходов и

S очищенного воздуха для работы установки, затем открывают вентили 47

51. Жидкие отходы и воздух поступают по трубопроводам 45 и 46 подогревателя 11 в камеру. 4 сжигания к включенной горелке 6 большой производительности, причем давление воздуха регулируют компрессором в заданных пределах в зависимости от конструкции горелки.

" Температура горения жидких горючих отходов составляет 800-1200 С. Теплотворная способность жидких отходов составляет в среднем 1500039000 кДж/кг.

При горении жидких отходов нагревается корпус камеры 4 сжигания, ко.торый за счет теплопередачи корпуса нагревает текучую среду 2.

Текучая среда, нагреваясь, испаря(э ется, пары которой через. отверстия

26 патрубка 24 поступают в полость камеры сжигания за счет разрежения, возникающего при горении жидких горючих отходов

Пары текучей среды 2 сгорают в факеле горелки, ускоряя процесс утилизации жидких отходов.

При поступлении в факел горелки паров воды и жидких отходов текучей среды улучшается горение жидких отходов и уменьшается выброс окислов азота на 35-40N

В подземной камере t понижается уровень текучей среды 2, а продукты сжигания жидких отходов — горячие дымовые газы — поступают через трубу

35 в батарею циклонов 8 благодаря разрежению, создаваемому дымососом

10. При понижении уровня текучей среды.2 на величину Qh при которой верхняя часть камеры 4 сжигания освобождается от текучей среды, изменяется равновесие сил Р и С, причем P уменьшается на величину Ь РО, равную

I Рп= Рц= тр ер.т.с тр (cpл.с,+

+V р g сряар.т с) где V — объем камеры сжигания, погруженный в текучую среду;

VT — объем камеры сжигания, расF положенный в парах текучей среды;,,ц, . - средняя плотность (удельный сна т,с вес) паров текучей среды.

В связи с тем что средняя плотность паров текучей среды много меньше средней плотности текучей среды в подземной камере, камера сжигания погружается. При погружении камера сжигания изменяет положение преобразователя 19 дифференциально-трансформаторного датчика регулятора 12 уровня, по сигналам которого подключается насос 13. Насос 13 подает текучую среду в подземную камеру 1 до тех пор ° пока подземная камера не заполнится текучей средой, а уровень текучей среды в ней не поднимется выше верхней части камеры сжигания, при этом подъемная сила Р IIo a6coлютной величине будет стремиться к весу камеры сжигания. При достижении равновесия сил Рс, и G преобразователь

19 регулятора 12 уровня установится в среднем положении, после чего насос 13 отключится, прекратив подачу текучей среды в подземную камеру 1.

Таким образом, процесс заполнения подземной камеры текучей средой и ее опорожнения осуществляется автоматически, что ускоряет процессы утилизации жидких. отходов.

Продукты сжигания жидких горючих отходов — горячие дымовые газы — очищаются в батарее циклонов 8 от сажи, золы и пыли и по трубопроводу 38 поступают в котел-утилизатор 9 с температурой до 500 С для выработки пара, затем пар поступает в турбогенератор для выработки электроэнергии.

За котлом-утилизатором 9 через заслонку 15 в дымовые газы подают Сасодержащие адсорбенты для очистки их от БО и ИО1(, После этого дымовые газы поступают в подогреватель 11 жидких горючих отходов, обогревая трубы 45 и 46.Часть дымовых газов через вентиль 50, каналы 49, трубы Вентури 48 засасываются на подогрев воздуха, а другая часть направляется через заслонку 16 циклон 17 в приемное устройство 54 для их обезвреживания. Дымовые газы, взаимодействуя с активированным углем, очищаются и выбрасываются в атмосферу.

Конструкция установки обеспечивает одновременное сжигание горючих отходов и выпаривание жидких сильно разбавленных водой промышленных отходов, 161 продукты выпаривания которых сжиган1т:ся в камере сжигания, а после очистки

:и дополнительного обезвреживания до,полнительно дожигаются в камере сжи

1 гаиия sa счет циркуляции газовых потоков в установке. Кроме того, в установке для сжигания отходов процессы автоматизированы, что обеспечивает повьппение ее эффективности.

