RU2723816C1 - Apparatus for recycling wastes and generating energy - Google Patents
Apparatus for recycling wastes and generating energy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723816C1 RU2723816C1 RU2019108842A RU2019108842A RU2723816C1 RU 2723816 C1 RU2723816 C1 RU 2723816C1 RU 2019108842 A RU2019108842 A RU 2019108842A RU 2019108842 A RU2019108842 A RU 2019108842A RU 2723816 C1 RU2723816 C1 RU 2723816C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- outlet
- flue gases
- carbon dioxide
- heat exchange
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 42
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 4
- 150000002605 large molecules Chemical group 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- -1 for example Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003845 household chemical Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N phosphoryl Chemical class [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K27/00—Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится установке для утилизации отходов, генерации энергии, фильтрации дымовых газов и конденсации двуокиси углерода из дымовых газов.The present invention relates to a plant for waste disposal, energy generation, flue gas filtration and condensation of carbon dioxide from flue gases.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
К уровню техники относятся следующие публикации: RU 2502018 C1, US 7874140 и US 9410101 В2.The following publications are related to the prior art: RU 2502018 C1, US 7874140 and US 9410101 B2.
В RU 2502018 С1 описаны способ и установка для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов.RU 2502018 C1 describes a method and apparatus for the environmentally friendly processing of municipal solid waste with the production of thermal energy and building materials.
Из US 7874140 В2 известен способ и установка для производства энергии посредством сжигания углеродсодержащего топлива в кислороде, включая удаление диоксида углерода.From US 7874140 B2 a method and apparatus for generating energy by burning carbon-containing fuel in oxygen, including the removal of carbon dioxide, is known.
В US 9410101 В2 описан способ и установка для получения энергии из органических отходов для непосредственной передачи энергии на выработку тепловой и электрической энергий. Изобретения позволяет получить углеродосодержащий продукт в твердой, жидкой или газообразной форме и использовать для хранения в резервуаре и/или для непосредственной совместной выработки тепловой и электрической энергий в приводе.US 9410101 B2 describes a method and apparatus for generating energy from organic waste for direct transmission of energy to generate heat and electricity. EFFECT: invention makes it possible to obtain a carbon-containing product in solid, liquid or gaseous form and used for storage in a tank and / or for direct joint generation of thermal and electric energies in a drive.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Целью изобретения является создание установки, которая взаимовыгодно сочетает в себе процесс сжигания отходов с процессом выработки энергии и очистки дымовых газов в рамках одного производственного цикла, позволяющей в качестве исходных материалов использовать отходы и сжиженные азот и кислород, а полученные в ходе охлаждения дымовых газов ультрадисперсные сконденсированные капли воды использовать для очистки самих дымовых газов. Целью изобретения также является снижение воздействие на окружающую среду в ходе процесса одновременной утилизации отходов и генерации энергии, в частности, за счет снижения вредных выбросов в атмосферу, включая двуокись углерода.The aim of the invention is to provide a facility that mutually beneficially combines the process of burning waste with the process of generating energy and cleaning flue gases within one production cycle, which allows the use of waste materials and liquefied nitrogen and oxygen as starting materials, and ultrafine condensed obtained during the cooling of flue gases Use water droplets to clean the flue gas itself. The aim of the invention is also to reduce the environmental impact during the process of simultaneous waste disposal and energy generation, in particular by reducing harmful emissions into the atmosphere, including carbon dioxide.
Поставленная цель достигается за счет новой установки для утилизации отходов и генерации энергии, содержащей группу функциональных блоков таких как, по меньше мере, блок разделения воздуха на жидкий азот и жидкий кислород, блок теплообмена и мокрой фильтрации дымовых газов, блок сгорания, блок генерации энергии, а также средство отвода очищенного углекислого газа, при этом первый выход блока разделения воздуха на жидкий азот и жидкий кислород соединен каналом подвода жидкого азота с блоком теплообмена и мокрой фильтрации, а его второй выход соединен с тем же блоком каналом подвода жидкого кислорода, первый выход блока сгорания предназначен для удаления золы, а его второй выход соединен каналом отвода продуктов сгорания с блоком теплообмена и мокрой фильтрации, который в свою очередь имеет четыре выхода, первый выход соединен каналом отвода горячего кислорода с блоком сгорания, второй выход предназначен для удаления воды с пылью и связанными продуктами сгорания, третий выход соединен каналом подачи горячего азота высокого давления с блоком генерации энергии, четвертый выход соединен со средством отвода очищенного углекислого газа, при этом сам блоком теплообмена и мокрой фильтрации выполнен с возможностью очистки дымовых газов ультрадисперсными сконденсированными каплями воды, полученными в ходе охлаждения указанных дымовых газов.This goal is achieved through a new installation for waste management and energy generation, containing a group of functional units such as at least a unit for separating air into liquid nitrogen and liquid oxygen, a heat exchange and wet flue gas filtration unit, a combustion unit, an energy generation unit, and also means for removing purified carbon dioxide, wherein the first output of the air separation unit for liquid nitrogen and liquid oxygen is connected to the liquid nitrogen supply channel with a heat exchange and wet filtration unit, and its second output is connected to the same block as the liquid oxygen supply channel, the first output of the block the combustion is designed to remove ash, and its second output is connected to the exhaust gas channel with the heat exchange and wet filtration unit, which in turn has four outputs, the first output is connected to the hot oxygen exhaust channel to the combustion unit, the second output is designed to remove water and dust and related combustion products, the third output is connected to by means of a high-pressure hot nitrogen feed unit with an energy generation unit, the fourth outlet is connected to the purified carbon dioxide removal means, while the heat exchange and wet filtration unit itself is configured to purify flue gases with ultrafine condensed water droplets obtained during cooling of these flue gases.
