Спосіб і пристрій для ефективної утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів

 

Пропоноване винахід відноситься до охорони навколишнього середовища і може бути використано для переробки та утилізації міських і промислових відходів органічного походження.

Відомий спосіб утилізації твердих відходів, що включає подрібнення твердих відходів (деревні відходи, використані автопокришки тощо), періодичну подачу твердих відходів в порожнину обертається піролізної камери (реактора), проведення процесу піролізу (швелевания) в ній, висновок піролізного газу та періодичне видалення твердих залишків піролізу (напівкоксу) із зони реакції з одночасним їх охолодженням в пристрої, що складається з дробарки (подрібнювача), днище якої пов'язане шнековим живильником з завантажувальним отвором обертового циліндричного барабана (поворотної камери), всередині якого влаштовані нагрівальні труби, сполучені з впускними і випускними камерами топкових газів, забезпечених відповідними патрубками, і охолоджувальної камери з сорочкою (збірник продуктів піролізу), забезпеченою шлюзовим вузлом вивантаження твердих продуктів (напівкоксу) і патрубком видалення піролізного газу [Патент РФ №2367848, М. Кл. F23G 5/027, М. Кл. С10В 53/02, 2009].

Основними недоліками відомого способу явлѻа та його складових компонентів, що знижує надійність, економічну та екологічну ефективність відомого способу.

Основними недоліками відомого пристрою є складність конструкції, відсутність обладнання для очищення піролізного газу і його утилізації тепла та складових компонентів, що знижує надійність, економічну та екологічну ефективність відомого пристрою.

Більш близьким до пропонованого винаходу є спосіб і пристрій для утилізації органічних компонентів міських та промислових відходів, що включає: подрібнення та змішування органічних компонентів міських та промислових відходів з добавкою торфу або деревних відходів; нагрівання отриманої шихти при її повільному переміщенні зверху вниз по шнековому підігрівача через стінку гарячою водою, в результаті чого в шихті відбувається випаровування води, деаерація і виділення легкокипящих вуглеводнів, а сама шихта набуває вигляд пасти; дегазацію шихти в дегазаторе з виділенням первинного газу, який відводиться в пальник камери згоряння кожухотрубчатого реактора, диспергація дегазованої шихти в екструдері з утворенням гранул та їх охолодження в охолоджувачі-грануляторе зовнішнім повітрям, нагрів правовими живильником гранульованої шихти в кожухотрубчатий реактор для проведення безперервного процесу піролізу з одночасною подачею на горіння в пальник камери згоряння реактора очищеного піролізного газу з абсорбера, первинного газу з дегазатора і гарячого повітря з охолоджувача-гранулятора, в результаті горіння яких отримують гарячі димові гази, які тангенціально надходять в теплову сорочку реактора, після чого подаються в котел-утилізатор, а стовп гранульованої шихти в піролізної трубі реактора повільно переміщається зверху вниз за рахунок своєї ваги і тиску, створюваного обертовим потоком шихти в шнековому живильнику, піддаючись деструкції при нагріванні за рахунок теплопередачі через стінку з гарячими димовими газами, в результаті чого відбувається інтенсивне утворення піролізного газу та напівкоксу, які видаляються з піролізної труби через живий переріз стулчастого відсікача в збірник продуктів піролізу; збір отриманого піролізного газу в газовій порожнини збірника продуктів піролізу, звідки він виводиться в систему газоочистки, а напівкоксу в конічному бункері збірника продуктів піролізу, звідки він видаляється розвантажувально-охолоджувальних шнеком, одночасно охолоджуючись живильною водою, що проходить через його теплову сорочку, яка нагрівається і подається в котел-утилізатор; охолодження і очищення гарячого піролізного газу у вертикальному триступінчатому холодильни0°С, в результаті чого в ньому відбувається конденсація значної частини тяжелокипящих вуглеводнів, парів води та інших компонентів, що утворюють газовий конденсат, що стікає вниз, після чого охолоджений піролізний газ подається в абсорбер, причому кожна ступінь охолодження трьохступеневої холодильника має свої цикли води, сполучені з охолоджуючої води з теплової сорочкою шнекового підігрівача, тепловою мережею і оборотною водою, відповідно; абсорбцію охолодженого піролізного газу в підлогою абсорбері водою, яка поглинає водорозчинні компоненти (кислоти, солі, аміак тощо), присутні в ньому, з охолодженням газу при цьому до температури 25-30°С, після чого додатково очищений і охолоджений піролізний (паливний) газ подається на спалювання в камеру згорання, його надлишок направляють до споживача або в газгольдер, а з конічного піддону абсорбера воду, що містить водорозчинні домішки (кислоти, солі, аміак тощо), подають на подальшу переробку; відстоювання газового конденсату у відстійнику, в якому відбувається її поділ на дві фракції: смолу, що складається з тяжелокипящих вуглеводнів і твердих домішок, що опускається вниз, і воду (надсмольную воду), містить водо�реработку; подачу димових газів з кожухотрубчато реактора з температурою 400-500°С в котел-утилізатор для одержання пари або гарячої води, де вони охолоджуються до температури 140-150°С, після чого направляються на газоочистку і очищені від шкідливих домішок, що викидаються в атмосферу.

