Способ сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов и устройство для его осуществления

Способ сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов и устройство для его осуществления

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области теплотехники, в частности к теплопроизводящим установкам, а именно к способам сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов, преимущественно дробленой древесной коры, щепы и опила (влажностью свыше 60%), загружаемых шахтным методом, и к устройствам для их осуществления.

Известны топки с верхней подачей сыпучего топлива (см. Левин Р.Е. «Теплотехника», М., Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1951 г., с.48-50; 85-87, Щеголев М.М., Гусев Ю.Л., Иванова М.С. «Котельные установки», М., Издательство литературы по строительству, 1972 г., с.96-100, Рабинович О.М. «Котельные агрегаты», М., Л., Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963 г., с.114-127).

Однако аналогичные устройства характеризуются по ряду причин низким КПД и невысоким коэффициентом теплопередачи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ сжигания древесного топлива, заключающийся в том, что топливо загружают в образованную кирпичными стенками и зажимными решетками шахту и перемещают вниз на угловую наклонную колосниковую решетку, установленную на дне шахты, мелкие древесные отходы загружают в бункер и сжигают, образующуюся газовоздушную смесь направляют через первую зажимную решетку в шахту, подсушивают и воспламеняют в ней газовоздушной смесью перемещающееся вниз топливо, обеспечивают горение топлива на наклонной колосниковой решетке, перемещают горящее топливо по наклонной колосниковой решетке в топочную камеру на поворотную колосниковую решетку, перепускают газовоздушную смесь через вторую зажимную решетку в топочную камеру, из которой смесь направляют к теплообменнику котла (см. авторское свидетельство СССР №91767, МПК F23B 1/04, 1959).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является известное из того же источника устройство для сжигания древесного топлива, содержащее шахту, образованную кирпичными стенками и зажимными решетками, топочную камеру, сообщенную с шахтой и теплообменником котла, снабженную поворотной колосниковой решеткой и примыкающую к второй зажимной решетке шахты, угловую наклонную колосниковую решетку, установленную на дне шахты, закрывающую ее под и углы и выполненную с рабочей поверхностью, обращенной в сторону топочной камеры, и бункер, примыкающий к первой зажимной решетке шахты.

Однако известные способ и устройство не позволяют создать завихрения потоков газовоздушной смеси, что препятствует получению высокой температуры в топочной камере. Кроме того, известные способ и устройство характеризуются увеличенным золообразованием и повышенной токсичностью отработанных газов вследствие неполноты сгорания топлива, что снижает КПД.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение КПД.

Техническим результатом, обеспечиваемым настоящим изобретением, является улучшение процесса горения высоковлажной древесной коры за счет образования ее кругообразного завихрения путем направленной подачи воздуха, повышение полноты сгорания топлива, а также снижение золообразования.

Указанная задача в части способа решается за счет того, а технический результат обеспечивается тем, что способ сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов заключается в том, что древесные отходы загружают в образованную кирпичными стенками и зажимными решетками шахту и перемещают вниз на угловую наклонную колосниковую решетку, установленную на дне шахты, подают воздух под наклонную колосниковую решетку первым дутьевым вентилятором, обеспечивают воспламенение топлива на наклонной колосниковой решетке, перемещают горящее топливо по наклонной колосниковой решетке в топочную камеру на поворотную колосниковую решетку, подают в топочную камеру на слой горящего топлива воздух через трубы, образующуюся в топочной камере газовоздушную смесь направляют через первую зажимную решетку в шахту, подсушивают и воспламеняют в ней газовоздушной смесью перемещающееся вниз топливо, перепускают газовоздушную смесь через вторую зажимную решетку в первую камеру дожига, подают воздух в первую камеру дожига вторым дутьевым вентилятором, полученную газовоздушную смесь перепускают через окно в перегородке во вторую камеру дожига, из которой смесь направляют к теплообменнику котла.

Указанная задача в части способа решается также за счет того, а технический результат обеспечивается тем, что образующуюся на поворотной колосниковой решетке золу сгружают на золоуборщик, которым ее убирают из топочной камеры.

Указанная задача в части устройства решается за счет того, а технический результат обеспечивается тем, что устройство для сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов содержит шахту, образованную кирпичными стенками и зажимными решетками, топочную камеру, сообщенную с шахтой, снабженную поворотной колосниковой решеткой и трубами для подачи воздуха и примыкающую к первой зажимной решетке шахты, угловую наклонную колосниковую решетку, установленную на дне шахты, закрывающую ее под и углы и выполненную с дуговым поперечным профилем рабочей поверхности, обращенной в сторону топочной камеры, первую камеру дожига, примыкающую к второй зажимной решетке шахты и ограниченную перегородкой с окном, вторую камеру дожига, соединенную с первой камерой дожига через окно в перегородке и сообщенную с теплообменником котла, первый дутьевой вентилятор, подсоединенный к наклонной колосниковой решетке, и второй дутьевой вентилятор, подсоединенный к первой камере дожига.

Указанная задача в части устройства решается также за счет того, а технический результат обеспечивается тем, что оно снабжено золоуборщиком, выполненным шнековым и расположенным под поворотной колосниковой решеткой.

На чертеже изображено предлагаемое устройство (шахтная топка) для реализации описываемого способа.

