RU2724171C1 - Automated power technological complex for deep processing and recycling of unsorted solid domestic and industrial wastes - Google Patents
Automated power technological complex for deep processing and recycling of unsorted solid domestic and industrial wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724171C1 RU2724171C1 RU2019128510A RU2019128510A RU2724171C1 RU 2724171 C1 RU2724171 C1 RU 2724171C1 RU 2019128510 A RU2019128510 A RU 2019128510A RU 2019128510 A RU2019128510 A RU 2019128510A RU 2724171 C1 RU2724171 C1 RU 2724171C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- waste
- shaft furnace
- shaft
- processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
-
- 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
- F23G5/24—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a vertical, substantially cylindrical, combustion chamber
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО) текущего поступления в высокотемпературных печах шахтного типа. Автоматизированный энерготехнологический комплекс по глубокой переработке и утилизации несортированных ТБПО, включающих органические и неорганические компоненты, может найти применение в мусороперерабатывающих предприятиях для снижения экологической нагрузки на окружающую среду некоторых видов отходов промышленных и горнорудных предприятий, а также ТБО коммунальных служб крупных населенных пунктов, в частности, для кардинального оздоровления Московского региона, являющегося одним из самых экологически напряженных районов России.The invention relates to the field of processing solid domestic and industrial waste (TBPO) of the current receipt in high-temperature furnaces of a mine type. An automated energy technology complex for the deep processing and disposal of unsorted TBPO, including organic and inorganic components, can be used in waste processing enterprises to reduce the environmental burden on the environment of some types of waste from industrial and mining enterprises, as well as municipal solid waste in municipal services of large settlements, in particular to radically improve the Moscow region, which is one of the most environmentally tense regions of Russia.
В настоящее время широко используются термические методы переработки твердых бытовых отходов. Сжигание - наиболее распространенный метод утилизации различных видов отходов, однако данный процесс является высоко затратным и большинство мусороперерабатывающих комплексов не могут быть рентабельными. Для переработки ТБО также используются пиролиз и газификация отходов, которые загружают в агрегат с рабочей температурой до 900°С без доступа кислорода, а полученный пиролизный газ и золу направляют в газификатор с температурой до 1300°С. Указанный процесс не обеспечивает достаточное термическое разложение токсинов содержащихся в газовой фазе из-за сравнительно низкой температуры газификации и не позволяет получать из золы экологически чистый расплавленный шлак (см., например, М.С. Власкин, А.В. Григоренко Воздействие на окружающую среду при обращении с ТКО / Ж. Твердые бытовые отходы, №9, 2018, с. 2-8).Currently, thermal methods for the processing of municipal solid waste are widely used. Incineration is the most common method for the disposal of various types of waste, but this process is highly costly and most waste recycling systems cannot be cost-effective. For the processing of solid waste, pyrolysis and gasification of waste are also used, which are loaded into the unit with a working temperature of up to 900 ° C without oxygen, and the resulting pyrolysis gas and ash are sent to a gasifier with a temperature of up to 1300 ° C. The indicated process does not provide sufficient thermal decomposition of the toxins contained in the gas phase due to the relatively low gasification temperature and does not allow the production of environmentally friendly molten slag from ash (see, for example, M.S. Vlaskin, A.V. Grigorenko Environmental impact when handling MSW / W. Solid household waste, No. 9, 2018, p. 2-8).
Известны предприятия для переработки твердых бытовых отходов с использованием их сжигания на мусороперерабатывающих заводах (см. например, патенты РФ 2038537, 2045703, 2045708, 2078288, 2079050, 2114357, 2122155, 2126847, 2132997, 30863, 81291, включая предприятия по переработке отходов древесины 39853 и глинозема 67992, а также статью Фрош Р.А., Галлопулос Н.Э. Стратегия промышленного производства., ж. «В мире науки», №11, 1989, с. 86).There are well-known enterprises for the processing of municipal solid waste using their incineration at garbage processing plants (see, for example, RF patents 2038537, 2045703, 2045708, 2078288, 2079050, 2114357, 2122155, 2126847, 2132997, 30863, 81291, including enterprises for processing wood waste 39853 and alumina 67992, as well as an article by Frosh R.A., Gallopoulos N.E. Industrial Production Strategy., J. "In the World of Science", No. 11, 1989, p. 86).
К общим недостаткам известных мусороперерабатывающих заводов следует отнести экологическую опасность и несовместимость с близкорасположенными сельскохозяйственными и жилыми объектами по вредным выбросам при многолетней эксплуатации таких заводов. При этом, как известно, образуются собственные вредные газообразные и шлаковидные отходы с неконтролируемым составом, которые требуют захоронения. Необходимо также отметить высокую концентрацию токсинов в сточных водах указанных предприятий в результате использования несовершенной системы газоочистки.The common disadvantages of known waste processing plants include environmental hazard and incompatibility with nearby agricultural and residential facilities for harmful emissions from the long-term operation of such plants. At the same time, as you know, their own harmful gaseous and slag-like wastes with uncontrolled composition are formed, which require burial. It should also be noted the high concentration of toxins in the wastewater of these enterprises as a result of using an imperfect gas purification system.
В частности, температурный режим и газовый состав среды в основных модулях мусоросжигающих заводов (МСЗ), аналогичных «Hitachi Zosen Inova AG», приводят к образованию широкого спектра вредных летучих соединений, таких как фураны. Согласно меморандуму от 19 июня 2015 года о сотрудничестве с руководством «Hitachi Zosen Inova AG», в рамках реализации проекта в Московской области, должны быть построены современные мощности по термической переработке ТКО для выработки электроэнергии и тепла с использованием сравнительно низких температур (до 1300°С) при сжигании ТКО в МСЗ. При этом утверждается, что существующие системы газоочистки и уловления вредных веществ в десятки раз более эффективны, чем несколько десятилетий назад (см. интернет - ресурс www.rt-invest.com/news/155/).In particular, the temperature and gas composition of the medium in the main modules of the incineration plants (MSZ), similar to Hitachi Zosen Inova AG, lead to the formation of a wide range of harmful volatile compounds, such as furans. According to the memorandum of June 19, 2015 on cooperation with the management of Hitachi Zosen Inova AG, within the framework of the project in the Moscow region, modern facilities for the thermal processing of MSW should be built to generate electricity and heat using relatively low temperatures (up to 1300 ° C ) during the incineration of MSW in the MSZ. At the same time, it is argued that the existing gas purification and capture systems are ten times more effective than several decades ago (see the Internet resource www.rt-invest.com/news/155/).
Отметим дополнительные минусы технологии рассмотренных мусоросжигающих заводов, главными из которых являются следующие: в процессе переработки ТБО получается зольный остаток до 30% от входного объема перерабатываемых отходов, содержащий до 35-50 килограммов ядовитых и опасных веществ на тонну отходов. При сжигании отходов на МСЗ получаемую золу необходимо капсулировать, остекловывать и захоранивать на специальных полигонах. Кроме того, для приемлемой эксплуатации региональных предприятий такого типа требуется тщательная предварительная сортировка отходов, для этого необходимо создать систему мусоросортировочных комплексов, на порядок превышающих мощность и стоимость мусоросжигательных заводов. Кроме того, мусоросжигающие заводы, аналогичные «Hitachi Zosen Inova AG», не могут перерабатывать неорганические отходы, такие как промышленные отходы машиностроения, металлургии, нефтехимии, горно-обогатительных комбинатов, стройиндустрии, химической и биологической промышленности и т.д.We note additional disadvantages of the technology of the considered incinerators, the main of which are the following: in the process of processing solid waste, an ash residue of up to 30% of the input volume of processed waste is obtained, containing up to 35-50 kilograms of toxic and hazardous substances per ton of waste. When burning waste at the MSZ, the resulting ash must be encapsulated, vitrified and disposed of at special landfills. In addition, for the acceptable operation of regional enterprises of this type, careful preliminary sorting of waste is required; for this, it is necessary to create a system of waste sorting complexes that are an order of magnitude higher than the capacity and cost of incinerators. In addition, incinerators similar to Hitachi Zosen Inova AG cannot process inorganic waste, such as industrial waste from machine building, metallurgy, petrochemistry, mining and processing plants, construction industry, chemical and biological industries, etc.
Новейшие исследования отечественных и зарубежных специалистов показали, что для обеспечения экологически чистой и высокоэффективной переработки ТБПО, в конечном итоге, необходимо обеспечить температуру газовой фазы в высокотемпературном мусороперерабатывающем агрегате на уровне 1950-2100°С, а температуру шлаковой фазы на уровне не ниже 1750°С. В этой связи широко рекламируется технология высокотемпературной плазменной переработки ТБПО, удовлетворяющая указанным условиям по температуре (см., например, Утилизация и переработка твердых бытовых отходов: учебное пособие / А.С.Клинков, П.С.Беляев и др. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015, с. 17). Однако данная технология имеет ряд существенных недостатков в части создания крупных мусороперерабатывающих комплексов ввиду быстрого износа основных элементов плазменных установок и может быть рентабельна только при условии чрезвычайно низкой стоимости электроэнергии.The latest studies of domestic and foreign experts have shown that in order to ensure environmentally friendly and highly efficient processing of TBPO, ultimately, it is necessary to ensure the temperature of the gas phase in the high-temperature waste processing unit at a level of 1950-2100 ° С, and the temperature of the slag phase at a level not lower than 1750 ° С . In this regard, the technology of high-temperature plasma processing of TBPO that meets the specified temperature conditions is widely advertised (see, for example, Disposal and processing of municipal solid waste: a training manual / A.S. Klinkov, P.S. Belyaev et al. - Tambov: Izd. -in FSBEI HPE “TSTU”, 2015, p. 17). However, this technology has a number of significant drawbacks in terms of creating large waste recycling complexes due to the rapid deterioration of the main elements of plasma systems and can be cost-effective only if the extremely low cost of electricity.
