Топочное устройство

 

Изобретение относится к области переработки и утилизации бытовых и промышленных отходов методом термической переработки, конкретнее, к конструкции топки для сжигания отходов. Использование изобретения позволит повысить эффективность сжигания отходов и работоспособность установки, снизить капитальные и эксплуатационные расходы при сжигании отходов. Топочное устройство для сжигания бытовых и промышленных отходов содержит рабочую камеру с наклонным подом и систему подачи в рабочую камеру газообразного окислителя. Наклонный под выполнен в виде монолитной плиты, изготовленной из огнеупорных керамических материалов или бетонов. По всей длине плиты выполнены ряды сквозных отверстий оси которых расположены горизонтально или под углом ко горизонту. В сквозные отверстия введены шуровочные трубы, соединенные одним концом с системой подачи окислителя, а другим выходящие в рабочий объем топки. Каждый ряд шуровочных труб снабжен механизмом их возвратно-поступательного перемещения вдоль их оси. 1 ил.

Изобретение относится к области переработки и утилизации бытовых и промышленных отходов методом термической переработки, конкретнее, к конструкции топки для сжигания отходов.

Известна топка для сжигания твердых отходов, содержащая бункер и шахту для подачи отходов на наклонную или ступенчатую решетку. Слой отходов под действием собственного веса медленно сползает по решетке вниз к месту выгрузки золы. Органические составляющие отходов сгорают частично в слое, а частично под слоем, куда подается вторичный воздух. Несгоревшие органические вещества вместе с дымовыми газами проходят через огнеупорную насадку и дожигаются в камере [1] Недостатком этой конструкции являются низкие удельные нагрузки, сложность организации топочного процесса, наличие дорогостоящей решетки, ограниченность применения, так как использование металлических колосниковых решеток приводит к их залипанию и забиванию отверстий вязкими отходами.

Известно топочное устройство для сжигания бытовых и промышленных отходов, содержащее рабочую камеру с наклонным подом и систему подачи в рабочую камеру газообразного окислителя. Наклонный под выполнен из металлических пластин, позволяющих переталкивать отходы, способствуя их опусканию сверху вниз [2] Однако и эта конструкция, взятая нами за прототип, имеет ряд существенных недостатков. Наклонные колосниковые решетки, как и все другие элементы топки, выполнены металлическими, поэтому содержащиеся в отходах компоненты в пластическом состоянии и легкоплавкие минеральные вещества налипают на холодную металлическую поверхность колосников, зашлаковывают и замазывают имеющиеся в них отверстия. Это препятствует подаче в рабочий объем печи окислителя и затрудняет сход отходов сверху вниз по наклонной плоскости. Кроме того, этой конструкции присущи и все остальные недостатки слоевых топок, а именно: низкие удельные нагрузки по обезвреживаемым отходам, сложность организации топочного процесса, громоздкость и металлоемкость, наличие дорогостоящей решетки, повышенные требования к механизации топочных устройств, высокие капитальные и организационные расходы и т.д. Это не позволяет широко использовать их для сжигания твердых отходов и осадков сточных вод.

Цель изобретения повысить эффективность сжигания отходов и работоспособность установки, снизить капитальные и эксплуатационные расходы при сжигании отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в топочном устройстве для сжигания бытовых и промышленных отходов, содержащем рабочую камеру с наклонным подом и систему подачи в рабочую камеру газообразного окислителя, согласно изобретению наклонный под выполнен в виде монолитной плиты, изготовленной из огнеупорных керамических материалов или бетонов по всей длине которой выполнены ряды сквозных отверстий, оси которых расположены горизонтально или под углом к горизонту, в которые введены шуровочные трубы, соединенные одним концом с системой подачи окислителя, а другим входящие в рабочий объем топки, при этом каждый ряд труб снабжен механизмом их возвратно-поступательного перемещения вдоль их оси.

На чертеже представлена схема вертикального разреза предложенного устройства.

