EA 025685B1 20170130

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000025685b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Устройство сгорания, содержащее основной корпус устройства, имеющий камеру сгорания, которая установлена выше циклонной плавильной печи, выполненной с возможностью сжигания газа пиролиза, образованного из отходов после их сжигания, и при этом газ пиролиза вращается в камере сгорания, и которая выполнена с возможностью сжигания несгоревшего газа, выходящего из циклонной плавильной печи; множество водяных труб бойлерной боковой стенки, которые проходят вдоль всей боковой стенки в направлениях вверх и вниз основного корпуса устройства; водяную трубу бойлерной донной секции, которая расположена в виде спирали и установлена в донной секции основного корпуса устройства; и выступ, который выступает от внутренней стенки основного корпуса устройства в направлении центра пространства, ограниченного внутренней стенкой и расположенного в нижней зоне циклонной плавильной печи, и в котором имеется отверстие для выпуска расплавленного шлака, причем водяная труба бойлерной донной секции расположена на упомянутом выступе.

2. Устройство сгорания по п.1, которое дополнительно содержит узел подачи бойлерной воды, выполненный с возможностью извлекать подаваемую бойлерную воду после протекания через водяную трубу бойлерной донной секции и вводить подаваемую бойлерную воду в водяную трубу бойлерной боковой стенки с ее нижней стороны через секцию водяного резервуара.

3. Устройство сгорания по любому из пп.1, 2, в котором между циклонной плавильной печью и камерой сгорания образована дроссельная секция посредством уменьшения диаметра части боковой стенки основного корпуса устройства по сравнению с частями корпуса, расположенными выше и ниже, причем некоторые из множества водяных труб бойлерной боковой стенки располагаются на расстоянии от этой секции корпуса.

4. Устройство сгорания по любому из пп.1-3, в котором по меньшей мере четыре окна для продувки, установленные по его окружности с интервалом с возможностью вводить воздух в верхнюю часть камеры сгорания.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское 025685 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201391349
(22) Дата подачи заявки 2011.03.18
(51) Int. Cl. F23G 5/46 (2006.01) C10J3/46 (2006.01) F23G 5/44 (2006.01)
(54) УСТРОЙСТВО СГОРАНИЯ
(43) 2014.01.30
(86) PCT/JP2011/056563
(87) WO 2012/127562 2012.09.27
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
МИЦУБИСИ ХЭВИ ИНДАСТРИЗ ИНВАЙРОНМЕНТАЛ ЭНД КЕМИКАЛ ИНДЖИНИРИНГ КО., ЛТД. (JP)
(72) Изобретатель:
Сато Дзун, Сираи Тосимаса, Саито Йосихиса, Йосимицу Норио, Терабе Ясунори (JP)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) JP-A-2007218458 JP-A-61243895 JP-A-200985559
Microfilm of the specification and drawings annexed to the request of Japane se Utility Model Application No. 85394, 1988 (Laid-open No. 7442/1990) (Daikichi HAZE), 18 January 1990 (18.01.1990), specification, page 4, line 8 to page 5, line 11; fig. 1 (Family : none)
(57) Устройство сгорания включает в себя основной корпус устройства, имеющий камеру сгорания, которая установлена над циклонной плавильной печью, выполненной с возможностью сжигать газ пиролиза, образованный из отходов после их сжигания, при этом вращая газ пиролиза, и которая выполнена с возможностью сжигать несгоревший газ, выходящий из циклонной плавильной печи. Устройство сгорания дополнительно включает в себя множество водяных труб бойлера боковой стенки, которые выполнены с возможностью покрывать боковую стенку основного корпуса устройства на ее периферии, и продолжаются вдоль всей боковой стенки в направлениях вверх и вниз основного корпуса устройства.
Область техники
Изобретение относится к устройству сгорания, включающему в себя бойлерную систему, способному обрабатывать отходы и одновременно извлекать и эффективно использовать отходящее тепло.
Уровень техники
Известно устройство сгорания, используемое в качестве устройства для обработки отходов (см. патентный документ 1). Устройство сгорания обычно содержит циклонную плавильную печь и камеру сгорания.
Циклонная плавильная печь производит расплавленный шлак путем введения газа пиролиза, образуемого после сжигания отходов и включающего в себя золу и сажу, и его сжигания и плавки с вращением при высокой температуре. Дополнительно, несгоревший газ, образующийся в циклонной плавильной печи, выводится в камеру сгорания выше циклонной плавильной печи для повторного сжигания.
Уменьшение объема отходов достигается за счет образования расплавленного шлака. Дополнительно, так как расплавленный шлак может быть смешан с цементом для обеспечения возможности вторичного использования отходов, может быть увеличен срок службы места окончательного размещения отходов, такого как восстановленный участок земли или т.п. Кроме того, токсичные вещества, такие как диоксин или т.п., содержащиеся в золе и саже, сгорают в устройстве сгорания при высокой температуре и разлагаются на безвредные вещества.
Бойлерная система, в которой установлена водяная труба, обычно используется в боковой стенке камеры сгорания, имеющее высокую температуру отходящее тепло, образуемое в камере сгорания, извлекается бойлером и передается к паровой турбине, и тем самым обеспечивается эффективное использование отходящего тепла, например для генерирования мощности.
Патентный документ 1: не рассмотренная заявка на патент Японии номер 2007-218458.
Описание изобретения Проблемы, решаемые изобретением
Устройство сгорания может извлекать и использовать отходящее тепло, образуемое в процессе сгорания в камере сгорания, используя боковую стенку камеры сгорания в качестве бойлерной системы. Однако дроссельная секция, выполненная с возможностью обеспечить эффективное сгорание, размещается между циклонной плавильной печью и камерой сгорания, а бойлер не может быть установлен на боковой стенке циклонной плавильной печи из-за особенностей его формы, и извлечение тепла со всей боковой стенки устройства сгорания затруднено. Соответственно, на боковой стенке циклонной плавильной печи устанавливается теплообменное устройство, такое как рубашка водяного охлаждения или т.п., выполненное с возможностью охлаждать боковую стенку, вместо бойлера для извлечения отходящего тепла, и отходящее тепло просто выводится наружу от устройства сгорания. Таким образом, в циклонной плавильной печи тепловая энергия отходящего тепла не используется.
С учетом приведенных выше обстоятельств, целью настоящего изобретения является создание устройства сгорания, которое включает в себя бойлерную систему, способную эффективно извлекать отходящее тепло.
Решение проблемы
Устройство сгорания согласно настоящему изобретению включает в себя основной корпус устройства, имеющий камеру сгорания, установленную выше циклонной плавильной печи, выполненной с возможностью сжигать газ пиролиза, образуемый из отходов после их сжигания, при этом вращая газ пиролиза, и которая выполнена с возможностью сжигать несгоревший газ, выходящий из циклонной плавильной печи; и множество водяных труб бойлерной боковой стенки, которые выполнены с возможностью покрывать боковую стенку основного корпуса устройства на ее периферии, и проходят вдоль всей боковой стенки в направлениях вверх и вниз основного корпуса устройства.
В устройстве сгорания, включающем в себя описанную выше водяную трубу бойлерной боковой стенки, отходящее тепло от всего устройства сгорания в направлениях вверх и вниз может эффективно извлекаться с помощью водяной трубы бойлерной боковой стенки.
Кроме того, водяная труба бойлерной донной секции, которая проходит в форме воронки, если смотреть сверху, может быть установлена в донной секции основного корпуса устройства.
Отходящее тепло донной секции плавильной печи, которое до сих пор было трудно извлекать, может эффективно извлекаться с помощью водяной трубы бойлерной донной секции.
Дополнительно устройство сгорания может включать в себя узел подачи воды в бойлер, который выполнен с возможностью извлекать подаваемую бойлерную воду после ее протекания через водяную трубу бойлерной донной секции и вводить подаваемую бойлерную воду в водяную трубу бойлерной боковой стенки с его нижней стороны через секцию водяного резервуара.
Если имеется описанный выше узел подачи бойлерной воды, подаваемая бойлерная вода для водяной трубы бойлерной боковой стенки предварительно нагревается, используя отходящее тепло, извлеченное в водяной трубе бойлерной донной секции. Соответственно, в водяной трубе бойлерной боковой стенки можно эффективно генерировать пар.
Далее, дроссельная секция может быть образована между циклонной плавильной печью и камерой сгорания посредством уменьшения диаметра части боковой стенки основного корпуса устройства в на
правлениях вверх и вниз, и некоторые из множества водяных труб бойлерной боковой стенки могут располагаться на расстоянии от боковой стенки.
Если имеются расположенные на расстоянии от боковой стенки водяные трубы бойлерной боковой стенки, как было описано выше, мешающее взаимодействие между водяными трубами бойлерной боковой стенки можно избежать посредством уменьшения диаметра боковой стенки основного корпуса устройства в области дроссельной секции. То есть вся боковая стенка основного корпуса устройства может быть покрыта без изменения количества водяных труб бойлерной боковой стенки. В результате может быть предотвращена плохая циркуляция подаваемой бойлерной воды, и может быть извлечено большее количество отходящего тепла.
Кроме того, если некоторые водяные трубы бойлерной боковой стенки располагаются на расстоянии от боковой стенки, как было описано выше, между водяной трубой бойлерной боковой стенки и боковой стенкой образуется пространство. Оператор имеет легкий доступ к устройству сгорания через это пространство, и техническое обслуживание устройства сгорания будет легко осуществить, что уменьшает его стоимость.
Дополнительно, по меньшей мере четыре окна для продувки, которые выполнены с возможностью вводить воздух в верхнюю часть камеры сгорания, согласно настоящему изобретению могут быть установлены по ее окружности с некоторым интервалом.
Если имеется описанное выше окно для продувки, воздух вдувается в центр камеры сгорания, и может быть осуществлено эффективное повторное сжигание отработавшего газа, который выходит из циклонной плавильной печи и выдувается из центра камеры сгорания.
Эффекты изобретения
В устройстве сгорания согласно настоящему изобретению, так как вся боковая стенка основного корпуса устройства выполняет функцию бойлерной системы, отходящее тепло циклонной плавильной печи, которое раньше уходило в потери, теперь может эффективно извлекаться.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в продольном разрезе устройства сгорания согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения, если смотреть спереди.
Фиг. 2 - вид по линии А-А на фиг. 1, иллюстрирующий водяную трубу бойлерной донной секции, установленную в донной секции циклонной плавильной печи, являющейся частью устройства сгорания согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг. 3 - вид по линии В-В на фиг. 1, иллюстрирующий окно для продувки воздухом, установленное в камере сгорания, являющейся частью устройства сгорания согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения.
Описание вариантов воплощения изобретения
Далее с помощью фиг. 1-3 будет описано устройство 1 сгорания согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения.
Устройство 1 сгорания работает, когда газ пиролиза W, включающий в себя золу и сажу, образованный при сжигании отходов, вводится в устройство и сжигается при высокой температуре, при этом газ пиролиза W вращается и осуществляется процесс плавки.
Устройство 1 сгорания включает в себя основной корпус 2 устройства, имеющий циклонную плавильную печь 3 и камеру 6 сгорания, множество водяных труб 7 бойлерной боковой стенки, водяную трубу 8 бойлерной донной секции, узел 9 подачи воды в бойлер и окно 12 для продувки.
Основной корпус 2 устройства имеет трубчатую боковую стенку 13, которая проходит в вертикальном направлении. Боковая стенка 13 имеет часть, диаметр которой уменьшается в направлениях вверх и вниз, и часть уменьшенного диаметра является дроссельной секцией 14 основного корпуса 2 устройства.
Пространство под дроссельной секцией 14 в основном корпусе 2 устройства является циклонной плавильной печью 3, и в нижней части циклонной плавильной печи 3, т.е. в нижней части основного корпуса 2 устройства, установлена шлаковая летка 5, которая выполнена с возможностью выгрузки расплавленного шлака 4, образуемого в циклонной плавильной печи 3.
Далее, пространство над дроссельной секцией 14 в основном корпусе 2 устройства является камерой 6 сгорания, которая имеет конусную форму, причем ее диаметр постепенно увеличивается в направлении вверх боковой стенки 13.
Таким образом, в этом варианте воплощения камера 6 сгорания непрерывно проходит над циклонной плавильной печью 3 через дроссельную секцию 14, и вместе они образуют основной корпус 2 устройства.
Водяные трубы 7 бойлерной боковой стенки установлены таким образом, что они покрывают всю боковую стенку 13 основного корпуса 2 устройства на ее периферии вверх в вертикальном направлении основного корпуса 2 устройства вдоль всей боковой стенки 13 основного корпуса 2 устройства, т.е. от нижнего конца циклонной плавильной печи 3 до верхнего конца камеры 6 сгорания.
Дополнительно, в области дроссельной секции 14 некоторые из водяных труб 7 бойлерной боковой стенки (в этом варианте воплощения половина водяных труб 7 бойлерной боковой стенки) располагаются на расстоянии от боковой стенки 13 основного корпуса 2 устройства и являются ненагреваемыми тру
бами, которые не извлекают отходящее тепло. Далее, эти трубы становятся нагреваемыми трубами, которые снова покрывают боковую стенку 13 основного корпуса 2 устройства в позиции, в которой у боковой стенки 13 основного корпуса 2 устройства над дроссельной секцией 14 диаметр увеличивается до некоторой степени.
Водяная труба 8 бойлерной донной секции, представляющая собой водяную трубу, которая проходит в форме воронки, если смотреть сверху (см. фиг. 2), размещается в донной секции циклонной плавильной печи 3. Водяная труба 8 бойлерной донной секции прикреплена к опорной раме 15 и размещается на выступе 16, который выступает от внутренней стенки нижнего пространства циклонной плавильной печи 3 в направлении центра этого пространства. Выступ 16 и опорная рама 15 скреплены друг с другом не жестко, и имеют структуру, позволяющую им расширяться и сжиматься при изменении температуры водяной трубы 8 бойлерной донной секции. Между водяной трубой 8 бойлерной донной секции и водяной трубой 7 бойлерной боковой стенки образован зазор.
Узел 9 подачи воды в бойлер содержит питатель 18 деаэрированной воды, который выполнен с возможностью подавать подаваемую бойлерную воду W2 в водяную трубу 8 бойлерной донной секции, первый насос 11, который выполнен с возможностью закачивать подаваемую бойлерную воду W2 в водяную трубу 8 бойлерной донной секции и возвращать воду, барабан (секция водяного резервуара) 10, который выполнен с возможностью возвращать и хранить подаваемую бойлерную воду W2 из водяной трубы 7 бойлерной боковой стенки над основным корпусом 2 устройства и снова подавать подаваемую бойлерную воду W2 в водяную трубу 7 бойлерной боковой стен?си, и второй насос 17, который выполнен с возможностью закачивать подаваемую бойлерную воду W2, возвращенную из водяной трубы 8 бойлерной донной секции, из питателя 18 деаэрированной воды, в барабан (секцию водяного резервуара)
10.
Таким образом, узел 9 подачи воды в бойлер в этом варианте воплощения выполнен с возможностью обеспечить две системы циркуляции: принудительную и естественную. А именно, водяная труба 8 бойлерной донной секции использует принудительную циркуляцию: подаваемая бойлерная вода W2 закачивается из питателя 18 деаэрированной воды и циркулирует в водяной трубе 8 бойлерной донной секции, и затем возвращается опять в питатель 18 деаэрированной воды.
Далее, подаваемая бойлерная вода W2, которая циркулировала в водяной трубе 8 бойлерной донной секции и извлекла отходящее тепло, вводится с нижней стороны в водяную трубу 7 бойлерной боковой стенки через барабан (секцию водяного резервуара) 10 и поглощает тепло в водяной трубе 7 бойлерной боковой стенки. Соответственно, удельный вес подаваемой бойлерной воды W2 уменьшается, и она поднимается вверх. Таким образом, водяная труба 7 бойлерной боковой стенки использует естественную циркуляцию, при которой подаваемая бойлерная вода W2 поднимается естественным путем, в итоге превращаясь в пар.
Окно 12 для продувки представляет собой окно для ввода воздуха, которое сообщается с внутренним пространством и наружным пространством камеры 6 сгорания, и направлено в сторону центра камеры 6 сгорания. По меньшей мере четыре (в этом варианте воплощения, восемь) окон для продувки образованы по окружности в верхней части камеры 6 сгорания.
Далее будет описана работа приведенного выше устройства 1 сгорания.
В устройстве 1 сгорания газ пиролиза W, включающий в себя золу и сажу, образованный при сжигании отходов, проходит через канал для газа пиролиза и вводится в циклонную плавильную печь 3. Газ пиролиза W вращается и сжигается, чтобы расплавить золу и сажу, в результате образуется расплавленный шлак 4, который выгружается через шлаковую летку 5.
Далее, некоторые из водяных труб 7 бойлерной боковой стенки установлены таким образом, что они располагаются на расстоянии от боковой стенки 13 в области дроссельной секции 14. Соответственно, даже хотя диаметр боковой стенки 13 основного корпуса 2 устройства уменьшается в области дроссельной секции 14, мешающее взаимодействие между водяными трубами 7 бойлерной боковой стенки может быть исключено, и вся боковая стенка 13 может быть покрыта без изменения количества водяных труб 7 бойлерной боковой стенки. Дополнительно, в результате того, что водяные трубы 7 бойлерной боковой стенки располагаются на расстоянии от боковой стенки 13, между ненагреваемой трубой и боковой стенкой 13 образуется пространство.
Далее, в этом варианте воплощения, так как пространство между выступом 16 и опорной рамой 15 является скользящей структурой, исключается образование трещин вследствие теплового расширения и сжатия, когда водяная труба 8 бойлерной донной секции извлекает отходящее тепло. Дополнительно, так как водяные трубы 7 бойлерной боковой стенки установлены таким образом, что между ними и водяной трубой 8 бойлерной донной секции образован зазор, может быть предотвращено образование трещин вследствие теплового расширения и сжатия, вызываемого разницей температур между водяной трубой 7 бойлерной боковой стенки и водяной трубой 8 бойлерной донной секции. Соответственно, водяная труба 8 бойлерной донной секции может быть установлена в донной секции цилиндрической плавильной печи 3 без повреждений.
Далее, так как в этом варианте воплощения в узле 9 подачи воды в бойлер одновременно обеспечиваются принудительная циркуляция и естественная циркуляция подаваемой бойлерной воды W2, извле
чение отходящего тепла в донной секции циклонной плавильной печи 3 может осуществляться, используя водяную трубу 8 бойлерной донной секции, в которой естественная циркуляция затруднена из-за того, что она проходит в горизонтальном направлении.
Дополнительно, в камере 6 сгорания, расположенной в верхней части устройства 1 сгорания, осуществляется повторное сжигание несгоревшего газа, выходящего из циклонной плавильной печи 3. В этом варианте воплощения воздух вдувается из восьми окон 12 для продувки, расположенных в верхней части камеры 6 сгорания, в направлении центральной области камеры 6 сгорания, чтобы улучшить эффективность сгорания несгоревшего газа.
В приведенном выше устройстве 1 сгорания может быть извлечено больше отходящего тепла, образуемого в устройстве 1 сгорания, с помощью водяной трубы 7 бойлерной боковой стенки, которая может извлекать отходящее тепло со всей боковой стенки 13 циклонной плавильной печи 3 и камеры 6 сгорания, и с помощью водяной трубы 8 бойлерной донной секции, которая может извлекать отходящее тепло, образованное в донной секции циклонной плавильной печи 3. Затем может быть получена мощность, используя пар, генерируемый извлеченным отходящим теплом в качестве источника мощности для паровой турбины. Могут быть уменьшены издержки посредством продажи или т.п. полученной мощности, и кроме того уменьшаются выбросы отходящего тепла от устройства 1 сгорания, что вносит свой вклад в защиту от глобального потепления.
Дополнительно, так как техническое обслуживание основного корпуса 1 устройства можно легко осуществлять через пространство, образованное между ненагреваемой трубой и боковой стенкой 13 основного корпуса 2 устройства, возможно уменьшение издержек.
Дополнительно, в этом случае, так как может быть осуществлено эффективное сжигание несгорев-ших в циклонной плавильной печи 3 горючих материалов благодаря восьми окнам 12 для продувки, установленным в верхней части камеры 6 сгорания, в результате получают уменьшение содержания токсичных веществ в отработавшем газе, таких как СО или т.п., что вносит свой вклад в защиту окружающей среды. Однако количество окон 12 для продувки для обеспечения сжигания несгоревших горючих материалов, не ограничивается четырьмя или более, так как эти количества не выходят за пределы сущности настоящего изобретения.
Дополнительно, в устройстве 1 сгорания согласно этому варианту воплощения могут быть установлены встроенные средства для удаления сажи путем продувки, как узел для удаления застрявшей золы в основном корпусе 2 устройства. В этом случае, так как монтажное пространство для установки устройства 1 сгорания может быть уменьшено по сравнению со съемными средствами для удаления сажи путем продувки, могут быть уменьшены издержки. Встроенные средства для удаления сажи путем продувки должны быть образованы из специального материала, стойкого к коррозии и пластической деформации в условиях высоких температур, 400°С и выше.
Перечень ссылочных позиций:
1 - устройство сгорания;
2 - основной корпус устройства;
3 - циклонная плавильная печь;
4 - расплавленный шлак;
5 - шлаковая летка;
6 - камера сгорания;
7 - водяная труба бойлерной боковой стенки;
8 - водяная труба бойлерной донной секции;
9 - узел подачи воды в бойлер;
10 - барабан (секция водяного резервуара);
11 - первый насос;
12 - окно для продувки;
13 - боковая стенка;
14 - дроссельная секция;
15 - опорная рама;
16 - выступ;
17 - второй насос;
18 - питатель деаэрированной воды; W - газ пиролиза;
W2 - подаваемая бойлерная вода.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство сгорания, содержащее
основной корпус устройства, имеющий камеру сгорания, которая установлена выше циклонной плавильной печи, выполненной с возможностью сжигания газа пиролиза, образованного из отходов после их сжигания, и при этом газ пиролиза вращается в камере сгорания, и которая выполнена с возмож
ностью сжигания несгоревшего газа, выходящего из циклонной плавильной печи;
множество водяных труб бойлерной боковой стенки, которые проходят вдоль всей боковой стенки в направлениях вверх и вниз основного корпуса устройства;
водяную трубу бойлерной донной секции, которая расположена в виде спирали и установлена в донной секции основного корпуса устройства; и
выступ, который выступает от внутренней стенки основного корпуса устройства в направлении центра пространства, ограниченного внутренней стенкой и расположенного в нижней зоне циклонной плавильной печи, и в котором имеется отверстие для выпуска расплавленного шлака,
причем водяная труба бойлерной донной секции расположена на упомянутом выступе.
2. Устройство сгорания по п.1, которое дополнительно содержит узел подачи бойлерной воды, выполненный с возможностью извлекать подаваемую бойлерную воду после протекания через водяную трубу бойлерной донной секции и вводить подаваемую бойлерную воду в водяную трубу бойлерной боковой стенки с ее нижней стороны через секцию водяного резервуара.
3. Устройство сгорания по любому из пп.1, 2, в котором между циклонной плавильной печью и камерой сгорания образована дроссельная секция посредством уменьшения диаметра части боковой стенки основного корпуса устройства по сравнению с частями корпуса, расположенными выше и ниже, причем некоторые из множества водяных труб бойлерной боковой стенки располагаются на расстоянии от этой секции корпуса.
4. Устройство сгорания по любому из пп.1-3, в котором по меньшей мере четыре окна для продувки, установленные по его окружности с интервалом с возможностью вводить воздух в верхнюю часть камеры сгорания.
2.
2.
2.
Фиг. 3
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025685
- 1 -
(19)
025685
- 1 -
(19)
025685
- 1 -
(19)
025685
- 4 -
025685
- 6 -