В последнее время возрождается интерес к высокотемпературным шахтным печам для комплексной переработки бытовых и промышленных отходов.Recently, interest in high-temperature shaft furnaces for the integrated processing of household and industrial wastes has revived.
Известен комплекс для переработки ТБПО, содержащий средства доставки отходов и модуль для их переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подготовки и подачи в нее отходов, горячего воздуха, дополнительного топлива и вывода продуктов переработки (см. патент США №3511194, кл. С 10 в 49/02). Недостатками известного комплекса являются нестабильность процесса переработки отходов по высоте ствола шахтной печи, сравнительно малая стойкость ее конструкции, а также высокие значения выноса вредных газов, пыли и золы из-за отсутствия ее герметизации и соответствующих средств очистки. В целом известная система не обеспечивает глубокой переработки несортированных отходов и необходимых экологических требований при утилизации ТБПО крупных населенных пунктов.A known complex for processing TBPO containing waste delivery vehicles and a module for their processing, including a vertical shaft furnace with devices for the preparation and supply of waste, hot air, additional fuel and output of processed products (see US patent No. 3511194,
Наиболее близким техническим решением к предложенному, является автоматизированный энерготехнологический комплекс по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов, содержащий, по крайней мере, одну вертикальную высокотемпературную шахтную печь, средства для подачи в ее верхнюю часть отходов с добавками извести, флюсов, твердого топлива, средства для подачи горячего воздуха (дутья) в нижнюю часть шахтной печи, средства для вывода из печи колошникового газа, жидкого шлака и металла для производства целевых продуктов, энергоустановку для выработки электроэнергии и средства для управления комплексом (см. патент РФ №47492, опублик. 27.08.2005, бюл. №24 - прототип).The closest technical solution to the proposed one is an automated energy-technological complex for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial wastes, containing at least one vertical high-temperature shaft furnace, means for feeding waste with additives of lime, fluxes, and solid to its upper part fuels, means for supplying hot air (blast) to the lower part of the shaft furnace, means for removing blast furnace gas, liquid slag and metal from the furnace for the production of target products, a power plant for generating electricity and means for controlling the complex (see RF patent No. 47492, published on August 27, 2005, bull. No. 24 - prototype).
Особенностью известного технического решения является то, что оно выполнено, преимущественно, в виде модульной системы переработки ТБПО для крупных населенных пунктов. Известная система содержит средства доставки отходов и, по крайней мере, один модуль для их комплексной переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подготовки и подачи в нее отходов, горячего воздуха, дополнительного топлива и вывода продуктов переработки. Шахтная печь модуля системы снабжена средствами для ее герметизации в процессе эксплуатации и содержит устройства подачи дополнительных технологических компонентов, содержащих известь, флюсы и низкосортное твердое топливо для стабилизации температурного режима в печи и образования в ней восстановительной среды и зоны деструкции вредных компонентов. Модуль комплексной переработки отходов содержит закрываемые бункеры для ограниченного во времени хранения поступающих на приемную эстакаду отходов, средства для их резки и/или компактирования. Блок очистки уходящих из шахтной печи горючих газов соединен с энергоустановкой для выработки электроэнергии, причем на выходе системы установлены линия непрерывной разливки низкосортного металла в целевой продукт и линия для изготовления изделий из шлака. Кроме того, энергоустановка может быть выполнена с возможностью работы на твердом или жидком топливе и содержать паротурбинную, газотурбинную и/или дизель генераторную установки для комплексной выработки электроэнергии и низко потенциального тепла для нужд теплоснабжения. Комплекс для переработки ТБПО может содержать средства для управления оборудованием и предназначен, преимущественно, для размещения за пределами населенных пунктов.A feature of the known technical solution is that it is made mainly in the form of a modular TBPO processing system for large settlements. The known system contains a means of delivery of waste and at least one module for their complex processing, including a vertical shaft furnace with devices for the preparation and supply of waste, hot air, additional fuel and output of processed products. The shaft furnace of the system module is equipped with means for sealing it during operation and contains devices for supplying additional technological components containing lime, fluxes and low-grade solid fuel to stabilize the temperature in the furnace and form a reducing environment and a zone of destruction of harmful components in it. The integrated waste processing module contains lockable bins for the limited time storage of waste arriving at the receiving rack, means for cutting and / or compacting it. A unit for cleaning combustible gases leaving the shaft furnace is connected to a power plant for generating electricity, and a continuous low-grade metal continuous casting line into the target product and a line for the manufacture of slag products are installed at the system output. In addition, the power plant can be configured to operate on solid or liquid fuel and contain a steam turbine, gas turbine and / or diesel generator set for the integrated generation of electricity and low potential heat for heating needs. The complex for processing TBPO may contain facilities for equipment management and is intended primarily for placement outside populated areas.
Такое выполнение известного технического решения по переработке ТБПО предназначалось, прежде всего, для решения задачи создания эффективного мусороперерабатывающего предприятия на основе концепции безотходной системы комплексной переработки широкого класса ТБПО в группе модульных предприятий для обеспечения надежной, удовлетворяющей мировым нормам по вредным выбросам, экологической основы жизнедеятельности крупных городов и мегаполисов.This implementation of the well-known technical solution for the processing of TBPO was intended, first of all, to solve the problem of creating an effective waste recycling enterprise on the basis of the concept of a waste-free complex processing system for a wide class of TBPOs in a group of modular enterprises to provide a reliable environmental standard for the life of large cities that meets international standards for harmful emissions and megacities.
Проведенные впоследствии исследования базовых характеристик указанного технического решения выявили ряд существенных недостатков, препятствующих эффективному решению поставленных задач по переработке ТБПО. В частности, заявленные в прототипе рабочие параметры высокотемпературной шахтной печи завода-модуля по переработки ТБПО в течение длительного срока эксплуатации с заявленной производительностью от 60 до 500 тыс.тонн/год не могут быть достигнуты без соблюдения не рассмотренных в прототипе специфических требований к конструкции шахтной печи при характерных рабочих температурах в ее объеме порядка 2000°С, необходимых для реализации требуемого процесса переработки ТБПО пониженной плотности. В частности, необходимо учесть, что рабочий объем и основные параметры известной шахтной печи, выполненной по схеме стандартной металлургической доменной печи, рассчитаны, прежде всего, на переработку рудного сырья с зольностью 15-40% при средней плотности шихты в диапазоне 2,6-3,5 т/м3, что диктует общепринятые геометрические и массогабаритные характеристики домны.Subsequent studies of the basic characteristics of this technical solution revealed a number of significant drawbacks that hinder the effective solution of the tasks for processing TBPO. In particular, the operating parameters declared in the prototype for the high-temperature shaft furnace of the plant-module for processing TBPO for a long period of operation with the declared capacity from 60 to 500 thousand tons / year cannot be achieved without observing the specific requirements for the design of the shaft furnace that are not considered in the prototype at characteristic operating temperatures in its volume of about 2000 ° C, which are necessary for the implementation of the required process for processing low density TBPO. In particular, it is necessary to take into account that the working volume and the main parameters of the well-known shaft furnace, made according to the standard metallurgical blast furnace scheme, are designed primarily for processing ore with an ash content of 15-40% with an average charge density in the range of 2.6-3 , 5 t / m3, which dictates the generally accepted geometric and mass-dimensional characteristics of the blast furnace.
Существенно, что переработка ТБПО в шахтной печи такого рода должна быть связана с конструктивными и технологическими изменениями, вызываемыми снижением средней плотности перерабатываемой шихты до значений 1,8-2,5 т/м3 (см., например, М.С. Власкин. Свойства ТКО как энергоносителя / Ж. Твердые бытовые отходы, №8, 2016, с. 26-30). Указанные особенности шахтной печи для переработки ТБПО вызывают значительное снижение давления шихты на ее нижнюю и горновую части. Как следствие, изменяются конструктивные параметры рабочего объема шахтной печи, в частности, соотношения между ее высотой и характерными сечениями. Одновременно снижается количество шлака и металла в горновой части и общая масса вертикальной шахтной печи, ее фундамента, количеств огнеупорного бетона и высокотемпературной футеровки для защиты шахты и горна печи в условиях переработки такого рода ТБПО. Приведенные в прототипе схемные решения не предусматривают необходимый уровень автоматизации и роботизации технологического оборудования и процессов переработки ТБПО в высокотемпературной шахтной печи. Кроме того, не предусмотрены технические решения для переработки некоторых видов рудного сырья при разработке недр или отходов отдельных промышленных предприятий. Также отсутствуют средства для поддержания режимных параметров в рабочем объеме шахтной печи и средства для учета требований к составу технологической цепочки по предотвращению выноса вредных газов, пыли и золы, что не обеспечивает необходимые экологические условия и заданную производительность известной системы при утилизации ТБПО крупных населенных пунктов.It is significant that the processing of TBPO in a shaft furnace of this kind should be associated with structural and technological changes caused by a decrease in the average density of the processed charge to 1.8-2.5 t / m3 (see, for example, MS Vlaskin. Properties MSW as an energy carrier / J. Solid Waste, No. 8, 2016, pp. 26-30). These features of the shaft furnace for processing TBPO cause a significant decrease in the charge pressure on its lower and upper parts. As a result, the design parameters of the working volume of the shaft furnace change, in particular, the relationship between its height and characteristic sections. At the same time, the amount of slag and metal in the furnace part and the total mass of the vertical shaft furnace, its foundation, the quantities of refractory concrete and high-temperature lining to protect the shaft and furnace hearth during processing of this type of TBPO are reduced. The circuit solutions shown in the prototype do not provide the necessary level of automation and robotization of technological equipment and processes for processing TBPO in a high-temperature shaft furnace. In addition, technical solutions are not provided for the processing of certain types of ore raw materials in the development of subsoil or waste from individual industrial enterprises. There are also no funds to maintain operational parameters in the working volume of the shaft furnace and funds to take into account the requirements for the composition of the technological chain to prevent the removal of harmful gases, dust and ash, which does not provide the necessary environmental conditions and the given performance of the known system for the disposal of TBPO of large settlements.
