Печь типа слоевой топки для сжигания отходов, предназначенная для сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы - RU2753563C1
Код документа: RU2753563C1
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Данное изобретение относится к печи типа слоевой топки для сжигания отходов, предназначенной для сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы, такого, как мусор.
Приоритет заявляется по заявке № 2017-201342 на патент Японии, поданной 17 октября 2017 г., содержание которой включено сюда посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
Печь типа слоевой топки для сжигания отходов, выполненная с возможностью эффективного сжигания как отходов объекта большого объема, подлежащего сжиганию как отходы, без выбора, известна как печь для как отходов, предназначенная для сжигания как отходов объектов, подлежащих сжиганию как отходы, таких, как мусор. Печь типа слоевой топки для сжигания отходов оснащена множеством каскадов обработки, включающим в себя участок сушки, предназначенный для сушки объектов, участок сжигания, предназначенный для сжигания объектов, и участок дожигания, предназначенный для дальнейшего сжигания объектов.
[0003]
Для надежного сжигания объектов как отходов исследовали угол наклона слоевой топки. Как описано, например, в патентном документе 1, угол наклона слоевой топки можно выбрать таким, что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности всех каскадов - участка сушки, участка сжигания и участка дожигания - окажется направленной вниз. Например, в нижеследующем описании, когда сторона ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности участка сушки направлена вниз, участок сушки называют просто направляемым вниз (то же самое применимо также к участку сжигания и участку дожигания).
[0004]
Кроме того, как описано в патентном документе 2, есть конфигурация, в которой участок сушки наклонен вниз, а участок сжигания и участок дожигания расположены горизонтально; как описано в патентном документе 3, есть конфигурация, в которой участок сушки и участок сжигания наклонены вниз, а сторона ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности участка дожигания наклонена вверх; и, как описано в патентном документе 4, есть конфигурация, в которой все участки наклонены вверх. Например, когда конец стороны ниже по потоку в направлении транспортировки установочной поверхности участка сжигания направлен вверх, участок сжигания называют просто направляемым вверх (то же самое применимо также к участку сушки и участку дожигания).
ПЕРЕЧЕНЬ ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0004]
Патентный документ 1: Первая публикация № H06-265125 не проходившей экспертизу заявки на патент Японии
Патентный документ 2: Публикация № H06-84140 не проходившей экспертизу заявки на полезную модель Японии
Патентный документ 3: Публикация № S57-12053 прошедшего экспертизу патента Японии
Патентный документ 4: Первая публикация № S50-65062 не проходившей экспертизу заявки на патент Японии
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[0005]
Между прочим, объекты, подлежащие сжиганию как отходы, с различными свойствами (такими, как их материалы, формы, влагосодержание) можно загружать в печь типа слоевой топки для сжигания отходов, и объекты, подлежащие сжиганию как отходы, образованные из скользкого материала или имеющие форму, позволяющую легко катиться, такую, как сферическая форма, или объекты, подлежащие сжиганию как отходы с высоким влагосодержанием (включающие в себя большое количество воды), может быть затруднительно сжигать как отходы в одной и той же печи типа слоевой топки для сжигания отходов при использовании для других объектов, подлежащих сжиганию как отходы.
[0006]
То есть поскольку в печах типа слоевых топок для сжигания отходов, описанных в патентных документах 1, 2, и 3, участок сушки наклонен вниз, а участок сжигания наклонен вниз или расположен горизонтально, объекты, подлежащие сжиганию как отходы и имеющие такую форму, что легко катятся, можно транспортировать к участку дожигания раньше, чем другие материалы, так что может возникнуть проблема, заключающаяся в том, что объект, подлежащий сжиганию как отходы, выпускается, оставаясь горящим, т.е. недостаточно сожженным как отходы.
[0007]
Кроме того, поскольку в печи типа слоевой топки для сжигания отходов, описанной в патентном документе 4, все участки - сушки, сжигания и дожигания - наклонены вверх, объекты, подлежащие сжиганию как отходы и включающие в себя скользкие материалы или имеющие такую форму, что являются легко катящимися, или объекты, подлежащие сжиганию как отходы с высоким влагосодержанием, собираются внизу ступеньки (стенки падения), расположенной между устройством подачи и участком сушки, а поскольку объект, подлежащий сжиганию как отходы, является трудно транспортируемым к участку сжигания, в некоторых случаях возникает проблема, заключающаяся в том, что необходимо ограничить объем загрузки или временно прекратить загрузку.
[0008]
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать печь типа слоевой топки для сжигания отходов, предназначенную для сжигания объектов, подлежащих сжиганию как отходы, таких, как мусор, выполненную с возможностью непрерывной загрузки объектов независимо от их свойств и исключающую сжигание остатков объектов.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[0009]
В соответствии с первым аспектом данного изобретения, предложена печь типа слоевой топки для сжигания отходов, предназначенная для сжигания объектов, подлежащих сжиганию как отходы, таких, как мусор, которая подает сжигаемый как отходы объект из устройства подачи и проводит каждый из процессов сушки, сжигания и дожигания, последовательно транспортируя объекты в участок сушки, участок сжигания и участок дожигания, которые включают себя множество неподвижных колосниковых решеток и множество подвижных колосниковых решеток, причем участок сушки расположен под наклоном, так что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки направлена вниз, участок сжигания соединен с участком сушки и расположен под наклоном, так что его конец стороны ниже по потоку в направлении транспортировки направлен вверх, а участок дожигания соединен с участком сжигания и расположен под наклоном, так что его конец стороны ниже по потоку в направлении транспортировки направлен вверх.