Топочное устройство содержит корпус 1, футерованный огнеупорным кирпичом. В корпусе 1 выполнено отверстие 2 для загрузки в топку отходов. Загруженные в топку отходы попадают на наклонный под 3, выполненный в виде монолитной огнеупорной плиты. Плита выполнена из огнеупорных керамических или бетонных материалов с рабочей температурой не ниже 1200^oC. Угол наклона плиты колеблется в пределах 30 50^o, причем по длине топки угол наклона плиты может быть переменным в зависимости от свойств сжигаемых отходов. Толщина футерованного слоя пода плиты в зависимости от вида отходов и конструктивных параметров топки может изменяться от 65 до 300 мм. В плите 3 выполнены горизонтальные отверстия 4, например, с помощью труб из огнеупорного материала. Отверстия 4 могут быть выполнены под углом к горизонту до 15^o. Причем отверстия 4 могут быть расположены как равномерно по длине плиты, так и с разным шагом, различным расстоянием между ними, в шахматном порядке и так далее. Количество отверстий и их расположение в плите выбирается в зависимости от вида сжигаемых отходов и от требуемой производительности топки. В отверстия 4 введены трубки 5, соединенные одним концом с системой подачи газообразного окислителя 6, а с другой открытые для подачи окислителя в рабочий объем топки 7. Диаметр отверстия 4 в плите 3 является функцией диаметра трубок 5, который подбирается таким, чтобы при заданном расходе окислителя обеспечить определенную скорость потока на выходе трубы. Скорость потока должна быть такой, чтобы не забивалось отверстие в трубе 5 в процессе сжигания отходов и их сода по плите 3 сверху вниз, и чтобы отходы находились как бы на воздушной подушке, но не раздувались по рабочему объему топки. Абсолютный диаметр трубок 5 составляет обычно 40 100 мм. Соотношение диаметров труб 5 и отверстий 4 составляет обычно 0,6 0,9. Трубки 5 имеют возможность перемещения вдоль своей оси с помощью механизма (не показан). При этом каждый ряд трубок 5 имеет свой механизм перемещения, что позволяет проводить поочередное или волнообразное движение трубок каждого ряда, облегчая сход шихты сверху-вниз. Протяженность возвратно-поступательного хода шуровочных труб 5 составляет обычно 250 500 мм.

Слой отходов под собственным весом и с помощью шуровочных трубок 5 постепенно перемещается вниз по плите 3. Внизу топки находится решетка, через которую шлак и зола сгоревших отходов попадают в зольник 9, откуда удаляются на переработку. Дымовые газы отводятся из топки по трубе 10 в систему газоочистки и утилизации тепла.

Предложенная топка для сжигания отходов работает, например, следующим образом.

Топочное устройство, предназначенное для установки сжигания отходов типа ТПС 25, производительностью 25 тыс. т в год, имеет длину 5,0 м и ширину 2,5 м. Каркас топки выполнен из конструкционной стали и футерован шамотным кирпичом. Плита 3 наклонного пода выполнена из шамотного кирпича. Толщина плиты 260 мм (4 ряда кирпича уложенного на плашку). В плите выполнены сквозные отверстия: шесть рядов по длине и по четыре отверстия в каждом ряду. В отверстия введены трубки диаметром 60 мм, что обеспечивает расход воздуха 8000 нм³/ч, необходимый для сжигания отходов с заданной производительностью. Угол наклона плиты 45^o к горизонту.

Загружают в рабочий объем топки первую порцию отходов и поджигают их с помощью запального устройства. Затем в трубки 5 начинают подавать подогретый воздух для организации активного горения отходов. По мере опускания отходов по плите 3 вниз и их сжигания в топку подают новые порции отходов. Шуровочные трубы 5 начинают перемещать вперед-назад, вдоль их оси, обеспечивая непрерывный вход отходов вниз, исключая их зависание. При этом каждый ряд трубок 5 перемещается в заданном ритме: сначала верхние вперед, затем следующий ряд вперед, а верхний назад и так далее. Образуемая волна способствует сходу отходов вниз. Сгоревшие отходы в виде шлака и золы через решетку 8 попадают в зольник 9, откуда либо удаляются, либо передаются на дальнейшую обработку. Отходящие дымовые газы через трубу 10 попадают в систему газоочистки и утилизации тепла. Для утилизации тепла используется теплообменник, по трубкам которого пропускают воздух, подаваемый через трубки 5 в рабочий объем печи.

Использование предложенной конструкции топки позволит повысить эффективность сжигания и работоспособность установки за счет исключения зависания отходов и более рационального использования подогретого окислителя. Выполнение наклонного пода в виде плиты из огнеупорного керамического материала исключает залипание отверстий и трубок для подачи окислителя, что значительно увеличивает их работоспособность и эффективность сжигания отходов. Использование вместо дорогостоящей чугунной наклонной колосниковой решетки монолитной огнеупорной плиты, выполненной из кирпича или бетона, позволит значительно снизить капитальные затраты.

Формула изобретения

Топочное устройство для сжигания бытовых и промышленных отходов, содержащее рабочую камеру с наклонным подом и систему подачи в рабочую камеру газообразного окислителя, отличающееся тем, что наклонный под выполнен в виде монолитной плиты, изготовленной из огнеупорных материалов или бетонов, по всей длине которой выполнены ряды сквозных отверстий, оси которых расположены горизонтально или под углом к горизонту, в которые введены шуровочные трубы, соединенные одним концом с системой подачи окислителя, а другим выходящие в рабочий объем топки, при этом каждый ряд труб снабжен механизмом их возвратно-поступательного перемещения вдоль их оси.

РИСУНКИ

Рисунок 1