Технический результат изобретения заключается в устранении указанных недостатков, повышении эффективности, расширении функциональных возможностей и снижении затрат на создание автоматизированного энерготехнологического комплекса по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов, в том числе, отходов с пониженной средней плотностью. Достижение указанного технического результата связано с созданием сравнительно недорогого высокорентабельного, экологически чистого и промышленно применимого энерготехнологического комплекса для прямой комплексной переработки без предварительной сортировки широкого класса ТБПО: муниципальных ТБО, отходов крупных промышленных и перерабатывающих предприятий, отходов строительного производства, некоторых видов рудного сырья от разработки недр, забалансовых горючих материалов, например, сланцев, а также переработки низкокачественных лома, шлаков, высечки и др. В рамках решаемых задач возможно использование предлагаемого автоматизированного энерготехнологического комплекса по глубокой переработке и утилизации отходов производства пластмасс, резиновой промышленности, ряда опасных отходов медицинских учреждений и некоторых химических предприятий, например, связанных с производством и утилизацией источников питания.The technical result of the invention is to eliminate these drawbacks, increase efficiency, expand functionality and reduce the cost of creating an automated energy technology complex for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial waste, including waste with a low average density. Achievement of the indicated technical result is associated with the creation of a relatively inexpensive highly profitable, environmentally friendly and industrially applicable energy technology complex for direct complex processing without preliminary sorting of a wide class of TBPO: municipal solid waste, waste from large industrial and processing enterprises, construction waste, some types of ore from mining , off-balance combustible materials, for example, shale, as well as the processing of low-quality scrap, slag, die cutting, etc. Within the framework of the tasks to be solved, it is possible to use the proposed automated energy-technological complex for the deep processing and disposal of plastic, rubber industry waste, a number of hazardous waste from medical institutions and some chemical enterprises, for example, associated with the production and disposal of food sources.
Дополнительный технический результат заключается в возможности создания полностью автоматизированного энерготехнологического комплекса, который с учетом указанных требований может длительно эксплуатироваться при минимальном штате обслуживающего персонала сравнительно недалеко от крупных населенных пунктов или вблизи мегаполисов для обеспечения минимальных затрат на коммуникационные связи с поставщиками отходов. Эффективность системы комплексной переработки ТБПО должна быть связана также с быстрой окупаемостью, в том числе, за счет производства собственной электроэнергии, а также дополнительной ликвидной продукции в виде товарного цемента, чугунного литья, строительных изделий из шлака и др.An additional technical result is the possibility of creating a fully automated energy technology complex, which, taking into account these requirements, can be used for a long time with a minimum staff of service personnel relatively close to large settlements or near megacities to ensure minimal communication costs with waste suppliers. The effectiveness of the integrated processing system of TBPO should also be associated with a quick payback, including through the production of own electricity, as well as additional liquid products in the form of commercial cement, iron castings, construction products from slag, etc.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматизированном энерготехнологическом комплексе по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов, содержащем, по крайней мере, одну вертикальную высокотемпературную шахтную печь, средства для подачи в ее верхнюю часть отходов с добавками извести, флюсов, твердого топлива, средства для подачи горячего воздуха (дутья) в нижнюю часть шахтной печи, средства для вывода из печи колошникового газа, жидкого шлака и металла для производства целевых продуктов, энергоустановку для выработки электроэнергии и средства для управления комплексом, согласно изобретению, содержатся автоматизированные линии для подготовки шихты, переработки шлака и металла, очистки уходящих газов, подготовки дутья и блок автоматического управления работой указанных линий и шахтной печи, геометрические параметры рабочего объема которой в условиях переработки отходов с пониженной средней плотностью характеризуются отношениями: высоты печи к среднему диаметру шахты (распара) 3-5,5, верхнего диаметра (колошника) к среднему диаметру шахты 0,7-1 и среднего диаметра шахты к нижнему диаметру шахтной печи (горну) 1,2-1,8; линия для автоматизированной подготовки шихты включает средства транспортировки отходов на последовательно соединенные четыре участка - приемки, мерной резки отходов в габаритах 0,2-0,6 м, сепарации отходов на минеральные и органо-содержащие составляющие, прессования последних при давлении 0,1-0,6 МПа в указанных габаритах и три дополнительных участка для внесения в отходы расчетных добавок извести, флюсов и твердого топлива с получением шихты заданного состава и ее автоматической послойной загрузки в колошниковую часть печи по выходным командам блока автоматического управления работой линий и шахтной печи с возможностью сохранения ее герметичности по уходящим газам и с учетом данных о текущих результатах измерений пульсаций температуры и расходах поступающих и выходящих из печи указанных компонентов; выходы регенеративных нагревателей линии подготовки дутья для подогрева воздуха или воздуха, обогащенного кислородом, или воздушных смесей с добавлением жидкого или пылевидного топлива, соединены через распределительные блоки с дутьевыми фурмами, расположенными поясами в области горна и шахты печи, часть фурменных поясов снабжена средствами для стабилизации режимов работы шахтной печи по выходным командам блока автоматического управления путем дополнительной регулируемой подачи независимо или вместе с дутьем требуемого количества твердого или жидкого топлива, извести, флюсов или отходов, преимущественно, в пылевидной или жидкой форме; средства для подогрева регенеративных нагревателей линии подготовки дутья выполнены с возможностью использования различных видов жидкого или газообразного топлива, в том числе, колошникового газа; линия очистки уходящих из шахтной печи горючих газов снабжена, по крайней мере, одним циклоном, мокрым и сухим рукавными фильтрами, электрофильтром и рекуперативным теплообменником, причем между выходом регенеративных нагревателей и дымовой трубой установлены, по крайней мере, один барботер и рекуперативный теплообменник; линия переработки шлака и металла в целевой продукт включает средства для периодического вывода, по сигналам блока автоматического управления, на независимо расположенные участки их розлива в формы для последующего охлаждения, очистки и складирования; указанные и дополнительные источники избыточного тепла снабжены средствами для целей теплофикации, а энергоустановка выполнена с возможностью ее перевода на потребление твердого, жидкого и/или газообразного видов топлива для обеспечения собственных нужд или передачи вырабатываемой электроэнергии внешнему потребителю в соответствии с условиями работы шахтной печи по данным блока автоматического управления.The specified technical result is achieved by the fact that in an automated energy-technological complex for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial wastes containing at least one vertical high-temperature shaft furnace, means for feeding waste into its upper part with the addition of lime, fluxes, and solid fuels, means for supplying hot air (blast) to the lower part of the shaft furnace, means for removing blast furnace gas, liquid slag and metal from the furnace for the production of target products, a power plant for generating electricity and means for controlling the complex, according to the invention, contain automated lines for charge preparation, slag and metal processing, flue gas treatment, blast preparation and an automatic control unit for the operation of these lines and a shaft furnace, the geometric parameters of the working volume of which under conditions of waste processing with a lower average density are characterized by the relationship mi: the height of the furnace to the average diameter of the shaft (steam) 3-5.5, the upper diameter (top) to the average diameter of the shaft 0.7-1 and the average diameter of the shaft to the lower diameter of the shaft furnace (hearth) 1.2-1.8 ; the line for automated preparation of the charge includes means for transporting waste to four sections connected in series - acceptance, dimensional cutting of waste in dimensions of 0.2-0.6 m, separation of waste into mineral and organo-containing components, pressing of the latter at a pressure of 0.1-0 , 6 MPa in the indicated dimensions and three additional sections for introducing wasted additives of lime, fluxes and solid fuel into the waste to produce a mixture of a given composition and its automatic layer-by-layer loading into the top of the furnace at the output commands of the automatic control unit of the lines and the shaft furnace with the possibility of saving its tightness in flue gases and taking into account data on the current results of measurements of temperature pulsations and the costs of these components entering and leaving the furnace; exits of regenerative heaters of the blast preparation line for heating air or air enriched with oxygen, or air mixtures with the addition of liquid or pulverized fuel, are connected through distribution blocks to blast tuyeres located by belts in the furnace and mine areas, some of the tuyere belts are equipped with means for stabilizing the modes work of the shaft furnace according to the output commands of the automatic control unit by means of additional controlled supply independently or together with the blasting of the required amount of solid or liquid fuel, lime, fluxes or waste, mainly in dust or liquid form; means for heating regenerative heaters of the blast preparation line are configured to use various types of liquid or gaseous fuels, including blast furnace gas; the cleaning line for the combustible gases leaving the shaft furnace is equipped with at least one cyclone, wet and dry bag filters, an electrostatic precipitator and a regenerative heat exchanger, at least one bubbler and a regenerative heat exchanger installed between the outlet of the regenerative heaters and the chimney; the line for processing slag and metal into the target product includes means for periodic output, according to the signals of the automatic control unit, to independently located sections of their bottling into molds for subsequent cooling, cleaning and storage; the specified and additional sources of excess heat are equipped with means for the purpose of heating, and the power plant is made with the possibility of converting it to the consumption of solid, liquid and / or gaseous fuels to provide for own needs or to transfer the generated electricity to an external consumer in accordance with the operating conditions of the shaft furnace according to the unit automatic control.
Кроме того, автоматизированный энерготехнологический комплекс при переработке различных по составу и средней плотности видов отходов может содержать, по крайней мере, две высокотемпературных шахтных печи с независимыми или общими линиями автоматизированной подготовки шихты, переработки шлака и металла, очистки уходящих газов, средствами для подготовки и подачи дутья указанного состава через фурмы в шахтную печь с использованием, преимущественно, одного блока автоматического управления работой указанных линий и шахтных печей, при этом геометрические параметры рабочего объема указанных шахтных печей могут принимать различные значения в предусмотренных пределах в соответствии с уровнем средней плотности и состава перерабатываемой в каждой из печей шихты.In addition, an automated energy technology complex in the processing of various types and average density types of waste may contain at least two high-temperature shaft furnaces with independent or common lines for automated preparation of the charge, processing of slag and metal, purification of flue gases, means for preparation and supply blasting of the specified composition through tuyeres to the shaft furnace using mainly one block of automatic control of the operation of these lines and shaft furnaces, while the geometric parameters of the working volume of these shaft furnaces can take different values within the prescribed limits in accordance with the level of average density and composition processed in each furnace charge.