[0010]
В соответствии с такой конфигурацией, поскольку участок сушки наклонен вниз в направлении транспортировки, оказывается возможной транспортировка объектов, подлежащих сжиганию как отходы, с любыми свойствами к участку сжигания без задержки. Кроме того, поскольку участок сжигания и участок дожигания наклонены вверх, объектам нелегко соскользнуть вниз или скатиться вниз после участка сжигания, а их горение и транспортировка оказываются достаточными.
То есть, сжигая как отходы объекты, в состав которых входят материалы, скользкие или имеющие такую форму, что легко катятся, поскольку их транспортировка к участку сжигания происходит на ранней стадии благодаря качению по участку сушки или аналогичному средству, существует вероятность того, что они могут недостаточно высушиться в участке сушки. Вместе с тем, поскольку участок сжигания и участок дожигания наклонены вверх, объекты, подлежащие сжиганию как отходы, катящиеся вниз к участку сушки, не катятся дальше вниз к участку сжигания и участку дожигания, и объекты, подлежащие сжиганию как отходы, достаточно высушиваются и сжигаются как отходы в участке сжигания по мере необходимости. Поскольку объекты, подлежащие сжиганию как отходы, имеющие высокое содержание воды, транспортируются к участку сжигания, высушиваясь и не оставаясь в участке сушки, объекты, подлежащие сжиганию как отходы, также в достаточной степени сжигаются как отходы в участке сжигания.
В результате, безотносительно свойств объекта, подлежащего сжиганию как отходы, оказывается возможной непрерывная загрузка объекта, подлежащего сжиганию как отходы, и появляется возможность исключить остаточное горение объекта, подлежащего сжиганию как отходы.
[0011]
В печи типа слоевой топки для сжигания отходов концевой участок участка дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки можно располагать в вертикальном направлении, по существу, в том же положении, что и концевой участок участка сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки, или в некотором положении выше, чем концевой участок участка сжигания.
[0012]
В соответствии с такой конфигурацией, даже в случае, в котором объекты, подлежащие сжиганию как отходы, катятся вниз к участку сушки, появляется возможность предотвратить выпуск объектов, подлежащих сжиганию как отходы, из участка дожигания, если они недостаточно прогорели.
[0013]
В печи типа слоевой топки для сжигания отходов каждую из неподвижных колосниковых решеток и подвижных колосниковых решеток можно расположить под наклоном, так что ее конец стороны ниже по потоку в направлении транспортировки окажется направленным вверх относительно установочных поверхностей участка сушки, участка сжигания и участка дожигания.
[0014]
При такой конфигурации, подвижные колосниковые решетки можно приводить в действие для перемешивания и подачи объектов, подлежащих сжиганию как отходы, на неподвижных колосниковых решетках к стороне ниже по потоку в направлении транспортировки с одновременным перемешиванием.
[0015]
В печи типа слоевой топки для сжигания отходов каждый из участка сушки, участка сжигания и участка дожигания может иметь приводной механизм, конфигурация которого обеспечивает привод множества входящих в состав подвижных колосниковых решеток, а скорости движения в участке сушки, участке сжигания и участке дожигания заданы равными одной и той же или отличающейся - друг относительно друга - скорости, по меньшей мере, в одном из участка сушки, участка сжигания и участка дожигания.
[0016]
В соответствии с такой конфигурацией, появляется возможность изменять скорости транспортировки для каждого участка в зависимости от свойств объектов, подлежащих сжиганию как отходы.
[0017]
В печи типа слоевой топки для сжигания отходов участок сжигания и участок дожигания могут быть постоянно соединены друг с другом без ступеньки.
[0018]
При такой конфигурации будет легче сжигать как отходы объект, подлежащий сжиганию как отходы.
[0019]
В печи типа слоевой топки для сжигания отходов, по меньшей мере, одна из подвижных колосниковых решеток участка сушки может быть протрузионной колосниковой решеткой, при этом на дистальном конце протрузионной колосниковой решетки сформирован выступ.
[0020]
При такой конфигурации появляется возможность повысить эффект перемешивания объектов, подлежащих сжиганию как отходы, когда подвижные колосниковые решетки совершают возвратно-поступательное движение.
[0021]
В печи типа слоевой топки для сжигания отходов, по меньшей мере, одна из подвижных колосниковых решеток участка сжигания может быть протрузионной колосниковой решеткой, при этом на дистальном конце протрузионной колосниковой решетки сформирован выступ.
[0022]
В печи типа слоевой топки для сжигания отходов угол наклона слоевой топки участка сушки может быть установлен как угол между —15° и —25°, а угол наклона слоевой топки участка сжигания и участка дожигания может быть установлен как угол между +5° и +15°.
В предпочтительном варианте угол наклона слоевой топки участка сушки может составлять —20°, а угол наклона слоевой топки участка сжигания и участка дожигания может быть установлен как составляющий +10°.
