початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2280813

СПОСІБ УТИЛІЗАЦІЇ ВІДХОДІВ І КАМЕРНА ПЕЧЬ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ

Ім'я винахідника: Соловйов Геннадій Васильович
Ім'я патентовласника: Соловйов Геннадій Васильович
Адреса для листування: 192242, Санкт-Петербург, вул. Турку, 2, корп.1, кв.216, Г.В. Соловйову
Дата початку дії патенту: 2004.01.05

Спосіб утилізації відходів в камерних печах і камерна піч для його здійснення призначені для утилізації рідких і твердих відходів. Спосіб утилізації відходів в камерній печі включає спалювання твердих відходів за рахунок тепла спалювання палива при подачі повітря на горіння при періодичному перемішуванні твердих відходів. Тверді відходи завантажують в перфорований барабан при його висуванні з камери згоряння печі. Перемішування твердих відходів при спалюванні здійснюють періодичним обертанням зазначеного барабана. Як паливо використовують горючі і дисперговані нефтесодержащие рідкі відходи, що подаються пневматично в пальник камери згоряння, причому зазначені рідкі відходи і розпилюють їх повітря попередньо підігрівають теплом газів. У процесі спалювання в піч примусово нагнітають повітря, розділяється на три потоки, один з яких проходить через отвір для пальника в камеру згоряння, охолоджуючи пальник, інший проходить через порожнину, утворену реактором, що містить камеру згоряння, і зовнішнім кожухом, охолоджує кожух, через отвори в стінці реактора потрапляє в камеру згоряння, обидва ці потоку забезпечують горіння рідких і твердих відходів, третій охолоджує і ежектує гази, що йдуть. Технічний результат: підвищення надійності роботи та зручності обслуговування установки, зниження витрат при утилізації відходів.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до утилізації рідких і твердих відходів і може бути використано на транспорті, на промислових підприємствах і підприємствах хімічної, нафтовидобувної та нафтопереробної галузях, при експлуатації суден і кораблів.

Відомі способи утилізації твердих відходів в камерних печах, US 5285737 A, F 23 B 5/00, 15.02.1994, шляхом подачі зверху палива, воспламеняющего відходи. Гази, що йдуть при цьому засмоктують через отвори в димоході повітря, охолоджуючи йдуть гази. Знизу печі змонтована на роликових опорах висувний гаряча камера, що дозволяє видаляти зольні відходи. Наведений спосіб утилізації твердих відходів є найбільш близьким аналогом до заявляється і є прототипом.

Недоліки зазначеного способу полягають в необхідності спалювання палива для утилізації твердих відходів, відсутність ефективного перемішування в процесі спалювання твердих відходів, наявність спеціальної системи подачі палива, роздільне відкривання гарячої камери для видалення зольних відходів, малоефективне охолодження відхідних газів за рахунок самозасасиванія газами охолоджуючого повітря через отвори в димоході і можливості виходу через ці отвори димових газів при підвищеному опорі всього димоходу, що особливо важливо при розташуванні утилізатора в приміщенні.

Метою даного винаходу є зниження витрат при утилізації відходів, підвищення надійності роботи та зручності обслуговування установки.

Основні технічні результати, завдяки яким забезпечується виконання поставлених завдань, це:

- Ефективне перемішування твердих відходів при їх спалюванні теплом, отриманим при утилізації рідких горючих відходів;

- Відкритість внутрішніх частин установки при висуненні двері на роликових опорах;

- Паливопідготовки рідких горючих відходів і надійна витяжка з установки.

Зазначені цілі досягаються в пропонованому способі утилізації відходів в камерній печі.