Кроме того, линия выпуска металла из подовой части шахтной печи энерготехнологического комплекса может быть соединена с устройством разливки для изготовления изделий целевого назначения в виде труб и других металлических изделий для коммунальных служб, а линия выпуска шлака может быть снабжена средствами для его охлаждения, формирования строительных блоков или его фракционирования для получения цементного клинкера.In addition, the line for the release of metal from the hearth of the shaft furnace of the energy technology complex can be connected to a casting device for the manufacture of special-purpose products in the form of pipes and other metal products for public services, and the line for the release of slag can be equipped with means for cooling it, forming building blocks or fractionation thereof to obtain a cement clinker.
Кроме того, по крайней мере, часть шахтной печи энерготехнологического комплекса, в том числе, линии переработки шлака и металла, могут быть размещены ниже уровня земли.In addition, at least part of the shaft furnace of the energy technology complex, including slag and metal processing lines, can be placed below ground level.
Кроме того, металлический корпус шахтной печи, по крайней мере, в ее средней и нижней части может быть выполнен из жаростойкой стали с возможностью охлаждения водо-охлаждаемыми холодильниками или циркулирующим в рубашке корпуса жидкометаллическим теплоносителем, преимущественно, в виде свинцово-висмутового сплава, контур циркуляции которого включает теплообменник-парогенератор, входящий в состав паротурбинной энергоустановки, а средства для утилизации тепла уходящих газов и снижения их токсичности включают адсорбер токсичных компонентов и паротурбинную установку с низкокипящим, например, аммиачным теплоносителем.In addition, the metal case of the shaft furnace, at least in its middle and lower part, can be made of heat-resistant steel with the possibility of cooling with water-cooled refrigerators or with a liquid metal coolant circulating in the jacket of the case, mainly in the form of a lead-bismuth alloy, the circulation circuit which includes a heat exchanger-steam generator, which is part of a steam turbine power plant, and means for utilizing the heat of the exhaust gases and reducing their toxicity include an adsorber of toxic components and a steam turbine plant with a low boiling, for example, ammonia coolant.
Такое выполнение автоматизированного энерготехнологического комплекса по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов позволяет решить, при сравнительно малых затратах, важную задачу обеспечения экологической жизнедеятельности крупных населенных пунктов, в том числе, Московского региона за счет внедрения современной, высокорентабельной, эффективной и промышленно применимой системы комплексной переработки широкого класса ТБПО, удовлетворяющей мировым нормам по вредным выбросам для предприятий подобного рода.This implementation of an automated energy technology complex for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial wastes allows us to solve, at relatively low cost, the important task of ensuring environmental sustainability of large settlements, including the Moscow region, by introducing a modern, highly profitable, efficient and industrially applicable systems for the integrated processing of a wide class of TBPO that complies with international standards for harmful emissions for enterprises of this kind.
Снижение отношения высоты печи к среднему диаметру шахты (распара) менее 3 недопустимо для шахтной печи по переработке отходов со средней плотностью менее 1,8-2,5 т/м3 поскольку приводит к значительному снижению давления шихты в горновой части и нарушению температурных режимов в шихте по высоте шахты печи. В свою очередь, превышение указанного отношения более 5,5 т/м3 резко увеличивает габариты и стоимость сооружения. С другой стороны, уменьшение отношения верхнего диаметра шахты к диаметру распара менее 0,7 также приводит к снижению давления шихты в горновой части сверх допустимого, а уменьшение отношения диаметра распара к диаметру горна менее 1,2 не обеспечивает эффективность использования предложенной шахтной печи при переработке некоторых минеральных ТБО, в частности, сырья типа сланцев. В свою очередь, превышение первого из указанных отношений более 1,0 ухудшают условия прохождения шихты до распара и горна, а превышение второго из указанных отношений более 1,8, как правило, не обеспечивает требуемого выхода металла для типовых ТБПО. Средства для мерной резки отходов в габаритах 0,2-0,6 м на втором участке линии обеспечивают приемлемые условия для их подачи на вход шахтной печи, а прессование органо-содержащих составляющих при давлении 0,1-0,6 МПа в указанных габаритах необходимо для сохранения режимов работы печи по максимальному давлению в ее горновой части, поскольку разуплотнение шихты, при прочих равных условиях, приводит к снижению ее максимальной температуры в области распара.Reducing the ratio of the height of the furnace to the average diameter of the shaft (steam) less than 3 is unacceptable for a shaft furnace for waste processing with an average density of less than 1.8-2.5 t / m3 because it leads to a significant reduction in the charge pressure in the furnace part and the violation of temperature conditions in the charge the height of the shaft of the furnace. In turn, exceeding the specified ratio of more than 5.5 t / m3 dramatically increases the size and cost of the structure. On the other hand, a decrease in the ratio of the upper diameter of the mine to the diameter of the steam less than 0.7 also leads to a decrease in the charge pressure in the furnace part above the permissible one, and a decrease in the ratio of the diameter of the mine to the diameter of the furnace less than 1.2 does not provide the efficient use of the proposed shaft furnace in processing some mineral solid waste, in particular, raw materials such as shale. In turn, an excess of the first of these ratios of more than 1.0 worsens the conditions of the passage of the charge to steam and hearth, and exceeding the second of these ratios of more than 1.8, as a rule, does not provide the required metal yield for typical TBPOs. Means for measuring cutting waste in dimensions of 0.2-0.6 m in the second section of the line provide acceptable conditions for their supply to the input of the shaft furnace, and the pressing of organ-containing components at a pressure of 0.1-0.6 MPa in the specified dimensions is necessary to preserve the furnace operating conditions by the maximum pressure in its furnace part, since decompression of the charge, ceteris paribus, leads to a decrease in its maximum temperature in the steam region.
Выполнение линии для автоматизированной подготовки шихты, включающей средства доставки поступающих отходов на последовательно соединенные участки приемки, мерной резки, сепарации отходов на минеральные и органо-содержащие составляющие и их прессование, а также использование в линии последующих участков по внесению в шихту добавок извести, флюсов и твердого топлива в совокупности обеспечивают необходимые и достаточные условия для функционирования шахтной печи по выходным командам блока автоматического управления ее работой с учетом данных о расходах компонентов и о текущих результатах измерений пульсаций расходов компонентов и температуры по высоте шахтной печи. Состав и функционирование линий для переработки шлака, металла и очистки уходящих газов также обеспечивают необходимые и достаточные условия для работы шахтной печи с ТБПО различного состава и плотности. Регенеративные нагреватели линии подготовки дутья указанного состава и распределительные блоки, соединенные с дутьевыми фурмами, расположенными несколькими поясами в области горна и шахты печи, обеспечивают необходимые и достаточные условия для функционирования шахтной печи предложенной конструкции. Подогретый воздух, направляемый в области горна и шахты печи, может подогреваться в электро подогревателе и может быть обогащен кислородом или смесью с добавлением жидкого или пылевидного топлива, что создает дополнительные условия для стабилизации режимов работы шахтной печи по выходным командам блока автоматического управления ее работой.Implementation of a line for the automated preparation of a charge, including means for delivering incoming waste to sequentially connected acceptance areas, dimensional cutting, separation of waste into mineral and organo-containing components and their pressing, as well as the use of lime, flux and solid fuels together provide the necessary and sufficient conditions for the operation of the shaft furnace according to the output commands of the unit for automatic control of its operation, taking into account data on component costs and on the current results of measuring pulsations of component costs and temperature over the height of the shaft furnace. The composition and functioning of the lines for processing slag, metal and purification of exhaust gases also provide the necessary and sufficient conditions for the operation of a shaft furnace with TBPO of various composition and density. Regenerative heaters of the blast preparation line of the indicated composition and distribution blocks connected to blast tuyeres located in several zones in the furnace and furnace areas provide necessary and sufficient conditions for the functioning of the shaft furnace of the proposed design. Heated air directed to the furnace and mine areas can be heated in an electric heater and can be enriched with oxygen or a mixture with the addition of liquid or pulverized fuel, which creates additional conditions for stabilizing the shaft furnace operating modes according to the output commands of the automatic control unit of its operation.
Выполнение автоматизированного энерготехнологического комплекса на основе двух и более высокотемпературных шахтных печей позволяет повысить эффективность переработки широкого класса различных по составу и средней плотности ТБПО включающих не только органические компоненты, но и неорганические отходы крупных промышленных и перерабатывающих предприятий, отходы строительного производства, некоторых видов рудного сырья при разработке недр и забалансовые горючие материалы, например, сланцы. При этом геометрические параметры рабочего объема шахтных печей могут принимать различные значения в указанных выше пределах в соответствии с уровнем средней плотности перерабатываемой шихты.The implementation of an automated energy-technology complex based on two or more high-temperature shaft furnaces allows increasing the efficiency of processing a wide class of various composition and average density TBPOs including not only organic components, but also inorganic waste from large industrial and processing enterprises, construction waste, and some types of ore raw materials subsoil development and off-balance combustible materials, for example, shale. At the same time, the geometric parameters of the working volume of shaft furnaces can take different values in the above ranges in accordance with the level of the average density of the processed charge.