Пристрій для реалізації запропонованого способу утилізації органічних компонентів міського і промислового сміття включає в себе сполучені між собою по виходу і входу перероблюваних відходів (вихідної шихти) подрібнювач, усреднитель, що представляє собою апарат з мішалкою, встановлені один над одним по вертикалі шнековий підігрівач, що представляє собою шнековий живильник, поміщений в теплову сорочку, дегазатор, що представляє собою циліндричну обечайку, екструдер, охолоджувач-гранулятор, що представляє собою порожнистий циліндричний апарат з конічним піддоном, шнековий живильник, кожухотрубчатий реактор, що складається з піролізної труби, забезпеченою у своїй нижній кромці створчатим відсікачем, покритої теплової сорочкою, забезпеченою зверху патрубком виходу димових газів і з'єднаної знизу тангенціально з вихлопним вікном камери згоряння, збірник продуктів піролізу, що складається з газоткой, з'єднаний з розвантажувально-охолоджувальних шнеком, що представляє собою шнековий живильник, поміщений в теплову сорочку, при цьому збірка продуктів піролізу через патрубок вихідний газовий з'єднаний послідовно по газу з вертикальним триступінчатим холодильником з конічним піддоном, абсорбером, що представляє собою циліндричну порожнисту колону з конічним піддоном, у верхній частині якого поміщений зрошувач, і пальником камери згоряння кожухотрубчатого реактора, з'єднаної також з первинного газу з дегазатором, з гарячого повітря з охолоджувачем-гранулятором, димові гази з кожухотрубчатого реактора надходять в котел-утилізатор, з'єднаний по живильній воді з теплової сорочкою розвантажувально-охолоджувального шнека, піддон трьохступеневої холодильника з'єднаний з газового конденсату з відстійником, I ступінь охолодження з'єднана з охолоджуючої води з теплової сорочкою шнекового підігрівача, II ступінь охолодження з'єднана з охолоджуючої воді з тепловою мережею, III ступінь охолодження охолоджуючої воді з'єднана з оборотною водою [Патент РФ №2473841, МПК F23G 5/027, 2013].

Основними недоліками відомого способу є неможливість нагріву гарячою водою з III ступла оборотної води для здійснення процесу очищення піролізного газу, утилізації його тепла і його складових компонентів, що знижує надійність, економічну та екологічну ефективність відомого способу.

Основними недоліками відомого пристрою є складність конструкції трехступенчатоого холодильника, необхідність обладнання для циклу оборотної води (насосної станції, градирень тощо), що також знижує надійність, економічну та екологічну ефективність відомого пристрою

Технічним результатом, на вирішення якої спрямовано пропоноване винахід, є підвищення надійності та ефективності способу і пристрою для ефективної утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів.

Технічний результат досягається тим, що спосіб ефективної утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів включає: подрібнення та змішування органічних компонентів міських та промислових відходів з добавкою торфу або деревних відходів; нагрівання отриманої шихти при її повільному переміщенні зверху вниз по шнековому підігрівача через стінку димовими газами, в результаті чого в шихті відбувається випаровування води, деаерація і виділення легкокипящих вуглеводнів, а�ся в пальник камери згоряння кожухотрубчатого реактора, диспергація дегазованої шихти в екструдері з утворенням гранул та їх охолодження в охолоджувачі-грануляторе зовнішнім повітрям, нагрів повітря і збагачення його парами води і горючими компонентами, виделившимися з шихти; безперервну подачу шнековим живильником гранульованої шихти в кожухотрубчатий реактор для проведення безперервного процесу піролізу з одночасною подачею на горіння в пальник камери згоряння реактора очищеного піролізного газу з абсорбера, первинного газу з дегазатора і гарячого повітря з охолоджувача-гранулятора, в результаті горіння яких отримують гарячі димові гази, які тангенціально надходять в теплову сорочку реактора, після чого подаються в теплову сорочку шнекового підігрівача, а стовп гранульованої шихти в піролізної трубі реактора повільно переміщається зверху вниз за рахунок своєї ваги і тиску, створюваного обертовим потоком шихти в шнековому живильнику, піддаючись деструкції при нагріванні за рахунок теплопередачі через стінку з гарячими димовими газами, в результаті чого відбувається інтенсивне утворення піролізного газу та напівкоксу, які видаляються з піролізної труби через живий переріз стулчастого відсікача в збірник� він виводиться в систему газоочистки, а отриманого напівкоксу в конічному бункері збірника продуктів піролізу, звідки він видаляється розвантажувально-охолоджувальних шнеком, одночасно охолоджуючись мережною водою, що проходить через його теплову сорочку, яка нагрівається і подається в теплову мережу; охолодження і очищення гарячого піролізного газу у вертикальному холодильнику, де охолоджується до температури 90-100°С мережною водою, яка нагрівається до проміжної температури 50-60°С, в результаті чого в ньому відбувається конденсація значної частини тяжелокипящих вуглеводнів, парів води та інших компонентів, що утворюють газовий конденсат, що стікає вниз у відстійник; адсорбцію з охолодженого піролізного газу водорозчинних компонентів (кислот, солей, аміаку тощо) гранулами пемзи діаметром від 20 до 40 мм, виготовленої з основних металургійних шлаків, в радіальних клітинках ротаційного адсорбера, де відбувається одночасна промивка гранул насиченого шлаку водою, яка поглинає адсорбовані компоненти, з охолодженням газу при цьому до температури 40-50°С, після чого додатково очищений і охолоджений піролізний (паливний) газ подається на спалювання в камеру згорання, його надлишок направляють до спожива�єси (кислоти, солі, аміак тощо), подають на подальшу переробку; відстоювання газового конденсату у відстійнику, в якому відбувається її поділ на дві фракції: смолу, що складається з тяжелокипящих вуглеводнів і твердих домішок, що опускається вниз, і воду (надсмольную воду), що містить водорозчинні домішки, що знаходиться у верхній зоні відстійника, які виводяться з відстійника на подальшу переробку; подачу димових газів з теплової сорочки шнекового підігрівача з температурою 200-250°С підігрівач води, де вони охолоджуються до температури 140-150°С, після чого направляються на газоочистку і очищені від шкідливих домішок, що викидаються в атмосферу.