Средство отвода очищенного углекислого газа дополнительно снабжено блоком для перевода газообразного углекислого газа в твердое состояние (сухой лед). Существенные отличия предлагаемого изобретения заключаются в следующем:The purified carbon dioxide removal means is further provided with a unit for converting gaseous carbon dioxide into a solid state (dry ice). Significant differences of the invention are as follows:
i) сжигании отходов в кислороде или обогащенном кислородом воздухе, что обеспечивает высокую температуру сгорания (более 1000 градусов Цельсия), полное термическое разложение высокомолекулярных соединений и их полное окисление, а также сгорание металлических изделий;i) burning waste in oxygen or oxygen-enriched air, which ensures a high combustion temperature (more than 1000 degrees Celsius), complete thermal decomposition of high molecular weight compounds and their complete oxidation, as well as the combustion of metal products;
ii) предварительной фильтрации дымовых газов путем конденсации паров воды в дымовых газах вследствие их охлаждения жидким азотом и/или жидким кислородом в теплообменнике блока теплообмена и мокрой фильтрации, что обеспечивает очистку от пылевых частиц, оксидов серы, оксидов азота, оксидов фосфора, хлорсодержащих соединений;ii) preliminary filtration of flue gases by condensation of water vapor in flue gases due to their cooling with liquid nitrogen and / or liquid oxygen in the heat exchanger of the heat exchange and wet filtration unit, which ensures the cleaning of dust particles, sulfur oxides, nitrogen oxides, phosphorus oxides, chlorine compounds;
iii) окончательной фильтрации дымовых газов, охлажденных в теплообменнике блока теплообмена и мокрой фильтрации путем впрыскивания жидкого азота в дымовые газы, охлажденные в теплообменнике блока теплообмена и мокрой фильтрации, что вызывает дополнительную конденсацию паров воды в дымовых газах;iii) the final filtration of flue gases cooled in the heat exchanger of the heat exchange unit and wet filtration by injecting liquid nitrogen into the flue gases cooled in the heat exchanger of the heat exchange and wet filtration unit, which causes additional condensation of water vapor in the flue gas;
iv) использовании нагретого в теплообменнике блока теплообмена и мокрой фильтрации азота в качестве рабочего тела для генерации энергии, например, путем приведения в действие паровой или газовой турбины с целью выработки электроэнергии.iv) using a heat exchange and wet nitrogen filtration unit heated in a heat exchanger as a working fluid for generating energy, for example, by driving a steam or gas turbine to generate electricity.
v) преобразовании углекислого газа из дымовых газов в твердое состояние (сухой лед) посредством охлаждения жидким азотом.v) the conversion of carbon dioxide from flue gases to a solid state (dry ice) by cooling with liquid nitrogen.
Предложенный способ и установка для его реализации взаимовыгодно объединяет процессы утилизации отходов и генерацией энергии за счет того, что в качестве исходных материалов используются отходы и сжиженные азот и кислород, а полученные в ходе охлаждения дымовых газов жидким азотом и/или кислородом ультрадисперсные сконденсированные капли воды используются для очистки самих дымовых газов. Таким образом, предложенный способ не только расширяет возможности для утилизации отходов и производства энергии, но также устраняет недостатки существующих процессов производства энергии и сжигания отходов, а также уменьшает экологическую нагрузку на окружающую среду.The proposed method and installation for its implementation mutually beneficially combines the processes of waste disposal and energy generation due to the fact that waste and liquefied nitrogen and oxygen are used as starting materials, and ultrafine condensed drops of water obtained during the cooling of flue gases with liquid nitrogen and / or oxygen are used for cleaning the flue gas itself. Thus, the proposed method not only expands the possibilities for waste disposal and energy production, but also eliminates the disadvantages of existing energy production and waste incineration processes, and also reduces the environmental burden on the environment.
