RU2143086C1

RU2143086C1 - Plasma waste-recovery plant

Info

Publication number: RU2143086C1
Application number: RU98107576A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Богоявленский; В.Г. Гнеденко; Н.Н. Пономарев-Степной; А.Л. Сурис; В.А. Хмельник; В.И. Щеголев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ПТС-М"
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-12-20

Abstract

FIELD: recovery of domestic and industrial wastes; heat and power generation. SUBSTANCE: plant has pyrolysis stove with plasma generator fed from off-line power supply with outlets connected to inlets of slag granulator, metal receiver, pyrolysis-gas cleaning system, water treatment line, heat-transfer apparatus, and power unit. Water treatment line has mineralized or sea water intake manifold with at least two hoses each incorporating at least one heat-transfer apparatus. Outlet of pyrolysis-gas cleaning system is connected to power unit inlet. One hose of intake manifold is placed inside heat-transfer apparatus connected to plasma generator and power supply inside slag granulator and liquid metal receiver arranged in tandem along this hose. Outlet of this hose is connected to inlet of dispensing manifold. Second hose is placed inside tandem-mounted heat-transfer apparatuses which are separately connected either to pyrolysis stove, or to pyrolysis-gas cleaning system, or to power unit. Outlet of second hose is connected to second inlet of dispensing manifold whose outlets are brought to inlets of distilling-type and back- osmosis demineralizing units. One of outlets of distilling-type demineralizing unit is connected to inlet of plasma generator power supply cooling system and to power unit inlet; steam outlet of power unit is connected to respective inlets of pyrolysis stove and distilling-type demineralizing unit. EFFECT: improved efficiency of waste recovery, reduced power requirement for demineralized water production. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для термического обезвреживания отходов путем пиролиза и может быть использовано при переработке бытовых и промышленных отходов, выработке тепловой и электрической энергии. The invention relates to a device for thermal disposal of waste by pyrolysis and can be used in the processing of domestic and industrial waste, generation of thermal and electric energy.

Известна установка для переработки отходов, содержащая печь с устройством нагрева, дробилку для шлака, систему очистки отходящего газа, котлы, турбины, электрогенераторы и парогенераторы (Проблемы больших городов. Обзорная информация, М., МГЦНТИ, 1982, вып. 16, с. 3-5). A known installation for processing waste containing a furnace with a heating device, a slurry crusher, an exhaust gas purification system, boilers, turbines, electric generators and steam generators (Problems of large cities. Overview, M., MGSTSTI, 1982, issue 16, p. 3 -5).

Однако известная установка характеризуется низкой производительностью по переработке отходов, высокими энергетическими затратами из-за автономности входящих в установку устройств, большими тепловыми потерями. However, the known installation is characterized by low productivity for waste processing, high energy costs due to the autonomy of the devices included in the installation, and large heat losses.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для плазменной переработки отходов по RU патенту 2108517, кл. F 23 G 5/00 10.04.98. The closest in technical essence and the achieved result is the installation for plasma processing of waste according to RU patent 2108517, cl. F 23 G 5/00 04/10/98.

Известная установка включает печь пиролиза с плазмотроном с автономным источником электропитания, выходы которой соединены с входами гранулятора шлака, приемника металла, системы очистки пирогаза, линию водоподготовки, теплообменник энергетический блок, включающий электрогенераторы. The known installation includes a pyrolysis furnace with a plasma torch with an autonomous power source, the outputs of which are connected to the inputs of a slag granulator, a metal receiver, a pyrogas purification system, a water treatment line, a heat exchanger, an energy block including electric generators.

Изобретением решается задача повышения эффективности переработки отходов, снижение расходов электроэнергии на получение пресной воды. The invention solves the problem of increasing the efficiency of waste processing, reducing the cost of electricity for fresh water.

Сформулированная задача решается за счет того, что в установке для плазменной переработки отходов, включающей печь пиролиза с плазмотроном с автономным источником электропитания, выходы которой соединены с входами гранулятора шлака, приемника металла, системы очистки пирогаза, линию водоподготовки, теплообменник, энергетический блок, включающий электрогенераторы, линия водоподготовки содержит приемный коллектор солоноватый или морской воды по крайней мере с двумя рукавами, в каждом из которых установлен по крайней мере один теплообменник, и раздаточный коллектор. Один рукав приемного коллектора расположен внутри теплообменника, соединенного с плазмотроном и источником электропитания, внутри гранулятора шлака и приемника жидкого металла, установленных друг за другом вдоль этого рукава. Выход этого рукава соединен с входом раздаточного коллектора. Второй рукав расположен внутри последовательно установленных теплообменников, которые автономно соединены либо с печью пиролиза, либо с системой очистки пирогаза. Выход второго рукава соединен с вторым входом раздаточного коллектора, выходы которого введены на входы дистилляционной опреснительной и обратноосмотической опреснительных установок, причем один из выходов дистилляционной опреснительной установки соединен с входом системы охлаждения источника электропитания плазмотрона и с входом энергетического блока, включающего котлы, турбины и парогенераторы. Выход энергетического блока соединен с соответствующими входами печи пиролиза и дистилляционной опреснительной установки. Выход системы очистки пирогаза соединен с входом энергетического блока. The formulated problem is solved due to the fact that in the installation for plasma waste treatment, including a pyrolysis furnace with a plasmatron with an autonomous power supply, the outputs of which are connected to the inputs of the slag granulator, metal receiver, pyrogas cleaning system, a water treatment line, a heat exchanger, an energy unit that includes electric generators , the water treatment line contains a brackish or seawater intake manifold with at least two arms, each of which has at least one heat exchange Ennik, and distributing collector. One sleeve of the intake manifold is located inside the heat exchanger connected to the plasma torch and the power source, inside the slag granulator and the liquid metal receiver, installed one after the other along this sleeve. The outlet of this sleeve is connected to the inlet of the dispensing manifold. The second sleeve is located inside successively installed heat exchangers, which are autonomously connected either to the pyrolysis furnace or to the pyrogas purification system. The output of the second sleeve is connected to the second input of the distributing collector, the outputs of which are input to the inputs of the distillation desalination and reverse osmosis desalination plants, one of the outputs of the distillation desalination plant is connected to the input of the cooling system of the power source of the plasma torch and to the input of the energy block, including boilers, turbines and steam generators. The output of the energy block is connected to the corresponding inputs of the pyrolysis furnace and distillation desalination plant. The output of the pyrogas cleaning system is connected to the input of the energy block.

Такое выполнение установки для переработки отходов и опреснения солоноватой или морской воды позволяет постоянно повышать температуры воды при ее прохождении от приемного коллектора до раздаточного, повышает КПД установки за счет обратной связи по пару и использованию части опресненной воды для охлаждения источника питания и в котле энергетического блока. Such an installation for the processing of waste and desalination of brackish or sea water allows you to constantly increase the temperature of the water as it passes from the receiving collector to the distribution, increases the efficiency of the installation due to feedback on the steam and the use of part of the desalinated water to cool the power source and in the boiler of the energy block.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где 1 - приемный коллектор солоноватой или морской воды, 2, 3, 4, 5 - теплообменники, 6 - печь пиролиза, 7 - плазмотрон, 8 - источник электропитания, 9 - гранулятор шлака, 10 - система очистки пирогаза, 11 - приемник жидкого металла, 12 - раздаточный коллектор подогретой солоноватой или морской воды, 13 - энергетический блок, содержащий котлы, турбины, электрогенераторы, 14 - дистилляционная опреснительная установка, 15 - обратноосмотическая опреснительная установка. The invention is illustrated by the drawing, where 1 is the receiving collector of brackish or sea water, 2, 3, 4, 5 are heat exchangers, 6 is a pyrolysis furnace, 7 is a plasma torch, 8 is an electric power source, 9 is a slag granulator, 10 is a pyrogas treatment system, 11 - liquid metal receiver, 12 - distributing collector of heated brackish or sea water, 13 - power unit containing boilers, turbines, electric generators, 14 - distillation desalination plant, 15 - reverse osmosis desalination plant.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

В приемный коллектор 1 поступает солоноватая или морская вода. Теплообменники 2, 3, 4 установлены в одном рукаве последовательно, а теплообменник 5 установлен в другом рукаве. В печи пиролиза установлен плазмотрон 7 с самостоятельным источником электропитания 8. Охлаждение источника электропитания 8 и плазмотрона 7 происходит за счет циркуляции опресненной воды через теплообменник 5; при этом солоноватая или морская вода, проходящая через теплообменник 5, подогревается и поступает в объем гранулятора шлака 9, который своим входом соединен с одним из выходов печи пирролиза 6. Два других выхода печи пиролиза 6 соединены с системой очистки пирогаза 10 и приемником жидкого металла 11. Солоноватая или морская вода, пройдя последовательно через объем гранулятора шлака 9 и объем приемника жидкого металла 11, нагревается и в горячем виде поступает в раздаточный коллектор 12. Brackish or seawater enters the intake manifold 1. Heat exchangers 2, 3, 4 are installed in one sleeve in series, and heat exchanger 5 is installed in the other sleeve. A plasma torch 7 with an independent power supply is installed in the pyrolysis furnace. The cooling of the power supply 8 and the plasma torch 7 is due to the circulation of desalinated water through the heat exchanger 5; in this case, brackish or sea water passing through the heat exchanger 5 is heated and enters the volume of the slag granulator 9, which is connected to one of the exits of the pyrolysis furnace 6. Two other exits of the pyrolysis furnace 6 are connected to the pyrogas treatment system 10 and the liquid metal receiver 11 Brackish or sea water, passing sequentially through the volume of the slag granulator 9 and the volume of the liquid metal receiver 11, is heated and in hot form enters the distribution manifold 12.

В то же время по другому рукаву из приемного коллектора 1 солноватая или морская вода проходит через теплообменники 2, 3, 4, которые могут быть выполнены и в виде единого теплообменника. Теплообменник 2 охлаждает воду системы охлаждения печи пиролиза 6, теплообменник 3 охлаждает воду системы очистки пирогаза 6, теплообменник 4 охлаждает пар и воду энергетического блока 13. Пройдя через теплообменники 2, 3, 4, горячая солоноватая или морская вода поступает в раздаточный коллектор 12. В объеме раздаточного коллектора 12 встречаются оба потока горячей воды, затем часть горячей воды поступает в дистилляционную опреснительную установку 14, а другая часть в обратноосмотическую опреснительную установку 15. At the same time, on the other sleeve from the intake manifold 1, brackish or sea water passes through heat exchangers 2, 3, 4, which can be made in the form of a single heat exchanger. The heat exchanger 2 cools the water of the cooling system of the pyrolysis furnace 6, the heat exchanger 3 cools the water of the pyrogas cleaning system 6, the heat exchanger 4 cools the steam and water of the energy block 13. After passing through the heat exchangers 2, 3, 4, hot brackish or sea water enters the distributor 12. V the volume of the distribution manifold 12 there are both flows of hot water, then part of the hot water enters the distillation desalination plant 14, and the other part into the reverse osmosis desalination plant 15.

Для поддержания высокого КПД установки часть пара из энергетического блока 13 подается и к печи пиролиза 6, и к дистилляционной опреснительной установке 14. To maintain a high efficiency of the installation, part of the steam from the energy block 13 is supplied both to the pyrolysis furnace 6 and to the distillation desalination plant 14.

Вырабатываемая в энергетическом блоке 13 электроэнергия используется для собственных нужд установки, а часть электроэнергии используется для опреснительных установок. The electricity generated in the energy block 13 is used for the plant’s own needs, and part of the electricity is used for desalination plants.

В результате такого выполнения технологической линии водоподготовки завода по переработке снижаются расходы на переработку твердых отходов и значительно снижается стоимость получения пресной воды. As a result of this, the processing line for the water treatment of the processing plant reduces the cost of processing solid waste and significantly reduces the cost of obtaining fresh water.

Claims

Установка для плазменной переработки отходов, включающая печь пиролиза с плазмотроном с автономным источником электропитания, выходы которой соединены с входами гранулятора шлака, приемника металла, системы очистки пирогаза, линию водоподготовки, теплообменник, энергетический блок, включающий электрогенераторы, отличающаяся тем, что линия водоподготовки содержит приемный коллектор солоноватой или морской воды, по крайней мере, с двумя рукавами, в каждом из которых установлен, по крайней мере, один теплообменник, и раздаточный коллектор, один рукав приемного коллектора расположен внутри теплообменника, соединенного с плазмотроном и источником электропитания, внутри гранулятора шлака и приемника жидкого металла, установленных друг за другом вдоль этого рукава, выход этого рукава соединен с входом раздаточного коллектора, второй рукав расположен внутри последовательно установленных теплообменников, которые автономно соединены либо с печью пиролиза, либо с системой очистки пиролиза, либо с энергетическим блоком, выход второго рукава соединен с вторым входом раздаточного коллектора, выходы которого введены на входы дистилляционной опреснительной и обратноосмотической опреснительной установок, причем один из выходов дистилляционной опреснительной установки соединен с входом системы охлаждения источника электропитания плазмотрона и с входом энергетического блока, включающего котлы, турбины и парогенераторы, выход энергетического блока соединен с соответствующими входами печи пиролиза и дистилляционной опреснительной установки, а выход системы очистки пирогаза соединен с выходом энергетического блока. Installation for plasma processing of waste, including a pyrolysis furnace with a plasma torch with an autonomous power supply, the outputs of which are connected to the inputs of a slag granulator, a metal receiver, a pyrogas cleaning system, a water treatment line, a heat exchanger, an energy unit including electric generators, characterized in that the water treatment line contains a receiving brackish or seawater collector with at least two sleeves, each of which has at least one heat exchanger, and a dispensing manifold p, one sleeve of the intake manifold is located inside the heat exchanger connected to the plasma torch and the power source, inside the slag granulator and the liquid metal receiver installed one after the other along this sleeve, the outlet of this sleeve is connected to the inlet of the distribution manifold, the second sleeve is located inside the heat exchangers installed in series, which are autonomously connected either to a pyrolysis furnace, or to a pyrolysis purification system, or to an energy unit, the output of the second sleeve is connected to the second input a collector, the outputs of which are input to the inputs of the distillation desalination and reverse osmosis desalination plants, moreover, one of the outputs of the distillation desalination plant is connected to the input of the cooling system of the power source of the plasma torch and to the input of the energy block, including boilers, turbines and steam generators, the output of the energy block is connected to the corresponding inputs pyrolysis furnace and distillation desalination plant, and the output of the pyrogas treatment system is connected to the output of the energy wow block.