Спосіб утилізації відходів полягає в тому, що відходи завантажують в перфорований барабан при його висуванні з камери згоряння печі, перемішування твердих відходів при спалюванні здійснюють періодичним обертанням зазначеного барабана. Як паливо використовують горючі і дисперговані нефтесодержащие рідкі відходи, що подаються пневматично в пальник камери згоряння. Зазначені рідкі відходи і розпилюють їх повітря попередньо підігрівають теплом газів. У процесі спалювання в піч примусово нагнітають повітря, розділяється на три потоки. Перший потік проходить через пальник, охолоджує її верхню частину і потрапляє в камеру згоряння. Другий потік повітря проходить через порожнину, утворену реактором, що містить камеру згоряння, і зовнішнім кожухом, охолоджує кожух, через отвори в стінці реактора потрапляє в камеру згоряння. Перший і другий потоки забезпечують горіння рідких і твердих відходів в камері згоряння. Третій потік повітря нагнітають в газовідвідну трубу, і він охолоджує і ежжектірует гази, що йдуть.

Камерна піч для реалізації способу утилізації відходів складається з роз'ємного реактора з теплоізоляцією і каркаса, в бічних стінках якого виконані в горизонтальній площині отвору для подачі повітря в камеру згоряння реактора. Навколо каркаса з зазором по периметру розташований роз'ємний кожух з висувною дверима, виконаної на роликових опорах, що переміщаються по напрямних. Висувна двері виконана заодно з зольним піддоном і стійками, на яких встановлено жорстко на валу, що має торцеву проріз, роз'ємний перфорований барабан. Барабан виконаний таким чином, що при закритих дверях вал барабана збігається з наскрізним отвором, що проходить через реактор з теплоізоляцією і каркасом і кожух. У цей наскрізний отвір встановлена ​​Z - образна ручка, кінець якої профільовани і входить в торцеву проріз валу. У верхній частині реактора розташовані пальник для спалювання палива та газовідвідними труба. Пальник трубопроводами пов'язана з баком для забруднених нафтою рідких відходів з теплонагреватель і диспергаторів і баком з дизельним паливом, а й з системою стисненого повітря, пов'язаної з двома баками. Газовідвідними труба забезпечена соосно розташованим патрубком для ежекції повітрям газів. Усередині реактора встановлена ​​перегородка, що утворює з внутрішніми стінками реактора камеру допалювання.

На кресленні зображений загальний вид камерної печі і її пневмогідравлічні схема.

Камерна піч складається з реактора 1, виконаного з двох частин з армованого вогнетривкого бетону, оточеного теплоізоляцією 2 і каркасом 3. Внутрішня порожнина реактора утворює камеру згоряння. Каркас 3 і виготовлений з двох частин, з'єднаних болтами, закріплений на підставі 5, до якого прикріплений рейок направляючий 4. На рейок 4 спираються роликові опори двері завантажувального 7, виконаної в моноліті з опорою 8, в яку встановлений вал 9 з прорізом в торці. Проріз знаходиться навпроти наскрізного отвору, що проходить через реактор, каркас і кожух. На валу 9 жорстко встановлений барабан завантажувальний 6, який в опорі 8 може обертатися разом з валом 9. Барабан завантажувальний розташований в камері згоряння і по котра утворює бічних стінок, виконаних перфорованими, з'єднаний планками 10. Частина цих планок знімна. Під барабаном 6 на нижній частині підстави закріплений піддон 55. У верхній частині реактора 1 є отвори, в яких закріплені пальник 11 і патрубок 12 для відведення димових газів. Реактор оточений кожухом 54, що створює по периметру між кожухом і реактором порожнину. Кожух 54 і як і каркас 3 роз'ємний, з'єднаний болтовими з'єднаннями. Роз'ємні елементи печі дозволяють постачати його в блоковому вигляді для можливості транспортування через дверні прорізи судна при необхідності установки печі на експлуатованих судах. Над патрубком 12, співвісно з ним розташована газовідвідними труба 19, в якій встановлено ежектор 17 з нагнітає вентилятором 16, термопари 15 і 18, підігрівачі 20 і 21. Термопара 14 встановлена ​​в порожнині реактора 1, що утворює камеру згоряння. У порожнині, утвореної реактором і кожухом, встановлено нагнітає вентилятор 30, який і каналом з заслінкою пов'язаний з пальником 11. У вертикальних стінках реактора є отвори 48, що з'єднують порожнину між реактором і кожухом з камерою згоряння. Камерна піч забезпечена двома баками паливними: 49 - бак нафтовідходів, 53 - бак дизельного палива. Баки 49 і 53 забезпечені датчиками рівня палива 51 і 52 відповідно, а бак нафтовідходів 49 додатково забезпечений теплонагревательного елементами 50 (ТЕНами). Паливні баки з'єднані трубопроводами з арматурою з пальником 11 і іншими конструктивними елементами і утворюють пневмогідравлічних систему, наведену на кресленні. Пневмогідравлічні система складається з декількох підсистем:

- Заправки бака нафтовідходів;

- Заправки бака дизельним паливом;

- Подачі повітря в баки;

- Паливопідготовки;

- Скидання тиску повітря;

- Подачі дизельного палива на пальник;

- Подачі нафтовідходів на пальник;

- Подачі стисненого повітря на пальник;

- Продувки трубопроводу нафтовідходів.

- Підсистема заправки бака нафтовідходів містить штуцер 39, який пов'язаний з корабельної системою подачі відсепарованих нафтовідходів, електромагнітний клапан 38 і трубопровід, пов'язаний з баком нафтовідходів.

- Підсистема заправки бака дизельним паливом містить штуцер 37, пов'язаний з корабельної системою подачі дизельного палива, електромагнітний клапан 36 і трубопровід, пов'язаний з баком дизельного палива.

- Підсистема подачі повітря в баки містить штуцер 41, пов'язаний з корабельної системою стисненого повітря, редуктор тиску 43, електромагнітний клапан 44 і трубопровід, пов'язаний з паливними баками 49 і 53. Паливні баки 49 і 53 пов'язані між собою трубопроводом.

- Підсистема паливопідготовки містить трубопровід, електронасосний агрегат 45, датчик тиску 42, диспергатор 47 і запобіжний клапан 46.

- Підсистема скидання тиску повітря містить трубопровід, електромагнітний клапан 34 і запобіжний клапан 35.

- Підсистема подачі дизельного палива на пальник містить трубопроводи 32, фільтр 28, електромагнітні клапани 27, датчик тиску 22.

- Підсистема подачі нафтовідходів на пальник містить трубопроводи 33, фільтр 28, електромагнітні клапани 26, 24, підігрівач 20, датчик тиску 22.

- Підсистема подачі стисненого повітря на пальник містить трубопроводи 31, фільтр 28, електромагнітні клапани 23, підігрівач 21, датчик тиску 22.

- Підсистема продувки трубопроводу містить електромагнітний клапан 25 і трубопроводи, що зв'язують трубопроводи 31 з трубопроводами 33.

Камерна піч забезпечена блоком управління 13, пов'язаним з електрокерованими і електросігналізірующімі елементами установки: витяжною 16 і нагнітальним 30 вентиляторами, електро агрегатом 45, Теном 50, електромагнітними клапанами 23-27, 34, 36, 38, 40 і 44, термопарами 14, 15, 18, високовольтним трансформатором 29, датчиками тиску 22 (3 шт.) і 42, датчиками рівня 51 (6 шт.).

Здійснення способу утилізації відходів в камерних печах здійснюється в наступній послідовності.

Утилізація відходів у запропонованій камерної печі може здійснюватися в таких поєднаннях:

- Утилізація рідких забруднених нафтою і твердих відходів;

- Утилізація рідких нафтових відходів;

- Утилізація твердих відходів.

Утилізація рідких нафтовмісних і твердих відходів проводиться в наступній послідовності. Спочатку виконуються підготовчі роботи, які полягають в продувці печі повітрям, заповненні паливних баків, проведенні паливопідготовки, завантаження твердих відходів в барабан. Потім йде безпосередньо процес утилізації нафтовмісних рідких і твердих відходів. Закінчення роботи характеризується завершальним циклом.

Підготовчі роботи

Продування камерної печі відбувається при включенні витяжного вентилятора 16 і нагнітає вентилятора 30. При цьому відбувається продування порожнин, утворених зовнішнім кожухом 54 і реактором 1, внутрішніх порожнин реактора 1 - камери згоряння і газовідвідної труби 19. Необхідність цієї операції зумовлена ​​видаленням парів палива перед початком роботи .