Более подробно изобретение поясняется ссылкой на фиг. 1, которая хотя и представляет наилучший вариант реализации, рассматриваемый авторами изобретения, но ни в коем случае не ограничивает практическое использование предлагаемого изобретения. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что могут быть внесены разные дополнения, модификации и изменения настоящего изобретения, при этом не отклоняясь от сути и базовой идеи изобретения.The invention is explained in more detail with reference to FIG. 1, which although it represents the best option for implementation, considered by the authors of the invention, but in no case limits the practical use of the invention. One skilled in the art will appreciate that various additions, modifications, and changes to the present invention may be made without departing from the spirit and basic idea of the invention.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На Фиг. 1 представлена блок-схема установки с указанием последовательностей операций одновременного процесса утилизации отходов и получения энергии. Установка содержит 1 - блок разделения воздуха на жидкий азот и жидкий кислород, 2 - блок теплообмена и мокрой фильтрации, предназначенный для охлаждения газов в теплообменнике (на чертежах не показано), поступающих из блока сгорания; в блоке теплообмена и мокрой фильтрации 2 также происходит нагрев азота и кислорода, конденсация воды и фильтрация дымовых газов каплями воды, 3 - блок сгорания отходов в кислороде при высокой температуре, 4 - блок генерации энергии.In FIG. 1 is a block diagram of the installation indicating the sequence of operations of the simultaneous process of waste disposal and energy. The installation contains 1 - block separation of air into liquid nitrogen and liquid oxygen, 2 - block heat transfer and wet filtration, designed to cool the gases in the heat exchanger (not shown), coming from the combustion unit; in the heat exchange and
ОСУЩЕСТВЕЛНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
В рамках данного изобретения под «отходами» следует понимать следующие типы отходов.For the purposes of this invention, “waste” should be understood to mean the following types of waste.
Пищевые отходы, по химическому составу представляющие собой соединения углерода, водорода, кислорода, азота, с примесями серы, фосфора и в меньшей степени других элементов.Food waste, the chemical composition of which is a compound of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, with impurities of sulfur, phosphorus and to a lesser extent other elements.
Упаковочные материалы, например, полиэтилен, бумага и картон, дерево, в том числе и с полимерным покрытием, пластиковые бутылки, канистры, консервные банки и т.д., по химическому составу представляющие собой в основном углеводы и углеводороды, а также сплавы железа и алюминия.Packaging materials, for example, polyethylene, paper and cardboard, wood, including polymer-coated ones, plastic bottles, cans, cans, etc., in terms of chemical composition, which are mainly carbohydrates and hydrocarbons, as well as iron alloys and aluminum.
Строительные отходы, например, дерево, древесно-стружечные плиты, картон, металлические крепежные элементы, пластики, пластиковые трубы(по химическому составу представляющие собой в основном углеводы и углеводороды, высокомолекулярные соединения, сплавы железа и алюминия), а также неорганические материалы.Construction waste, for example, wood, particle boards, cardboard, metal fasteners, plastics, plastic pipes (in terms of chemical composition are mainly carbohydrates and hydrocarbons, high molecular weight compounds, alloys of iron and aluminum), as well as inorganic materials.
Медицинские отходы, например, шприцы, трубки, перевязочные материалы и биоматериалы, по химическому составу представляющие собой в основном углеводы и углеводороды.Medical waste, such as syringes, tubes, dressings and biomaterials, in terms of chemical composition are mainly carbohydrates and hydrocarbons.
Горючесмазочные материалы, автомобильные шины, по химическому составу представляющие собой в основном углеводороды.Combustive-lubricating materials, car tires, in terms of chemical composition, which are mainly hydrocarbons.
Отходы бытовой химии и косметической продукции, по химическому составу представляющие собой в основном углеводороды, углеводы и высокомолекулярные соединения.Waste household chemicals and cosmetic products, the chemical composition of which is mainly hydrocarbons, carbohydrates and high molecular weight compounds.
Отходы химической промышленности, по химическому составу представляющие собой в основном высокомолекулярные соединения.Wastes of the chemical industry, in terms of chemical composition, are mainly high molecular weight compounds.