Предложенное техническое решение обеспечивает практически полное отсутствие собственных отходов в виде зольного остатка, опасных веществ и вредных выбросов в окружающую среду. Гибкость технологических и компоновочных решений позволяют в широких пределах варьировать мощность энерготехнологического комплекса с производительностью по ТБПО в указанных ранее пределах 60-500 тыс. тонн в год на один модуль со сроком окупаемости от 1,5 до 3,5 лет. Указанное выполнение энерготехнологического комплекса для переработки широкого класса бытовых и промышленных отходов, содержащего модернизированную герметичную вертикальную шахтную печь с указанными средствами контроля рабочих параметров и устройствами приготовления и подачи в печь дутья и дополнительных технологических компонентов, содержащих известь, флюсы и низкосортное твердое топливо, позволяет повысить средний уровень рабочих температур до 2000°С и выше. При этом стабилизируется тепловой режим по высоте шахтной печи, с учетом регулирования параметров расхода вводимых компонентов по результатам текущих измерений температурного поля в шахте по ее высоте. Это обеспечивает выравнивание колебаний температуры шихты также при изменении содержания горючих компонентов в перерабатываемых ТБПО.The proposed technical solution ensures the almost complete absence of its own waste in the form of ash residue, hazardous substances and harmful emissions into the environment. The flexibility of technological and layout solutions makes it possible to widely vary the capacity of the energy technology complex with a capacity for TBPO in the previously indicated ranges of 60-500 thousand tons per year per module with a payback period of 1.5 to 3.5 years. The indicated implementation of an energy-technological complex for processing a wide class of domestic and industrial wastes containing a modernized sealed vertical shaft furnace with the indicated means of controlling operating parameters and devices for preparing and supplying blast and additional technological components containing lime, fluxes and low-grade solid fuel to the furnace allows increasing the average level of operating temperatures up to 2000 ° С and higher. At the same time, the thermal regime is stabilized by the height of the shaft furnace, taking into account the regulation of the flow parameters of the input components according to the results of current measurements of the temperature field in the shaft by its height. This ensures equalization of temperature fluctuations of the charge also when changing the content of combustible components in the processed TBPO.
Введение указанных добавок в состав шихты позволяет создать в рабочем объеме шахтной печи оптимальные условия для создания зон восстановительной среды и деструкции вредных компонентов, а также создать оптимальные условия для повышения текучести шлака и выделения горючих газов, обладающих высокой теплотворной способностью. Повышение среднего уровня рабочих температур в рабочем объеме шахтной печи достигается, как было указано, за счет подачи кислорода в ее реакционную зону, что обеспечивает стабилизацию теплового режима по высоте печи вне зависимости от колебаний содержания горючих компонентов в перерабатываемых ТБПО. Получаемый в результате переработки отходов и дополнительных количеств топлива высококалорийный горючий газ после очистки используется в энергоустановке для выработки электроэнергии и тепла для обеспечения собственных нужд модуля системы, а также для частичного энергообеспечения близлежащих предприятий или населенных пунктов. Эффективность предложенного комплекса по переработке ТБПО связана, в том числе, с максимально быстрой окупаемостью, за счет производства дополнительной электроэнергии, а также получения ценной ликвидной продукции в виде цемента, чугунного литья, строительных изделий из шлака и др. Использование процессов разливки жидких низкосортного металла и шлака в целевой продукт, дополнительно увеличивает эффективность и окупаемость системы переработки ТБПО.The introduction of these additives into the composition of the charge allows you to create optimal conditions in the working volume of the shaft furnace for creating zones of a reducing environment and the destruction of harmful components, as well as creating optimal conditions for increasing the flowability of slag and the emission of combustible gases with high calorific value. The increase in the average level of operating temperatures in the working volume of the shaft furnace is achieved, as was indicated, by supplying oxygen to its reaction zone, which ensures stabilization of the thermal regime along the height of the furnace, regardless of fluctuations in the content of combustible components in the processed TBPO. The resulting high-calorie combustible gas resulting from the processing of waste and additional amounts of fuel is used in a power plant to generate electricity and heat to provide for the auxiliary needs of the system module, as well as for partial power supply to nearby enterprises or settlements. The effectiveness of the proposed complex for processing TBPO is associated, inter alia, with the fastest possible return on investment due to the production of additional electricity, as well as the production of valuable liquid products in the form of cement, iron castings, construction products from slag, etc. The use of liquid low-grade metal casting processes and slag into the target product, additionally increases the efficiency and payback of the TBPO processing system.
Практически полное отсутствие собственных отходов и вредных выбросов в окружающую среду, гибкость технологических и компоновочных решений позволяют в широких пределах варьировать мощность предложенного автоматизированного энерготехнологического комплекса с указанными производительностью по ТБПО и сроком окупаемости. Кроме получения шлака и чугуна для изготовления литьевых изделий и шлакоблоков, при соответствующих изменениях предложенного технического решения, могут быть решены важные задачи по получению ферро- и алюмосиликатных сплавов и глинозема. Решение поставленных задач предусматривает выполнение необходимых мероприятий по модернизации шахтной печи и соответствующих средств подготовки и подачи отходов, дополнительных компонентов и горячего воздуха. Ключевым фактором при этом является создание в средней части шахтной печи равномерного по сечению поля температур в шихте до 1600-2000°С и в жидких продуктах плавки вплоть до 2300°С.The almost complete absence of our own waste and harmful emissions into the environment, the flexibility of technological and layout solutions allow us to widely vary the capacity of the proposed automated energy technology complex with the indicated capacity for TBPO and the payback period. In addition to obtaining slag and cast iron for the manufacture of injection molded articles and slag blocks, with appropriate changes to the proposed technical solution, important problems can be solved for the production of ferro- and aluminosilicate alloys and alumina. The solution of the set tasks provides for the implementation of the necessary measures to modernize the shaft furnace and the corresponding means for the preparation and supply of waste, additional components and hot air. The key factor in this is the creation in the middle part of the shaft furnace of a uniform temperature field cross-section in the charge up to 1600-2000 ° C and in liquid smelting products up to 2300 ° C.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема автоматизированного энерготехнологического комплекса по глубокой переработке и утилизации несортированных ТБПО с одной вертикальной высокотемпературной шахтной печью.In FIG. 1 is a schematic diagram of an automated energy technology complex for the deep processing and disposal of unsorted TBPO with one vertical high-temperature shaft furnace.
Принципиальная схема автоматизированного энерготехнологического комплекса по глубокой переработке и утилизации несортированных ТБПО содержит вертикальную высокотемпературную шахтную печь 1, средства для периодической подачи в ее верхнюю часть отходов с добавками извести, флюсов, твердого топлива, средства для подачи горячего воздуха (дутья) в нижнюю и среднюю части шахтной печи, средства для вывода из печи колошникового газа, жидкого шлака и металла для производства целевых продуктов, энергоустановку 2 для выработки электроэнергии и средства для управления комплексом, которые подробно описаны ниже. Автоматизированный энерготехнологический комплекс содержит линии 3-7 для подготовки шихты, переработки шлака и металла, очистки уходящих газов, подготовки дутья и блок 8 автоматического управления работой указанных линий и шахтной печи 1. При этом существенным фактором для достижения технического результата являются новые геометрические параметры рабочего объема шахтной печи 1. Проведенные исследования показали, что в условиях переработки отходов с пониженной средней плотностью данные параметры характеризуется следующими отношениями: высоты печи к среднему диаметру шахты (распара) 3-5,5, верхнего диаметра (колошника) к среднему диаметру шахты 0,7-1 и среднего диаметра шахты к нижнему диаметру шахтной печи (горну) 1,2-1,8. Для доменной печи плотность шихты при выплавке металла значительно превышает среднюю плотность шихты при переработке ТБПО в предложенном комплексе, вследствие этого и ряда других факторов указанные геометрические параметры рабочего объема доменной печи имеют устоявшиеся значения соответственно: высоты печи к среднему диаметру шахты (распара) 3,5-4,5, верхнего диаметра (колошника) к среднему диаметру шахты 0,7 и среднего диаметра шахты к нижнему диаметру шахтной печи (горну) 1,1-1,15.Schematic diagram of an automated energy technology complex for the deep processing and disposal of unsorted TBPO contains a vertical high-temperature shaft furnace 1, means for periodically supplying waste to its upper part with additives of lime, fluxes, solid fuel, means for supplying hot air (blast) to the lower and middle parts shaft furnace, means for withdrawing from the furnace top gas, liquid slag and metal for the production of target products,
Линия 3 для автоматизированной подготовки шихты включает средства транспортировки (не показаны) отходов на последовательно соединенные четыре участка приемки 9, мерной резки 10 отходов в габаритах 0,2-0,6 м, сепарации 11 отходов на минеральные и органо-содержащие составляющие, прессования 12 последних при давлении 0,1-0,6 МПа в указанных габаритах и три дополнительных участка для внесения в отходы расчетных добавок извести 13, флюсов 14 и твердого топлива 15 с получением шихты заданного состава. Автоматическая послойная загрузка шихты в колошниковую часть 16 печи 1 по выходным командам блока 8 автоматического управления работой линий 3-7 и шахтной печи 1 выполнена с возможностью сохранения ее герметичности по уходящим газам и с учетом данных о текущих результатах измерений пульсаций температуры и расходах поступающих и выходящих из печи упомянутых компонентов. Выходы регенеративных нагревателей 17, 18 линии 7 подготовки дутья для подогрева воздуха или воздуха, обогащенного кислородом, или воздушных смесей с добавлением жидкого или пылевидного топлива соединены через распределительные блоки 19 с дутьевыми фурмами 20, расположенными поясами в области горна 21 и шахты печи 1.