Предлагаемое устройство состоит из шахты 1 для загрузки топлива (высоковлажных древесных сыпучих отходов), топочной камеры 2, первой зажимной решетки 3, второй зажимной решетки 4, первой камеры дожига 5, поворотной колосниковой решетки 6 (традиционная колосниковая решетка с треугольным профилем поперечного сечения, закрепленная на вращающейся оси 15 и служащая для периодического сваливания остатков золы на шнековый золоуборщик 8 путем ручного проворачивания оси против часовой стрелки), наклонной колосниковой решетки 7 (угловая неподвижная колосниковая решетка с дуговым поперечным профилем рабочей поверхности, способствующим замедленному продвижению по ней спускающегося по шахте 1 топлива с целью его предварительного просушивания), шнекового золоуборщика 8 (представляет собой небольшой шнековый транспортер с расположенным вне топки электроприводом и служит для периодического удаления золы из топки), второй камеры дожига 10, первого дутьевого вентилятора 11 (для подачи воздуха через наклонную колосниковую решетку 7) и второго дутьевого вентилятора 12 (для подачи воздуха в первую камеру дожига 5), труб 13 (для подачи воздуха на слой горящего топлива в топочной камере 2), перегородки 14 с нижним окном 17 между первой 5 и второй 10 камерами дожига, пяти смотровых окон 16 (для наблюдения за процессом горения), четыре из которых установлены на задней стенке топки, а одно - на топочной двери 18 (для доступа во время профилактического обслуживания), дымососа 19 (служит для создания принудительной тяги) и рамы сварной конструкции 20, выполненной из стального швеллера и служащей основанием шахтной топки. Слой поступающего через шахту 1 топлива обозначен позицией 9. Направления подачи воздуха указаны волнистыми стрелками, а движения топочных газов - прямыми стрелками.

Описываемый способ осуществляют следующим образом. Топливо 9 загружают в шахту 1. Продвигаясь между двумя зажимными решетками 3 и 4 по шахте вниз, оно попадает на наклонную колосниковую решетку 7, находящуюся под давлением дутьевого вентилятора 11. На наклонной колосниковой решетке 7 возникает первичное «зеркало горения» (поверхность слоя горящего топлива). Образующиеся топочные газы поступают в топочную камеру 2, в которую на слой горящего топлива 9 подается воздух через трубы 13. Воздух, смешиваясь с топочными газами, образует газовоздушную смесь, которая проходит через первую зажимную решетку 3, пронизывает слой топлива 9, спускающийся по шахте 1, подсушивает и воспламеняет его, образуя вторичное «зеркало горения», и через окна второй зажимной решетки 4 поступает в первую камеру дожига 5. При прохождении через зажимные решетки 3 и 4 газовоздушная смесь разогревает кирпичные стенки шахты 1, тем самым ускоряя процесс пиролиза и исключая зависание топлива 9. Для полного химического окисления и сгорания мелких частиц топлива 9, прошедших через окна второй зажимной решетки 4 в первую камеру дожига 5, в нее подается воздух, направленный дутьевым вентилятором 12. Окончательный дожиг и очищение дымовых газов происходит во второй камере дожига 10, откуда тепловой поток направляется к теплообменнику котла (на чертеже не указан), которому данная шахтная топка служит в качестве источника тепловой энергии (предтопка). Зола, сдвигаясь прогорающим слоем топлива и выдуваясь через пазы наклонной колосниковой решетки 7, выносится на поворотную колосниковую решетку 6, которая, проворачиваясь вокруг своей оси 15, сгружает ее на шнековый золоуборщик 8. Последний удаляет золу из топки за ее пределы.

Регулирование мощности шахтной топки производится дозированием подачи топлива. Интенсивность сжигания топлива регулируется подаваемым воздухом.

Таким образом, обеспечивается максимальное сгорание топлива с минимальным золообразованием и исключение шлакования пода и углов шахты 1, так как они закрыты наклонной колосниковой решеткой 7, находящейся под постоянным давлением нагнетаемого дутьевым вентилятором 11 воздуха (оба указанных фактора являются проблемными при эксплуатации существующих тепловых установок, топливом в которых служат высоковлажные древесные сыпучие отходы).

1. Способ сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов, заключающийся в том, что древесные отходы загружают в образованную кирпичными стенками и зажимными решетками шахту и перемещают вниз на угловую наклонную колосниковую решетку, установленную на дне шахты, подают воздух под наклонную колосниковую решетку первым дутьевым вентилятором, обеспечивают воспламенение топлива на наклонной колосниковой решетке, перемещают горящее топливо по наклонной колосниковой решетке в топочную камеру на поворотную колосниковую решетку, подают в топочную камеру на слой горящего топлива воздух через трубы, образующуюся в топочной камере газовоздушную смесь направляют через первую зажимную решетку в шахту, подсушивают и воспламеняют в ней газовоздушной смесью перемещающееся вниз топливо, перепускают газовоздушную смесь через вторую зажимную решетку в первую камеру дожига, подают воздух в первую камеру дожига вторым дутьевым вентилятором, полученную газовоздушную смесь перепускают через окно в перегородке во вторую камеру дожига, из которой смесь направляют к теплообменнику котла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образующуюся на поворотной колосниковой решетке золу сгружают на золоуборщик, которым ее убирают из топочной камеры.

3. Устройство для сжигания высоковлажных древесных сыпучих отходов, содержащее шахту, образованную кирпичными стенками и зажимными решетками, топочную камеру, сообщенную с шахтой, снабженную поворотной колосниковой решеткой и трубами для подачи воздуха и примыкающую к первой зажимной решетке шахты, угловую наклонную колосниковую решетку, установленную на дне шахты, закрывающую ее под и углы и выполненную с дуговым поперечным профилем рабочей поверхности, обращенной в сторону топочной камеры, первую камеру дожига, примыкающую ко второй зажимной решетке шахты и ограниченную перегородкой с окном, вторую камеру дожига, соединенную с первой камерой дожига через окно в перегородке и сообщенную с теплообменником котла, первый дутьевой вентилятор, подсоединенный к наклонной колосниковой решетке, и второй дутьевой вентилятор, подсоединенный к первой камере дожига.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено золоуборщиком, выполненным шнековым и расположенным под поворотной колосниковой решеткой.