Установка для сжигания горючих отходов, имеющая плавающую камеру сжигания, BblcoKonponsBopHTBJIbHB ss счет использования всей площади нагрева для испарения и выпаривания жидких промьпппенных отходов.

Средства для обезвреживания продуктов сжигания отходов обеспечивают экологически чистую установку.

Формула изобретения

1. Установка для сжигания отходов, содержащая подземную камеру, заполненную охлаждающей текучей средой и закрытую сверху платформой, под которой размещена камера сжигания со средствами для подачи горючих отходов, воздуха, сжигания горючих отходов и отвода продуктов сгорания, при этом подземная камера сообщена с камерой сжигания патрубком отвода паров текучей среды в камеру сжигания, отличающаяся тем, что, с целью повьппения эффективности путем ускорения процесса переработки жидких промьппленных отходов и снижения загрязнения окружающей среды, она снабжена эмульгатором текучей среды, сообщенным с верхним и нижним . уровнями подземной камеры, н средствами очистки газов и использования их тепла, представляющими собой последовательно установленные батарею циклонов, котел, дымосос и подогреватель горючих отходов и воздуха, соединенный через заслонку с атмосферой, камера сжигания выполнена из обеспечиваючих ее плавучесть материалов и подвешена на амортизаторах, закрепленных на платформе подземной камеры, а средства отвода продуктов сжигания соединены через подогреватель со средствами подачи горючих отходов.

2. Установка по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена регулятором уровня, закрепленным на платформе, преобразователь которого механически связан с атпуб0198

6. Установка по пп. 1, 4 и 6, отличающаяся тем, что средства для подачи горючих отходов

45 и воздуха для сжигания горючих отходов выполнены в виде коаксиально размещенной во внутренней трубе амортизатора дополнительной трубы, верхний конец которой жестко присоединен к

50 стойке, смонтированной на платформе, и к корпусу подогревателя, а к ее свободному концу присоединена горелка, причем между внутренней трубкой амортизатора и дополнительной трубой

55 установлены подшипники скольжения.

7. Установка по пп.1 4 5 и 7, отличающаяся тем что

12

% ком и электрически — с насосом подачи текучей среды в подземную камеру, 3. Установка no n.1, о т л и— ч а ю ц а я с я тем, что каждый амортизатор выполнен в виде двух коаксиально расположенных труб, внешняя из которых выполнена из теплонзолирующего материала, н упругих элементов, установленных на платформе и соединенных с верхними фланцами труб, а нижние части элементов жестко присоединены к камере сжигания.

4. Установка по пп.1-4, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что средства отвода продуктов сжигания выполнены в виде двух коаксиально расположенных жаропрочных труб, размещенных в амортиза rope, в межтрубном промежутке которых установлены подшипники скольжения, при этом один конец внутренней трубы жестко присоединен к стойке, смонтированной на платформе, а другой свободно опущен в камеру сжигания, внешняя труба жестко соединена с трубами амортизатора.

5. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что подогреватель горючих отходов и воздуха выполнен в виде расположенных под углом двух конических труб, размещенных в корпусе и соединенных между собой большими основаниями, в которых размещены трубопроводы подачи горючих отходов и воздуха, при этом в трубопроводе подачи воздуха установлена труба Вентури, в стенках критического сечения которой выполнены каналы, сообщенные через вентиль с полостью

40 конических труб.

1З 1б10198 l4 она снабжена изготовленными из тепло- 8, Установка по пп,1 и 4, о т " изоляционного материала сильфонами, л и ч а ю щ а я с я тем, что упругие одними концами жестко присоединенными элементы амортизаторов выполнены в к верхним частям стоек, а другими виде. пакетов изношеннык автомобильных концами — к фланцам амортизаторов. покрышек с металлическим кордом. .5

1б10198

4

1 Риг. 4. 1610198

Составитель Т.Лепахина

Редактор А.Долинич Техред И.Ходанич Корректор Н.Король, !

Закаэ 3725 Тираж 452 Подпи си ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101