Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2083923

КАМЕРА ДОЖИГАНИЯ ОТХОДОВ

Имя изобретателя: Армишева Г.Т.; Батракова Г.М.; Вайсман Я.И.; Карманов В.В.; Коротаев В.Н.; Петров В.Ю.; Сорокин А.И.; Юсупов Р.М. 
Имя патентообладателя: Пермский государственный технический университет; Товарищество с ограниченной ответственностью "Конвэк"
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1994.10.25 

Изобретение относится к термической переработке отходов. Камера дожигания отходов содержит металлический цилиндрический корпус с торцевыми фланцами и футеровкой 3 из огнеупорного материала. Корпус снабжен рубашкой со штуцерами для подачи охлаждающего агента. Футеровка имеет центральный осевой канал не менее 70 мм с отверстиями ввода и вывода газов диаметром (0,3 - 1,0)d, который заполнен насадкой из материала футеровки размером каждого элемента футеровки (0,15 - 0,3)d.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для термической переработки, отходов и может использоваться в химической промышленности и коммунальном хозяйстве для снижения токсичности выбросов реакторов термической обработки отходов.

Известно устройство для сжигания газообразных горючих отходов, обеспечивающее касание фронтом пламени стенок камеры сгорания [1]

Устройство содержит реакционную камеру туннельного типа с увеличенным диаметром и длиной: D_т 3D_г, L_т (3 4)D_г. Центральный угол прямоточного факела приблизительно равен 25 град, что обеспечивает касание факела о стенки, исключая при этом подсос в туннель холодных дымовых газов и уменьшая потери тепла излучением. На выходе из туннеля предусмотрена огнеупорная стенка. Однако при этом вследствие теплообмена со стенкой печи сжигания не исключена возможность образования пристеночного слоя газа, в котором происходит сохранение и (или) образование вредных органических соединений, например, полихлорированных диоксинов, из недогоревших сажевых частиц и радикалов, всегда присутствующих в пламени.

Известно устройство для дожигания отходов, выполненное в виде решетки из огнеупорного материала, позволяющее вести процесс при температуре выше 1250 К в агрессивных средах и разрушающий пристеночный холодный слой за счет создания преграды на пути газового потока [2] Однако сразу после решетки пристеночный слой формируется вновь, в результате чего такое решение оказывается непригодным для обработки диоксиногенных отходов, требующих времени пребывания не менее 2 4 с в зоне с температурой 1400 1600 К. Увеличение толщины решетки недостаточно эффективно вследствие охлаждения газа во внешних каналах. Ремонт решетки затруднен в связи с необходимостью ее демонтажа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является дожигатель, содержащий металлический корпус в виде цилиндра диаметром 50 мм из нержавеющей стали Х18Н10Т с торцевыми фланцами, при этом снаружи цилиндра установлен нагреватель из нихромовой проволоки. Корпус и нагреватель теплоизолированы снаружи слоем кварцевой стекловаты. Внутренняя полость корпуса выполняет функцию реакционной камеры. Разогревание реакционной камеры осуществляется до адиабатической температуры горения дожигаемой смеси (1250 К) и имеет целью разрушение холодного пристеночного слоя газа. В процессе эксплуатации на вход камеры подают продукты неполного сгорания керосина с температурой 750 850 К. Полнота дожигания составляет 55% [3]

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в следующем.

Материал зоны дожигания не обеспечивает возможность работы на коррозионноактивных средах, образующихся, например, при сжигании хлорсодержащих отходов. Нагрев при помощи проволоки не представляет возможности работы при температуре выше 1300 К вследствие возможности выхода нагревателя из строя, данная температура недостаточна для догорания полихлорированных диоксинов, которое достаточно эффективно протекает при температуре выше 1400 К. Невысокая степень дожигания и, вероятно, связана с низкой температурой реакционной зоны. Опыт эксплуатации аналогичных устройств показывает, что в случае выхода нагревателя из строя ремонт требует полного снятия теплоизоляции для замены нихромовой проволоки.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в улучшении условий дожигания и упрощении ремонта дожигателя.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в том, что улучшение условий дожигания достигается за счет разрушения ламинарного холодного пристеночного слоя газа, ответственного за образование и сохранение токсичных соединений. При этом причина разрушения ламинарного слоя заключается в газообмене между ядром потока и пристеночной областью и турбулизации пристеночного слоя насадкой.