Часть фурменных поясов снабжена средствами для стабилизации режимов работы шахтной печи 1 по выходным командам блока 8 автоматического управления путем дополнительной регулируемой подачи независимо или вместе с дутьем требуемого количества твердого или жидкого топлива, извести, флюсов или отходов, преимущественно, в пылевидной или жидкой форме через отдельные линии подачи. Средства для подогрева регенеративных нагревателей 17, 18 линии 7 подготовки дутья выполнены с возможностью использования различных видов жидкого или газообразного топлива, в том числе, колошникового газа. Линия 6 очистки уходящих из шахтной печи 1 горючих газов снабжена, по крайней мере, одним циклоном 22, мокрым и/или сухим рукавными фильтрами 23 электрофильтром 24 и, по крайней мере, одним рекуперативным теплообменником (не показан). Между выходом регенеративных нагревателей 17, 18 и дымовой трубой 25 установлен барботер 26 с пористым фильтром 27 и теплообменником (не показан) с отводом воды при 80°С на теплофикацию. Линии 4, 5 периодического вывода из горна 21 шахтной печи 1 шлака и металла поступают на участки 32, 33 для их переработки в целевой продукт. Вывод шлака и металла осуществляется периодически по сигналам блока 8 автоматического управления. Необходимые исходные данные для работы блока 8 управления и функционирования оборудования комплекса обеспечивают многочисленные датчики 28, 29 температуры Т и расхода R, размещенные по высоте шахтной печи 1, а также на участках линий подготовки шихты, переработки шлака и металла, очистки уходящих газов и подготовки дутья. Розлив шлака и металла в формы для последующего охлаждения, очистки и складирования осуществляется на участках 32, 33. Упомянутые и дополнительные источники избыточного тепла, как было сказано, снабжены соответствующими средствами для целей теплофикации. При этом энергоустановка 2 выполнена с возможностью ее перевода на потребление твердого, жидкого или газообразного видов топлива (условно показаны стрелками) для обеспечения собственных нужд или передачи вырабатываемой электроэнергии внешнему потребителю в соответствии с условиями работы шахтной печи 1 по данным блока 8 автоматического управления. На фиг. 1 электрический подогреватель дутья обозначен аббревиатурой ЭП, поз. 34 обозначен блок подачи к кауперам холодного воздуха, поз. 35 - трансформаторная подстанция и поз. 36 - линия дополнительной подачи с дутьем расчетных добавок извести, флюсов и топлива в диспергированном виде.Part of the tuyere belts is equipped with means for stabilizing the operating modes of the shaft furnace 1 according to the output commands of the
Как указывалось, выполнение энерготехнологического комплекса на основе двух и более высокотемпературных шахтных печей позволяет повысить эффективность и расширить диапазон переработки широкого класса различных по составу и средней плотности ТБПО включающих не только органические компоненты, но и неорганические отходы крупных промышленных и перерабатывающих предприятий. При переработке различных по составу и средней плотности видов отходов комплекс может содержать две шахтных печи с независимыми или общими линиями подготовки шихты, переработки шлака и металла, очистки уходящих газов, средствами для подготовки и подачи дутья с использованием, преимущественно, одного блока автоматического управления работой указанных линий и шахтных печей. Геометрические параметры рабочего объема указанных шахтных печей могут принимать различные значения в предусмотренных пределах в соответствии с уровнем средней плотности и состава перерабатываемой в каждой из печей шихты.As indicated, the implementation of the energy technology complex on the basis of two or more high-temperature shaft furnaces can increase the efficiency and expand the range of processing a wide class of various composition and average density TBPOs including not only organic components, but also inorganic waste from large industrial and processing enterprises. When processing waste types of various composition and average density, the complex may contain two shaft furnaces with independent or common lines for preparing the charge, processing slag and metal, treating the flue gases, means for preparing and supplying blast using mainly one automatic control unit for the operation of these lines and shaft furnaces. The geometric parameters of the working volume of these shaft furnaces can take different values within the prescribed limits in accordance with the level of average density and composition of the charge processed in each furnace.
Развитием предложенного технического решения является возможность размещения части шахтной печи энерготехнологического комплекса ниже уровня земли, по крайней мере, области заплечиков, горна и участков переработки шлака и металла, что позволит, в известной степени, снизить затраты на создания многометровой вертикальной шахтной печи, упростить средства для загрузки отходов, повысить удобство обслуживания и уровень экологической безопасности комплекса. Другая возможность заключается в том, что металлический корпус шахтной печи, по крайней мере, в ее средней и нижней части может быть выполнен из жаростойкой стали с возможностью охлаждения водо-охлаждаемыми холодильниками или циркулирующим в рубашке корпуса жидкометаллическим теплоносителем, преимущественно, в виде свинцово-висмутового сплава с температурой плавления до 300°С, контур циркуляции которого включает теплообменник-парогенератор, входящий в состав паротурбинной энергоустановки, а средства для утилизации тепла уходящих газов и снижения их токсичности включают адсорбер токсичных компонентов и паротурбинную установку с низкокипящим, например, аммиачным теплоносителем.The development of the proposed technical solution is the possibility of placing part of the shaft furnace of the energy technology complex below ground level, at least the shoulder region, the hearth and slag and metal processing sites, which will, to a certain extent, reduce the cost of creating a multi-meter vertical shaft furnace, simplify the means for waste loading, improve the ease of maintenance and the level of environmental safety of the complex. Another possibility is that the metal case of the shaft furnace, at least in its middle and lower part, can be made of heat-resistant steel with the possibility of cooling with water-cooled refrigerators or a liquid metal coolant circulating in the jacket of the case, mainly in the form of lead-bismuth an alloy with a melting point up to 300 ° C, the circulation circuit of which includes a heat exchanger-steam generator, which is part of a steam turbine power plant, and means for utilizing the heat of the exhaust gases and reducing their toxicity include an adsorber of toxic components and a steam turbine plant with a low boiling, for example, ammonia coolant.
Автоматизированный энерготехнологический комплекс по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов крупных населенных пунктов на примере подмосковного региона функционирует следующим образом.An automated energy-technological complex for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial waste from large settlements, using the example of the Moscow region, operates as follows.
Местные сборные пункты ТБПО Москвы и городов подмосковного региона с помощью автомобильного и железнодорожного транспорта по магистралям направляют несортированные отходы по согласованному графику к ближайшему автоматизированному энерготехнологическому комплексу на их переработку. Одновременно на комплексы поступают дополнительные компоненты и местный уголь из близлежащих областей для осуществления технологического цикла переработки отходов. Поступающие на каждый из комплексов по внутренним транспортным развязкам ТБПО попадают сначала на участок для кратковременного складирования или непосредственной подачи на участки линии 3 для автоматизированной подготовки шихты. Отходы средствами транспортировки направляют на последовательно соединенные участки приемки 9, мерной резки 10 отходов в габаритах 0,2-0,6 м, сепарации И отходов на минеральные и органо-содержащие составляющие и прессования 12 последних при давлении 0,1-0,6 МПа в указанных габаритах. Затем на дополнительных участках 13-15 в отходы вносятся расчетные добавки извести, флюсов и твердого топлива для получения шихты заданного состава. Автоматическая послойная загрузка шихты в колошниковую часть 16 печи 1 обеспечивается по выходным командам блока 8 автоматического управления работой линий 3-7 и шахтной печи 1, с возможностью сохранения ее герметичности по уходящим газам и с учетом данных о текущих результатах измерений пульсаций температуры и расходах поступающих и выходящих из печи указанных компонентов. Выходы регенеративных нагревателей 17, 18 линии 7 подготовки дутья для подогрева воздуха или воздушных смесей посредством вспомогательных агрегатов (воздуходувок, распылителей жидкого или пылевидного топлива, генераторов обогащенного кислородом воздуха - не показаны) соединены через распределительные блоки 19 с дутьевыми фурмами 20, расположенными поясами в области горна 21 и шахты печи 1.The local collection points of TBPO of Moscow and cities of the Moscow Region region, using automobile and railway transport, send unsorted waste along the highways according to the agreed schedule to the nearest automated energy technological complex for their processing. At the same time, additional components and local coal from nearby areas are supplied to the complexes for the implementation of the waste processing technological cycle. Arriving at each of the complexes for internal transport interchanges TBPO first fall on the site for short-term storage or direct supply to sections of
Одновременно по специальной программе и в соответствии с результатами измерений технологических параметров в печи 1 по транспортеру подаются дополнительные компоненты, такие как подмосковный уголь, известь-содержащие и флюсосодержащие добавки в количестве, определяемом указанными технологическими параметрами. Уходящие из герметизированной шахтной печи 1 колошниковые газы поступают через систему очистки на вход газотурбинной ГТУ и/или паротурбинной ПТУ установок энергоблока 2 для выработки электроэнергии и тепла. Система водоочистки обеспечивает работу узлов оборотного водоснабжения комплекса. На участках, прилегающих к комплексу складируется продукция, полученная на производственных линиях чугунного и шлакового литья. В здании заводоуправления находятся обслуживающий персонал и система круглосуточного автоматического управления технологическим циклом с использованием блока 8 автоматического управления работой комплекса.At the same time, according to a special program and in accordance with the results of measuring the technological parameters in the furnace 1, additional components, such as Moscow Region coal, lime-containing and flux-containing additives in the amount determined by the indicated technological parameters, are fed through the conveyor. The flue gases leaving the pressurized shaft furnace 1 enter the gas turbine gas turbine and / or steam turbine turbine units of the
Данный комплекс автоматизированной переработки ТБПО отличается высокой степенью надежности и, для такого густонаселенного района как подмосковный регион, позволяет кардинально решить проблему эффективной экологически чистой и промышленно применимой системы комплексной переработки отходов с годовой производительностью до 200 тыс. тонн и более на один комплекс при одновременном получении электроэнергии в количестве до 400 млн. кВт. ч/год, а также дополнительного низко потенциального тепла для нужд теплофикации и, кроме того, изделий и материалов широкого назначения, в том числе, литьевых металлических изделий, шлакоблоков, цемента и многого другого. Предложенная комплекс по переработке ТБПО совместно с использованием систем непрерывной разливки жидких низкосортного металла и шлака в целевой продукт, в значительной степени увеличивает ее эффективность и рентабельность. Основное оборудование, необходимое для создания энерготехнологических автоматизированных комплексов по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов в виде унифицированных заводов-модулей, может выпускаться серийно с использованием богатого опыта строительства доменных агрегатов и сопутствующего оборудования таких отраслей промышленности, как черная металлургия, энергетика, нефтепереработка и др.This complex of automated processing of TBPO is characterized by a high degree of reliability and, for such a densely populated area as the Moscow Region, allows you to radically solve the problem of an efficient environmentally friendly and industrially applicable system of integrated waste processing with an annual capacity of up to 200 thousand tons or more per complex while generating electricity in the amount of up to 400 million kW. h / year, as well as additional low potential heat for the needs of heating and, in addition, products and materials for general purposes, including cast metal products, cinder blocks, cement and much more. The proposed complex for processing TBPO, together with the use of continuous casting systems for liquid low-grade metal and slag into the target product, significantly increases its efficiency and profitability. The basic equipment needed to create energy-technological automated complexes for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial waste in the form of unified module plants can be mass-produced using extensive experience in the construction of blast furnaces and related equipment in industries such as ferrous metallurgy, energy, oil refining, etc.