В соответствии с такой конфигурацией, поскольку требуемую длину слоевой топки можно сократить, появляется возможность разработать малогабаритную и экономичную печь типа слоевой топки для сжигания отходов.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0023]
В соответствии с данным изобретением, появляется возможность непрерывно загружать объекты, подлежащих сжиганию как отходы, безотносительно свойств объектов, подлежащих сжиганию как отходы, и оказывается возможным исключение остаточных продуктов сжигания объектов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0024]
На фиг.1 представлен вид, демонстрирующий схематическую конфигурацию печи типа слоевой топки для сжигания отходов в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
На фиг.2 представлен вид для пояснения угла наклона слоевой топки печи типа слоевой топки для сжигания отходов в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
На фиг.3 представлен вид сбоку, иллюстрирующий форму колосниковых решеток печи типа слоевой топки для сжигания отходов в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
На фиг.4 представлен график, поясняющий, что подходящим диапазоном угла наклона слоевой топки участка сушки является тот, в котором угол находится между —15° и —25°.
На фиг.5 представлен график, поясняющий, что подходящим диапазоном угла наклона слоевой топки участка сжигания является тот, в котором угол находится между +5° и +15°.
На фиг.6 представлен график, поясняющий причину, по которой надлежащий диапазон угла наклона слоевой топки участка сжигания находится между +8° и +12°, а оптимальное значение составляет +10° при рассмотрении и участка сушки, и участка сжигания.
На фиг.7 представлен вид для пояснения угла наклона слоевой топки печи типа слоевой топки для сжигания отходов в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0025]
Первый вариант осуществления
Ниже, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет подробно описана печь типа слоевой топки для сжигания отходов согласно данному изобретению.
Печь типа слоевой топки для сжигания отходов согласно данному варианту осуществления представляет собой печь типа слоевой топки для сжигания отходов, предназначенную для сжигания объектов, подлежащих сжиганию как отходы, таких, как мусор, и, как иллюстрируется на фиг.1, включает в себя бункер 2 для временного хранения объектов T, подлежащих сжиганию как отходы, печь 3 для сжигания, предназначенную для сжигания объектов T, устройство подачи 4 для подачи объектов T в печь 3 для сжигания отходов, слоевую топку 5 (включающую в себя колосниковые решетки 15 и 16 участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания), предусмотренную на нижней стороне печи 3 для сжигания отходов, и воздушный короб 6, предусмотренный под слоевой топкой 5.
[0026]
Устройство подачи 4 заталкивает объекты T, непрерывно подаваемые на стол 7 подачи, в печь 3 для сжигания отходов через бункер 2. Устройству подачи 4 сообщают возвратно-поступательное движение на столе 7 подачи с предварительно определенным ходом посредством приводного устройства 8 устройства подачи.
Воздушный короб 6 подает первичный воздух из нагнетателя (не изображен) к каждой части слоевой топки 5.
Печь 3 для сжигания отходов предусмотрена над слоевой топкой 5 и имеет камеру 9 сгорания, включающую в себя камеру первичного сгорания и камеру вторичного сгорания. Нагнетатель 10 для подачи вторичного воздуха в камеру 9 сгорания соединен с печью 3 для сжигания отходов.
[0027]
Слоевая топка 5 представляет собой устройство для сжигания, в котором колосниковые решетки 15 и 16 расположены ступенчато. На слоевой топке 5 сжигают объекты T.
В дальнейшем, направление, в котором транспортируют объекты T, называется направлением D транспортировки. Объекты T транспортируют по слоевой топке 5 в направлении D транспортировки. На фиг.1, 2 и 3 правая сторона - это сторона D1 ниже по потоку в направлении транспортировки. Кроме того, поверхность, на которой крепятся колосниковые решетки 15 и 16, называется установочной поверхностью, а угол по направлению D транспортировки, образуемый горизонтальной поверхностью и установочной поверхностью с вершинами на впускных концах (11b, 12b и 13b) участка сушки, участка сжигания или участка дожигания называется углом наклона слоевой топки (углом установки). Когда конец стороны ниже по потоку установочной поверхности в направлении транспортировки направлен вверх от горизонтальной плоскости, угол наклона слоевой топки задают как имеющий положительное значение, а когда сторона ниже по потоку установочной поверхности в направлении транспортировки направлена вниз от горизонтальной плоскости, угол наклона слоевой топки задают как имеющий отрицательное значение.
[0028]
В порядке следования от стороны выше по потоку в направлении транспортировки объектов T, слоевая топка 5 имеет участок 11 сушки, предназначенный для сушки объектов T, участок 12 сжигания, предназначенный для сжигания объектов T, и участок 13 дожигания, предназначенный для полного сжигания не прогоревших компонентов (дожигания). Сушку, сжигание и дожигание в слоевой топке 5 проводят, последовательно транспортируя объекты T в участке 11 сушки, участке 12 сжигания и участке 13 дожигания.
Каждый из каскадов 11, 12 и 13 имеет множество неподвижных колосниковых решеток 15 и множество подвижных колосниковых решеток 16.
Неподвижные колосниковые решетки 15 и подвижные колосниковые решетки 16 расположены в чередующемся порядке в направлении D транспортировки. Подвижным колосниковым решеткам 16 сообщают возвратно-поступательное движение в направлении D транспортировки. Объекты T транспортируют по слоевой топке 5 и перемешивают посредством возвратно-поступательного движения подвижных колосниковых решеток 16. То есть, находящиеся в ниже расположенных слоях порции объектов T перемещают и заменяют находящимися в выше расположенных слоях порциями.