Заповнення паливних баків перед початком роботи здійснюється в наступній послідовності. Відкривається електромагнітний клапан 34, призначений для скидання тиску з паливних баків, в даному випадку, при заповненні баків палива для виходу повітря. Повітря з баків скидається в порожнину між реактором 1 і кожухом 54. Продування камерної печі при заповненні баків паливом триває. Потім відкриваються електромагнітні клапани 36 і 38, при цьому дизельне паливо і попередньо отсепарирован нафтовідходи через штуцери 37 і 39 відповідно надходять в паливні баки. Рівень заповнення бака 53 дизельним паливом фіксується датчиками рівня 52. Рівень заповнення бака 49 нафтовідходи фіксується датчиками рівня 51. При досягненні верхнього датчика рівня 52 дизельного палива блок управління 13 дає сигнал на електромагнітний клапан 36 і він закривається, припиняючи подачу дизельного палива. При досягненні верхнього датчика рівня 51 нафтовідходи блок управління 13 дає сигнал на електромагнітний клапан 38 і він закривається, припиняючи подачу нафтовідходів. При закінченні заповнення паливних баків електромагнітний клапан 34 закривають.

Проведення паливопідготовки здійснюється в наступній послідовності. Чи включаються Тени 50 і проводиться підігрів нафтовідходів до необхідної температури. При експлуатації печі при плюсовій температурі ТЕНи можуть не використовуватися. Чи включається електронасоний агрегат 45 і перекачує нефтесодержащие рідкі відходи через диспергатор 47, який виконаний у вигляді труби Вентурі. Нафтовідходи на виході з горловини диспергатора кавітуючими, розпадаючись на дрібні фракції і перемішуючись, що призводить до утворення однорідної структури нафтовідходів. Приготовлені таким чином нафтовідходи, вміст води в яких може бути до 30%, перетворюються в паливо, тобто в горючу рідину. В системі паливопідготовки передбачений запобіжний клапан 46, який забезпечує перетікання рідини при засміченні диспергатора. Датчик тиску 42 при цьому подає сигнал в блок управління 13, показуючи, що немає диспергації і необхідно прочистити диспергатор. Паливопідготовки може проводиться або в підготовчий період, або протягом усього циклу роботи, або після заправки нафтовідходів в режимі утилізації. Слід зазначити, що паркан нафтовідходів, що йдуть на пальник, проводиться з локальної зони, куди зливаються нафтовідходи після диспергації. Це гарантує подачу на пальник однорідної горючої суміші.

Завантаження твердих відходів в камеру згоряння роблять у наступній послідовності. Висувають двері завантажувальну 7, яка при висуванні на роликових опорах по напрямних рейках 4 виводить барабан завантажувальний 6 і піддон зольний 55, розташований під ним, з камери згоряння реактора 1. Знімні планки 10 знімаються з барабана і в його внутрішню порожнину завантажуються тверді відходи. Після цього знімні планки встановлюються на місце і фіксуються. Двері завантажувальна після цього засувається в початкове положення і барабан з твердими відходами надходить в камеру згоряння. Таким чином, камерна піч готова до роботи.