В качестве первого головного модуля автоматизированного энерготехнологического комплекса по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов для крупных населенных пунктов предлагается модуль с производительностью 60000 т/год. По оценкам площадь, занимаемая таким заводом-модулем, составляет более 2 га и при непрерывном круглосуточном режиме работы предприятия количество обслуживающего персонала может составить от 50 до 120 человек в зависимости от выбранной номенклатуры выпускаемой продукции. Энерготехнологический автоматизированный комплекс завода-модуля позволяет перерабатывать в товарную продукцию промышленные и бытовые отходы, любые марки углей и углеводородные соединения, резиновые изделия, сланцы, шламы горнодобывающих и горно-обогатительных предприятий, медицинские препараты, яды, химическое оружие, донные отложения водоемов, отходы деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности, любую органику, отходы машиностроительных и металлургических предприятий.A module with a capacity of 60,000 tons / year is proposed as the first head module of an automated energy technology complex for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial waste for large settlements. According to estimates, the area occupied by such a plant-module is more than 2 hectares and with continuous round-the-clock operation of the enterprise, the number of service personnel can range from 50 to 120 people, depending on the selected product range. The energy-technological automated complex of the plant-module allows processing industrial and household waste, any types of coal and hydrocarbon compounds, rubber products, shale, sludge from mining and processing enterprises, medical preparations, poisons, chemical weapons, bottom sediments of water bodies, woodworking waste and the pulp industry, any organic matter, waste from engineering and metallurgical enterprises.
Производительность типового завода-модуля по переработке ТБПО в диапазоне от 60.000 до 500.000 тонн в год может выбираться на основе анализа широкого ряда параметров по исходному сырью, используемому оборудованию и др. Все модули могут быть разработаны по единой технологической схеме, предусматривающей газификацию шихты, включающую твердые бытовые, промышленные отходы и местное топливо с получением горючего генераторного газа, который может использоваться для получения электроэнергии и тепла в высокоэффективных тепломеханических агрегатах последнего поколения, снабженных устройствами, исключающими образование токсичных соединений. Наличие в шихте добавок угля наряду с наличием в бытовых и промышленных отходах определенного количества органики приводит к стабилизации температуры в печи, без чего, как известно, выходили из строя лучшие американские заводы системы «Андко-Торракс», построенные в США и Западной Европе в 70-е годы. Наличие в шахте известняка обеспечивает очистку от серы, фтора и хлора. В основной части шахты, кроме зоны деструкции, создается восстановительная среда. Экологические показатели работы завода удовлетворяют практически всем существующим в мире нормам по вредным выбросам. Основное оборудование, необходимое для создания завода, выпускается серийно для таких отраслей, как черная металлургия, энергетика, нефтепереработка. Для обеспечения различных по масштабу переработки ТБПО задач, предлагается мощностной ряд комплексов с производительность по ТБПО 60000 т/год, 200000 т/год и 500000 т/год, из которых могут компоноваться предприятия практически любого масштаба.The productivity of a typical plant-module for processing TBPO in the range from 60,000 to 500,000 tons per year can be selected based on an analysis of a wide range of parameters for the feedstock, equipment used, etc. All modules can be developed according to a single technological scheme that provides for gasification of the charge, including solid household, industrial waste and local fuel with the production of combustible generator gas, which can be used to generate electricity and heat in highly efficient thermomechanical units of the latest generation, equipped with devices that prevent the formation of toxic compounds. The presence of coal additives in the charge, along with the presence of a certain amount of organic matter in household and industrial waste, leads to stabilization of the temperature in the furnace, without which, as you know, the best American Andco-Torrax plants built in the USA and Western Europe in 70 years. The presence of limestone in the mine provides purification from sulfur, fluorine and chlorine. In the main part of the mine, in addition to the destruction zone, a reducing environment is created. The environmental performance of the plant meets almost all existing global standards for harmful emissions. The basic equipment needed to create the plant is mass-produced for industries such as ferrous metallurgy, energy, and oil refining. In order to provide for tasks of various scale of processing TBPO, a series of capacity complexes with capacity for TBPO of 60,000 tons / year, 200,000 tons / year and 500,000 tons / year are offered, from which enterprises of almost any scale can be assembled.
В качестве первого, головного завода по переработке ТБПО предлагается создать комплекс производительностью до 200000 тонн/год по ТБПО. По экспертным оценкам площадь, занимаемая таким заводом, составляет порядка 7-12 гектаров, его стоимость для средней полосы России составит порядка 140-200 млн. долларов США. Все технологические процессы на таком заводе максимально автоматизированы. Режим работы завода непрерывный, круглосуточный с 15-суточной ежегодной остановкой на профилактический ремонт. Количество обслуживающего персонала зависит от номенклатуры выпускаемой продукции и может колебаться для модуля на 200000 т/год от ПО до 180 человек. В зависимости от выбранной номенклатуры выпускаемой продукции срок окупаемости завода колеблется в пределах 2,5-3,5 лет. В результате переработки ТБПО предложенный энергокомплекс, как было упомянуто, производит несколько указанных видов товарной продукции:It is proposed to create a complex with a capacity of up to 200,000 tons / year in TBPO as the first head plant for processing TBPO. According to expert estimates, the area occupied by such a plant is about 7-12 hectares; its cost for central Russia will be about 140-200 million US dollars. All technological processes at such a plant are as automated as possible. The plant is open 24 hours a day with a 15-day preventative maintenance stop. The number of staff depends on the range of products and can vary for a module for 200,000 tons / year from software to 180 people. Depending on the selected range of products, the payback period of the plant varies between 2.5-3.5 years. As a result of processing TBPO, the proposed energy complex, as mentioned, produces several of these types of marketable products:
- горючий газ с теплотворной способностью порядка 1600 ккал/куб. м. и выходом в среднем 2000 куб. м. газа с тонны отходов;- combustible gas with a calorific value of the order of 1600 kcal / cu. m. and an average yield of 2000 cubic meters. m. gas per ton of waste;
- электроэнергию или тепло на базе энергетического использования части (до 85%) получаемого в процессе переработки ТБПО горючего газа;- electricity or heat based on the energy use of a portion (up to 85%) of the combustible gas obtained in the process of processing TBPO;
- жидкий шлак (в объеме 24000 тонн в год для одного модуля ТБПО), являющийся сплавом неметаллических компонентов шихты, близкий по составу к природному базальту и используемый для производства целого ряда изделий (элементы каменного литья, строительные изделия простой и сложной формы, тепло- и звукоизоляционные материалы, отделочные и декоративные плитки и т.п.);- liquid slag (in the amount of 24,000 tons per year for one TBPO module), which is an alloy of non-metallic charge components, similar in composition to natural basalt and used for the production of a number of products (stone casting elements, construction products of simple and complex shapes, heat and soundproof materials, decoration and decorative tiles, etc.);
- жидкий чугун (в объеме 3000 тонн в год для одного модуля ТБПО), получаемый из металлический компонентов ТБПО, идущий далее в литейную переработку;- liquid cast iron (in the amount of 3000 tons per year for one TBPO module), obtained from the metal components of TBPO, which goes further to foundry processing;
- каменное литье, тротуарные плиты, облицовочная и декоративная плитка;- stone casting, paving slabs, facing and decorative tiles;
- различные виды строительных материалов и конструкций; изделия из «керпена» (керамическая пена); базальтовая минеральная вата; теплоизоляционные маты и плиты;- various types of building materials and structures; products from "kerpen" (ceramic foam); basalt mineral wool; heat-insulating mats and plates;
- прошивные материалы, холсты и ткани и многое другое.- piercing materials, canvases and fabrics and much more.
Предлагаемый комплекс обеспечивает максимальный тепловой КПД, выработку наибольшего количества товарной энергии, самую высокую рентабельность по сравнению с другими конкурирующими предприятиями, перерабатывающими ТБПО, которые существуют в мире в настоящее время. Сравнение данной технологии с американской системой «Андко-Торрекс», экономические и экологические показатели которой превосходят все остальные зарубежные системы, показывает, что предлагаемый комплекс превосходит характеристики известной системы более высокой стабильностью процесса, экологической чистотой и гарантированной стойкостью конструкции. На переработку отходов в предложенном комплексе уголь расходуется в меньших количествах (в отходах имеется достаточное количество своих горючих компонентов), он идет только для сглаживания сильных температурных колебаний процесса при переменном составе шахты ТБПО, а также для производства энергии из чистого горючего газа. Загружаемая в печь вместе с ТБПО и углем окись кальция в виде обычной щебенки гарантирует улавливание образующейся в печи обожженной известью серы и всех галогенов (хлора, фтора), содержащихся в заметных количествах в отходах пластмасс, полиэтиленов и других продуктах химической промышленности, попадающих в отходы. Этим также предотвращается возможность образования в шахтной печи диоксинов и других галогеносодержащих органических соединений, которые способны образовываться в отходящих газах типовых мусоросжигающих установок после их вывода из печи и последующем остывании.The proposed complex provides maximum thermal efficiency, the generation of the largest amount of commercial energy, the highest profitability compared to other competing enterprises that process TBPO, which currently exist in the world. Comparison of this technology with the American Andko-Torrex system, the economic and environmental indicators of which surpass all other foreign systems, shows that the proposed complex exceeds the characteristics of the known system with higher process stability, environmental cleanliness and guaranteed structural stability. Coal is used in smaller amounts for waste processing in the proposed complex (the waste has a sufficient amount of its combustible components), it is used only to smooth out strong temperature fluctuations of the process with a variable composition of the TBPO mine, as well as to produce energy from pure combustible gas. Calcium oxide loaded in the furnace together with TBPO and coal in the form of ordinary gravel ensures the capture of sulfur and all halogens (chlorine, fluorine) contained in the furnace, which are contained in significant quantities in the waste materials of plastics, polyethylene and other chemical products falling into the waste. This also prevents the possibility of the formation in the shaft furnace of dioxins and other halogen-containing organic compounds, which are able to form in the exhaust gases of typical waste incinerators after they are removed from the furnace and then cooled.