Пристрій для реалізації способу ефективної утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів включає в себе сполучені між собою по виходу і входу перероблюваних відходів (вихідної шихти) подрібнювач, усреднитель, що представляє собою апарат з мішалкою, встановлені один над одним по вертикалі, шнековий підігрівач, що представляє собою шнековий живильник, поміщений в теплову сорочку, дегазатор, що представляє собою циліндричну обечайку, екструдер, охолоджувач-гранулятор, що представляє�ящая з піролізної труби, забезпеченою у своїй нижній кромці створчатим відсікачем, покритої теплової сорочкою, забезпеченою зверху патрубком виходу димових газів і з'єднаної знизу тангенціально з камерою згоряння, збірник продуктів піролізу, що складається з газозбірника і конічного бункера для напівкоксу, з вихідним газовим патрубком з сепараційної ґратами, з'єднаний з розвантажувально-охолоджувальних шнеком, що представляє собою шнековий живильник, поміщений в теплову сорочку, причому збірник продуктів піролізу через патрубок вихідний газовий з'єднаний послідовно по газу з вертикальним холодильником з конічним піддоном, ротаційним адсорбера, що складається з циліндричного корпусу, плоска кришка якого забезпечена призматичними кришками з патрубками входу промивної води і виходу очищеного піролізного газу, відповідно, плоске днище забезпечено призматичними днищами з патрубками виходу промивної води і входу охолодженого піролізного газу, в корпусі ротаційного адсорбера поміщений ротор з радіальними отворами, кожна з яких заповнена адсорбентом, що представляє собою гранули пемзи металургійних шлаків з модулем основності М>1 діаметром від 20 до 40 мм, причому патруббчатого реактора, з'єднаної також з первинного газу з дегазатором, з гарячого повітря з охолоджувачем-гранулятором, а патрубок виходу димових газів кожухотрубчатого реактора з'єднаний з теплової сорочкою шнекового підігрівача, сполученого по димових газів з підігрівачем мережної води, що надходить з вертикального холодильника, конічний піддон якого з'єднаний з газового конденсату з відстійником.

Пристрій для реалізації запропонованого способу ефективної утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів наведено на фіг.1-4 (на фіг.1 - технологічна схема, на фіг.2-4 - ротаційний адсорбер і його розрізи).

Пристрій для реалізації запропонованого способу утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів включає в себе сполучені між собою по виходу і входу перероблюваних відходів (вихідної шихти), відповідно, подрібнювач 1, усреднитель 2, що представляє собою апарат з мішалкою, встановлені один над одним по вертикалі, шнековий підігрівач 3, що представляє собою шнековий живильник 3а, поміщений в теплову сорочку 3б, дегазатор 4, що представляє собою циліндричну обечайку, екструдер 5, охолоджувач-гранулятор 6, пред�, �остоящая з піролізної труби 8а, забезпеченою у своїй нижній кромці створчатим відсікачем 8б, покритої теплової сорочкою 8в, забезпеченою зверху патрубком виходу димових газів 8г і з'єднаної знизу тангенціально з камерою згоряння 8д, збірник продуктів піролізу 9, який складається з газозбірника 9а і конічного бункера для напівкоксу 9б, з вихідним газовим патрубком 9в з сепараційної ґратами 9г, з'єднаний з розвантажувально-охолоджувальних шнеком 10, представляє собою шнековий живильник 10а, поміщений в теплову сорочку 10б, причому збірник продуктів піролізу 9 через патрубок вихідний газовий 9в з'єднаний послідовно по газу з вертикальним холодильником 11 з конічним піддоном, ротаційним адсорбера 12 (повний привід показаний), що складається з циліндричного корпусу 12а, плоска кришка якого забезпечена призматичними кришками 12б та 12в з патрубками входу промивної води 12г і виходу очищеного піролізного газу 12д, відповідно, плоске днище забезпечено призматичними днищами 12е і 12ж з патрубками виходу промивної води 12з і входу охолодженого піролізного газу 12і, в корпусі 12а ротаційного адсорбера 12 поміщений ротор 12і з радіальними отворами 12к, кожна з яких заповнена адсорбентом 12м, причому патрубок виходу очищеного піролізного газу 12д ротаційного адсорбера 12 з'єднаний з пальником камери згоряння 8д кожухотрубчатого реактора 8, з'єднаної також з первинного газу з дегазатором 4, по гарячому повітрю з охолоджувачем-гранулятором 6, а патрубок виходу димових газів 8г кожухотрубчатого реактора 8 з'єднаний з теплової сорочкою 3б шнекового підігрівача 3, сполученого по димових газів з підігрівачем мережної води 13, що надходить з вертикального холодильника 11, конічний піддон якого з'єднаний з газового конденсату з відстійником 14,