процес утилізації

Подається напруга на високовольтний трансформатор 29, що забезпечує утворення іскри на електродах запалювання. Відкриваються електромагнітні клапани 44 і 40, що забезпечують подачу стисненого повітря під необхідним тиском, за рахунок регулювання редукційного клапана 43, в паливні баки. Відкриваються електромагнітні клапани 23, що подають повітря на пальник 11, призначений на розпорошення палив, і електромагнітні клапани 27. Після відкриття клапанів 27 дизельне паливо під впливом тиску повітря в баках піднімається по трубопроводу 32, проходить через фільтр 28, клапани 27, надходить в пальник 11 і, виходячи з форсунки пальника, розпилюється повітрям і запалюється від іскри на електродах запалювання. Після займання дизельного палива високовольтний трансформатор 29 відключається і іскра на електродах гасне. Далі відкриваються електромагнітні клапани 24 і 26 і приготовані нафтовідходи з бака 49 під впливом тиску повітря в баку піднімаються по трубопроводу 33, проходять фільтр 28, клапани 26 і 24, підігріваються газами в підігрівачі 20, надходять в пальник 11, на виході з форсунки пальника розпилюють повітрям і спалахують від смолоскипа дизельного палива. У міру підняття температури в камері згоряння реактора відбувається розігрів нафтовідходів і повітря, що подається на розпил палив в подогревателях 20 і 21 відповідно, що покращує процес спалювання палив. Після запалення факела нафтовідходів і підняття температури в камері згоряння до 600 ° С (вимоги МАРПОЛ 73/78 - час підняття температури 600 ° С не більше, ніж за 5 хв) подача дизельного палива може бути припинена і в камері згоряння відбувається утилізація нафтовідходів і твердих відходів, що знаходяться в барабані завантажувальному. Ефективне спалювання твердих відходів в барабані завантажувальному відбувається внаслідок наступних конструктивно-технологічних рішень. У процесі підвищення температури в камері згоряння збільшується температура металевих елементів барабана: планок 10, вала 9 і ін., Що дозволяє швидше утилізувати відходи, що стикаються з цими елементами. При спалюванні твердих відходів проводиться обертання барабана спеціальною ручкою, яка через отвори в кожусі 5 і реакторі 1 входить в зачеплення через паз з валом 9. При обертанні ручки і вала відбувається обертання барабана 6, тверді відходи при цьому ефективно перемішуються і вигоряють. Крім того, дрібні фракції твердих відходів, вивалюючись через планки 10, падають на розпечений піддон 55 і вигорають, а великі фракції при зменшеному обсязі в барабані і швидше вигорають. Барабан завантажувальний виготовлений зі сталі 20Х23Н18, що працює при температурі 1000-1050 ° С. При спалюванні твердих і нафтовмістовних рідких відходів нагнітальний вентилятор 30 забезпечує подачу повітря, який охолоджує зовнішній кожух 54, пальник 11 і її елементи і сприяє горінню факелів палив і горінню в камері згоряння, проходячи через отвори 48. Витяжний вентилятор 16 і ежектор 17 забезпечують розрідження в камері згоряння реактора і тим самим витяжку димових газів, що виключають прохід диму через щілини (нещільність) інсинератора. Крім того, витяжний вентилятор знижує температуру відхідних газів, що дозволяє виготовляти димохідну трубу зі звичайної стали і приносить ряд інших позитивних ефектів, що включають збільшення терміну служби димососа, роль якого виконує витяжний вентилятор. Датчики тиску 22 в процесі утилізації контролюють тиску палив і повітря на розпорошення перед пальником і видають сигнал в блок управління 13 при порушенні їх параметрів. Таким чином відбувається утилізація твердих і рідких нафтовідходів. Після закінчення процесу утилізації закриваються електромагнітні клапани 23, 24, 26, припиняють подачу нафтовідходів і повітря, розпилювального палива, в пальник 11. Закривається електромагнітний клапан 44, який припиняє подачу повітря в паливні баки 49, 53. Відкривається електромагнітний клапан 34, що скидає тиск повітря з паливних баків. Здійснюється продування трубопроводів з нафтовідходи. Продування здійснюється в пальник і в бак. Під час продування в пальник відкриваються електромагнітні клапани 24 і 25. Під час продувки в бак закривається електромагнітний клапан 24 і відкривається електромагнітний клапан 26. По завершенні продувки трубопроводів нефтеотходов всі електромагнітні клапани закривають.