[0029]
Участок 11 сушки принимает объекты T, которые выталкиваются устройством подачи 4 и падают в печь 3 для сжигания отходов, испаряет влагу, присутствующую в объектах, подлежащих сжиганию как отходы, и частично термически разлагает объекты T. Участок 12 сжигания воспламеняет объекты T, высушенные в участке 11 сушки, с помощью первичного воздуха, подаваемого из воздушного короба 6 под участком 12 сжигания, и сжигает летучие вещества и присутствующий связанный углерод. Участок 13 дожигания сжигает присутствующие не прогоревшие вещества, такие, как присутствующий связанный углерод, прошедший без достаточного прогорания через участок 12 сжигания, до тех пор, пока не прогоревшие вещества не превратятся в золу полностью.
На выходе участка 13 дожигания предусмотрен золоотвод 17. Через этот золоотвод 17 происходит выпуск золы из печи 3 для сжигания отходов.
[0030]
Каждый из участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания имеет приводной механизм 18 для привода подвижных колосниковых решеток 16. То есть, каждый из участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания имеет отдельный приводной механизм 18 для привода множества подвижных колосниковых решеток 16.
[0031]
Приводной механизм 18 крепится к балке 19, предусмотренной на слоевой топке 5. Приводной механизм 18 имеет гидравлический цилиндр 20, крепящийся к балке 19, рычаг 21, приводимый в действие гидравлическим цилиндром 20, и балку 22, соединенную с дистальным концом рычага 21. Балка 22 и подвижные колосниковые решетки 16 соединены друг с другом через кронштейн 23.
[0032]
В соответствии с приводным механизмом 18 согласно этому варианту осуществления, рычаг 21 приводится в действие за счет выдвижения и втягивания штока гидравлического цилиндра 20. Посредством движения рычага 21, балка 22, конфигурация которой обеспечивает движение вдоль каждой из установочной поверхностей 11a, 12a и 13a слоевой топки 5, движется, и происходит привод подвижных колосниковых решеток 16, соединенных с балкой 22.
[0033]
Хотя в качестве приводного механизма 18 можно использовать гидравлический цилиндр 20, это не является ограничением, и можно позаимствовать для этой цели, например, гидравлический двигатель, электрический цилиндр, проводящий линейный двигатель или аналогичное средство. Кроме того, форма приводного механизма 18 не ограничивается формой согласно вышеописанному варианту осуществления, и в той мере, в какой реализуется возможность сообщения возвратно-поступательного движения подвижным колосниковым решеткам 16, можно позаимствовать любую форму. Например, вместо расположения рычага 21, балку 22 и гидравлический цилиндр можно соединять друг с другом и сообщать им привод непосредственно.
[0034]
Для печи 1 типа слоевой топки для сжигания отходов согласно данному варианту осуществления можно задать скорость движения подвижных колосниковых решеток 16 в участке 11 сушки, участке 12 сжигания и участке 13 дожигания таким образом, что это будет одна и та же скорость или разные скорости друг относительно друга, по меньшей мере, в одном из участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания.
Например, когда загружают объекты T, от которых требуется, чтобы они достаточно прогорали в участке 12 сжигания, добиться достаточного прогорания объектов T можно за счет уменьшения скорости движения подвижных колосниковых решеток 16 участка 12 сжигания и за счет уменьшения скорости транспортировки объектов T по участку 12 сжигания.
[0035]
Как иллюстрируется на фиг.2 и 3, неподвижные колосниковые решетки 15 и подвижные колосниковые решетки 16 расположены так, что их конец стороны ниже по потоку в направлении транспортировки направлен вверх по отношению к установочным поверхностям 11a, 12a и 13a участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания. Помимо этого, колосниковые решетки 15 и 16 расположены так, что дистальные концы колосниковых решеток 15 и 16 направлены к стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки. Поэтому подвижные колосниковые решетки 16 приводятся в действие, посылая объекты T, находящиеся на неподвижных колосниковых решетках 15, к стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки.
[0036]
Некоторые из подвижных колосниковых решеток 16 участка 11 сушки могут быть протрузионными колосниковыми решетками 16P, каждая из которых имеет выступ (а в остальном они являются обычными колосниковыми решетками, как будет пояснено позже). Как иллюстрируется на фиг.2, каждая из подвижных колосниковых решеток 16 в конкретной зоне R1, которая соответствует 50% — 80% всей площади участка 11 сушки от стороны D2 его ниже по потоку до стороны выше по потоку в направлении D транспортировки, является протрузионной колосниковой решеткой 16P. Поскольку участок сушки оснащен протрузионными колосниковыми решетками 16P, появляется возможность повысить мощность перемешивания, которой должен обладать участок сушки.
Как иллюстрируется на фиг.3, протрузионная колосниковая решетка 16P имеет пластинчатый корпус 25 колосниковой решетки и треугольный выступ 26, образованный на дистальном конце корпуса 25 колосниковой решетки. Выступ 26 выступает вверх из верней поверхности корпуса 25 колосниковой решетки. На форму выступа 26 ограничений нет, и она может быть, например, трапецеидальной или круглой.
