Высокотемпературная установка для термической переработки твердых медицинских отходов

Изобретение относится к технике мусоросжигания, в частности к высокотемпературному сжиганию влажных медицинских отходов. Высокотемпературная установка для термической переработки твердых медицинских отходов, использующая накислороженный воздух в качестве окислителя, состоит из печи, представляющей собой прямоточную цилиндрическую камеру сгорания, шнековой системы подачи твердых отходов с резаком на выходе, конусообразными валами-измельчителями и рубашкой охлаждения, зоны сушки отходов, форсунок для накислороженного воздуха, теплообменника, имеющего возможность подогревать накислороженный воздух до температуры 500-600°C, и мокрого скруббера, расположенного на выходе из системы охлаждения. Камера сгорания теплоизолирована, в камеру сгорания установлена камера газогенерации, между шнековой системой подачи и камерой сгорания расположена зона сушки, выполненная в виде цилиндрической обечайки с установленными в нее соосно расположенными перфорированными цилиндрической и конической вставками, зона сушки и камера газогенерации изолированы друг от друга шлюзовым питателем, подача топочного газа из камеры сгорания в зону сушки осуществляется последовательно через рекуперативный теплообменник, парогенератор и регулятор расхода, удаление отработанного сушильного агента из зоны сушки и подача его в камеру сгорания осуществляется через коническую вставку и конденсатор, форсунки для подачи накислороженного воздуха расположены в нижней части камеры газогенерации с возможностью регулирования высоты горения слоя и в нижней части камеры сгорания. Технический результат: повышение эффективности процесса термической переработки твердых медицинских отходов за счет предварительной сушки отходов и организации рециркуляции топочного газа, регулирования высоты подачи накислороженного воздуха в окислительной зоне камеры газогенерации, кондуктивной передачи тепла из зоны сжигания генереторного газа в зону газогенерации. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике мусоросжигания, в частности к высокотемпературному сжиганию влажных медицинских отходов.

Известна установка для обезвреживания и уничтожения твердых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода газообразных продуктов, камеру дожигания, приемный контейнер отходов (см. патент РФ №2201552, МПК8 F23G 5/027, 5/14, 2003).

Существенным недостатком известной установки являются низкая энергетическая эффективность за счет больших тепловых потерь.

Известна также установка для уничтожения химических, инфицированных медицинских и биологических отходов и других опасных материалов, в том числе трупов животных, содержащая рабочую камеру для термического разложения и сжигания с колосниковой решеткой, внешнюю камеру, систему очистки продуктов сгорания (см. патент РФ №2157950, МПК8 F23G 5/00, 7/00, 2000).

Существенным недостатком данной установки является использование в процессе утилизации порошкового состава фильтрационного горения, который приводит к удорожанию процесса и повышению токсичности продуктов сгорания.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является высокотемпературная установка для сжигания твердых медицинских отходов, содержащая загрузочное устройство, прямоточную цилиндрическую камеру сгорания с рубашкой охлаждения, где отходы сжигаются в камере с подачей накислороженного воздуха в качестве окислителя (см. патент РФ №2206831, МПК8 F23G 7/00, 2003).

Недостатком данного изобретения является низкая эффективность процесса горения и неполное сгорание продуктов утилизации, обусловленное попаданием влаги, удаляемой из материала, в камеру горения.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса термической переработки твердых медицинских отходов.

Техническая задача решается тем, что высокотемпературная установка для термической переработки твердых медицинских отходов, использующая накислороженный воздух в качестве окислителя, состоящая из печи, представляющей собой прямоточную цилиндрическую камеру сгорания; шнековой системы подачи твердых отходов с резаком на выходе, конусообразными валами-измельчителями и рубашкой охлаждения; зоны сушки отходов; форсунок для накислороженного воздуха; теплообменника, имеющего возможность подогревать накислороженный воздух до температуры 500-600°C; мокрого скруббера, расположенного на выходе из системы охлаждения, согласно изобретению в камеру сгорания установлена камера газогенерации; между шнековой системой подачи и камерой сгорания расположена зона сушки, выполненная в виде цилиндрической обечайки с установленными в нее соосно расположенными перфорированными цилиндрической и конической вставками; зона сушки и камера пиролиза изолированы друг от друга шлюзовым питателем; подача топочного газа из камеры сгорания в зону сушки осуществляется последовательно через рекуперативный теплообменник, парогенератор и регулятор расхода; удаление отработанного сушильного агента из зоны сушки и подача его в камеру сгорания осуществляется через коническую вставку и конденсатор; форсунки для подачи накислороженного воздуха расположены в нижней части камеры газогенерации с возможностью регулирования высоты горения слоя и в нижней части камеры сгорания.