Пропонований спосіб ефективної утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів здійснюється в пропонованому пристрої наступним чином. Попередньо відсортовані органічні компоненти міських та промислових відходів (залишки пластмасових виробів поліетиленова плівка, гума, деревні стружки, тирса тощо) завантажуються в подрібнювач 1, куди може також додаватись торф або деревні відходи для підтримування сталого (стабільного) складу шихти, в якому відбувається подрібнення не лише деревних, гумових та пластмасових відходів, але і поліетиленової плівки, після чого отримана�орая надходить у прийомний патрубок (на фіг.1-4 не показаний) шнекового підігрівача 3. В шнековому підігрівачі 3, при повільному переміщенні шихти зверху вниз по шнековому живильники 3а, відбувається його нагрівання через стінку живильника 3а до температури 100-120°З димовими газами з температурою 300-400°С, надходять з патрубка виходу димових газів 8г реактора 8 в теплову сорочку 3б і охолоджуються в ній до температури 200-250°С, в результаті чого в шихті відбувається випаровування води, деаерація і виділення легкокипящих вуглеводнів, значна частина твердих органічних компонентів (пластмас і поліетиленової плівки) стає пластичною, а сама шихта набуває вигляд пасти, у якій розподілені нерасплавленние тверді частинки і газові бульбашки, і в такому стані надходить в дегазатор 4. У дегазаторе 4, в результаті збільшення обсягу, з шихти виділяється первинний газ з температурою 100-120°З, що представляє собою суміш парів води, азоту, двоокису вуглецю, легкокипящих вуглеводнів і незначної кількості кисню, точний склад первинного газу визначається кількістю повітря, що подається на охолоджувач-гранулятор 6, складом шихти і температурою її нагрівання в шнековому підігрівачі 3, який відводиться в пальник камери згоряння 8д кожухотрубчатого реактора 8, а дегазегазатора 4. В екструдері 5 відбувається диспергування пастоподібної шихти на циліндричні відрізки (гранули), які під дією сили тяжіння надходять в охолоджувач-гранулятор 6, безпосередньо з'єднаний верхньою кромкою свого корпусу з диспергатори екструдера 5. В охолоджувач-гранулятор 6 знизу подають зовнішнє повітря, внаслідок контакту з якою в ньому відбувається охолодження і затвердіння гранул, шихти, збагачення горючими компонентами, що виділяються з шихти, і нагрівання повітря до температури 80-90°С, який потім видаляється з верхньої частини охолоджувача-гранулятора 6. Гранульована шихта під дією сили тяжіння зсипається в конічний піддон охолоджувача-гранулятора 6, звідки шнеком 7 безперервно подається у верхній отвір піролізної труби 8а реактора 8, безпосередньо з'єднаній з ним. Одночасно в пальник камери згоряння 8д подається очищене і охолоджене піролізний газ з ротаційного адсорбера 12, первинний газ з дегазатора 4 і гаряче повітря з верхньої частини охолоджувача-гранулятора 6, отримана газоповітряна суміш згорає та гарячі димові гази тангенціально надходять в теплову сорочку 8в реактора 8, омивають її, рухаючись гвинтоподібно, і видаляються через пат�про переміщається зверху вниз за рахунок своєї ваги і тиску, створюваного обертовим потоком шихти в шнековому живильнику 6, який виконує функцію коксовиталкивателя, нагрівається при цьому за рахунок теплопередачі через стінку гарячими димовими газами, що рухаються в тепловій сорочці 8в, до температури 500-600°С, при якій відбувається інтенсивне утворення піролізного газу та напівкоксу з гранульованої шихти, які видаляються з піролізної труби 8а через живий переріз стулчастого відсікача 8б у збірник продуктів піролізу 9. Отриманий піролізний газ (склад отриманого газу визначається складом шихти, температурним режимом і швидкістю її переміщення в кожухотрубчатом реакторі 8) збирається газової порожнини 9а, звідки виводиться через патрубок вихідний газовий 9в та сепараційних ґрати 9г, запобігає винесення твердих частинок в холодильник 11, а напівкокс зсипається в конічний бункер 96, звідки видаляється розвантажувально-охолоджувальних шнеком 10. У розвантажувально-охладительном шнеку 10 при переміщенні напівкоксу по шнеку 10а кокс охолоджується від температури 400-500°С до 120-140°З мережною водою, що проходить через теплову сорочку 10б, яка нагрівається від температури 40-50°С до температури 80-90°С. Гарячий піролізний газ з газозбірника 9а з температуройзультате чого в ньому відбувається конденсація значної частини тяжелокипящих вуглеводнів, парів води та інших компонентів, які утворюють газовий конденсат, що стікає вниз, після чого охолоджений піролізний газ подається в ротаційний адсорбер 12. При цьому в холодильнику 11 мережна вода нагрівається від 40-50°С до проміжної температури 60-70°С, після чого поступає в підігрівач води 13, де нагрівається димовими газами до кінцевої температури 80-90°С. В ротаційному адсорбере 12 охолоджений піролізний газ з призматичного днища 12ж по мірі обертання ротора 12к розподіляється по осередках 12л, заповнених гранулами пемзи 8 діаметром від 20 до 40 мм, виготовленої з основних металургійних шлаків (діаметр гранул призначений з умов забезпечення мінімального аеродинамічного опору осередків 12 л і номенклатури розмірів гранул металургійної пемзи). Основна металургійна пемза являє собою матеріал з високопористой механічно міцною структурою (міцність на стиснення до 2,7 МПа), що складається з окису кальцію, окису кремнію, окису алюмінію і частково з окису магнію (СаО, SiO2, Al2O3, MnO) з модулем основності М>1 і високим значенням коефіцієнта теплоємності [Будівельні матеріали. Довідник. Під ред. Болдирєва А. С. та ін. - М.: Стройизд.,1989, с. гранулам металургійної пемзи основні властивості, дозволяють сорбувати на їх поверхні речовини, що володіють кислими властивостями, до яких відносяться і багато домішки в піролізних газі (кислоти, солі, аміак, NOx, SOx, CO і ін). Крім того, виходячи зі свого складу, металургійні шлаки стійкі до корозійного впливу кислих компонентів піролізного газу, широко доступні і відносно дешеві. Піролізний газ, рухаючись знизу верх через гранули шлаку, які здатні акумулювати тепло, одночасно охолоджується до температури 40-50°С з конденсацією водяної пари з утворенням конденсату, що проникає в пори гранул адсорбенту, в яких за рахунок попереднього циклу залишаються краплі кислого конденсату. Адсорбовані компоненти (наприклад, оксиди азоту і сірки в порах гранул, володіють підвищеною реакційною здатністю, обумовленої їх взаємодією з поверхнею адсорбенту - гранул шлакової пемзи [Неницеску К. Загальна хімія. - М: Світ, 1968, с. 298], тому окислюються киснем зі швидкістю більшою, ніж у газової фазі, з утворенням легко розчинних у воді NO2і SO3, які, в свою чергу, взаємодіють з краплями води з утворенням відповідних кислот HNO3і H2SO4, які накапливЋй) піролізний газ з температурою 40-50°С через призматичну кришку 12в і патрубок 12д подається на спалювання в камеру згоряння 8д реактора 8, а його надлишок направляють до споживача або в газгольдер (на фіг.1-4 не показаний). Одночасно осередку 12л з насиченим адсорбентом в результаті обертання ротора 12к надходять у відсік призматичної кришки 12б, де з патрубка 12г осередку 12л зрошуються промивної водою 12а, яка поглинає водорозчинні компоненти (кислоти, солі, аміак тощо), присутні в ньому. Одночасно з конічного піддону холодильника 11 газовий конденсат стікає у відстійник 14, в якому відбувається його відстоювання і поділ на дві фракції: смолу, що складається з тяжелокипящих вуглеводнів і твердих домішок, що опускається вниз, і воду (надсмольную воду), що містить деяку кількість водорозчинних домішок, що знаходиться у верхній зоні відстійника 14, які видаляються з нього на подальшу переробку. Аналогічно з призматичного днища 12е ротаційного адсорбера 12 видаляють розчин промивної води, що містить водорозчинні домішки (кислоти, солі, аміак тощо), уловлені з очищеного піролізного газу після холодильника 11, який відправляють на подальшу переробку. У теж час димові гази видаляються з кожухотрубчато реактора 8 через вихідний патрубок 8г реактора 8 в теплову сорочку 3б шнекового питатеревается до кінцевої температури 80-90°С, охолоджуються до температури 150-200°С, після чого направляються на газоочистку і очищені від шкідливих домішок (оксидів сірки, оксидів азоту та ін) викидаються в атмосферу.

Використання в якості гріючого агента димових газів після реактора 8 до температури 200-250°С для нагріву шихти в шнековому підігрівачі 3 дозволяє краще прогріти шихту до пастоподібного стану і, відповідно, отримати більш рівномірний складу шихти, що в кінцевому підсумку підвищує ефективність всього процесу піролізу.

Використання процесу адсорбції домішок з піролізного газу доменним гранульованим шлаком у ротаційному адсорбере 12 і видалення цих домішок промиванням гранульованого шлаку водою дозволяє спростити технологію процесу, обійтися без оборотного водопостачання і, таким чином, підвищити надійність, економічну та екологічну ефективність запропонованого способу та пристрою.

Так як в шихті присутня значна кількість пластмас, поліетиленової плівки, гуми, то в складі отриманого піролізного газу міститься підвищена кількість різних вуглеводнів (парафінових, ароматичних, граничних, неграничних, тощо), тому він являє собою цінні�ва кислота, аміак та ін).

Таким чином, пропонований спосіб і пристрій для ефективної утилізації органічних компонентів міських і промислових відходів, поряд з поліпшенням екологічної ситуації в місцях знешкодження відходів, забезпечує повну утилізацію їх найбільш небезпечною (органічної) частини з одночасним отриманням паливного газу, що забезпечує власні потреби утилізації та сторонніх споживачів напівкоксу, гарячої води (для опалення та гарячого водопостачання), а також деяких продуктів хімічної промисловості.

1. Спосіб для ефективної утилізації органічних компонентів міських та промислових відходів, що включає: подрібнення та змішування органічних компонентів міських та промислових відходів з добавкою торфу або деревних відходів; нагрівання отриманої шихти при її повільному переміщенні зверху вниз по шнековому підігрівача через стінку, в результаті чого в шихті відбувається випаровування води, деаерація і виділення легкокипящих вуглеводнів, а сама шихта набуває вигляд пасти; дегазацію шихти в дегазаторе з виділенням первинного газу, який відводиться в пальник камери згоряння кожухотрубчатого реактора, диспергація дегазованої шихдуха і збагачення його парами води і горючими компонентами, виделившимися з шихти; безперервну подачу шнековим живильником гранульованої шихти в кожухотрубчатий реактор для проведення безперервного процесу піролізу з одночасною подачею на горіння в пальник камери згоряння реактора очищеного піролізного газу з абсорбера, первинного газу з дегазатора і гарячого повітря з охолоджувача-гранулятора, в результаті горіння яких отримують гарячі димові гази, які тангенціально надходять в теплову сорочку реактора, а стовп гранульованої шихти в піролізної трубі реактора повільно переміщається зверху вниз за рахунок своєї ваги і тиску, створюваного обертовим потоком шихти в шнековому живильнику, піддаючись деструкції при нагріванні за рахунок теплопередачі через стінку з гарячими димовими газами, в результаті чого відбувається інтенсивне утворення піролізного газу та напівкоксу, які видаляються з піролізної труби через живий переріз стулчастого відсікача в збірник продуктів піролізу; збір отриманого піролізного газу в газовій порожнини збірника продуктів піролізу, звідки він виводиться в систему газоочистки, а напівкоксу в конічному бункері збірника продуктів піролізу, звідки він видаляється розвантажувально-охолоджувальних шнеком, ного газу у вертикальному холодильнику, де охолоджується до температури 90-100°C мережною водою, яка нагрівається до проміжної температури 50-60°C, в результаті чого в ньому відбувається конденсація значної частини тяжелокипящих вуглеводнів, парів води та інших компонентів, що утворюють газовий конденсат, що стікає вниз у відстійник; подачу очищеного і охолодженого піролізного (паливного) газу на спалювання в камеру згоряння, а його надлишку споживача або в газгольдер, відведення води, що містить водорозчинні домішки (кислоти, солі, аміак тощо), на подальшу переробку; відстоювання газового конденсату у відстійнику, у якому відбувається його розподіл на дві фракції: смолу, що складається з тяжелокипящих вуглеводнів і твердих домішок, що опускається вниз, і воду (надсмольную воду), що містить водорозчинні домішки, що знаходиться у верхній зоні відстійника, які виводяться з відстійника на подальшу переробку; утилізацію тепла димових газів до температури 140-150°С, після чого направляються на газоочистку і очищені від шкідливих домішок, що викидаються в атмосферу, відрізняється тим, що:
нагрівання шихти в шнековому підігрівачі здійснюється димовими газами після реактора, які потім з температурою 200-250°C подаються на Ледве чого направляються на газоочистку, а що надходить з холодильника вода з температурою 60-70°C нагрівається до кінцевої температури 80-90°C;
розвантажувально-охолоджувальний шнек охолоджується мережною водою, що проходить через його теплову сорочку, яка нагрівається при цьому до кінцевої температури 80-90°с і подається в теплову мережу;
кінцеву очищення і охолодження піролізного газу здійснюють шляхом адсорбції з нього водорозчинних компонентів (кислот, солей, аміаку тощо) гранулами пемзи діаметром від 20 до 40 мм, виготовленої з основних металургійних шлаків, в радіальних клітинках ротаційного адсорбера, де відбувається одночасна промивка гранул насиченого шлаку водою, яка поглинає адсорбовані компоненти, з охолодженням газу при цьому до температури 40-50°C, а з призматичного днища ротаційного адсорбера воду, що містить водорозчинні домішки (кислоти, солі, аміак тощо), подають на подальшу переробку;

2. Пристрій для реалізації способу п. 1, що включає в себе сполучені між собою по виходу і входу перероблюваних відходів (вихідної шихти) подрібнювач, усреднитель, що представляє собою апарат з мішалкою, встановлені один над одним по вертикалі, шнековий підігрівач, що представляє собойэкструдер, охолоджувач-гранулятор, що представляє собою порожнистий циліндричний апарат з конічним піддоном, шнековий живильник, кожухотрубчатий реактор, що складається з піролізної труби, забезпеченою у своїй нижній кромці створчатим відсікачем, покритої теплової сорочкою, забезпеченою зверху патрубком виходу димових газів і з'єднаної знизу тангенціально з камерою згоряння, збірник продуктів піролізу, що складається з газозбірника і конічного бункера для напівкоксу, з вихідним газовим патрубком з сепараційної ґратами, з'єднаний з розвантажувально-охолоджувальних шнеком, що представляє собою шнековий живильник, поміщений в теплову сорочку, збірник продуктів піролізу через патрубок вихідний газовий з'єднаний послідовно по газу з вертикальним холодильником з конічним піддоном, сполученим з газового конденсату з відстійником, що відрізняється тим, що:
вертикальний холодильник з'єднаний з піролізного газу з ротаційним адсорбера, що складається з циліндричного корпусу, плоска кришка якого забезпечена призматичними кришками з патрубками входу промивної води і виходу очищеного піролізного газу відповідно, плоске днище забезпечено призматичними днищами з патрубками Љающийся ротор з радіальними отворами, кожна з яких заповнена адсорбентом, що представляє собою гранули пемзи металургійних шлаків з модулем основності М>1 діаметром від 20 до 40 мм, патрубок виходу очищеного піролізного газу ротаційного адсорбера з'єднаний з пальником камери згоряння кожухотрубчатого реактора;
патрубок виходу димових газів кожухотрубчатого реактора з'єднаний з теплової сорочкою шнекового підігрівача, сполученого по димових газів з підігрівачем мережної води, що надходить з вертикального холодильника.



 

Схожі патенти:

Спосіб і пристрій для обробки відходів

Винахід відноситься до способу обробки відходів, особливо міських відходів. Технічним результатом є зменшення кількості твердих відходів, які утворюються в результаті процесу обробки відходів, а також зменшення кількості небезпечних матеріалів в оброблених відходів. Спосіб обробки відходів для виробництва синтез-газу, що містить: стадію піролізу, що містить обробку відходів в установку для піролізу для отримання відпрацьованого газу та не виваженого в відпрацьованих газах газі твердого вугільного матеріалу, і стадію плазмової обробки, що містить плазмову обробку відпрацьованого газу та не виваженого в відпрацьованих газах газі твердого вугільного матеріалу в установці для плазмової обробки в присутності кисню та, за вибором, пари, при цьому установка для плазмової обробки відокремлена від установки для піролізу. 2 н і 13 з.п. ф-ли, 5 іл., 6 табл.

Спосіб переробки конденсованого органічного палива і газогенераторна установка

Винахід розкриває спосіб переробки конденсованого органічного палива шляхом газифікації з подальшою конвертацією його в висококалорійний газ, який передбачає завантаження зазначеного палива в газогенератор, подачу в зону накопичення і виведення твердих продуктів переробки палива газифікують агента. При цьому газифікацію проводять за допомогою забезпечення послідовного перебування палива в зоні нагрівання і сушіння, зонах піролізу, горіння і охолодження, причому в газогенератор додатково вводять електропровідний инерт, а процес горіння в щільному шарі стабілізують за допомогою двох газопроникних шнеків і одночасним впливом на електропровідний инерт і продукти горіння перехресними магнітними та електричними полями з отриманням на виході з газогенератора синтез-газу і з подальшою конвертацією його в висококалорійний газ. Винахід також розкриває газогенераторну установку для зазначеної переробки конденсованого органічного палива. Технічним результатом є забезпечення по перерізу газогенератора стабільного, однорідного фронту горіння шляхом управління продуктами горіння у високоефективному процесі газифікації т

Спосіб переробки побутових і виробничих відходів у пічне паливо і вуглецеве речовину та пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до технологій утилізації твердих побутових відходів, ряду інших органічних побутових і виробничих відходів, а також низькосортних твердих палив, зокрема торф'яного і кам'яновугільного сировини. Спосіб включає подрібнення і сепарацію відходів, їх розкладання при комбінованому впливі теплового та електромагнітного полів без доступу кисню, отримання вуглецевого речовини і вуглеводневої фракції як пічного палива, газоочистку відхідних димових газів. Даний спосіб і запропоноване його апаратурне оформлення дозволяють збільшити виходи цільових продуктів, підвищити їх, збільшити ступінь утилізації побутових і виробничих відходів до 95-98%. Завдяки запропонованій технічної новизни можливе отримання до 35-45% мас. вуглецевого речовини, до 10% мас. мазутної фракції. 2 н. п. ф-ли, 5 іл.

Спосіб комплексного освоєння родовища горючих сланців

Винахід відноситься до гірничої справи, зокрема до комплексного освоєння родовища корисних копалин, і може бути використане при освоєнні родовища горючих сланців, що містять цінні хімічні елементи, наприклад магній. Технічним результатом є підвищення ефективності комплексного освоєння родовища горючих сланців. Спосіб включає детальне вивчення речовинного складу пласта, виявлення цінного хімічного елемента, що підлягає попутному вилучення, видобуток горючих сланців, їх збагачення до отримання концентрату цінного хімічного елемента, підготовку концентрату до спалювання, перетворення цінного елементу в його хімічні сполуки спалюванням концентрату в топці котельного агрегату, витяг цих сполук і відновлення цінного елементу. При виявленні підвищеного вмісту магнію в горючих сланцях збагачення видобутих горючих сланців до отримання магнийсодержащего концентрату здійснюють їх піролізом з отриманням паливного газу і рідких вуглеводнів в якості товарних продуктів, магнийсодержащий концентрат спалюють в топці киплячого шару промислового котла з отриманням теплової енергії, оксиду магнію - сировини для восстановних продуктів, причому частина теплової енергії, отриману у вигляді гарячих димових газів, направляють на піроліз сланців. 1 іл.

Реактор для піролізної переробки відходів органосодержащих

Винахід відноситься до галузі переробки органосодержащих відходів, у тому числі мулистих відходів побутових стічних вод тваринницьких комплексів і птахофабрик для отримання горючих продуктів, сировини для виробництва будівельних матеріалів і добрив для меліорації грунтів, і може використовуватися, зокрема, на станціях очищення стічних вод в комунальному господарстві та на тваринницьких комплексах. Реактор містить циліндричну шахту з вогнетривкою футеровкой, оснащену завантажувальним пристроєм і вузлом вивантаження твердого продукту, газоходом для відхідних газів, конічними діафрагмами з запірними воронками, встановлюваними з можливістю вертикального переміщення і оснащеними штоками для відкривання і закривання отворів у конічних діафрагмах, причому конічні діафрагми з запірними лійками виконані перфорованими і встановлені в циліндричній шахті реактора в зоні сушки і в зоні піролізу. При цьому розвантажувальний бункер в нижній частині реактора виконаний конічним і оснащений запірним пристроєм для періодичного вивантаження готового продукту. Технічний результат: поліпшені експлуатаційні якості, забезпечувані за рахунок створення оптимального режиму пе� робочої температури в зоні горіння, і регулювання часу його переробки, а також збільшення виходу корисних продуктів переробки. 1 іл.

Установка знешкодження та знищення твердих відходів

Винахід відноситься до галузі переробки твердих побутових, промислових, медичних та інших відходів і може бути використане в народно-господарському комплексі при знешкодження та знищення відходів. Технічним результатом винаходу є підвищення надійності та ефективності роботи установки. Установка містить завантажувальний пристрій, камеру газифікації з отворами виведення піролізного газу, камеру допалювання, камери згоряння, пристрій відведення газоподібних продуктів переробки, дефлектори, розташовані в камері допалювання і виконані у вигляді плоских стрічок, що охоплюють по гвинтовій лінії камеру газифікації, встановлену в корпусі з утворенням зони відбору піролізного газу, камери згоряння виконані ежекторного типу, дві з яких встановлені з нахилом до гвинтової лінії дефлекторів, а чотири інші розташовані в нижній частині корпусу тангенціально по відношенню до кишені корпусу, при цьому установка додатково містить паровий котел, з камерами згоряння ежекторного типу. 3 іл.

Газифікатор твердих побутових відходів та твердого палива

Винахід відноситься до пристроїв для переробки твердого спекающегося палива, переважно твердих побутових відходів, а також може бути використано для переробки торфу, низькосортного вугілля, відходів деревообробки. Технічним результатом є забезпечення рівномірності горіння. Газифікатор твердих побутових відходів та твердого палива виконаний у вигляді вертикальної шахтної печі, всередині якої послідовно, згори донизу, розташовані зони сушіння, піролізу і горіння твердих побутових відходів та твердого палива. У верхній частині печі розташовані завантажувальний пристрій і патрубок для відбору продукт-газу, у нижній частині розташований патрубок для подачі газифікують агента і пристрій для накопичення і виведення твердих продуктів переробки - золи. Між верхньою і нижньою частинами шахтної печі розташовані секції, які є її складовими частинами. У внутрішніх наскрізних порожнинах секцій розміщені термоаккумулирующие елементи, причому одна або кілька секцій печі виконані з можливістю обертання відносно верхньої і нижньої частин шахтної печі навколо її вертикальної осі. З зовнішньої сторони навколо шахтної печі в районі обертових секцій розташований кожух, який утворює з кующий агент поступає всередину газифікатора через кільцеві зазори між обертовими секціями та канали в нижній частині газифікатора. 2 з.п. ф-ли, 3 іл.

Спосіб переробки горючих вуглець - та/або углеводородсодержащих продуктів і реактор для його здійснення

Винаходи можуть бути використані в області промислової переробки горючих вуглець - і углеводородсодержащих продуктів. Спосіб переробки горючих вуглець - та/або углеводородсодержащих продуктів включає послідовну пошарову переробку шихти в реакторі в присутності каталізатора. У реакторі шихта зверху вниз проходить зони нагріву продуктів переробки (9), піролізу (8), коксування (7), горіння (6) з утворенням твердого залишку, який вивантажують із зони вивантаження твердих залишків переробки (2) з вигрузним вікном (3) з робочого простору реактора циклічно з збереженням його герметичності. Герметична робоча камера (1) реактора містить зону підведення вологих дрібних частинок відходів твердих палив та їх піролізу і коксування (14), поєднану з зонами підведення (4) і нагрівання (5) кисневмісного агента. Канал підведення кисневмісного агента (15) з'єднаний з бункером-дозатором (16) вологих дрібних частинок відходів твердих палив, з яких в зоні (14) реактора формується псевдозрідженому потік. У реактор вводять додаткову кількість кисневмісного агента у складі основного потоку, необхідне для подальшого горіння дрібних частинок відходів твердих палив, які пройшли ацию дрібних фракцій продуктів переробки, дозволяють отримати висококалорійний газ і збільшити вихід і якість готових продуктів. 2 н. і 4 з.п. ф-ли, 1 іл., 2 табл., 1 пр.

Спосіб спалювання пташиного посліду і котла для здійснення способу

Винахід відноситься до галузі енергетики і може бути використане в котельних агрегатах для утилізації пташиного посліду, в тому числі безпосередньо на птахофабриках з метою виробітку теплової та електричної енергії, а також отримання золи як цінного мінерального добрива. Технічним результатом є спалювання пташиного посліду з повним дожигом шкідливих і смердючих газів. Спосіб передбачає подачу пташиного посліду в топкову камеру з організацією процесу спалювання в її нижньої шарової частини і дожигом генераторного газу і летких в її верхній частині. При цьому пташиний послід подають у верхню вихрову частина топкової камери з подальшою його підсушила при русі через дану частину під дією сили тяжіння, а потім послідовно розташовані шари (зони) стоси нижньої шарової частині топкової камери: шар сушіння і виділення летких, шар розпеченого інертного коксу, відновлювальний шар, окисний шар вигоряння коксу, шар охолодження, грануляції і вивантаження золи, перемешиваемий шурующей планкою з подачею підігрітого первинного повітря через колосникові ґрати, на якій розміщені перераховані вище шари, з подальшим дожигом генераторного газу і летких в

Спосіб термічної переробки органосодержащего сировини і пристрій для його здійснення

Винаходи можуть бути використані в сільському господарстві і в деревообробній промисловості. Спосіб термічної переробки органосодержащего сировини включає завантаження сировини і його горизонтальне переміщення поршнем (2) по довжині труби через камери конвективного сушіння (3), піролізу (4), конденсації (5). Отримані в камері конденсації (5) рідку фракцію (18) і несконденсированние гази (17) виводять, а тверду фракцію (19) охолоджують і розвантажують в камері розвантаження (6). Сировина в камері сушіння (3) сушать конвективно, причому відношення довжини n зони сушіння ℓ до довжини зони піролізу L визначають як n = 0,01 W ( r + Δ r ) ( 1 - 0,01 W ) q n Δ T n Δ T c k , де r - теплота випаровування вологи з вільної поверхні, Δr - додаткові втрати тепла при сушінні, кДж/кг исп.вл.; W - вологість сировини, %; q - теплотворна здатність сухого сировини, кДж/кг; ΔТn, ΔTс - перепад температур в зонах піролізу і сушіння, °C; k - відношення маси твердої фази до маси сировини. Витрата відпрацьованого агента сушіння не перевищує витрату топкових газів. Пристрій термічної переробки органосодержащего сировини забезпечено колектором топкових газів (12), виконаним у вигляді кільцевої перфорованої частини камери піролізу з живим перерізом, при виконанні умови ΔPк<ΔPп, де ΔPкющим вентилятором (13) із засувкою (14), регулює витрата відпрацьованого агента сушіння. Винаходи дозволяють підвищити інтенсивність процесу піролізного і підвищити продуктивність пристрою. 2 н.п. ф-ли, 1 іл., 1 пр.
Up!