В данном случае, каждая из неподвижных колосниковых решеток 15 согласно фиг.3 представляет собой колосниковую решетку без выступа на верхней поверхности ее дистального конца, и эта форма называется обычной колосниковой решеткой.
[0037]
В данном варианте осуществления некоторые из подвижных колосниковых решеток 16 определяются как протрузионные колосниковые решетки 16P, но это ограничением не является, и протрузионными колосниковыми решетками могут быть обе - подвижная и неподвижная - колосниковые решетки 16 и 15.
А протрузионными колосниковыми решетками могут быть как подвижные колосниковые решетки 16, так и неподвижные колосниковые решети 15.
Кроме того, зона, в которой предусмотрены протрузионные колосниковые решетки 16P, не ограничивается вышеупомянутой зоной, и протрузионные колосниковые решетки 16P можно использовать, например, для всех колосниковых решеток участка 11 сушки.
Помимо этого, в зависимости от свойств или типов объектов T, все колосниковые решетки (неподвижная колосниковая решетка и подвижная колосниковая решетка) в участке сушки могут быть обычными колосниковыми решетками.
[0038]
Аналогично участку 11 сушки, некоторые из подвижных колосниковых решеток 16 участка 12 сжигания представляют собой протрузионные колосниковые решетки 16P. В частности, каждая из подвижных колосниковых решеток 16 в конкретной зоне R2, которая соответствует от 50% до 80% всей площади участка 12 сжигания от стороны ее ниже по потоку до стороны выше по потоку в направлении транспортировки, представляет собой протрузионную колосниковую решетку 16P. Другие подвижные колосниковые решетки 16 участка 12 сжигания представляют собой обычные колосниковые решетки. Как и в участке сушки, и подвижные колосниковые решетки 16, и неподвижные колосниковые решетки 15 могут быть протрузионными решетками, в зависимости свойств и типов объектов T, и все колосниковые решетки (неподвижные колосниковые решетки и подвижные колосниковые решетки) можно использовать как обычные колосниковые решетки.
В колосниковых решетках участка 13 дожигания подвижные колосниковые решетки 16 и неподвижные колосниковые решетки 15 изображены на фиг.2 как обычные колосниковые решетки, но - как и в участке 11 сушки и участке 12 сжигания - можно позаимствовать протрузионные колосниковые решетки.
[0039]
Далее будет описан угол наклона слоевой топки (угол установки) участка 11 сушки, участка 12 сжигания и участка 13 дожигания.
Как иллюстрируется на фиг.2, участок 11 сушки слоевой топки 5 согласно данному варианту осуществления расположен направленным вниз. То есть, установочная поверхность 11a участка 11 сушки наклонена так, что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки оказывается ниже. В частности, угол θ1 наклона слоевой топки участка 11 сушки, который представляет собой угол между горизонтальной плоскостью с вершиной на концевом участке 11b на стороне выше по потоку участка 11 сушки и стороной направления транспортировки установочной поверхности 11a, составляет от —15° (минус 15 градусов) до —25° (минус 25 градусов).
[0040]
Участок 12 сжигания слоевой топки 5 согласно данному варианту осуществления расположен направленным вверх. То есть, установочная поверхность 12a участка 12 сжигания наклонена так, что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки оказывается выше. Конкретнее, угол θ2 наклона слоевой топки участка 12 сжигания, который представляет собой угол между горизонтальной плоскостью с вершиной на впускном концевом участке 12b участка 12 сжигания и стороной направления транспортировки установочной поверхности 12a, составляет от +5° (плюс 5 градусов) до +15° (плюс 15 градусов).
[0041]
Участок 13 дожигания слоевой топки 5 согласно данному варианту осуществления расположен направленным вверх. То есть, установочная поверхность 13a участка 13 дожигания наклонена так, что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки оказывается выше. Конкретнее, угол θ3 наклона слоевой топки участка 13 дожигания, который представляет собой угол между горизонтальной плоскостью с вершиной на впускном концевом участке 13b участка 13 дожигания и стороной направления транспортировки установочной поверхности 13a, составляет от +5° (плюс 5 градусов) до +15° (плюс 15 градусов).
[0042]
Между участком 11 сушки и участком 12 сжигания сформирована ступенька 27 (стенка падения). Концевой участок 11c участка 11 сушки на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки выполнен оказывающимся выше в вертикальном направлении, чем концевой участок 12b участка 12 сжигания на стороне выше по потоку в направлении транспортировки.
Аналогичным образом, между участком 12 сжигания и участком 13 дожигания сформирована ступенька 28 (стенка падения). Концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки выполнен оказывающимся выше в вертикальном направлении, чем концевой участок 13b участка 13 дожигания на стороне выше по потоку в направлении транспортировки.
[0043]
Концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки и концевой участок 13c участка 13 дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки находятся, по существу, в одном и том же положении в вертикальном направлении, или концевой участок 13c участка 13 дожигания располагается выше концевого участка 12c участка 12 сжигания в вертикальном направлении. Печь 1 типа слоевой топки для сжигания отходов согласно данному варианту осуществления представляет собой пример, в котором концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки и концевой участок 13c участка 13 дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки находятся в одном и том же положении в вертикальном направлении.