Совершенно незатронутой существующими технологиями областью является переработка промышленных отходов, требующая выработки новых эффективных методов. Особое место занимают такие отходы, как автомобильные шины, отходы производства пластмасс, полиэтилена, полихлорвинила и других производств в области химии и нефтехимии, создающие большие трудности при их сжигании или переработке на современных мусороперерабатывающих заводах. В предлагаемом комплексе эти проблемы решены. Не вызывает принципиальных трудностей переработка в высокотемпературной шахтной печи медицинских и биохимических отходов, а также химического и бактериологического оружия (естественно, при условии проведения дополнительных исследований и разработок). Предлагаемая технология реализуется в разработанной исполнителями проекта высокотемпературной шахтной печи, ближайшим аналогом которой является обычная доменная печь, используемая во всех странах мира для выплавки чугуна из железных руд. Используется также и все вспомогательное оборудование и агрегаты обычной доменной печи: система загрузки материалов (шихты) в печь, воздуходувные машины, обеспечивающие подачу воздуха (дутья) в печь для сжигания топлива и горючих элементов ТБПО, регенеративные воздухонагреватели для нагрева подаваемого в печь воздуха до температуры 1200-1400°С, система водяного охлаждения печи и отдельных ее элементов, система очистки отходящих газов в сухих и увлажняющих пылеуловителях и в аппаратах электрогазоочистки, энергоблок, где товарный газ сжигается для получения тепловой и электрической энергии. Используются также аналогичные механизмы для вывода из печи жидкого металла и шлака и передачи их в отделения переработки в товарную продукцию. Все это оборудование давно уже освоено доменными цехами всего мира и выпускается соответствующими машиностроительными предприятиями.An area completely unaffected by existing technologies is the processing of industrial waste, which requires the development of new effective methods. A special place is occupied by such waste as automobile tires, waste from the production of plastics, polyethylene, polyvinyl chloride and other industries in the field of chemistry and petrochemistry, which create great difficulties in their incineration or processing at modern waste recycling plants. In the proposed complex, these problems are resolved. Processing of medical and biochemical wastes, as well as chemical and bacteriological weapons in a high-temperature shaft furnace does not cause fundamental difficulties (of course, subject to additional research and development). The proposed technology is implemented in a high-temperature shaft furnace developed by the project executors, the closest analogue of which is a conventional blast furnace used in all countries of the world for smelting iron from iron ores. All auxiliary equipment and units of a conventional blast furnace are also used: a system for loading materials (charge) into the furnace, blowers that supply air (blast) to the furnace for burning fuel and fuel elements TBPO, regenerative air heaters for heating the air supplied to the furnace to a temperature 1200-1400 ° С, a water cooling system of the furnace and its individual elements, an exhaust gas purification system in dry and humidifying dust collectors and in gas and gas purification apparatuses, an energy unit where commercial gas is burned to produce thermal and electric energy. Similar mechanisms are also used to remove liquid metal and slag from the furnace and transfer them to processing departments for commercial products. All this equipment has long been mastered by blast furnaces all over the world and is produced by the corresponding machine-building enterprises.
На сегодняшний день отсутствуют публикованные данные о современных разработках или о действующих предприятиях, близких по составу и решаемым задачам к предложенному автоматизированному энерготехнологическому комплексу по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов.To date, there is no published data on modern developments or on existing enterprises that are close in composition and tasks to the proposed automated energy technology complex for the deep processing and disposal of unsorted solid household and industrial waste.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128510A RU2724171C1 (en) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | Automated power technological complex for deep processing and recycling of unsorted solid domestic and industrial wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128510A RU2724171C1 (en) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | Automated power technological complex for deep processing and recycling of unsorted solid domestic and industrial wastes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2724171C1 true RU2724171C1 (en) | 2020-06-22 |
Family
ID=71135856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019128510A RU2724171C1 (en) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | Automated power technological complex for deep processing and recycling of unsorted solid domestic and industrial wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724171C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2787361C1 (en) * | 2022-05-29 | 2023-01-09 | Игорь Олегович Генрих | Processing method for light fraction of solid domestic and industrial waste with separation of polyolefins |
| CN117142475A (en) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 内蒙古润阳悦达新能源科技有限公司 | Cleaning control method for furnace bottom silicon in industrial silicon smelting process |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511194A (en) * | 1968-03-25 | 1970-05-12 | Torrax Systems | Method and apparatus for high temperature waste disposal |
| US3702039A (en) * | 1970-08-31 | 1972-11-07 | Torrax Systems | Production of usable products from waste material |
| US4471702A (en) * | 1983-07-11 | 1984-09-18 | Mckinlay Bruce A | Apparatus for burning waste material |
| RU47492U1 (en) * | 2005-03-14 | 2005-08-27 | Шелков Евгений Михайлович | PROCESSING SYSTEM FOR SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE OF LARGE POPULATED ITEMS |
| RU81291U1 (en) * | 2008-09-11 | 2009-03-10 | Александр Абрамович Вертман | SYSTEM OF COMPLEX PROCESSING OF SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE |
| RU2648737C1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-03-28 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "КОМПАНИЯ "ВАЛТРОН" (ООО "Компания "ВАЛТРОН") | System of integrated zero-waste processing of solid domestic and industrial wastes |
-
2019
- 2019-09-11 RU RU2019128510A patent/RU2724171C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511194A (en) * | 1968-03-25 | 1970-05-12 | Torrax Systems | Method and apparatus for high temperature waste disposal |
| US3702039A (en) * | 1970-08-31 | 1972-11-07 | Torrax Systems | Production of usable products from waste material |
| US4471702A (en) * | 1983-07-11 | 1984-09-18 | Mckinlay Bruce A | Apparatus for burning waste material |
| RU47492U1 (en) * | 2005-03-14 | 2005-08-27 | Шелков Евгений Михайлович | PROCESSING SYSTEM FOR SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE OF LARGE POPULATED ITEMS |
| RU81291U1 (en) * | 2008-09-11 | 2009-03-10 | Александр Абрамович Вертман | SYSTEM OF COMPLEX PROCESSING OF SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE |
| RU2648737C1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-03-28 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "КОМПАНИЯ "ВАЛТРОН" (ООО "Компания "ВАЛТРОН") | System of integrated zero-waste processing of solid domestic and industrial wastes |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2787361C1 (en) * | 2022-05-29 | 2023-01-09 | Игорь Олегович Генрих | Processing method for light fraction of solid domestic and industrial waste with separation of polyolefins |
| CN117142475A (en) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 内蒙古润阳悦达新能源科技有限公司 | Cleaning control method for furnace bottom silicon in industrial silicon smelting process |
| CN117142475B (en) * | 2023-10-27 | 2024-02-13 | 内蒙古润阳悦达新能源科技有限公司 | Cleaning control method for furnace bottom silicon in industrial silicon smelting process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6987792B2 (en) | Plasma pyrolysis, gasification and vitrification of organic material | |
| CN101595439B (en) | Control system for conversion of carbonaceous feedstock into gas | |
| CN112113223B (en) | Method for cooperatively disposing industrial dangerous waste by utilizing steel mill kiln | |
| EP1419220B1 (en) | Plasma pyrolysis, gasification and vitrification of organic material | |
| CN106755665A (en) | A kind of utilization high-temperature slag processes the device and method of incineration of refuse flyash | |
| CN102061345A (en) | Comprehensive treatment method for recycling ferrous metallurgical slag | |
| US11795407B2 (en) | Gasifier for organic solid waste by injection into molten iron and slag bath | |
| CN109000268A (en) | A kind of processing of high-temperature melting method burns converter fly ash process containing dioxin | |
| CN105176588B (en) | A kind of municipal refuse or industrial sludge pyrolytic gasification mechanization production coal gas blast furnace | |
| RU2724171C1 (en) | Automated power technological complex for deep processing and recycling of unsorted solid domestic and industrial wastes | |
| CN201589272U (en) | Waste disposal system applied in production of cement dry-process rotary kiln | |
| RU81291U1 (en) | SYSTEM OF COMPLEX PROCESSING OF SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE | |
| CN219279811U (en) | Bulk solid waste gasification melting furnace | |
| CN102121789A (en) | Smelting furnace | |
| RU47492U1 (en) | PROCESSING SYSTEM FOR SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE OF LARGE POPULATED ITEMS | |
| Kal’ko et al. | Main directions in the development of the PJSC Severstal Steel Division considering prospects for carbon regulation | |
| CN113214871A (en) | Method for cooperative treatment of oil sludge by using Ou-Meta furnace | |
| CN102331169A (en) | Smelting furnace | |
| CN202182611U (en) | Smelting furnace | |
| CN206580845U (en) | A kind of utilization high-temperature slag handles the device of incineration of refuse flyash | |
| Kristyawan et al. | Update on waste reduction performance by waste-to-energy incineration pilot plant PLTSa Bantargebang operations | |
| KR101722838B1 (en) | Furnace and apparatus for manufacturing mineral fiber comprising the furnace | |
| RU2105245C1 (en) | Method for processing solid domestic and industrial waste | |
| KR20000023548A (en) | Operation method of vertical type blast furnace for manufacturing pig iron | |
| CN213686835U (en) | System for utilize steel mill stove to deal with industry hazardous waste in coordination |