RU50635U1 - WASTE MANAGEMENT PLANT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области утилизации отходов, содержащих органику, в коммунальном хозяйстве и промышленности путем их термической переработки в условиях, обеспечивающих экологически чистый состав конечных продуктов - дымовых газов и коксозольного остатка. Решаемая техническая задача: создание условий, исключающих возможность образования а камере термического разложения при пиролизе отходов взрывоопасных концентраций парогазовой смеси и увеличение производительности установки. Установка для утилизации отходов содержит термореактор, вертикальную циклонную топку с камерой дожига, снабженную в верхней части горелкой, обогревательную камеру с размещенной в ней камерой термического разложения, снабженной средствами для загрузки отходов и выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Газоход между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором, соединенным с пароперегревателем, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство, размещенное в камере термического разложения.The utility model relates to the field of disposal of wastes containing organic matter in public utilities and industry through their thermal processing under conditions that provide an environmentally friendly composition of the final products - flue gases and coke oven residue. The technical problem to be solved: creation of conditions that exclude the possibility of formation of thermal decomposition in the chamber during pyrolysis of waste explosive concentrations of gas-vapor mixture and increase in plant productivity. The waste disposal installation comprises a thermoreactor, a vertical cyclone furnace with a afterburner, equipped with a burner in the upper part, a heating chamber with a thermal decomposition chamber, equipped with means for loading wastes and unloading coke residue and a mixing device, a catalytic afterburner, a heat exchanger, and a gas purification system , smoke exhaust and chimney. The gas duct between the heating chamber and the heat exchanger is equipped with a steam generator connected to the superheater located in the heating chamber and connected to the input to the steam distribution device located in the thermal decomposition chamber.

Description

Полезная модель относится к области утилизации отходов в коммунальном хозяйстве и промышленности путем их термической переработки в условиях, обеспечивающих экологически чистый состав конечных продуктов - дымовых газов и коксозольного остатка.The utility model relates to the field of waste disposal in utilities and industry through their thermal processing in conditions that provide an environmentally friendly composition of the final products - flue gases and coke oven residue.

Установка для утилизации отходов содержит термореактор, вертикальную циклонную топку с камерой дожига, снабженную в верхней части горелкой, обогревательную камеру с размещенной в ней камерой термического разложения, снабженной средствами для загрузки отходов и выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Газоход между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором, соединенным с пароперегревателем, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство, размещенное в камере термического разложения.The waste disposal installation comprises a thermoreactor, a vertical cyclone furnace with a afterburner, equipped with a burner in the upper part, a heating chamber with a thermal decomposition chamber, equipped with means for loading wastes and unloading coke residue and a mixing device, a catalytic afterburner, a heat exchanger, and a gas purification system , smoke exhaust and chimney. The gas duct between the heating chamber and the heat exchanger is equipped with a steam generator connected to the superheater located in the heating chamber and connected to the input to the steam distribution device located in the thermal decomposition chamber.

Известно устройство для утилизации твердых отходов, содержащее вертикальную камеру газификации, средства для подачи отходов и выгрузки зольного остатка, расположенную внутри камеры газификации вертикальную трубу для вывода газообразных продуктов, средство для подачи в камеру газификации газифицирующего агента и расположенную снаружи камеры газификации обогревательную камеру со средствами для подачи топлива, воздуха и вывода продуктов сжигания /1/. Однако в данном устройстве не обеспечивается эффективное перемешивание отходов и равномерный теплообмен по всей высоте столба пиролизуемого материала и не могут перерабатываться несортированные отходы, так как не предусмотрена возможность выгрузки крупных включений (камни, стекло, банки и т.п.), остающихся в зольном остатке после полной газификации отходов.A device for the disposal of solid waste containing a vertical gasification chamber, means for feeding waste and unloading ash residue, a vertical pipe for withdrawing gaseous products located inside the gasification chamber, means for supplying a gasification agent to the gasification chamber and a heating chamber with means for outside the gasification chamber supply of fuel, air and output of combustion products / 1 /. However, this device does not provide effective mixing of the waste and uniform heat transfer along the entire height of the column of pyrolyzable material and unsorted waste cannot be processed, since it is not possible to unload large inclusions (stones, glass, banks, etc.) remaining in the ash residue after complete gasification of the waste.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования, принципу работы и достигаемому результату является установка для утилизации твердых отходов содержащая термореактор, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Термореактор содержит газораспределительное устройство, вертикальную циклонную топку, снабженную в верхней части горелкой, камеру дожига, обогревательную камеру с размещенными в ней колосниковой решеткой, системой вывода зольного остатка и камерой термического разложения, снабженной средствами для Closest to the claimed utility model for the design of the main equipment, the principle of operation and the achieved result is a solid waste disposal plant containing a thermoreactor, a catalytic afterburner, a heat exchanger, a gas treatment system, a smoke exhauster and a chimney. The thermoreactor contains a gas distribution device, a vertical cyclone furnace equipped with a burner in the upper part, a afterburner, a heating chamber with a grate installed in it, an ash residue removal system and a thermal decomposition chamber equipped with means for

загрузки отходов и выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством с подвижными рабочими органами, /2/.loading waste and unloading coke residue and a mixing device with mobile working bodies, / 2 /.

Недостатком данного устройства является то, что, поскольку весь процесс ведется под разрежением, создаваемым дымососом, расположенным на выходе из установки, существует постоянная опастность попадания в камеру термического разложения атмосферного воздуха за счет присосов, а так же при загрузке отходов, следствием чего может стать образование взрывоопасной смеси пиролизных газов с воздухом. В то же время работа перемешивающего устройства, создает в объеме камеры взвесь мелкой пыли, содержащей тлеющие частицы, являющиеся источниками воспламенения. Сочетание этих факторов может привести к быстрому воспламенению (взрыву) в камере термического разложения.The disadvantage of this device is that, since the whole process is carried out under the vacuum created by the smoke exhauster located at the outlet of the installation, there is a constant danger of getting into the chamber thermal decomposition of atmospheric air due to suction, as well as when loading waste, which may result in the formation of explosive mixture of pyrolysis gases with air. At the same time, the operation of the mixing device creates a suspension of fine dust in the chamber volume containing smoldering particles that are sources of ignition. The combination of these factors can lead to rapid ignition (explosion) in the thermal decomposition chamber.

Настоящая полезная модель предназначена для безопасного термического уничтожения органосодержащих твердых отходов за счет создания условий, препятствующих образованию взрывоопасной смеси газов с воздухом путем подачи в камеру термического разложения необходимого количества водяного пара.This utility model is intended for the safe thermal destruction of organo-containing solid waste by creating conditions that prevent the formation of an explosive mixture of gases with air by supplying the required amount of water vapor to the thermal decomposition chamber.

Указанный технический результат достигается за счет того, что газоход между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором, соединенным с пароперегревателем, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство, размещенное в камере термического разложения.The specified technical result is achieved due to the fact that the gas duct between the heating chamber and the heat exchanger is equipped with a steam generator connected to the superheater located in the heating chamber and connected to the input to the steam distribution device located in the thermal decomposition chamber.

Снабжение газохода, имеющего температуру 600-700°С парогенератором, позволяет получать необходимое количество водяного пара с температурой 150-200°С.Supply of a gas duct having a temperature of 600-700 ° C with a steam generator allows to obtain the required amount of water vapor with a temperature of 150-200 ° C.

Размещение пароперегревателя в обогревательной камере, имеющей температуру 800-900°С позволяет перегревать поступающий в него из парогенератора водяной пар до температуры 600-700°С, соответствующей рабочей температуре камеры термического разложения.Placing a superheater in a heating chamber having a temperature of 800-900 ° C allows it to overheat the water vapor entering it from the steam generator to a temperature of 600-700 ° C, corresponding to the operating temperature of the thermal decomposition chamber.

Снабжение камеры термического разложения парораспределительным устройством позволяет равномерно распределять водяной пар по внутреннему объему камеры, создавая в ней необходимую взрывобезопасную концентрацию парогазовой смеси.The supply of the thermal decomposition chamber with a steam distribution device allows evenly distributing water vapor throughout the internal volume of the chamber, creating the necessary explosion-proof concentration of the vapor-gas mixture in it.

Полезная модель поясняется чертежом фиг.1, где изображен продольный разрез установки для переработки твердых отходов.The utility model is illustrated by the drawing of figure 1, which shows a longitudinal section of a plant for processing solid waste.

Установка для переработки твердых отходов содержит термореактор-1, вертикальную циклонную топку с камерой дожига-2, снабженную в верхней части горелкой-3, обогревательную камеру-4 с размещенной в ней камерой термического разложения-5, снабженной средствами для загрузки отходов-6 и выгрузки коксозольного остатка-7 и перемешивающим устройством-8, каталитической дожигатель-9, теплообменник-10, систему газоочистки-11, дымосос-12 и дымовую трубу-13. Газоход-14 между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором-15, The installation for processing solid waste contains a thermoreactor-1, a vertical cyclone furnace with a afterburner-2, equipped with a burner-3 in the upper part, a heating chamber-4 with a thermal decomposition chamber-5, equipped with means for loading waste-6 and unloading coke residue-7 and mixing device-8, catalytic afterburner-9, heat exchanger-10, gas purification system-11, smoke exhauster-12 and chimney-13. The gas duct-14 between the heating chamber and the heat exchanger is equipped with a steam generator-15,

соединенным с пароперегревателем-16, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство-17, размещенное в камере термического разложения. Газоход-14 снабжен газораспределительным устройством-18.connected to the superheater-16, located in the heating chamber and connected to the input to the steam distribution device-17, located in the thermal decomposition chamber. The gas duct-14 is equipped with a gas distribution device-18.

Установка работает следующим образом:Installation works as follows:

Включают горелку-3. Образующиеся при сгорании топлива в горелке дымовые газы разогревают циклонную топку-2 и выводятся в обогревательную камеру-4, где нагревают камеру термического разложения-5 и через газоход-14, каталитический дожигатель-9, теплообменник-10, систему газоочистки-11, дымосос-12 и дымовую трубу-13 выводятся в атмосферу.Turn on the burner-3. The flue gases generated during the combustion of the fuel in the burner heat the cyclone firebox-2 and are discharged into the heating chamber-4, where the thermal decomposition chamber-5 is heated and through the gas duct-14, catalytic afterburner-9, heat exchanger-10, gas-cleaning system-11, and smoke exhaust- 12 and chimney-13 are discharged into the atmosphere.

В парогенератор-15 подают воду, которая испарившись, в виде пара с температурой 150-200°С поступает в пароперегреватель-16 откуда пар, перегретый до температуры 600-700°С, поступает в парораспределитель-17, расположенный в камере термического разложения-5.Steam is supplied to steam generator-15, which evaporates, in the form of steam with a temperature of 150-200 ° C, enters the superheater-16 from where the steam, superheated to a temperature of 600-700 ° C, enters the steam distributor-17 located in the thermal decomposition chamber-5 .

Из одного килограмма воды, при температуре 650°С образуется примерно четыре кубических метра пара. В реальном устройстве, расход даже нескольких килограммов воды обеспечвает многократную промывку водяным паром всего объема камеры термического разложения, препятствуя, тем самым, образованию взрывоопасной смеси газов с воздухом.About one cubic meter of steam is formed from one kilogram of water at a temperature of 650 ° C. In a real device, the flow rate of even several kilograms of water provides multiple flushing with steam of the entire volume of the thermal decomposition chamber, thereby preventing the formation of an explosive mixture of gases with air.

В камеру термического разложения через средство загрузки-6 загружают исходное сырье-отходы, содержащие органику.In the chamber of thermal decomposition through the means of loading-6 load the feedstock-waste containing organic matter.

Прогреваясь, отходы первоначально подвергаются сушке а затем, по мере прогрева, из них начинают выделяться газообразные продукты термического разложения (пирогаз), которые тангенциально подаются в верхнюю часть циклонной топки-2. Одновременно туда же, поступает подогретый воздух. Газовоздушная смесь загорается от факела горелки и сгорает в режиме вращающегося газового потока, что, вследствие высокой турбулентности, больших относительных скоростей и времени пребывания, обеспечивает качественное сжигание горючих компонентов низкокалорийных газов и твердых продуктов разложения совместно с топливом, необходимым для поддержания процесса.Warming up, the waste is initially dried and then, as it warms up, gaseous thermal decomposition products (pyrogas) begin to be released from them, which are tangentially fed to the upper part of the cyclone furnace-2. At the same time, heated air enters the same place. The gas-air mixture ignites from the torch of the burner and burns in a rotating gas stream, which, due to high turbulence, high relative speeds and residence time, provides high-quality combustion of combustible components of low-calorie gases and solid decomposition products together with the fuel necessary to maintain the process.

Газообразные продукты горения, в зависимости от заданного режима и положения заслонок газораспределительного устройства-18, поступают в газоход-14 либо из обогревательной камеры-4, либо из камеры дожига циклонной топки-2 и далее поступают в каталитический дожигатель-8.Gaseous products of combustion, depending on the specified mode and position of the valves of the gas distribution device-18, enter the gas duct-14 either from the heating chamber-4 or from the afterburner of the cyclone furnace-2 and then enter the catalytic afterburner-8.

В каталитическом дожигателе осуществляется дожигание окиси углерода и остаточных концентраций органических компонентов в режиме полного окисления, что предотвращает прохождение вторичных реакций.In the catalytic afterburner, carbon monoxide and residual concentrations of organic components are burned in the full oxidation mode, which prevents secondary reactions from occurring.

После каталитического дожигателя дымовые газы поступают в теплообменник-10 и затем, после системы комплексной газоочистки-11, дымососом-12 через трубу-13 выбрасываются в атмосферу.After the catalytic afterburner, the flue gases enter the heat exchanger-10 and then, after the integrated gas purification system-11, the exhaust fan-12 through the pipe-13 is released into the atmosphere.

Присутсвие в процессе водяного пара при температуре 600-700°С способствует также газификации углерода, содержащегося в отходах, что увеличивает скорость термического разложения и тем самым способствует увеличению производительности установки.The presence in the process of water vapor at a temperature of 600-700 ° C also contributes to the gasification of carbon contained in the waste, which increases the rate of thermal decomposition and thereby increases the productivity of the installation.

Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает возможность экологически чистого, безопасного термического уничтожения органосодержащих отходов за счет создания условий, препятствующих образованию взрывоопасной смеси газов с воздухом и повышает производительность установки за счет газификации углеродной составляющей отходов.Thus, the combination of these essential features provides the possibility of environmentally friendly, safe thermal destruction of organo-waste by creating conditions that prevent the formation of an explosive mixture of gases with air and increases the productivity of the installation due to gasification of the carbon component of the waste.

Источники информации:Information sources:

1.Патент США №4224286, кл. С 01 В 31/08, 1980.1. US patent No. 4224286, CL. From 01 to 31/08, 1980.

2.Патент РФ №42289 "Установка для утилизации твердых отходов"2. RF patent No. 42289 "Installation for the disposal of solid waste"

Claims (1)

Установка для утилизации отходов, содержащая термореактор, вертикальную циклонную топку с камерой дожига, снабженную в верхней части горелкой, обогревательную камеру с размещенной в ней камерой термического разложения, снабженной средствами для загрузки отходов и выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу, отличающаяся тем, что газоход между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором, соединенным с пароперегревателем, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство, размещенное в камере термического разложения.

A waste utilization installation comprising a thermoreactor, a vertical cyclone furnace with an afterburner equipped with a burner in the upper part, a heating chamber with a thermal decomposition chamber provided with means for loading wastes and unloading the coke residue and a mixing device, a catalytic afterburner, heat exchanger, system gas purification, smoke exhaust and chimney, characterized in that the gas duct between the heating chamber and the heat exchanger is equipped with a steam generator connected to the steam a heater placed in the heating chamber and connected to the input to the steam distribution device located in the thermal decomposition chamber.