Решение технической задачи позволяет повысить эффективность процесса термической переработки твердых медицинских отходов за счет предварительной сушки отходов и организации рециркуляции топочного газа, регулирования высоты подачи накислороженного воздуха в окислительной зоне камеры газогенерации, кондуктивной передачи тепла из зоны сжигания генереторного газа в зону газогенерации.

Принципиальная схема предлагаемой установки для термической переработки твердых медицинских отходов приведена на фиг.1.

Высокотемпературная установка для термической переработки твердых медицинских отходов, использующая накислороженный воздух в качестве окислителя, состоит из печи, представляющей собой прямоточную цилиндрическую камеру сгорания 1 с установленной в нее камерой газогенерации 2.

Над камерой сгорания 1 расположена зона сушки 3, выполненная в виде цилиндрической обечайки 4 с установленными в нее соосно расположенными перфорированными цилиндрической 5 и конической 6 вставками. Вставки могут быть выполнены в виде жалюзи.

Зона сушки 3 и камера газогенерации 2 изолированы друг от друга шлюзовым питателем 7.

В верхней части зоны сушки 3 расположена шнековая система подачи твердых отходов 8 с резаком 9 на выходе, конусообразными валами-измельчителями 10 и рубашкой охлаждения 11.

Подача топочного газа из камеры сгорания 1 в зону сушки 3 осуществляется последовательно через рекуперативный теплообменник 12, имеющий возможность подогревать накислороженный воздух до температуры 500-600°C, парогенератор 13 и регулятор расхода 14.

Удаление отработанного сушильного агента из зоны сушки 3 и подача его в камеру сгорания 1 осуществляется через коническую вставку 6 и конденсатор 15.

Форсунки 16 и 17 для подачи накислороженного воздуха расположены в нижней части камеры газогенерации 2 с возможностью регулирования высоты горения слоя и в нижней части камеры сгорания 1 соответственно.

После парогенератора 13 установлен мокрый скруббер 18.

Установка функционирует следующим образом.

Твердые отходы сбрасывают в валковый измельчитель 10, где их измельчают и направляют в шнековую систему подачи 8. На выходе из шнековой системы подачи 8 отходы доизмельчают крестообразным резаком 9 и подают в зону сушки 3. Для предотвращения возгорания отходов шнековая система подачи 8 снабжена водяной рубашкой охлаждения 11, где воду подводят через патрубок 19, а отводят через патрубок 20. Сушку осуществляют за счет конвекции отходов топочным газом температурой 200°C через перфорированную цилиндрическую вставку 5, образующую со стенкой корпуса кольцевой канал 21, в который через патрубок 22 подается топочный газ. Отработанный топочный газ (сушильный агент) отводят через перфорированную коническую вставку 6 и направляют в конденсатор 15 для удаления из него водяных паров.

Высушенные отходы из зоны сушки 3 через шлюзовой питатель 7 подают в камеру газогенерации 2, где в верхней части происходит сухая перегонка с выделением горючих газов и углеродного остатка.

В средней части камеры газогенерации 2 продукты перегонки сжигают в среде накислороженного воздуха, подаваемого через форсунки 16, которые расположены на воздушном поясе 23. Воздушный пояс 23 расположен на трех уровнях по высоте камеры газогенерации 2. Это позволяет регулировать высоту горения в зависимости от вида отходов, обеспечивая полное сгорание продуктов сухой перегонки и образование качественного углеродного остатка. Высота подачи накислороженного воздуха регулируется открытием одного из вентилей 34, 35 или 36. При этом углеродный остаток также частично сгорает и прокаливается, что увеличивает процентное содержание углерода в общей массе.

В нижней части камеры газогенерации в зоне восстановления при взаимодействии продуктов сгорания с углеродным остатком образуется высокотеплотворный генераторный газ и зола. Генераторный газ попадает в камеру сгорания 1 и сжигается накислороженным воздухом, подаваемым через коллектор 24 форсунками 17. Так же в камеру сгорания 1 через форсунки 25 коллектора 26 подается высушенный топочный газ, где дожигается накислороженным воздухом. Температура в зоне горения камеры сгорания 1 достигает 2000°C. Для сокращения теплопотерь в окружающую среду камера сгорания теплоизолирована минеральным теплоизолятором 40.

Накислороженный воздух поступает в форсунки 16 и 17 из рекуперативного теплообменника 12, в котором происходит его нагрев до 500-600°C топочным газом, отходящим из камеры сгорания 1.