[0044]
Далее будет описана причина, по которой угол наклона слоевой топки участка 11 сушки задают равным углу между —15° (минус 15 градусов) и —25° (минус 25 градусов).
Функция участка 11 сушки заключается в том, чтобы эффективно сушить и удалять влагу, присутствующую в объектах T, за счет использования теплоты излучения из пламени над объектами T и физической теплоты первичного воздуха из расположенной ниже части колосниковых решеток.
В данном случае, теплота излучения из пламени имеет больший вклад в сушку, чем физическая теплота первичного воздуха, и продолжить сушку участка расположенного выше слоя объектов T легко.
По этой причине, скорость сушки повышают, перемещая участок расположенного ниже слоя объектов T вверх посредством операции перемешивания у колосниковых решеток и замены участка расположенного ниже слоя участком расположенного выше слоя.
Вместе с тем, даже когда проводят операцию перемешивания, поскольку в участке 11 сушки сжигания отходов, по существу, не должно быть, необходимо гарантировать длину, достаточную для удовлетворительного проведения испарения влаги. По мере увеличения длины, увеличиваются габариты печи для сжигания отходов, а также увеличиваются затраты. Поэтому требуется делать длину слоевой топки как можно короче.
[0045]
Если абсолютное значение угла наклона слоевой топки больше, чем угол естественного откоса объектов T, то, поскольку объекты T сминаются под действием своего собственного веса, а слои объектов T не образуются, слоевая топка 5 не работает должным образом. С другой стороны, если абсолютное значение угла наклона слоевой топки меньше, чем угол естественного откоса объектов T, слоевая топка 5 работает должным образом, но уменьшается движение объектов T под действием силы тяжести (движение под действием своего собственного веса). Кроме того, когда установочная поверхность направлена вверх, то есть, когда угол наклона слоевой топки соответствует положительному значению (значению со знаком плюс) наклона, сила тяжести действует в направлении сталкивания объектов T назад с направления транспортировки.
Когда объем транспортировки объектов T из-за слоевой топки 5 оказывается меньше, чем объем загрузки объектов T, возможности слоевой топки 5 достигают предела транспортировки, и слоевая топка 5 не сможет обеспечить надлежащее сжигание объема загрузки объекта T как отходов.
[0046]
Оптимальный угол наклона слоевой топки отличается в зависимости от объема объектов T, подлежащих загрузке, и влагосодержания объектов T. В данном случае, описание будет приведено в предположении, что случай, в котором объем объектов T, подлежащих загрузке, является высоким и влагосодержание является высоким (большой объем влаги) - это случай, в которой нагрузка загружаемых объектов велика. Наоборот, случай, в котором объем объектов T, подлежащих загрузке, является малым и влагосодержание является низким, это случай, в которой нагрузка загружаемых объектов мала.
[0047]
На фиг.4 иллюстрируется график, на котором по горизонтальной оси представлен угол наклона слоевой топки участка 11 сушки, по вертикальной оси представлена требуемая длина слоевой топки участка 11 сушки, и от случая (1), в котором нагрузка загружаемых объектов является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка загружаемых объектов является наименьшей, построена зависимость между углом наклона слоевой топки участка 11 сушки и требуемой длиной слоевой топки участка 11 сушки.
В данном случае, требуемая длина слоевой топки - это расстояние, на котором высушивают 95% влаги загруженных объектов T. «Угол естественного откоса» по горизонтальной оси представляет угол естественного откоса объектов T.
[0048]
Как иллюстрируется на графике согласно фиг.4, угол наклона слоевой топки, составляющий —30°, является предельным для формирования слоя объектов T. Что касается угла наклона слоевой топки согласно пределу формирования слоя, то требуемая длина слоевой топки уменьшается по мере сокращения угла наклона слоевой топки. Вместе с тем, когда угол наклона слоевой топки возвращается к положительному значению, требуемая длина слоевой топки постепенно становится больше. Это происходит потому, что когда угол наклона слоевой топки становится положительным значением, установочная поверхность направлена вверх, а скорость транспортировки замедляется, и в результате слой объектов T становится толстым, а проведение сушки объектов T в ниже находящемся слое затрудняется.
Следует отметить, что, из четырех случаев, от случая (1), в котором нагрузка объектов Т, подлежащих загрузке, является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка объектов Т, подлежащих загрузке, является наименьшей, не важно, являются ли свойства или количество объектов T соответствующими или соответствующим оптимальному углу наклона слоевой топки участка 11 сушки, при котором обработку объектов T можно провести надлежащим образом, а длину слоевой топки можно установить наикратчайшей, при которой имеется надлежащий диапазон угла между —15° (минус 15 градусов) и —25° (минус 25 градусов). Кроме того, оптимальное значение составляет —20° (минус 20 градусов).
[0049]
Далее будет пояснена причина, по которой в случае, в котором угол наклона слоевой топки участка 11 сушки задают находящимся в пределах надлежащего диапазона, описанного выше, надлежит сделать углом наклона слоевой топки участка 12 сжигания, находящимся между +5° (плюс 5 градусов) до +15° (плюс 15 градусов).
Функция участка 12 сжигания заключается в том, чтобы поддерживать температуру слоя объектов Т за счет теплоты излучения из пламени и теплоты сгорания за счет собственного кислорода, а также способствовать генерированию горючего газа за счет термического разложения летучих веществ и способствовать сжиганию связанного углерода, который остается после термического разложения.
[0050]
В данном случае, поскольку время, требуемое для сжигания связанного углерода, больше, чем время, требуемое для улетучивания летучего горючего газа, требуемую длину слоевой топки участка 12 сжигания определяют в соответствии со временем, требуемым для сжигания связанного углерода.
[0051]
На фиг.5 иллюстрируется график, на котором иллюстрируется график, где по горизонтальной оси представлен угол наклона слоевой топки участка сжигания, по вертикальной оси представлена требуемая длина слоевой топки участка сжигания, и от случая (1), в котором нагрузка загружаемых объектов является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка загружаемых объектов является наименьшей, построена зависимость между углом наклона слоевой топки участка сжигания и требуемой длиной слоевой топки участка сжигания. В данном случае, требуемая длина слоевой топки - это расстояние, на котором испаряется или прогорает 95% содержащихся летучих горючих веществ.
[0052]
Как иллюстрируется на фиг.5, угол наклона слоевой топки, составляющий —30°, - это предел для формирования слоя объектов T. Что касается угла наклона слоевой топки согласно пределу формирования слоя, то требуемая длина слоевой топки уменьшается по мере сокращения угла. Учитывая предел транспортировки, надлежащий диапазон угла наклона слоевой топки можно задать соответствующим диапазону, очерченному штрих-пунктирной линией, проиллюстрированному на фиг.5.
[0053]
Даже когда нагрузка загружаемых объектов в участке 11 сушки велика, поскольку участок 11 сушки имеет угол наклона слоевой топки в пределах надлежащего диапазона, снижение содержания воды и снижение объема отходов ускоряются. Поэтому, например, даже если нагрузка соответствует случаю (1) в участке 11 сушки, поскольку нагрузка изменяется до значений, соответствующих случаям (3) и (4) в участке 12 сжигания, в участке 12 сжигания можно позаимствовать больший угол наклона слоевой топки. То есть, поскольку участок сжигания можно направить вверх, появляется возможность гарантировать время удержания, требуемое для сжигания связанного углерода, а также можно сократить длину слоевой топки.
[0054]
На фиг.6 представлен график, на котором по горизонтальной оси представлен угол наклона слоевой топки участка 12 сжигания, по вертикальной оси представлена длина слоевой топки, требуемая и для участка 11 сушки, и для участка 12 сжигания, и от (1), в котором объектов Т, подлежащих загрузке, является наибольшей, к случаю (4), в котором нагрузка загружаемых объектов является наименьшей, построена зависимость между углом наклона слоевой топки участка 12 сжигания и длиной слоевой топки, требуемой и для участка 11 сушки, и для участка 12 сжигания. В данном случае, угол наклона слоевой топки участка 11 сушки задан равным оптимальному значению —20° (минус 20 градусов).
[0055]
Как иллюстрируется на фиг.6, с учетом предела транспортировки, надлежащим диапазоном угла наклона слоевой топки участка 12 сжигания является тот, в котором угол находится между +8° (плюс 8 градусов) и +12° (плюс 12 градусов). Кроме того, в случае, в котором угол наклона слоевой топки участка 11 сушки имеет оптимальное значение —20° (минус 20 градусов), оптимальное значение угла наклона слоевой топки участка 12 сжигания составляет +10° (плюс 10 градусов).
Поскольку требуемые длины слоевых топок участка 11 сушки и участка 12 сжигания можно сделать как можно более короткими, задавая соответственные углы наклона слоевых топок находящимися в надлежащих диапазонах, в частности - равными оптимальным значениям, даже если в состав слоевой топки входит участок 13 дожигания, то появляется возможность разработать слоевую топку, малогабаритную и экономичную по сравнению с обычной.
[0056]
В соответствии с этим вариантом осуществления, поскольку участок 11 сушки наклонен вниз, появляется возможность транспортировать объекты Т любого типа вплоть до участка 12 сжигания без задержки. Кроме того, поскольку участок 12 сжигания и участок 13 дожигания наклонены вверх, объектам T нелегко соскользнуть вниз или скатиться вниз на сторону ниже по потоку участка 12 сжигания, и эти объекты достаточно прогорают и транспортируются.
[0057]
То есть, хотя сжигание как отходов объектов T, в состав которых входят скользкие материалы или которые сами имеют такую форму, что легко катятся, поскольку объекты транспортируются к участку 12 сжигания раньше благодаря качению по участку 11 сушки или аналогичному средству, существует вероятность, что в участке 11 сушки не произойдет тщательная сушка. Вместе с тем, поскольку участок 12 сжигания и участок 13 дожигания наклонены вверх, объекты T, скатывающиеся вниз к участку 11 сушки, не катятся дальше вниз к участку 12 сжигания и участку 13 дожигания, и можно будет объекты T достаточно просушить и - при необходимости - сжечь как отходы в участке 12 сжигания. Поскольку объекты T, имеющие высокое содержание воды, транспортируются к участку 12 сжигания, высушиваясь и не оставаясь при этом в участке 11 сушки, объекты T также можно в достаточной мере сжигать как отходы в участке 12 сжигания.