завершальний цикл

Завершальний цикл проводять при охолодженому реакторі. Для швидкого охолодження вентилятори 16 і 30 знаходяться в робочому режимі. Було висунуто двері завантажувальна 7, чиститься барабан завантажувальний 6 і піддон зольний 55. Відпрацьовані гази твердих відходів (шлак і попіл) збираються в спеціальну ємність. Двері завантажувальна наводиться у вихідне робоче положення. Вимикаються електровентилятори 16 і 30. Відключається харчування камерної печі. Утилізація рідких нафтовмісних відходів проводиться в тій же послідовності і при виконанні тих же операцій, що і в викладеному режимі, за винятком робіт і операцій, пов'язаних із завантаженням твердих відходів і чищенням барабана, які не проводяться.

Утилізація твердих відходів проводиться при використанні тепла, що виділяється при спалюванні дизельного палива. Тому повторюються послідовність робіт і виконання операцій, що і при утилізації рідких забруднених нафтою і твердих відходів, за винятком робіт і операцій, пов'язаних з паливопідготовки, утилізацією нафтовідходів і продувкою трубопроводу нафтовідходів.

Викладений спосіб утилізації відходів і камерна піч для його здійснення втілені в «Настанови спалювання корабельних відходів» (уско), розробленої, виготовленої і випробуваною ФГУП «ЦНДІ технології суднобудування» на замовлення ВМФ.

Новизна і позитивний ефект запропонованого способу утилізації відходів полягає в універсальності способу, що дозволяє утилізувати нефтесодержащие рідкі і (або) тверді відходи при ефективної утилізації твердих відходів за рахунок тепла, що виникає при утилізації рідких нафтовідходів і інтенсивного їх перемішування при низькій температурі відхідних газів.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб утилізації відходів в камерній печі, що включає спалювання твердих відходів за рахунок тепла спалювання палива при подачі повітря на горіння при періодичному перемішуванні твердих відходів, що відрізняється тим, що тверді відходи завантажують в перфорований барабан при його висуванні з камери згоряння печі, перемішування твердих відходів при спалюванні здійснюють періодичним обертанням зазначеного барабана, як паливо використовують горючі і дисперговані нефтесодержащие рідкі відходи, що подаються пневматично в пальник камери згоряння, причому зазначені рідкі відходи і розпилюють їх повітря попередньо підігрівають теплом газів, в процесі спалювання в піч примусово нагнітають повітря, розділяється на три потоки, один з яких проходить через отвір для пальника в камеру згоряння, охолоджуючи пальник, інший проходить через порожнину, утворену реактором, що містить камеру згоряння, і зовнішнім кожухом, охолоджує кожух, через отвори в стінці реактора потрапляє в камеру згоряння, обидва ці потоку забезпечують горіння рідких і твердих відходів, третій охолоджує і ежектує гази, що йдуть.

2. Камерна піч для реалізації способу утилізації відходів за п.1, що характеризується тим, що вона містить роз'ємний реактор з теплоізоляцією і каркасом, в боковій стінці якого виконані розташовані в горизонтальній площині отвору для подачі повітря в камеру згоряння реактора, і відділений кожух, розташований по відношенню до каркасу з зазором по периметру, з висувною дверима, виконаної на роликових опорах, що переміщаються по напрямних, причому двері виконана заодно з зольним піддоном і стійками, на яких встановлено жорстко на валу, що має торцеву проріз, роз'ємний перфорований барабан, виконаний таким чином , що при закритих дверях вал барабана збігається з наскрізним отвором, що проходить через реактор з теплоізоляцією і каркасом і кожух, у верхній частині реактора розташовані пальник для спалювання палива та газовідвідними труба, причому пальник трубопроводами пов'язана з баками, один з яких з нефтесодержащими рідкими відходами та містить теплонагреватель і диспергатор, інший з дизельним паливом і з системою стисненого повітря, пов'язаної з цими баками, а газовідвідними труба забезпечена соосно розташованим патрубком для ежекції повітрям газів, усередині реактора встановлена ​​перегородка, що утворює з внутрішніми стінками реактора камеру допалювання.

3. Камерна піч з п.2, що відрізняється тим, що в наскрізному отворі, що проходить через реактор з теплоізоляцією і каркасом і кожух, встановлена - Образна ручка, кінець якої профільовани і входить в торцеву проріз валу.

Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів