Устройство для переработки отходов, содержащих органические вещества

 

Использование: изобретение относится к технике переработки отходов, содержащих органические вещества, например, бытового мусора, хромосодержащих отходов кожевенного производства, дисперсных металлоотходов отходов шлифования. Сущность: устройство для переработки отходов, содержащих органические вещества, включает капсулу с отходами, слоем инертных частиц, размещенным над ними, нагреватель , охватывающий капсулу. По центру капсулы размещена труба, при этом труба секционирована газораспределительными решетками. На них расположены слои инертных частиц с патрубками выхода и подвода газа. Один слой выполнен по отношению к направлению подвода газа запирающим выход газообразных продуктов пиролиза, но открытым для подвода водяного пара или водорода, а другой - запирающим вход в капсулу воздуха, но открытым для отвода газообразных продуктов пиролиза. Верхняя часть капсулы снабжена герметичной крышкой. 2 ил. «w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 23 6 5/027

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВеДОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, кж ди

""" - « ИФЧЕФЩ

" :- "HO7EHA (21) 4914207/33 (22) 28.01.91 (46) 07.07.93. Бюл, М 25

{72) Ю.И.Тамбовцев (56) Патент Великобритании М 2002887, кл, F 23G5/00, 1979.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИЕ

ВЕЩЕСТВА (57) Использование: изобретение относится к технике переработки отходов, содержащих органические вещества, например, бытового мусора, хромосодержащих отходов кожевенного производства, дисперсных метэллоотходов отходов шлифования. Сущность: устройство для переработки отходов, Изобретение относится к технике пэреработки бытовых и промышленных отходов, содержащих органические вещества, и может найти применение в металлургической, химической и машиностроительной отраслях промышленности.

Цель изобретения состоит в повышении эффективности переработки отходов, содержащих органические вещества.

На фиг. 1 и 2 приведено устройство для переработки отходов, Устройство на фиг. 1-2 содержит нагреватель 1, капсулу 2 с обрабатываемым материалом 3, крышку 4. Внутри капсулы 2 по ее центру установлена труба 5, внутри которой размещены дисперсные обратные клапаны

6 и 7 подвода пара и отвода газа в виде слоев инертных частиц 8 и 9, размещенных нэ газораспределительных решетках 10 и 11 с

„„!Ж„, 1825933 Al содержащих органические вещества, включает капсулу с отходами, слоем инертных частиц, размещенным над ними, нагреватель, охватывающий капсулу. По центру капсулы размещена труба, при этом труба секционированэ гаэораспределител ьными решетками, На них расположены слои инертных частиц с патрубками выхода и подвода газа, Один слой выполнен по отношению к направлению подвода газа запирающим выход газообразных продуктов пиролиза, но открытым для подвода водяного пара или водорода, а другой — запирающим вход в капсулу воздуха, но открытым для отвода газообразных продуктов пиролиза. Верхняя часть капсулы снабжена герметичной крышкой. 2 ил, коллектором, образуемым перегородкой 12. расположенной под верхней решеткой, находящейся в трубе, и коллектором 13, патрубками для подвода пара 14 и отвода газа

15. В нижней части капсулы 2 размещена решетка 16, установленная на двух концентрических цилиндрических вкладышах 17. и

18, причем внутренний вкладыш 18 имеет отверстия, также как и труба 5, сообщающиеся между собой. К днищу капсулы 2 прикреплен конический подпятник 19.. входящий в опору 20 с коллектором 21. сое-. диненный каналом с внутренним пространством трубы 2 и патрубком 14 для подвода пара, Отличие вариантов соответственно фиг.

1 и 2 в том, что в первом (фиг, 1) отвод газа осуществлен через подпятник 19, а по второму из них (фиг. 2) через крышку 4. Кроме.3

1825933 того, по первому варианту (фиг. 1) отвод газа и подвод пара в слой обрабатываемого материала осуществляются сверху вниз, а по второму варианту (фиг. 2) — снизу вверх.

Первый вариант применим для переработки крупногабаритного мусора, с целью образования более плотной пористой структуры, второй вариант — для переработки измельченного компоста, имеющего более плотную пористую структуру, Нагреватель по первому варианту электрический, по второму — газовый, с подачей внутрь печи Воздуха и газа через соответствующие коллекторы и патрубки 23 и 24. Газ подается, в частности, из капсулы, выполненной по первому варианту, т.е. оба варианта работают одновременно в паре.

Оба варианта устройства снабжены перфорированными цилиндрами поэ. 22 на фиг. 1 и 2, надеваемыми с зазором на трубу

5. с учетом масштабного фактора, т.е. при значительном увеличении высоты установок и их диаметра, Эти цилиндры служатдля отвода газа по пути наименьшего сопротивления — в радиальном направлении, тогда как, даже в случае переработки крупногабаритного мусора, отвод газа только в вертикальном направлении может привести к образованию зон высокого давления и прорыву слоя отходов в виде каналов,.что ухудшит контактирование пара и водорода при последующей газификации углеродистого остатка. Перфорированный цилиндр 22 с зазором между ним и трубой 5 служит для предотвращения роста давления в слое обрабатываемого материала. При этом после пиролиза высота слоя отходов уменьшается почти в 2 раза, и к моменту паровой конверсии твердого углерода их слой опускается ниже уровня нижнего основания цилиндра

22.

Устройство на фиг. 1 и 2 работает следующим образом.

В капсулу 2 загружаются компактированные, в виде брикетов, отходы, а между брикетами некомпактируемые отходы, либо полностью некомпактируемые отходы, но уплотняемые с помощью трамбовки. Далее капсулы 2 закрываются герметичной крышкой 4, помещаются внутрь нагревателя 1 и устанавливаются на подпятник 19.

В процессе нагрева идет пиролиз органической составляющей отходов (бытового мусора, компоста, приготовленного иэ бытового мусора, отходов шлифования, хромосодержащих отходов кожевенного проиэВОдстВа, дреВесных ОтхОдОВ, в Виде опилок и стружки). При пиролизе компоста вначале испаряется вода и спирты, образовавшиеся в процессе гниения отходов, Поэтому отводимые из капсулы 2 пэры проходят через холодильник-конденсатор, после которого дымовые газы дожигаются, а спирты идут на дальнейшую переработку. Затем, когда отводимый газ начинает гореть в виде факела, его переключают: либо подают в нагреватель устройства на фиг. 2, либо направляют на паровую конверсию с последующим синтезом из смеси Н2+СО (по методу

1О Фишера-Тропша на железном катализаторе) углеводородов.

По мере пиролиэа высота слоя постепенно уменьшается. Газы отводятся через слой дисперсного материала 9, например, 15 слой частиц молотого серебристого графита, корунда, известняка (либо их смеси), в подпятник 20 (фиг. 1) либо через крышку 4 (фиг. 2), тогда как слой 8 плотный, т.е. запирает выход газов. Согласно фиг. 1 поток

2О отводимых газов направляется вниз, уплотняя очень пористый слой крупногабаритных отходов (а в случае переработки отходов шлифования образующиеся пары масла частично вытесняют его из капиллярно-пори25 стого тела отходов, после чего в коллекторе под решеткой 16 идет его свободное испарение).

Согласно фиг. 2 газ идет снизу вверх, разрыхляя слишком плотные отходы (при

3О переработке компоста). После пиролиэа осуществляется подача водяного пара в раскаленные отходы, содержащие очень активный аморфный графит, В результате паровой конверсии образуется смесь

35 Н2+СО, которая осушается и идет в реактор синтеза метана или искусственного бензина. В случае отходов шлифования вместо пара внутрь капсул подается водород либо смесь Hz+CO для довосстановления метал40 лического порошка.

Подача пара в направлении вниз (фиг. 1) в случае переработки крупногабаритных отходов способствует более эффективному межфазовому контактированию его с твер45 дым углеродом, предотвращая образование в слое сквозных каналов, но дополнительно его уплотняя.

После пиролиза остатки бытовых отходов измельчаются В шаровой мельнице, в

5О первую очередь стекло, просеиваются через сито с ячейками 0,1-1 мм, а частицы металла размером свыше 1 мм, которые не измельчаются, а плющатся, направляются на дальнейшую переработку.

Остатками пиролиза хромосодержащих отходов легировались отходы шлифования конструкционных сталей с последующей выплавкой из них нержавеющей стали.

Размещение трубы по центру капсулы с выполнением нижней части последней пер1825933 форированной (в виде решетки) с коллекторами, сообщающимися между собой через отверстия, с секционированием этой трубы дополнительной газораспределительной решеткой и перегородкой, расположенной под ней, инертного зернистого материала, размещенного на решетках с образованием дисперсных клапанов и установкой патрубка подвода газификатора под клапаном, запирающим выход продуктов пиролиза обеспечивает последовательно пиролиз органической составляющей отходов, газификацию твердого углеродистого остатка при надежной работе дисперсных клапанов в условиях повышенной температуры, способных к тому же улавливать вредные газы, а в конечном итоге обеспечивает более глубокую переработку отходов. При этом предотвращается попадание частиц слоев, образующих дисперсные клапаны, непосредственно в отходы.

Формула изобретения

Устройство для переработки отходов, содержащих органические вещества, включающее помещенный в нагреватель корпус с центральной трубой. крышкой, патрубками отвода отходящих газов и подвода газификатора, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности переработки, оно снабжено перфорированными

1О решетками, установленными в нижней части корпуса и трубы, сообщающимися с расположенными под ними коллекторами, а труба снабжена дополнительной решеткой, установленной в верхней части и располо 5 женной под ней перегородкой, при этом на решетках, установленных в трубе, размещен инертный зернистый материал с образованием дисперсных клапанов, а патрубок подвода газификатора установлен под кларо паном, запирающим выход продуктов пиролиза.

Составитель Ю.Тамбовцев

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М,Ткач

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2312 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5