В результате, безотносительно свойств объектов T, появляется возможность непрерывно загружать объекты T и становится возможным исключить сжигание остатков объектов T.
[0058]
Помимо этого, концевой участок 13c участка 13 дожигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки находится, по существу, в том же положении в вертикальном направлении, что и концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки, или над концевым участком 12c участка 12 сжигания. Соответственно, даже в случае, в котором объекты T скатываются вниз или совершают аналогичное движение в участке 11 сушки, появляется возможность предотвратить выпуск объектов T из участка 13 дожигания недостаточно прогоревшими.
[0059]
Второй вариант осуществления
Ниже, со ссылками на чертежи, будет подробно описана печь типа слоевой топки для сжигания отходов в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения. Применительно к этому варианту осуществления будут рассмотрены главным образом отличия от вышеописанного первого варианта осуществления, а описание аналогичных частей будет опущено.
Как иллюстрируется на фиг.7, ступенька (стенка падения) между участком 12 сжигания и участком 13 дожигания слоевой топки 5 согласно этому варианту осуществления отсутствует. То есть, участок 12 сжигания и участок 13 дожигания согласно этому варианту осуществления неразрывно соединены друг с другом. Иными словами, концевой участок 12c участка 12 сжигания на стороне ниже по потоку в направлении транспортировки и концевой участок 13b участка 13 дожигания стороне выше по потоку в направлении транспортировки сформированы имеющими одну и ту же высоту.
[0060]
В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления, даже если объекты T, катящиеся вниз к участку 11 сушки, обладают мощным импульсом и проходят со своим импульсом через участок 12 сжигания, они останавливаются, по меньшей мере, в участке 13 дожигания и не выпускаются из участка 13 дожигания. Кроме того, поскольку участок 13 дожигания и участок 12 сжигания неразрывно соединены друг с другом без ступенек, даже если объекты T, которые прогорели недостаточно, катятся к участку 13 дожигания, объекты T возвращаются к участку 12 сжигания благодаря своему собственному весу, и можно осуществить сжигание. Иными словами, появляется возможность сократить выпуск не полностью прогоревших объектов T.
[0061]
Хотя со ссылками на чертежи подробно описаны варианты осуществления данного изобретения, конкретные конфигурации этими вариантами осуществления не ограничиваются, и в рамках объема притязаний данного изобретения, не отступая от его существа и т.п., в него можно внести изменения.
В вышеупомянутом варианте осуществления дистальные концы колосниковых решеток 15 и 16 обращены к стороне D1 ниже по потоку в направлении транспортировки. Однако данное изобретение этим не ограничивается. Например, дистальные концы колосниковых решеток 15 и 16 участка 11 сушки могут быть расположены обращенными к стороне выше по потоку в направлении транспортировки.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0062]
1 Печь типа слоевой топки для сжигания отходов
2 Бункер
3 Печь для сжигания отходов
4 Устройство подачи
5 Слоевая топка
6 Воздушный короб
7 Стол подачи
8 Приводное устройство устройства подачи
9 Камера сгорания
10 Нагнетатель
11 Участок сушки
11a Установочная поверхность участка сушки
12 Участок сжигания
12a Установочная поверхность участка сжигания
13 Участок дожигания
13a Установочная поверхность участка дожигания
15 Неподвижная колосниковая решетка
16 Подвижная колосниковая решетка
16P Протрузионная колосниковая решетка
17 Золоотвод
18 Приводной механизм
19 Балка
20 Гидравлический цилиндр
21 Рычаг
22 Балка
23 Кронштейн
25 Корпус колосниковой решетки
26 Выступ
27, 28 Ступенька (стенка падения)
D Направление транспортировки
D1 Сторона ниже по потоку в направлении транспортировки
T Объект, подлежащий сжиганию как отходы
θ1, θ2, θ3 Угол наклона слоевой топки.
Реферат
Изобретение относится к печи типа слоевой топки для сжигания отходов, предназначенной для сжигания объекта, подлежащего сжиганию как отходы, такого, как мусор. Технический результат заключается в возможности непрерывной загрузки объектов независимо от их свойств и исключения сжигания остатков объектов. Печь содержит участок сушки, участок сжигания и участок дожигания, причем каждый из каскадов имеет множество неподвижных колосниковых решеток и множество подвижных колосниковых решеток, и при этом объекты, подлежащие сжиганию, подаваемые из устройства подачи, подвергаются сушке, сжиганию и дожиганию в процессе последовательной транспортировки объектов, подлежащих сжиганию, через участок сушки, участок сжигания и участок дожигания, причем участок сушки расположен под наклоном, так что сторона ниже по потоку в направлении транспортировки направлена вниз для того, чтобы участок сушки транспортировал объекты, подлежащие сжиганию, с любыми свойствами без задержки на участок сжигания, участок сжигания соединен с участком сушки и расположен под наклоном, так что его конец стороны ниже по потоку в направлении транспортировки направлен вверх для того, чтобы объекты, подлежащие сжиганию, катящиеся вниз по участку сушки, не катились дальше вниз по участку сжигания к участку дожигания и достаточно высушивались и сжигались на участке сжигания, а участок дожигания соединен с участком сжигания и расположен под наклоном, так что его конец стороны ниже по потоку в направлении транспортировки направлен вверх. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