Обогрев камеры газогенерации 2 осуществляется кондуктивно за счет топочных газов, образованных при сжигании генераторного газа и дожигании топочного газа, поступающего через форсунки 25 коллектора 26 из конденсатора 15.

Зола просыпается через колосниковую решетку 27, а затем попадает в бункер 28 и удаляется с помощью шнека 29.

После рекуперативного теплообменника 12 топочный газ направляют в парогенератор 13. Из парогенератора 13 рециркуляционный топочный газ с температурой 200°C подается в зону сушки 3 через регулятор расхода 14, который снабжен датчиком температуры 30. Часть топочного газа направляют в мокрый скруббер 18, где происходит его очистка и выброс дымососом 31 через трубу отходящих газов 32 в атмосферу.

Прогрев установки осуществляется за счет сжигания природного газа, который поступает в камеру сгорания 1 через вентиль 33 при закрытых вентилях 34, 35, 36, 37 и открытом вентиле 38.

Конденсат из конденсатора 15 отводится через вентиль 39.

Изобретение позволяет повысить эффективность процесса термической переработки твердых медицинских отходов за счет предварительной сушки отходов и организации рециркуляции топочного газа. Эффективность процесса газогенерации обеспечивается также регулированием высоты подачи накислороженного воздуха в окислительную зону камеры газогенерации и кондуктивным подводом тепла из зоны сжигания генераторного газа в зону газогенерации.

Высокотемпературная установка для термической переработки твердых медицинских отходов, использующая накислороженный воздух в качестве окислителя, состоящая из печи, представляющей собой прямоточную цилиндрическую камеру сгорания; шнековой системы подачи твердых отходов с резаком на выходе, конусообразными валами-измельчителями и рубашкой охлаждения; зоны сушки отходов; форсунок для накислороженного воздуха; теплообменника, имеющего возможность подогревать накислороженный воздух до температуры 500-600°C, и мокрого скруббера, расположенного на выходе из системы охлаждения, отличающаяся тем, что камера сгорания теплоизолирована; в камеру сгорания установлена камера газогенерации; между шнековой системой подачи и камерой сгорания расположена зона сушки, выполненная в виде цилиндрической обечайки с установленными в нее соосно расположенными перфорированными цилиндрической и конической вставками; зона сушки и камера газогенерации изолированы друг от друга шлюзовым питателем; подача топочного газа из камеры сгорания в зону сушки осуществляется последовательно через рекуперативный теплообменник, парогенератор и регулятор расхода; удаление отработанного сушильного агента из зоны сушки и подача его в камеру сгорания осуществляются через коническую вставку и конденсатор; форсунки для подачи накислороженного воздуха расположены в нижней части камеры газогенерации с возможностью регулирования высоты горения слоя и в нижней части камеры сгорания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах утилизации отходов деревообрабатывающих производств при одновременной выработке тепловой энергии и сокращении потребления газа и жидкого топлива.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для переработки и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения. .
Изобретение относится к термохимической переработке твердого органического сырья и может быть использовано для утилизации и переработки органической части твердых производственных и бытовых отходов.

Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к области переработки отходов. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в установках для газификации влажного топлива, в частности отходов деревообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области переработки углеродосодержащих твердых веществ, промышленных отходов различных отраслей экономики в альтернативные энергетические ресурсы, используемые как для промышленных, так и для бытовых нужд.

Изобретение относится к области химии

Изобретение относится к области термической переработки углеродсодержащих материалов с образованием топочного газа. Устройство для газификации сыпучего мелкодисперсного углеродсодержащего сырья и гранулированных биошламов содержит вихревую топку с камерой сгорания, устройство для нагрева камеры сгорания, загрузочное устройство, первую и вторую магистрали подачи газового потока в тангенциальном направлении в камеру сгорания, первый и второй нагнетатели. В нем выполнены устройство для создания постоянного магнитного поля, магистраль рециркуляции смеси окислителя, водяного пара, водорода и пылевидных фракций, введена магистраль рециркуляции смеси окислителя, водяного пара и водорода, образована камера розжига и стабилизации поджига, в качестве устройства для нагрева камеры сгорания в камере сгорания выполнены внешний и внутренний индукционные нагреватели, на внутреннем индукционном нагревателе образованы первая и вторая крыльчатки. Изобретение позволяет повысить эффективность и степень экологичности процесса газификации, повысить качество топочного газа. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретения относятся к промышленной переработке горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов. Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов реализуют в реакторах, оснащенных температурными датчиками (18, 20). Шихту разогревают (13), подвергают пиролизу и коксованию (12), горению (11) с образованием твердого остатка (4). Пылевидные частицы и сконденсированные капли жидкостей из зоны горения (11) сорбируются жидкими углеводородными продуктами путем орошения верхней части шихты через распределительное устройство или добавлением в шихту твердых углеводородсодержащих продуктов с температурой размягчения выше 60°C и температурой вскипания выше 300°C. Установка включает реактор для переработки углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов, узел очистки от твердых и жидких углеродсодержащих частиц циклонного типа (29) для грубой очистки, узел конденсации жидких продуктов (30), сборники-флорентины конденсатов (31) и сборник жидких углеводородсодержащих отходов (32). Между узлом очистки от твердых и жидких углеродсодержащих частиц циклонного типа (29) и узлом конденсации жидких продуктов (30) располагают дополнительный узел очистки парогазовой смеси (33), состоящий из центробежного сепаратора тонкой очистки (34) и одного циклона селективного типа (35). Сборник жидких углеводородсодержащих отходов (32) включает устройство их подачи (36) в распределительное устройство (22) верхней крышки реактора (3). Изобретения позволяют повысить качество очистки парогазовой смеси от твердых и жидкокапельных примесей до 95%, увеличить производительность процесса и упростить аппаратурное оформление. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к устройствам для газификации твердых органических топлив и может быть использовано для производства горючего генераторного газа из отходов предприятий лесного и агропромышленного комплексов. Газогенератор содержит корпус (2), газификационную камеру (1), установленную соосно корпусу с возможностью вращения относительно него, внутри газификационной камеры расположены последовательно зоны сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива, содержит патрубки для подачи сырья (4) и газифицирующего агента, установленные в торце газификационной камеры, патрубки для сбора газа (7) и золы. Внутри газификационной камеры зоны сушки, пиролиза, горения, восстановления твердого топлива расположены последовательно от центра к периферии, боковая стенка (3) газификационной камеры, расположенная в зоне восстановления, выполнена перфорированной, а полость между стенками корпуса и газификационной камеры сообщена с патрубками для сбора газа и золы. Изобретение позволяет повысить эффективность газогенератора твердого топлива и упростить его конструкцию. 3 ил.

