Топочная камера для твердого материала

 

Изобретение относится к топочной камере для твердого материала, вращающейся вокруг своего продольного направления, в частности к камере швелевания для отходов. Топочная камера содержит множество размещенных в ее внутреннем пространстве нагревательных труб. Нагревательные трубы снабжены ударно-отражательными оболочками. Ударно-отражательные оболочки перекрывают, по меньшей мере, верхние части нагревательных труб в положении, когда они удалены от самого нижнего своего положения в направлении вращения топочной камеры на 30-60^o, предпочтительно на 45^o. Кроме того, нагревательные трубы расположены радиально направленными рядами параллельно друг другу. Ударно-отражательные оболочки выполнены в виде желобов из стали и расположены на части общей длины нагревательных труб. Изобретение позволяет защитить нагревательные трубы в топочной камере от повреждений и повысить срок их службы. 7 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к топочной камере для твердого материала, вращающейся вокруг своего продольного направления, в частности к камере швелевания для отходов с множеством размещенных в ее внутреннем пространстве нагревательных труб.

Топочная камера применяется для термического устранения отходов, в частности, по способу швелевания-сжигания.

В области устранения отходов известен так называемый способ швелевания-сжигания. Способ и работающая по нему установка для термического устранения отходов описаны, например, в ЕР-A-О302310, а также в DE-A-3830153. Установка для термического устранения отходов по способу швелевания-сжигания содержит в качестве существенной компоненты камеру швелевания (пиролизный реактор) и высокотемпературную камеру сгорания. Камера швелевания превращает отходы, загружаемые через устройство для транспортировки отходов, в газ швелевания и остаточное вещество пиролиза. Газ швелевания и остаточное вещество пиролиза затем после подходящей подготовки подводят к горелке высокотемпературной камеры сгорания. В высокотемпературной камере сгорания возникает жидкотекучий шлак, который отводится через слив и после охлаждения присутствует в остеклованной форме. Возникающий дымовой газ подводят через трубопровод дымовых газов в качестве выпуска к дымовой трубе. В этот трубопровод дымовых газов встроены, в частности, парогенератор на отходящем тепле в качестве охлаждающего устройства, установка для фильтрования пыли и установка для очистки дымовых газов.

В качестве камеры швелевания (пиролизного реактора) используется, как правило, вращающийся вокруг своей продольной оси барабан швелевания, который содержит множество параллельных нагревательных труб, на которых отходы нагреваются в значительной степени без доступа воздуха. Барабан швелевания при этом вращается вокруг своей продольной оси.

Предпочтительно продольная ось барабана швелевания несколько наклонена относительно горизонтали так, что материал швелевания собирается на выходе барабана швелевания и может легко выгружаться оттуда. При вращении поднятые отходы падают на ниже лежащие нагревательные трубы. Так как отходы могут содержать тяжелые компоненты, как, например, камни, бутылки, керамические части, железные части, существует опасность, что нагревательные трубы при этом могут повреждаться и разрушаться. При столкновении от поверхности нагревательных труб могут откалываться маленькие частицы. Замена нагревательных труб требует затрат времени и расходов.

В DE 3702318 Cl для возможно простой замены нагревательных труб предусматривают нагревательные трубы в виде самонесущего регистра нагревательных труб, который может заменяться комплектно как одно целое.

Из US-PS 5154648 известны теплообменные трубы, которые расположены в неподвижно стоящем теплообменнике в виде вертикальных рядов. Теплообменник обтекается сверху вниз газовым потоком, который несет с собой летучую золу. Для защиты теплообменника от летучей золы теплообменные трубы имеют защитный экран. Защитный экран нанесен на всех теплообменных трубах на одной и той же, обращенной к летучей золе стороне.

В основе изобретения лежит задача защитить нагревательные трубы во вращающейся топочной камере названного выше вида от повреждений за счет падающего твердого материала и повысить таким образом их срок службы.

Эта задача решается согласно изобретения за счет ударно-отражательных оболочек на нагревательных трубах. Ударно-отражательные оболочки перекрывают при этом, по меньшей мере, верхние части нагревательных труб, когда нагревательные трубы удалены от самого нижнего своего положения в направлении вращения топочной камеры на 30 - 60^o, предпочтительно на 45^o. Нагревательные трубы берут на себя функцию защитной облицовки так, что при в основном не нарушенной теплопередаче повреждения собственно нагревательных труб за счет падающего на них твердого материала почти полностью исключаются. Замена нагревательных труб таким образом, если и требуется вообще, то только после относительно больших интервалов времени.

Предпочтительно ударно-отражательные оболочки могут быть выполнены в виде половинных оболочек или желобов. Такие желоба могут относительно просто крепиться на нагревательных трубах и обеспечивают защиту на большой площади.

Названные ударно-отражательные оболочки являются конечно фактором затрат. Кроме того, на их месте несколько ухудшается теплопередача. Чтобы создать экономичное с точки зрения затрат решение с хорошей теплопередачей, в форме дальнейшего усовершенствования предусмотрено, что ударно-отражательные оболочки проходят только по части общей длины нагревательных труб. В камере швелевания для отходов является достаточным, если ударно-отражательные оболочки проходят только примерно по трети общей длины нагревательных труб.

Уже пояснялось, что в камере швелевания продольная ось может быть наклоненной относительно горизонтали. В такой топочной камере или камере швелевания является достаточным размещать ударно-отражательные оболочки только на глубоком или низком конце нагревательных труб, поскольку на конце получается скопление более тяжелых частиц отходов и тем самым в этой области существует особая опасность повреждения за счет падающего твердого материала. Ударно-отражательные оболочки в особенно критичной нижней конечной области нагревательных труб таким образом предотвращают разрушение поверхности нагревательных труб, по меньшей мере, в течение относительно большого промежутка времени.

Ударно-отражательные оболочки предпочтительно выполнены из стали. Они привариваются к нагревательным трубам, в частности, снабжаются для этой цели швом, выполненным прихватками.

Согласно дальнейшей форме выполнения предусмотрено, что нагревательные трубы расположены примерно радиально направленными рядами параллельно друг другу.

Примеры выполнения изобретения поясняются более подробно на чертежах, где показано фиг. 1 - установка для швелевания отходов, которая может использоваться в рамках способа швелевания-сжигания в принципиальном представлении в сечении, фиг. 2 - поперечное сечение камеры швелевания для отходов, причем нагревательные трубы расположены параллельно друг другу рядами, которые в основном направлены радиально.

Согласно фиг. 1 твердые отходы А через подающее или загрузочное устройство 2 и шнек 4, который приводится в действие двигателем 6, вводят в пиролизный реактор или камеру швелевания 8 длиной 1. Камера швелевания 8 в примере выполнения является вращаемым (не показанными приводными средствами) вокруг своей продольной оси 10 барабаном швелевания или пиролизным барабаном, который работает при 300 - 600^oC, эксплуатируется в значительной степени без доступа кислорода и наряду с летучим газом швелевания s производит в значительной степени твердое остаточное вещество пиролиза f. При этом речь идет о барабане швелевания 8 с внутренним экранированием с множеством расположенных друг к другу параллельно нагревательных труб 12, из которых показаны только две. Предусмотренный на одном конце впуск для топочного газа h обозначен позицией 14, а предусмотренный на другом конце выпуск для топочного газа h обозначен позицией 16. Продольная ось 10 камеры швелевания 8 предпочтительно наклонена относительно горизонтали так, что расположенный справа конец лежит ниже, чем показанный слева впуск для отходов А. За пиролизным барабаном 8 на стороне выхода или разгрузки включено разгрузочное устройство 18, которое снабжено отводным патрубком газа швелевания 20 для вывода газа швелевания s и выходом 22 остаточного вещества пиролиза для вывода твердого остаточного вещества пиролиза f. Подключенный к отводному патрубку газа швелевания 20 (не показанный) трубопровод газа швелевания может быть соединен с горелкой высокотемпературной камеры сжигания.

Особое значение имеет то, что нагревательные трубы 12 в собственно части швелевания, которая лежит справа, окружены или снабжены ударно-отражательными оболочками 26. Эти ударно-отражательные оболочки 26 проходят примерно по 1/3 1, то есть одной трети общей длины 1 нагревательных труб 12. Общая длина может составлять, например, 20 м, а соответствующий диаметр - 8-10 см. Ударно-отражательные оболочки 26 предпочтительно являются полукруглыми частями оболочки или желобами. Они выполнены из стали и сварены со стальными нагревательными трубами 12 швами, выполненными прихватками. Ударно-отражательные оболочки 26 могут проходить также по большей части общей длины l или по всей длине l.

Во всяком случае они защищают нагревательные трубы 12 в лежащей справа, подверженной опасности области от падающего сверху твердого материала А в форме камней, железных, керамических и фарфоровых частей, осколков стекла и тому подобного.

Ударно-отражательные оболочки 26 монтируют до введения нагревательных труб в камеру швелевания 8. Нагревательные трубы 12 с приваренными ударно-отражательными оболочками 26 проводят справа через соответственно большие отверстия в правой конечной плите 28 во внутреннее пространство камеры швелевания 8 и там приваривают к обеим конечным плитам 28, 30.

Согласно фиг. 2 камера швелевания 8 с внутренним экранированием, продольная ось 10 которой опять-таки может быть расположена наклонно, содержит множество расположенных параллельно друг к другу нагревательных труб 12. Топочная камера 8 является вращаемой в направлении стрелки 32 вокруг продольной оси 10. Всего в примере выполнения предусмотрены 8·4 = 32 нагревательные трубы 12. Их может быть однако значительно больше, например больше ста. Они расположены в восьми рядах I-VIII, соответственно по четыре нагревательных трубы 12 рядом друг с другом в радиальном направлении. Каждая из нагревательных труб 12 снабжена прочной ударно-отражательной оболочкой 26. В представленном положении вращения камеры швелевания 8, которая, например, может иметь диаметр 2,90 м, ряд VI позиционирован под углом примерно 45^o относительно горизонтали 40 и в направлении вращения топочной камеры 8 под углом примерно 45^o к самому низкому ряду V. Из фигуры 2 следует, что в этом 45^o-ном положении ударно-отражательные оболочки 26 нагревательных труб 12 в ряду IV перекрывают верхние части нагревательных труб 12. Положение вращения, в котором достигается это расположение, может лежать в предпочтительном диапазоне 30 - 60^o. Таким образом обеспечивается практически полная защита нагревательных труб 12 от падающих вниз кусков отходов А. Следует, таким образом, учитывать, что за счет вращения в направлении стрелки 32 отходы А приподнимаются и что отходы А с увеличением высоты подъема в возрастающей степени отделяются от опорной поверхности на нагревательных трубах 12 и падают вниз. Точное положение, в котором должна была бы иметь место желаемая направленность имеющих форму колпака защитных оболочек 26 вверх, естественно зависит от количества и кривизны рядов I-VIII, от вида отходов А, от расстояния отдельных нагревательных труб 12 друг от друга и от других факторов. При большом барабане швелевания 8, таким образом, может быть уместным желательное расположение вверх под углом гораздо меньше 30^o (в предпочтительном диапазоне от 30 до 45^o).

Формула изобретения

1. Топочная камера для твердого материала, в частности для швелевания отходов, установленная с возможностью вращения вокруг своего продольного направления и имеющая множество лежащих во внутреннем пространстве нагревательных труб, отличающаяся тем, что нагревательные трубы снабжены ударно-отражательными оболочками, перекрывающими по крайней мере верхние части нагревательных труб в положении, когда они удалены от самого нижнего своего положения в направлении вращения топочной камеры на 30 - 60^o, предпочтительно на 45^o.

2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что ударно-отражательные оболочки выполнены в виде желобов.

3. Камера по п.1 или 2, отличающаяся тем, что ударно-отражательные оболочки расположены только на части общей длины нагревательных труб.

4. Камера по п.3, отличающаяся тем, что ударно-отражательные оболочки расположены на одной трети общей длины нагревательных труб.

5. Камера по п.3 или 4, отличающаяся тем, что ее продольная ось расположена наклонно относительно горизонтали, причем ударно-отражательные оболочки расположены в нижней концевой области нагревательных труб.

6. Камера по одному из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что ударно-отражательные оболочки выполнены из стали.

7. Камера по одному из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что ударно-отражательные оболочки приварены к нагревательным трубам.

8. Камера по одному из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что нагревательные трубы расположены радиальными рядами параллельно друг другу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2