Указанные выше типы отходов приведены для пояснения сущности изобретения и не ограничивают объем данного изобретения. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящем изобретении возможно применение и иных типов отходов.The above types of waste are provided to clarify the invention and do not limit the scope of this invention. One skilled in the art will appreciate that other types of waste are possible in the present invention.
Установка для утилизации отходов и генерации энергии работает следующим образом.Installation for waste management and energy generation works as follows.
Воздух из атмосферы направляется в блок 1 на сжижение и разделение на жидкий кислород и жидкий азот. Отходы поступают в камеру сгорания (на чертежах не показано) блока 3. Жидкий кислород из блока 1 поступает в теплообменник (на чертежах не показано) блока 2, где переходит в газообразное состояние и нагревается. Горячий кислород или обогащенный кислородом воздух поступает из блока 2 в камеру сгорания блока 3 и тем самым инициирует процесс интенсивного сжигания отходов при температуре от 1000 градусов Цельсия до 2000 градусов Цельсия.Air from the atmosphere is directed to block 1 for liquefaction and separation into liquid oxygen and liquid nitrogen. Waste enters the combustion chamber (not shown in the drawings) of
В процессе горения отходов в чистом кислороде или обогащенном кислородом воздухе образуются зола, которая удаляется из блока 3, и горящие дымовые газы, состоящие главным образом из паров воды, углекислого газа, а также содержащие пылевые частицы. Дымовые газы из камеры горения блока 3 поступают в теплообменник блока 2 для последующего охлаждения.In the process of burning waste in pure oxygen or oxygen-enriched air, ash is formed, which is removed from
Охлаждение дымовых газов в теплообменнике блока 2 может осуществляться разными способами. В одном из вариантов осуществления изобретения дымовые газы охлаждаются жидким азотом из блока 1, идущим по трубкам теплообменника (на чертежах не показано) блока 2. В другом варианте реализации изобретения охлаждение дымовых газов осуществляется путем впрыскивания жидкого азота из блока 1 в поток дымовых газов в блоке 2 (система впрыска жидкого азота на чертежах не показана). Еще в одном варианте реализации изобретения охлаждение дымовых газов может осуществляться жидким кислородом из блока 1 в теплообменнике блока 2. Кислород или обогащенный кислородом воздух при этом дополнительно нагревается перед подачей в камеру сжигания блока 3 для более эффективного сжигания мусора. В зависимости от конкретных условий реализации установки и способа, возможны различные варианты и комбинации способов охлаждения дымовых газов в блоке 2. Например, охлаждение может осуществляться всеми способами последовательно, либо одним из способов.The cooling of the flue gases in the heat exchanger of the
В процессе охлаждения дымовых газов в теплообменнике блока 2 жидким азотом и/или кислородом в дымовых газах понижается давление насыщенного водяного пара и происходит формирование ультрадисперсных капель воды, при этом центрами конденсации служат частицы пыли в дымовых газах. В случае реализации охлаждения дымовых газов путем впрыскивания жидкого азота температура дымовых газов также падает, при этом еще больше падает давление насыщенного водяного пара и происходит более интенсивное образование ультрадисперсных капель из водяного пара, оставшегося в газообразном состоянии после теплообменника блока 2. Ультрадисперсные капли воды, образовавшиеся в дымовых газах, связывают, растворяя в себе газообразные вредные вещества (оксиды азота, оксиды серы, хлорсодержащих соединений, и др.). При этом ультрадисперсные капли воды укрупняются, и вместе со связанной пылью и растворенными вредными веществами выпадают из дымовых газов и удаляются из блока 2.During the cooling of the flue gases in the heat exchanger of the
Дымовые газы, очищенные от пыли, оксидов азота и серы, и паров воды, состоящие в основном из углекислого газа, выбрасываются в атмосферу, или путем охлаждения жидким азотом из блока 1, используются для производства сухого льда.Flue gases purified from dust, nitrogen oxides and sulfur, and water vapor, consisting mainly of carbon dioxide, are released into the atmosphere, or by cooling with liquid nitrogen from
Генерация энергии в процессе сжигания отходов осуществляется следующим образом. Жидкий азот из блока 1 поступает в теплообменник блока 2, где переходит в газообразное состояние и нагревается за счет охлаждения дымовых газов. При этом повышается его давление, далее горячий азот высокого давления поступает в блок 4 генерации энергии, содержащий, например, турбину (на чертежах не показано), которая может приводить в движение электрогенератор(на чертежах не показано) блока 4. Вырабатываемая энергия может быть использована, например, для подачи в сеть.The energy generation in the process of burning waste is as follows. Liquid nitrogen from
Для осуществления предлагаемого изобретения, как в общем случае, так и в частных случаях выполнения, в основном, могут быть использованы известные и применяемые в области утилизации отходов и генерации энергии материалы, элементы и блоки.To implement the present invention, both in the general case and in particular cases of execution, mainly materials, elements and blocks that are known and used in the field of waste management and energy generation can be used.
Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящем изобретении возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно, предполагается, что настоящее изобретение охватывает указанные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.It will be apparent to one skilled in the art that various modifications and changes are possible in the present invention. Accordingly, it is intended that the present invention covers the modifications and changes as well as their equivalents without departing from the spirit and scope of the invention disclosed in the appended claims.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108842A RU2723816C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Apparatus for recycling wastes and generating energy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108842A RU2723816C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Apparatus for recycling wastes and generating energy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2723816C1 true RU2723816C1 (en) | 2020-06-17 |
Family
ID=71095871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019108842A RU2723816C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Apparatus for recycling wastes and generating energy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2723816C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185323C2 (en) * | 1998-05-29 | 2002-07-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method of flue gases utilization in combustion of liquid, gaseous or dust hydrocarbon fuel |
| RU2212583C2 (en) * | 1998-04-06 | 2003-09-20 | Майнерджи Корп. | Incineration of wastes in closed cycle |
| RU2502017C1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of environmentally safe treatment of solid domestic wastes with production of thermal energy and building materials and waste burning plant for its realisation |
| US9410101B2 (en) * | 2011-12-21 | 2016-08-09 | Commerzialbank Mattersburg Im Burgenland Aktiengesellschaft | Process for obtaining energy from organic-containing waste materials |
| WO2017081131A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of generating power using a combined cycle |
-
2019
- 2019-03-26 RU RU2019108842A patent/RU2723816C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2212583C2 (en) * | 1998-04-06 | 2003-09-20 | Майнерджи Корп. | Incineration of wastes in closed cycle |
| RU2185323C2 (en) * | 1998-05-29 | 2002-07-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method of flue gases utilization in combustion of liquid, gaseous or dust hydrocarbon fuel |
| US9410101B2 (en) * | 2011-12-21 | 2016-08-09 | Commerzialbank Mattersburg Im Burgenland Aktiengesellschaft | Process for obtaining energy from organic-containing waste materials |
| RU2502017C1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of environmentally safe treatment of solid domestic wastes with production of thermal energy and building materials and waste burning plant for its realisation |
| WO2017081131A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of generating power using a combined cycle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105737163B (en) | Household garbage low-temperature pyrolysis system and method based on decoupling combustion | |
| CN102284467A (en) | Plasma garbage disposal system and method | |
| KR101475785B1 (en) | The carbon capture and storage apparatus from waste using plasma pyrolysis device | |
| KR100897521B1 (en) | Recycling equipment and methode of waste electric wire | |
| CN102268274B (en) | Method and totally closed equipment system for converting municipal sludge into gas, liquid and solid fuels | |
| CN102389887A (en) | High-temperature treatment and super-high-temperature plasma gasification method of municipal domestic wastes | |
| CN109207178B (en) | Power generation system of municipal waste pyrolysis gasification coupling coal-fired power plant | |
| RU2723816C1 (en) | Apparatus for recycling wastes and generating energy | |
| CN114427486A (en) | Technical improvement method for zero-pollution supercritical water gasification safe power generation of supercritical unit | |
| CN102537979A (en) | Method for integrating sludge drying and waste incineration | |
| RU2570331C1 (en) | Method for processing solid household and industrial wastes and device for thereof realisation | |
| CN112410050A (en) | Microwave plasma cracking gasification technology | |
| CN104197340A (en) | Incineration disposal device and method for disposing BDO and IPA waste liquid and waste gas | |
| RU2726659C1 (en) | Method of waste recycling and energy generation | |
| JP2012122655A (en) | Biogas power generation system and biogas power generation method | |
| US20140230437A1 (en) | Method for generating heat energy and electrical energy from various types of waste and system for implementing said method | |
| RU2681426C1 (en) | Solid household waste disposal method and device for its implementation | |
| RU70963U1 (en) | POWER INSTALLATION | |
| TW202308750A (en) | Hydrogen production system | |
| CN115156276A (en) | Composite process mainly based on superheated steam thermal desorption | |
| CN212769855U (en) | System for preparing hydrogen by pyrolyzing waste plastics | |
| US20140157789A1 (en) | Procedure and installation for plasma heat treatment of a gas mixture | |
| JPH06504568A (en) | Coal selection method for gas, steam and combination processes | |
| CN115197752A (en) | Coal gasification equipment with heat recovery function | |
| JPH11217572A (en) | System for converting plastic into oil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210327 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220203 |