Изобретение относится области энергетики, предназначено для утилизации отходов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса. Техническим результатом является повышение качества сжигания подстилочного помета и продление срока использования установки для сжигания топлива. Способ включает подачу помета на расположенную в топке колосниковую решетку, механическое перемешивание помета, подачу первичного воздуха в получаемый слой и газификацию помета, причем продукты газификации поднимаются вверх полости топки, дожиг продуктов газификации, а также вредных и зловонных газов, выделившихся из помета при управляемой подаче вторичного воздуха в область дожига, расположенную вверху полости топки. При этом в межтрубном пространстве теплообменных поверхностей, расположенных внутри топки после области дожига по ходу движения продуктов газификации, обеспечивают ламинарное движение потока уходящих газов, поступающих из упомянутой области дожига. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам газификации твердых видов углеродсодержащего топлива: бурых и каменных углей, сланцев и торфа. При газификации углеродсодержащих твердых видов топлива, включающей нагрев, пиролиз подаваемого в ванну с расплавленным шлаком герметичной электродной электропечи твердого углеродного топлива при пропускании через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом газифицирующих агентов, а также пропускании электрического тока с помощью сформированной электрической цепи, включающей электроды, введенный в ванну электропечи и подину электропечи, удаление из рабочего пространства печи синтез-газа, шлака и металлического сплава, через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом пропускают трехфазный электрический ток, величина которого определяется в соответствии с расходом твердого топлива и с учетом необходимой мощности, определяемой из выражения: P a = G ⋅ w э л 3600 ,     М В т , где G - расход твердого топлива в электропечи, кг/ч, wэл - удельный расход электроэнергии. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности использования электрической энергии при осуществлении способа и повышение стабильности технологического процесса. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов с получением в качестве конечного продукта синтез-газа. Способ разрушения углеродо- и азотосодержащего сырья включает подачу углеродо- и азотосодержащего сырья в цилиндрический корпус, нагревание его, создание разрежения во внутренней полости корпуса, вывод газа и выгрузку зольного остатка. Внутреннюю полость корпуса предварительно прогревают перед подачей сырья в канал загрузки, поступающее непрерывно из канала загрузки сырье перемещают с помощью шнека и последовательно направляют в камеру начального разложения, нагревая до температуры 120-340°C с давлением 600-500 КПа, образовавшуюся влагу и первичный пиролизный газ отводят через газоотводную сетку в камеру дожига, подавая в нее дозировано кислород в составе воздуха до получения оксидов CO, NO, далее сырье подвергают разрушению сначала в первой зоне при температуре 340-1000°C и давлении 600-700 КПа, а затем во второй зоне при температуре 1700°C и давлении 900-700 КПа, при этом разрежение в зонах регулируют изменением разрежения в трубках контура разрежения, принадлежащих соответствующей зоне, кислород в составе воздуха в ствол корпуса подают через окно зольного канала. Изобретение позволяет увеличить степень разрушения сырья. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения могут быть использованы для утилизации твердых бытовых отходов, отходов деревообработки, сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности, а также для переработки твердых низкокалорийных продуктов, содержащих органическую составляющую. Способ включает воздействие последовательности тепловых импульсов, передаваемых от нагреваемых электрическими импульсами нагревательных элементов (14), размещенных в пиролизной камере (3) и разделяющих ее объем на локально нагреваемые ячейки. Длительность электрического импульса составляет 0,1-1,0 секунды, а мощность выбирают для обеспечения нагрева элемента до 450-500°С. Временной интервал между электрическими импульсами выбирают таким, чтобы обеспечить остывание элемента до 200-250°С. Выход парогазовой смеси осуществляют через отверстия (6) в стенках пиролизной камеры, конденсацию - на минимально расположенных, охлаждаемых поверхностях - конденсаторах (8). Устройство содержит загрузочную емкость (1), пиролизную камеру (3), емкости для приема жидких и твердых продуктов (9, 11) и нагревательные элементы (14), подсоединенные к источнику электропитания и обеспечивающие разделение на локально нагреваемые ячейки. Боковые стенки пиролизной камеры имеют отверстия для выхода парогазовой смеси (13), и на минимально возможном расстоянии от камеры расположены конденсаторы (8). Способ и устройство обеспечивают получение топливных продуктов и химикатов, могут быть использованы непосредственно на месте переработки сырья. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам переработки несортированных твердых бытовых отходов (ТБО) посредством пиролиза и газификации в печи-реакторе с целью получения горючего газа и может быть использовано для термического уничтожения ТБО, хранящихся на полигонах крупных населенных пунктов. Техническим результатом является повышение эффективности технологии переработки ТБО. Способ включает поступление твердых бытовых отходов в нижнюю часть печи-реактора, подачу в верхнюю часть печи-реактора на горелки термогаза и подогретого воздуха, последовательные сушку, пиролиз и газификацию твердых бытовых отходов. Вывод продуктов термической переработки в виде термогаза из зоны пиролиза и газификации. Используют мобильную установку печь-реактор колпакового типа со сводовыми плоскопламенными горелками, которую устанавливают сверху на порцию слоя твердых бытовых отходов. После полного термического уничтожения порции слоя твердых бытовых отходов удаляют непереработанную неорганику, мобильную установку печь-реактор устанавливают на новую порцию слоя твердых бытовых отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения могут быть использованы в сельском хозяйстве и в деревообрабатывающей промышленности. Способ термической переработки органосодержащего сырья включает загрузку сырья и его горизонтальное перемещение поршнем (2) по длине трубы через камеры конвективной сушки (3), пиролиза (4), конденсации (5). Полученные в камере конденсации (5) жидкую фракцию (18) и несконденсированные газы (17) выводят, а твердую фракцию (19) охлаждают и разгружают в камере разгрузки (6). Сырье в камере сушки (3) сушат конвективно, причем отношение n длины зоны сушки ℓ к длине зоны пиролиза L определяют как n = 0,01 W ( r + Δ r ) ( 1 − 0,01 W ) q n   Δ T n Δ T c k , где r - теплота испарения влаги со свободной поверхности, Δr - дополнительные потери тепла при сушке, кДж/кг исп.вл.; W - влажность сырья, %; qn - теплотворная способность сухого сырья, кДж/кг; ΔТn, ΔTс - перепад температур в зонах пиролиза и сушки, °C; k - отношение массы твердой фазы к массе сырья. Расход отработавшего агента сушки не превышает расход топочных газов. Устройство термической переработки органосодержащего сырья снабжено коллектором топочных газов (12), выполненным в виде кольцевой перфорированной части камеры пиролиза с живым сечением, при выполнении условия ΔPк<ΔPп, где ΔPк - потери напора в кожухе с вентилятором; ΔPп - потери напора в слое материала в пиролизной камере (4), и отсасывающим вентилятором (13) с задвижкой (14), регулирующей расход отработавшего агента сушки. Изобретения позволяют повысить интенсивность пиролизного процесса и повысить производительность устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Наверх