Технический результат достигается тем, что в камере дожигания отходов, содержащей металлический корпус в виде цилиндра с торцевыми фланцами, внутренняя поверхность камеры снабжена футеровкой из огнеупорного материала с центральным осевым каналом диаметром d не менее 70 мм с отверстиями ввода и вывода газов диаметром (0,3 1,0)d, заполненным насадкой из материала футеровки размером каждого элемента (0,15 0,3)d.

Технический результат, кроме того, достигается тем, что насадка выполнена в виде колец Рашига, цилиндров, шаров или кускового материала, внутренний диаметр D камеры имеет размер не менее 200 мм и длину L (2 10)D, а корпус камеры снабжен рубашкой для охлаждения.

Фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства в продольном сечении; на фиг. 2 элемент насадки.

Устройство содержит металлический цилиндрический корпус 1 с внутренним диаметром D не менее 200 мм и длиной L, равной от двух до десяти D с фланцами 2 на торцах, снабженный внутренней теплоизоляцией футеровкой 3 толщиной до 0,4D из коррозионно- и жаростойкого материала, например, динаса, с центральным внутренним каналом диаметром d не менее 70 мм, в торцах которого находятся входное и выходное отверстия для дожигаемого газа диаметром от 0,3 до 1d. Входным отверстием при помощи фланца дожигатель состыкован с источником высокотемпературного газа, например, с камерой сжигания отходов. Корпус может быть снабжен рубашкой 4 со штуцерами 5 для подачи охлаждающего агента, например, воды или воздуха. Внутренний канал дожигателя заполнен насадкой 6 из того же материала, из которого изготовлена футеровка, размером каждого элемента (0,15 0,30)d. Насадка может быть выполнена в виде шаров, цилиндров, колец Рашига, кускового материала.

УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Во входное отверстие подают отходящие газы камеры сжигания отходов со средней температурой 1000 3000 К и со скоростью не ниже 30 м/с. Поток газов разбивается насадкой 6 на отдельные струи, которые под разными углами атаки сталкиваются между собой и со стенкой футеровки 3 по всей длине камеры, не давая стабилизироваться пристеночному слою. Размер насадки 6 в пределах 0,15

0,3d обеспечивает возможность равномерной ее укладки, кроме того, при скорости потока не ниже 30 м/с потоки газа при движении к стенке через насадку сохраняют достаточный напор для дестабилизации процесса формирования холодного пристеночного слоя, что обеспечивает эффективность работы дожигателя. Футеровка снижает потери тепла в окружающую среду и защищает корпус камеры от действия высокой температуры и агрессивной среды. Из камеры газ через выходное отверстие направляют на дальнейшую обработку. Предлагаемое устройство позволяет при правильном выборе толщины и материала футеровки и насадки производить обработку агрессивных газов при температуре выше 1250 К, насадка способствует относительной задержке в камере твердых углеродистых частиц, являющихся основным исходным материалом при ресинтезе диоксинов и тем самым их активному выгоранию, отсутствие холодного пристеночного слоя способствует лучшему выгоранию термоустойчивых органических соединений, необходимое время контакта обеспечивается свободным выбором объема внутреннего канала футеровки. Ремонт сводится к дозаполнению канала насадкой.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Камера дожигания отходов, включающая цилиндрический металлический корпус с отверстиями для ввода и вывода газа, футерованный огнеупорным материалом канал, заполненный газопроницаемой насадкой, отличающаяся тем, что внутренний канал имеет диаметр d не менее 70 мм, размеры отверстий ввода и вывода газа диаметром (0,3 10)d, а размер элемента насадки составляет h (0,15 0,3)d.

2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что насадка выполнена в виде колец Рашига, шаров или кускового материала.

3. Камера по п.1, отличающаяся тем, что корпус камеры с внутренним диаметром не менее 200 мм снабжен рубашкой для охлаждения.

Версия для печати
Дата публикации 20.02.2007гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов