RU2476770C2 - Method of processing and destruction of solid wastes and device for its realisation - Google Patents
Method of processing and destruction of solid wastes and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476770C2 RU2476770C2 RU2011110062/03A RU2011110062A RU2476770C2 RU 2476770 C2 RU2476770 C2 RU 2476770C2 RU 2011110062/03 A RU2011110062/03 A RU 2011110062/03A RU 2011110062 A RU2011110062 A RU 2011110062A RU 2476770 C2 RU2476770 C2 RU 2476770C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- air
- gasification chamber
- gasification
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области переработки и уничтожения твердых отходов, содержащих органические компоненты, и может найти применение в установках термического уничтожения твердых отходов, а также в печах и газогенераторах.The present invention relates to the field of processing and destruction of solid waste containing organic components, and may find application in plants for the thermal destruction of solid waste, as well as in furnaces and gas generators.
Известен способ переработки твердых бытовых отходов путем загрузки последних в реактор, подачи в реактор газифицирующего агента, содержащего кислород, со стороны реактора, где происходит накопление твердых продуктов переработки, вывод твердых продуктов переработки из реактора, а также вывод из реактора продуктов сушки, пиролиза и горения в виде продукт-газа. Газификацию проводят посредством последовательного пребывания отходов в зонах нагревания, сушки и пиролиза, при этом максимальную температуру в реакторе поддерживают в пределах (700…1400)°С путем регулирования массовой доли кислорода в газифицирующем агенте, массовой доли негорючего материала в отходах и массовой доли горючего материала в отходах (см. патент RU 2079051 С1, опубл. 1997.05.10).A known method of processing municipal solid waste by loading the latter into the reactor, feeding into the reactor a gasifying agent containing oxygen from the side of the reactor where solid products of processing are accumulated, solid products from the reactor are withdrawn, and drying, pyrolysis and combustion products are removed from the reactor in the form of a product gas. Gasification is carried out by successive residence of the waste in the heating, drying and pyrolysis zones, while the maximum temperature in the reactor is maintained within the range of (700 ... 1400) ° C by controlling the mass fraction of oxygen in the gasifying agent, the mass fraction of non-combustible material in the waste, and the mass fraction of combustible material in waste (see patent RU 2079051 C1, publ. 1997.05.10).
Известный способ имеет ряд существенных недостатков:The known method has several significant disadvantages:
- невысокая производительность, обусловленная тем, что подвод тепла к зонам нагрева, сушки, пиролиза и горения осуществляется через квазиплоские поверхности, перпендикулярные центральной оси реактора и ограниченные его стенками, а подвод газифицирующего агента в зону пиролиза ограничен узкой цилиндрической поверхностью реактора, в которой расположены фурмы для подвода газифицирующего агента;- low productivity due to the fact that heat is supplied to the heating, drying, pyrolysis and combustion zones through quasi-flat surfaces perpendicular to the central axis of the reactor and bounded by its walls, and the supply of a gasifying agent to the pyrolysis zone is limited by the narrow cylindrical surface of the reactor in which the tuyeres are located for supplying a gasification agent;
- ограниченная область применения способа, обусловленная содержанием в составе перерабатываемых отходов низкокалорийных и высоковлажных компонентов, что не позволяет получить достаточную температуру в зонах нагрева, сушки, пиролиза и горения.- limited scope of the method, due to the content of the processed waste low-calorie and high-moisture components, which does not allow to obtain a sufficient temperature in the zones of heating, drying, pyrolysis and combustion.
Известен также способ обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащих горючие материалы, включающий загрузку отходов в камеру газификации, организацию их первоначального зажигания с образованием зоны газификации отходов путем подачи в нее газифицирующего агента, продвижение отходов по камере в зону газификации в процессе переработки, проведение пиролиза при относительном недостатке воздуха и последующее дожигание продуктов пиролиза в камере дожигания при избытке воздуха, регулирование подачи воздуха в зависимости от температур в камерах газификации и дожигания, при этом вывод газообразных продуктов газификации осуществляют непосредственно из зоны газификации при температуре не ниже 800°С и обеспечивают подвод тепла к зоне газификации путем нагрева отходящими газами стенок камеры газификации при температуре в пределах 800-1200°С (см. патент RU 2089786 С1, опубл. 1997.09.10).There is also a method of neutralizing and destroying solid waste containing combustible materials, including loading the waste into the gasification chamber, organizing its initial ignition with the formation of a gasification zone of waste by supplying a gasifying agent into it, moving the waste through the chamber into the gasification zone during processing, and carrying out pyrolysis during relative lack of air and subsequent afterburning of pyrolysis products in the afterburner with excess air, regulation of air supply depending on the rate gas in the chambers of gasification and afterburning, while the withdrawal of gaseous gasification products is carried out directly from the gasification zone at a temperature of at least 800 ° C and provide heat to the gasification zone by heating the walls of the gasification chamber with exhaust gases at a temperature in the range of 800-1200 ° C (cm Patent RU 2089786 C1, publ. 1997.09.10).
Недостатками известного способа также являются невысокая производительность и ограниченная область применения.The disadvantages of this method are also low productivity and limited scope.
Из известных способов переработки твердых бытовых и промышленных отходов наиболее близким к заявляемому является способ, при котором осуществляют предварительную обработку отходов, их загрузку в реактор, нагрев, сушку, пиролиз и сжигание с образованием продуктов переработки в газообразной и жидкой фазе, вывод продуктов переработки из реактора. Нагрев, сушку, пиролиз ведут в реакторе при абсолютном давлении 0,08-0,095 МПа. 15-30% пиролизного газа используют в качестве технологического, путем смешения его с воздухом и сжигания для получения газифицирующего агента, а остальную его часть - в качестве энергетического топлива, подаваемого внешнему потребителю (см. патент RU 2213908 С1, опубл. 2003.10.10).Of the known methods for processing solid household and industrial wastes, the closest to the claimed one is the method in which the waste is pretreated, loaded into the reactor, heated, dried, pyrolyzed and incinerated to produce processed products in the gaseous and liquid phase, and the withdrawal of processed products from the reactor . Heating, drying, pyrolysis are carried out in a reactor at an absolute pressure of 0.08-0.095 MPa. 15-30% of pyrolysis gas is used as a process gas by mixing it with air and burning to obtain a gasifying agent, and the rest of it is used as energy fuel supplied to an external consumer (see patent RU 2213908 C1, publ. 2003.10.10) .
Этот способ также имеет невысокую производительность и ограничение по составу перерабатываемых отходов. Невысокая производительность способа связана с низкой интенсивностью процессов нагрева, сушки, пиролиза и сжигания, вызванной ограничением зоны подачи газифицирующего агента отверстиями в боковой стенке реактора, расположенными в зоне газификации. Ограничение по составу перерабатываемых отходов вызвано тем, что при переработке сильно забалластированных не горючими компонентами отходов снижается температура в реакторе из-за уменьшения удельной теплоты сгорания пиролизного газа, идущего на формирование газифицирующего агента.This method also has a low productivity and a limitation on the composition of the processed waste. The low productivity of the method is associated with the low intensity of the processes of heating, drying, pyrolysis and combustion, caused by the restriction of the supply zone of the gasifying agent with openings in the side wall of the reactor located in the gasification zone. A limitation in the composition of the processed waste is caused by the fact that during the processing of waste highly ballasted with non-combustible components, the temperature in the reactor decreases due to a decrease in the specific calorific value of the pyrolysis gas used to form the gasification agent.
Известна установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода пиролизного газа, установленную в корпусе с возможностью образования зоны отбора пиролизного газа для подачи его в камеры сгорания и к внешнему потребителю, камеру дожигания, устройство отвода газообразных продуктов сжигания. Часть камер сгорания выполнена с возможностью полного сжигания пиролизного газа, а другая часть камер сгорания - с возможностью получения при сжигании пиролизного газа газифицирующего агента и размещена в корпусе с возможностью подачи газифицирующего агента в камеру газификации. Установка снабжена дефлекторами, расположенными в камере дожигания и выполненными в виде плоских лент, охватывающих по винтовой линии камеру газификации. Камеры сгорания пиролизного газа установлены под углом наклона винтовых линий дефлекторов таким образом, что образующиеся на выходе камер сгорания высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания поступают в каналы, образованные винтовыми поверхностями дефлекторов, и, двигаясь вдоль канала, омывают наружную поверхность камеры газификации, передавая ей большую часть тепловой энергии (см. патент RU 2282788 С1, опубл. 2006.08.27).A known installation for the disposal and destruction of solid waste containing a loading device, a gasification chamber with holes for outputting pyrolysis gas, installed in the housing with the possibility of forming a selection zone for pyrolysis gas for supplying it to the combustion chambers and to an external consumer, an afterburner, a device for removing gaseous products of combustion. Part of the combustion chambers is capable of completely burning pyrolysis gas, and the other part of the combustion chambers is capable of receiving a gasifying agent when burning pyrolysis gas and is placed in the housing with the possibility of supplying a gasifying agent to the gasification chamber. The installation is equipped with deflectors located in the afterburner and made in the form of flat tapes covering the gasification chamber along a helix. The pyrolysis gas combustion chambers are installed at an angle of inclination of the helical lines of the deflectors in such a way that the high-temperature high-speed flows of combustion products formed at the outlet of the combustion chambers enter the channels formed by the helical surfaces of the deflectors and, moving along the channel, wash the outer surface of the gasification chamber, transferring most of it thermal energy (see patent RU 2282788 C1, publ. 2006.08.27).
Известная установка имеет ряд существенных недостатков:The known installation has a number of significant disadvantages:
- невысокая производительность, обусловленная тем, что камеры сгорания камеры дожигания и камеры газификации соединены только с отверстиями вывода газообразных продуктов камеры газификации и, тем самым, используют в качестве топлива только отводимый из камеры газификации низкокалорийный пиролизный газ, который не способен обеспечить необходимую температуру в зоне газификации и температуру продуктов сгорания в камере дожигания;- low productivity, due to the fact that the combustion chambers of the afterburner and the gasification chamber are connected only to the outlet openings of the gaseous products of the gasification chamber and, therefore, use only low-calorie pyrolysis gas discharged from the gasification chamber, which is not able to provide the required temperature in the zone gasification and temperature of combustion products in the afterburner;
- ограниченная область применения установки из-за подвода тепла от отходящих газов к зоне газификации через стенку камеры газификации, что приводит к значительной тепловой напряженности стенок камеры газификации, вызванной необходимостью обеспечения достаточно высокой температуры в камере.- the limited scope of the installation due to the supply of heat from the exhaust gases to the gasification zone through the wall of the gasification chamber, which leads to significant thermal tension of the walls of the gasification chamber, due to the need to ensure a sufficiently high temperature in the chamber.
Из известных устройств наиболее близким к заявляемому является установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями выхода газообразных продуктов, камеру дожигания, приемный контейнер отходов, устройство отвода газообразных продуктов переработки и камеры сгорания. Одни камеры сгорания расположены в нижней части камеры дожигания тангенциально внешней поверхности рабочего пространства камеры, а другие расположены в нижней части камеры газификации по радиусу к центру камеры и соединены с отверстиями вывода газообразных продуктов камеры газификации, нижняя часть которой расположена в корпусе с образованием кольцевого пространства, соединенного с внутренним объемом камеры газификации и с отверстиями вывода газообразных продуктов (см. патент RU 2201552 С2, опубл. 2001.03.27).Of the known devices, the closest to the claimed one is a solid waste neutralization and destruction unit, comprising a loading device, a gasification chamber with gaseous product outlet openings, a afterburner, a waste waste container, a device for removing gaseous processed products, and a combustion chamber. Some combustion chambers are located in the lower part of the afterburning chamber of the tangentially outer surface of the chamber working space, while others are located in the lower part of the gasification chamber along the radius to the center of the chamber and are connected to the outlet openings of the gaseous products of the gasification chamber, the lower part of which is located in the housing with the formation of an annular space, connected to the internal volume of the gasification chamber and with the holes of the outlet of gaseous products (see patent RU 2201552 C2, publ. 2001.03.27).
Существенными недостатками известной установки являются ограничение по производительности и составу перерабатываемых отходов, что ограничивает область применения известной установки.Significant disadvantages of the known installation are the restrictions on the productivity and composition of the processed waste, which limits the scope of the known installation.
Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, - увеличение производительности и расширение области применения способа переработки и уничтожения твердых отходов и устройства для его осуществления.The technical problem that the invention solves is the increase in productivity and the expansion of the scope of the method for processing and destruction of solid waste and a device for its implementation.
Техническая задача решается тем, что в предлагаемом способе переработки и уничтожения твердых отходов осуществляют загрузку отходов в камеру газификации, их нагрев, сушку, пиролиз и сжигание с образованием продуктов переработки в виде пиролизного газа и твердого остатка, вывод продуктов переработки из камеры газификации, при этом нагрев, сушку и пиролиз ведут при абсолютном давлении 0,08-0,095 МПа. Способ отличается тем, что весь полученный пиролизный газ используют в качестве топлива путем сжигания его в камере дожигания, при этом подвод тепла осуществляют подачей газифицирующего агента к отходам непосредственно через верхнюю торцевую поверхность, образованную отходами, и/или через всю боковую поверхность отходов в виде горячих продуктов сгорания и/или воздуха, причем горячие продукты сгорания получают путем сжигания топливовоздушной смеси, формируемой из топлива и воздуха внешних источников, при этом пиролизный газ перед сжиганием в камере дожигания эжектируют подачей активной (эжектирующей) [3: с.306, 307, 336-337] струи воздуха и/или продуктов сгорания топливовоздушной смеси, формируемой от внешних источников топлива и воздуха. При этом газифицирующий агент, подаваемый в отходы через верхнюю торцевую поверхность отходов, формируют в виде сильно закрученного потока с углом раскрытия факела 60 - 120 градусов или потока с приведенной скоростью [1: с.4], [2: с.6] от λ=0,5 до λ=1, где λ=W/акр. - отношение скорости потока W продуктов сгорания к критической скорости акр. [3: с.23], [4: с.132-133], [5: с.4], [6: с.208], [7: с.42], а газифицирующий агент, подаваемый через боковую поверхность отходов, формируют в виде тангенциального потока с приведенной скоростью от λ=0,5 до λ=1,0 движущегося с отходами в противотоке в осевом направлении.The technical problem is solved in that in the proposed method for processing and destruction of solid waste, the waste is loaded into the gasification chamber, heated, dried, pyrolyzed and burned with the formation of processed products in the form of pyrolysis gas and solid residue, the output of the processed products from the gasification chamber, heating, drying and pyrolysis are carried out at an absolute pressure of 0.08-0.095 MPa. The method is characterized in that all the pyrolysis gas obtained is used as fuel by burning it in the afterburner, while the heat is supplied by supplying a gasifying agent to the waste directly through the upper end surface formed by the waste and / or through the entire side surface of the waste in the form of hot products of combustion and / or air, and hot products of combustion are obtained by burning a fuel-air mixture formed from fuel and air from external sources, with pyrolysis gas before burning By ejection in the afterburner, an active (ejecting) [3: p.306, 307, 336-337] jet of air and / or combustion products of the air-fuel mixture generated from external sources of fuel and air is ejected. In this case, the gasification agent supplied to the waste through the upper end surface of the waste is formed in the form of a strongly swirling stream with a torch opening angle of 60 - 120 degrees or a stream with a reduced speed [1: p.4], [2: p.6] from λ = 0.5 to λ = 1, where λ = W / a cr. - the ratio of the flow rate W of the combustion products to the critical velocity a cr. [3: p.23], [4: p.132-133], [5: p.4], [6: p.208], [7: p.42], and the gasification agent supplied through the side surface waste, form in the form of a tangential flow with a reduced speed from λ = 0.5 to λ = 1.0 moving with the waste in countercurrent in the axial direction.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода газообразных продуктов, камеру дожигания, приемный контейнер отходов переработки, камеры сгорания, часть из которых расположена в нижней части камеры газификации. Устройство отличается тем, что другая часть камер сгорания расположена в верхней части камеры газификации, которая содержит расположенную соосно с ней реторту, боковая поверхность которой выполнена в виде цилиндрического колосника, а нижний торец - в виде плоского колосника, при этом внутренняя цилиндрическая поверхность камеры газификации и наружная боковая поверхность реторты образуют кольцевую полость, при этом нижняя часть кольцевой полости соединена тангенциальными сопловыми каналами с камерами сгорания нижней части камеры газификации, а верхняя часть - с торцевым отверстием реторты, при этом камера газификации соединена с камерой дожигания входным патрубком, сообщающимся с нижним торцевым отверстием реторты, а камеры сгорания, расположенные в верхней части камеры газификации, имеют каналы выхода газифицирующего агента, направленные на верхнее торцевое отверстие реторты, при этом камеры сгорания камеры газификации и камера дожигания соединены с внешними источниками топлива и воздуха, а камера дожигания снабжена эжектором, установленным за входным патрубком пиролизного газа камеры дожигания. Каналы выхода газифицирующего агента камер сгорания верхней части камеры газификации выполнены с углом раскрытия от 60 до 120 градусов или в виде сопловых каналов.A device that implements the proposed method includes a boot device, a gasification chamber with openings for the withdrawal of gaseous products, a afterburner, a receiving container for processing waste, combustion chambers, some of which are located in the lower part of the gasification chamber. The device is characterized in that the other part of the combustion chambers is located in the upper part of the gasification chamber, which contains a retort coaxially located with it, the side surface of which is made in the form of a cylindrical grate, and the lower end is in the form of a flat grate, while the inner cylindrical surface of the gasification chamber and the outer lateral surface of the retort form an annular cavity, while the lower part of the annular cavity is connected by tangential nozzle channels to the combustion chambers of the lower part of the gas chamber fication, and the upper part - with the end hole of the retort, while the gasification chamber is connected to the afterburner with an inlet pipe in communication with the lower end hole of the retort, and the combustion chambers located in the upper part of the gasification chamber have gasification agent outlet channels directed to the upper end the retort hole, while the combustion chamber of the gasification chamber and the afterburner are connected to external sources of fuel and air, and the afterburner is equipped with an ejector installed behind the inlet pipe pyrolysis gas afterburner. The exit channels of the gasifying agent of the combustion chambers of the upper part of the gasification chamber are made with an opening angle of 60 to 120 degrees or in the form of nozzle channels.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство переработки и уничтожения твердых отходов, реализующее предлагаемый способ, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a device for the processing and destruction of solid waste that implements the proposed method, a longitudinal section; figure 2 is a section aa.
Предлагаемый способ переработки и уничтожения твердых отходов, осуществляют следующим образом. Отходы загружают в камеру газификации. Производят нагрев, сушку и пиролиз отходов. Подвод тепла осуществляют подачей газифицирующим агентом к отходам непосредственно через верхнюю торцевую поверхность, и/или через всю боковую поверхность отходов в виде горячих продуктов сгорания и/или воздуха. При этом горячие продукты сгорания получают путем сжигания топливовоздушной смеси, формируемой из топлива и воздуха внешних источников. Выбор газифицирующего агента определяется составом отходов. Например, энергетически низкопотенциальные отходы (отходы большой влажности или биологические отходы) требуют использования газифицирующего агента высокой температуры, что необходимо требует использования в качестве газифицирующего агента продуктов сгорания, необходимой температуры и состава по содержанию воздуха. Для отходов, содержащих достаточно высокий уровень горючих компонентов, целесообразно использовать в качестве газифицирующего агента нагретый воздух, количество которого определяется исходя из последующих процессов реализации способа.The proposed method of processing and destruction of solid waste is as follows. Waste is loaded into the gasification chamber. Produce heating, drying and pyrolysis of waste. Heat is supplied by supplying a gasifying agent to the waste directly through the upper end surface, and / or through the entire side surface of the waste in the form of hot combustion products and / or air. In this case, hot combustion products are obtained by burning a fuel-air mixture formed from fuel and air from external sources. The choice of gasification agent is determined by the composition of the waste. For example, low-grade energy waste (high humidity or biological waste) requires the use of a high temperature gasification agent, which necessarily requires the use of combustion products, the required temperature and composition in terms of air content, as a gasification agent. For waste containing a sufficiently high level of combustible components, it is advisable to use heated air as a gasification agent, the amount of which is determined based on the following processes of the method.
Подвод газифицирующего агента к отходам через верхнюю торцевую поверхность отходов и/или через всю боковую поверхность отходов приводит к формированию зон нагрева, сушки и пиролиза, в виде коаксиальных и аксиальных параболических объемов, с вершинами, расположенными в сечениях, противоположных выходу продуктов пиролиза. При этом зона нагрева является внешней по отношению к зоне сушки, которая является внешней по отношению к зоне пиролиза. Такое формирование зон нагрева, сушки и пиролиза значительно увеличивает площадь поверхности подвода тепла и газифицирующего агента, что интенсифицирует процессы тепломассообмена в зонах нагрева сушки и пиролиза, увеличивает скорости химических реакций в зоне пиролиза, что приводит к увеличению производительности переработки отходов. Размещение зоны пиролиза внутри других зон дает возможность повышать в ней температуру, при этом поддерживать температуру в зоне нагрева, на границе подвода газифицирующего агента, необходимую для обеспечения процесса нагрева, сушки и пиролиза.The supply of a gasifying agent to the waste through the upper end surface of the waste and / or through the entire side surface of the waste leads to the formation of heating, drying and pyrolysis zones, in the form of coaxial and axial parabolic volumes, with vertices located in sections opposite to the outlet of the pyrolysis products. Moreover, the heating zone is external to the drying zone, which is external to the pyrolysis zone. This formation of the heating, drying and pyrolysis zones significantly increases the surface area of the heat supply and gasification agent, which intensifies heat and mass transfer in the heating zones of drying and pyrolysis, increases the rates of chemical reactions in the pyrolysis zone, which leads to an increase in waste processing productivity. Placing the pyrolysis zone inside other zones makes it possible to increase the temperature in it, while maintaining the temperature in the heating zone, at the gasification agent supply boundary, necessary to ensure the heating, drying and pyrolysis process.
Одновременная подача газифицирующего агента через боковую поверхность и торцевое сечение способствует обеспечению максимальной производительности переработки отходов. Для случая обеспечения необходимого времени пребывания продуктов переработки в зоне пиролиза, определяемого составом отходов, подвод газифицирующего агента может осуществляться только из коаксиального цилиндрического объема, охватывающего объем зоны нагрева.The simultaneous supply of a gasifying agent through the side surface and the end section helps to ensure maximum waste processing productivity. In order to ensure the necessary residence time of the processed products in the pyrolysis zone, determined by the composition of the waste, the gasifying agent can be supplied only from a coaxial cylindrical volume, covering the volume of the heating zone.
Формирование газифицирующего агента в виде тангенциального потока с приведенной скоростью от λ=0,5 до λ=1, охватывающего боковую поверхность отходов и движущегося с ними в противотоке, в осевом направлении, способствует обеспечению его подвода и, соответственно, тепла по всей боковой поверхности зоны нагрева, что приводит к увеличению производительности переработки. Формирование необходимого направления осевой скорости газифицирующего агента в коаксиальном цилиндрическом объеме осуществляется местом подачи газифицирующего агента через боковую поверхность и/или торцевое сечение и соотношением их расходов. Выбор направления определяется потребностью обеспечить необходимое время пребывания продуктов переработки в зоне газификации, определяемого составом отходов.The formation of a gasification agent in the form of a tangential flow with a reduced speed from λ = 0.5 to λ = 1, covering the lateral surface of the waste and moving in countercurrent with them in the axial direction, helps to ensure its supply and, accordingly, heat along the entire lateral surface of the zone heating, which leads to an increase in processing productivity. The formation of the necessary direction of the axial velocity of the gasifying agent in the coaxial cylindrical volume is carried out by the place of supply of the gasifying agent through the side surface and / or end section and the ratio of their costs. The choice of direction is determined by the need to ensure the necessary residence time of the processed products in the gasification zone, determined by the composition of the waste.
Использование всего пиролизного газа, выводимого из камеры газификации, приводит к увеличению тепловой мощности, выводимой потребителю из камеры дожигания, способствует стабильности параметров газифицирующего агента, использующего топливо и воздух внешних источников.The use of the entire pyrolysis gas discharged from the gasification chamber leads to an increase in the heat output to the consumer from the afterburner, contributes to the stability of the parameters of the gasification agent using fuel and air from external sources.
Использование эжектирования пиролизного газа и варьирование выбором эжектирующего агента позволяет расширить область применения предлагаемого способа. Применение активной струи воздуха и/или продуктов сгорания определяется теплотой сгорания сжигаемого пиролизного газа, зависящей от отходов. При высокой величине теплоты сгорания для получения высокой температуры продуктов сгорания достаточно использовать воздух. При низкой величине теплоты сгорания и необходимости получения достаточной температуры продуктов сгорания следует использовать подачу воздуха и высокотемпературных продуктов сгорания, содержащих избыточное количество несгоревшего топлива. Использование только продуктов сгорания в качестве активной - эжектирующей составляющей целесообразно в случае промежуточного варианта по величине теплоты сгорания. Снабжение камеры дожигания эжектором, установленным за входным патрубком подачи пиролизного газа в камеру дожигания, приводит к обеспечению давления в камере газификации ниже атмосферного, то есть термическое разложение и газификацию ведут при абсолютном давлении 0,08-0,095 МПа. Это интенсифицирует процессы нагрева, сушки и пиролиза, что способствует увеличению производительности за счет увеличения скоростей движения газифицирующего агента при постоянном давлении его на входе в камеру газификации.Using ejection of pyrolysis gas and varying the choice of ejecting agent allows you to expand the scope of the proposed method. The use of an active stream of air and / or combustion products is determined by the calorific value of the combusted pyrolysis gas, which depends on the waste. At a high calorific value, it is sufficient to use air to obtain a high temperature of the combustion products. With a low calorific value and the need to obtain a sufficient temperature of the combustion products, an air supply and high-temperature combustion products containing an excess of unburned fuel should be used. The use of only combustion products as an active - ejection component is advisable in the case of an intermediate variant in terms of the calorific value. The supply of the afterburning chamber with an ejector installed behind the inlet pipe for supplying pyrolysis gas to the afterburning chamber results in a pressure in the gasification chamber below atmospheric, i.e., thermal decomposition and gasification are carried out at an absolute pressure of 0.08-0.095 MPa. This intensifies the processes of heating, drying and pyrolysis, which contributes to an increase in productivity due to an increase in the speeds of the gasifying agent at a constant pressure at the inlet to the gasification chamber.
Использование топлива внешнего источника способствует стабильности параметров газифицирующего агента на входе в камеру газификации.The use of external source fuel contributes to the stability of the parameters of the gasification agent at the entrance to the gasification chamber.
Устройство переработки и уничтожения твердых отходов (фиг.1) содержит загрузочное устройство 1, камеру газификации 2 с отверстиями 3 и 4 выхода газообразных продуктов - газифицирующего агента, камеру дожигания 5, приемный контейнер отходов переработки 6, устройства формирования и подачи газифицирующего агента, выполненные в виде одной или нескольких камер сгорания, расположенных в камере газификации, при этом камеры сгорания 7 расположены в нижней части камеры газификации 2, а камеры сгорания 8, расположены в верхней части камеры газификации 2. Камера газификации 2 имеет внутреннюю 9 и наружную 10 соосные цилиндрические стенки. Внутри камера газификации 2 соосно с ней расположена реторта 11, боковая стенка которой выполнена в виде цилиндрического колосника 12, а нижний торец - в виде плоского колосника 13. Внутренняя поверхность стенки 9 камеры газификации 2 и наружная боковая поверхность 14 колосника 12 образуют кольцевую полость 15, нижняя часть которой соединена тангенциальными сопловыми каналами 16 (см. фиг.2) с камерами сгорания 7 нижней части камеры газификации 2, а через отверстия колосников 12 и 13 с отверстием 17, выполненным в нижнем торце реторты 11. Верхняя часть кольцевой полости 15 соединена с торцевым отверстием 18 реторты 11. Камера газификации 2 соединена с камерой дожигания 5 через отверстие 19 входным патрубком 20, сообщающимся с нижним торцевым отверстием 17 реторты 11. Камеры сгорания 8, установленные на крышке 21, закрывающей верхнюю торцевую часть камеры газификации 2, имеют каналы выхода газифицирующего агента 22, направленные на верхнее торцевое отверстие 18 реторты 11. Камеры сгорания 7 и 8 и камера дожигания 5 соединены с внешними источниками топлива и воздуха. Камера дожигания 5 снабжена вихревым эжектором 23, соединенным с входным патрубком 20 и установленным за ним, и содержащим одну или более камер сгорания 24. Каналы выхода газифицирующего агента 22 камер сгорания 8 выполнены с углом раскрытия от 60 до 120 градусов или в виде сопловых сужающихся каналов.A device for processing and destruction of solid waste (Fig. 1) contains a loading device 1, a gasification chamber 2 with openings 3 and 4 of the outlet of gaseous products — a gasification agent, an afterburner 5, a receiving container for processing waste 6, devices for generating and supplying a gasifying agent, made in in the form of one or more combustion chambers located in the gasification chamber, while the
Устройство работает следующим образом. Отходы через загрузочное устройство 1 подают в камеру газификации 2. Из камеры газификации они поступают в реторту 11.В зависимости от состава твердых отходов, характеризуемых минимальной удельной теплотой сгорания, производят запуск камер сгорания 7 и/или 8, подавая в них топливо и воздух, формируя топливовоздушную смесь, которую сжигают с заданным коэффициентом избытка воздуха. Продукты сгорания подают в выходные каналы 16 камер сгорания 7 и каналы 22 камер сгорания 8 для получения продуктов сгорания на выходе из отверстий 3 и 4 заданной температуры, состава, скорости и угла раскрытия факела. Продукты сгорания используют в качестве газифицирующего агента, вводом которого внутрь реторты 11 осуществляют нагрев, сушку и пиролиз отходов. Продукты пиролиза отводят через отверстия колосников 12 и 13, разделяя на пиролизный газ и твердый остаток. Твердый остаток собирается в приемном контейнере 6. Пиролизный газ поступает в кольцевую полость 15, из которой через отверстие вывода газообразных продуктов 19 входит в патрубок 20, а затем в эжектор 23 камеры дожигания 5 пиролизного газа в качестве пассивной - эжектируемой составляющей. В качестве активной - эжектирующей составляющей эжектора используют воздух внешнего источника и/или продукты сгорания, формируемые в камере сгорания 24 путем сжигания топливовоздушной смеси внешних источников топлива и воздуха.The device operates as follows. Waste through the loading device 1 is fed into the gasification chamber 2. From the gasification chamber, they enter the retort 11. Depending on the composition of the solid waste characterized by the minimum specific heat of combustion, the
Соединение нижней части полости 12, через отверстия 4 тангенциальными сопловыми каналами 13 (фиг.2) с одним или несколькими устройствами формирования и подачи газифицирующего агента позволяет осуществить повод газифицирующего агента из камер 14 в кольцевую полость 12 и сформировать в ней высокоскоростной тангенциальный поток, охватывающий боковую поверхность реторты 11.The connection of the lower part of the cavity 12 through the openings 4 with tangential nozzle channels 13 (Fig. 2) with one or more devices for forming and supplying a gasification agent allows the gasification agent to be motivated from the
Выполнение боковой стенки реторты в виде цилиндрического колосника 16, а нижнего торца - в виде плоского колосника 17, позволяет подвести к отходам газифицирующий агент через отверстие 15 и по всей высоте реторты. Такое выполнение реторты позволяет ввести газифицирующий агент внутрь реторты 11 для осуществления нагрева, сушки и пиролиза, при этом зоны нагрева, сушки и пиролиза формируются в виде коаксиальных и аксиальных параболических объемов, с вершинами, расположенными в противоположных сечениях от плоского колосника 17. Зона нагрева является внешней по отношению к зоне сушки, которая является внешней по отношению к зоне пиролиза. Такое формирование зон нагрева, сушки и пиролиза значительно увеличивает площадь поверхности подвода газифицирующего агента, интенсифицирует процессы тепломассообмена в зонах нагрева и термического разложения, а также скорости химических реакций в зоне газификации, что приводит к увеличению производительности переработки отходов.The implementation of the side wall of the retort in the form of a
Снабжение камеры дожигания эжектором, установленным за входным патрубком подачи пиролизного газа в камеру дожигания, приводит к использованию эжектирования пиролизного газа и варьированию выбором эжектирующего агента, что позволяет расширить область применения предлагаемого устройства по составу перерабатываемых отходов. Применение активной струи воздуха и/или продуктов сгорания определяется теплотой сгорания сжигаемого пиролизного газа, зависящей от отходов. При высокой величине теплоты сгорания для получения высокой температуры продуктов сгорания достаточно использовать воздух. При низкой величине теплоты сгорания и необходимости получения достаточной температуры продуктов сгорания следует использовать подачу воздуха и высокотемпературных продуктов сгорания, содержащих избыточное количество несгоревшего топлива. Использование только продуктов сгорания в качестве активной - эжектирующей составляющей целесообразно в случае промежуточного варианта по величине теплоты сгорания. Кроме того, применение эжектора, установленного за входным патрубком подачи пиролизного газа в камеру дожигания, обеспечивает давление в камере газификации ниже атмосферного, то есть термическое разложение и газификацию ведут при абсолютном давлении 0,08-0,095 МПа. Это интенсифицирует процессы нагрева, сушки и пиролиза, что способствует увеличению производительности за счет увеличения скоростей движения газифицирующего агента при постоянном давлении его на входе в камеру газификации.The supply of the afterburning chamber with an ejector installed behind the inlet pipe for supplying pyrolysis gas to the afterburning chamber leads to the use of pyrolysis gas ejection and variation in the choice of the ejecting agent, which allows to expand the scope of the proposed device for the composition of the processed waste. The use of an active stream of air and / or combustion products is determined by the calorific value of the combusted pyrolysis gas, which depends on the waste. At a high calorific value, it is sufficient to use air to obtain a high temperature of the combustion products. With a low calorific value and the need to obtain a sufficient temperature of the combustion products, an air supply and high-temperature combustion products containing an excess of unburned fuel should be used. The use of only combustion products as an active - ejection component is advisable in the case of an intermediate variant in terms of the calorific value. In addition, the use of an ejector installed behind the inlet pipe for supplying pyrolysis gas to the afterburner provides a pressure in the gasification chamber below atmospheric, that is, thermal decomposition and gasification are carried out at an absolute pressure of 0.08-0.095 MPa. This intensifies the processes of heating, drying and pyrolysis, which contributes to an increase in productivity due to an increase in the speeds of the gasifying agent at a constant pressure at the inlet to the gasification chamber.
Выполнение выходных каналов 22 камер сгорания 23 с углом раскрытия от 60 до 120 градусов или в виде сопловых каналов выходных каналов позволяет осуществить подвод газифицирующего агента к отходам в виде сильно закрученного потока, который способен охватывать максимальную площадь обрабатываемых отходов, или высокоскоростного потока с приведенной скоростью от λ=0,5 до λ=1. Формирование газифицирующего агента с сильной круткой определяется составом отходов, требующих необходимую площадь подвода тепла или скоростной напор и температуру потока газифицирующего агента. Так, например, для термического уничтожения биологических отходов больших размеров необходимо использовать высокотемпературный высоконапорный поток газифицирующего агента с целью локального разрушения структуры и предотвращения локального парообразования и последующего взрывного явления. Бытовые и промышленные отходы для интенсификации процесса с целью увеличения производительности требуют увеличения площади поверхности подвода газифицирующего агента и тепла. В этом случае газифицирующий агент формируют в виде сильно закрученного потока, который способен охватывать максимальную площадь обрабатываемых отходов.The implementation of the output channels 22 of the combustion chambers 23 with an opening angle of from 60 to 120 degrees or in the form of nozzle channels of the output channels allows the supply of a gasifying agent to the waste in the form of a strongly swirling stream, which is able to cover the maximum area of treated waste, or a high-speed stream with a reduced speed of λ = 0.5 to λ = 1. The formation of a gasification agent with a strong twist is determined by the composition of the waste, requiring the required heat supply area or high-pressure head and the temperature of the gasification agent flow. So, for example, for the thermal destruction of large biological wastes, it is necessary to use a high-temperature high-pressure flow of a gasifying agent in order to locally destroy the structure and prevent local vaporization and subsequent explosive phenomena. Domestic and industrial waste to intensify the process in order to increase productivity require an increase in the surface area of the supply of gasifying agent and heat. In this case, the gasification agent is formed in the form of a strongly swirling stream, which is able to cover the maximum area of the treated waste.
Использование топлива внешнего источника способствует стабильности параметров газифицирующего агента на входе в камеру газификации.The use of external source fuel contributes to the stability of the parameters of the gasification agent at the entrance to the gasification chamber.
Список использованных источниковList of sources used
1. Теория воздушно-реактивных двигателей. Под ред. доктора техн. наук С.М. Шляхтенко. - М.: Машиностроение, 1975 - 568 с.1. Theory of jet engines. Ed. doctors tech. sciences S.M. Shlyakhtenko. - M.: Mechanical Engineering, 1975 - 568 p.
2. Манулин Э.А. и др. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок. Под ред. доктора техн. наук В.В.Уварова - М.: Машиностроение, 1977 - 447 с.2. Manulin E.A. and others. Theory and design of gas turbine and combined installations. Ed. doctors tech. Sciences V.V. Uvarova - M .: Mechanical Engineering, 1977 - 447 p.
3. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1969 - 824 с.3. Abramovich G.N. Applied gas dynamics. - M .: Nauka, 1969 - 824 p.
4. Болгарский А.В. и др. Термодинамика и теплопередача. - М.: «Высшая школа», 1975 - 493 с.4. Bulgarian A.V. et al. Thermodynamics and heat transfer. - M.: "Higher School", 1975 - 493 p.
5. Борисенко А.И. Газовая динамика. - М.: Оборониздат, 1962 - 793 с.5. Borisenko A.I. Gas dynamics. - M .: Oboronizdat, 1962 - 793 p.
6. Дейч М.Е. Техническая газодинамика - М.: Энергия, 1974 - 592 с.6. Deutsch M.E. Technical gas dynamics - M .: Energy, 1974 - 592 s.
7. Краснов Н.Ф. Аэродинамика. - М.: «Высшая школа», 1971 - 632 с.7. Krasnov N.F. Aerodynamics. - M.: "Higher School", 1971 - 632 p.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011110062/03A RU2476770C2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Method of processing and destruction of solid wastes and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011110062/03A RU2476770C2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Method of processing and destruction of solid wastes and device for its realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011110062A RU2011110062A (en) | 2012-09-27 |
| RU2476770C2 true RU2476770C2 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=47077955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011110062/03A RU2476770C2 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Method of processing and destruction of solid wastes and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476770C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544949C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-03-20 | Андрей Аркадьевич Мельников | Processing method of domestic and industrial solid wastes |
| RU2545200C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-03-27 | Андрей Аркадьевич Мельников | Solid waste treatment and disposal unit |
| WO2018052337A1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | Марк СОЛОНИН | Pyrolysis boiler |
| WO2018164651A1 (en) | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Fedorov Saveliy Dmitrovych | Method and combined solid fuel gasifier for gasification of solid fuel |
| RU184378U1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-10-24 | Марк Семенович Солонин | Pyrolysis boiler |
| RU2677177C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method for thermochemical processing and disposal of solid milled substances containing hydrocarbon and installation for its implementation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3648629A (en) * | 1970-07-09 | 1972-03-14 | Pyro Magnetics Corp | Apparatus for the destruction of refuse |
| RU2201552C2 (en) * | 2001-03-22 | 2003-03-27 | Новиков Николай Николаевич | Plant for decontamination and destruction of solid wastes |
| RU2213908C1 (en) * | 2002-08-26 | 2003-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЛАН" | Method for processing of solid domestic garbage and factory waste |
| RU2282788C1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЛАН" | Plant for rending solid waste harmless |
| UA34152U (en) * | 2008-03-26 | 2008-07-25 | Украинский Государственный Научно-Техничный Центр Технологии И Оборудования, Обработки Металлов, Защиты Окружающей Среды И Использования Вторичных Ресурсов Для Металлургии И Машиностроения "Энергосталь" | Reactor for thermo-chemical processing of solid organic waste |
-
2011
- 2011-03-17 RU RU2011110062/03A patent/RU2476770C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3648629A (en) * | 1970-07-09 | 1972-03-14 | Pyro Magnetics Corp | Apparatus for the destruction of refuse |
| RU2201552C2 (en) * | 2001-03-22 | 2003-03-27 | Новиков Николай Николаевич | Plant for decontamination and destruction of solid wastes |
| RU2213908C1 (en) * | 2002-08-26 | 2003-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЛАН" | Method for processing of solid domestic garbage and factory waste |
| RU2282788C1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЛАН" | Plant for rending solid waste harmless |
| UA34152U (en) * | 2008-03-26 | 2008-07-25 | Украинский Государственный Научно-Техничный Центр Технологии И Оборудования, Обработки Металлов, Защиты Окружающей Среды И Использования Вторичных Ресурсов Для Металлургии И Машиностроения "Энергосталь" | Reactor for thermo-chemical processing of solid organic waste |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544949C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-03-20 | Андрей Аркадьевич Мельников | Processing method of domestic and industrial solid wastes |
| RU2545200C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-03-27 | Андрей Аркадьевич Мельников | Solid waste treatment and disposal unit |
| WO2018052337A1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | Марк СОЛОНИН | Pyrolysis boiler |
| RU184378U1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-10-24 | Марк Семенович Солонин | Pyrolysis boiler |
| RU184378U9 (en) * | 2016-09-15 | 2018-11-29 | Марк Семенович Солонин | Pyrolysis boiler |
| US10871285B2 (en) | 2016-09-15 | 2020-12-22 | Pyroheat Oü | Pyrolysis boiler |
| WO2018164651A1 (en) | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Fedorov Saveliy Dmitrovych | Method and combined solid fuel gasifier for gasification of solid fuel |
| RU2677177C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method for thermochemical processing and disposal of solid milled substances containing hydrocarbon and installation for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011110062A (en) | 2012-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2476770C2 (en) | Method of processing and destruction of solid wastes and device for its realisation | |
| RU2359011C1 (en) | Method of solid fuel conversion and installation to this end (versions) | |
| KR20110039835A (en) | Apparatus and method of heat generating using gasification bio mass | |
| RU2352864C1 (en) | Method and device for burning fuel | |
| CN207214079U (en) | A kind of plasma-catalytic syngas combustor | |
| JP3916999B2 (en) | Burner | |
| RU2200901C2 (en) | Gas generator | |
| RU2303203C1 (en) | Gas generator with water boiler | |
| RU2645029C1 (en) | Plant for thermal decomposition of unsorted solid organic wastes | |
| EP3074696B1 (en) | Apparatus for firing and combustion of syngas | |
| RU2282788C1 (en) | Plant for rending solid waste harmless | |
| RU2510414C1 (en) | Gas generator | |
| KR101283569B1 (en) | Swirling flow combustion equipment of a combustor using biomass and waste fuel capable of reducing heating costs by completely combusting fuel. | |
| RU2638500C1 (en) | Method for incineration of milled solid fuel and device for its implementation | |
| WO2014203094A1 (en) | Apparatus and method for the thermal treatment of solid waste | |
| RU2349836C1 (en) | Method for burning of liquid fuel and liquid combustible wastes and device for its realisation | |
| KR200419316Y1 (en) | Combustion device using both of mixed oil and solid fuel | |
| CN101285593A (en) | Burnable granule material combustion plant | |
| RU92150U1 (en) | HYDROCARBON RAW MATERIAL PROCESSING PLANT | |
| RU2092757C1 (en) | Thermal module for preparation of carbon sorbents | |
| CN110081442A (en) | A kind of combustion-supporting, three wastes integrated reactor for disposing nitrous gas | |
| AU2021106888A4 (en) | A system and a method for pyrolysing biomass | |
| RU2545200C1 (en) | Solid waste treatment and disposal unit | |
| RU2821719C1 (en) | Waste disposal device | |
| US11821624B2 (en) | Multi-fuel isolated impulse initiator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130318 |