Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов


 


Владельцы патента RU 2502018:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов содержит 2 цеха: мусоросжигающий цех (МСЦ) и теплоцех, причем мусоросжигающий цех состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит футерованный изнутри плавильный реактор, плазмотрон, бункер золы с механизмом ввода золы, систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов. Плавильный реактор блока утилизации золы имеет металлический водоохлаждаемый кожух, блок утилизации золы содержит воздушный компрессор и водяной насос для охлаждения электродов плазмотрона и кожуха плавильного реактора, система очистки дымовых газов блока утилизации золы содержит дожигатель, вихревой скруббер (центробежно-барботажный аппарат) с щелочным раствором, рукавный фильтр для очистки от твердых примесей и приемник зольного остатка (вторичной золы). Изобретение позволяет повысить экологичность сжигания ТБО и снизить загрязнение окружающей среды. 1 ил.

 

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов предназначена для переработки и утилизации твердых бытовых отходов, переработки и обезвреживания промышленного и бытового мусора с выработкой тепла для подогрева воды и подачи ее в централизованную систему отопления и получения товарной продукции в виде строительных материалов.

Актуальность проблемы состоит в том, что одной из множества "болевых" точек современной экологии является проблема городских свалок бытового и промышленного мусора. Практически все города (большие и маленькие) в России и за рубежом окружены бесчисленным количеством официальных и неофициальных свалок. Свалки занимают десятки и сотни гектаров земли, чадят, дымят, загрязняют землю, воздух, воду. На свалках присутствуют и образуются ядовитые и вредные вещества - бензопирен, меркаптан, диоксин и др. В большинстве случаев эти ядовитые вещества возникают из сравнительно нейтральных отходов в результате самопроизвольного, неорганизованного горения и разложения мусора (последние исследования показывают, что диоксины могут образовываться и без процесса горения - под воздействием солнечной радиации). Поэтому во всем мире сегодня интенсивно разрабатываются пути переработки и обезвреживания промышленного и бытового мусора.

Существуют различные технологии переработки ТБО: био- и биохимические технологии, технологии прессования, создания цивилизованных полигонов захоронения, сортировки и последующей переработки.

Но все же в ряде стран до 80% мусора подвергается обезвреживанию термическим (огневым) методом. Сегодня этот способ является наиболее эффективным и универсальным.

Суть огневого метода обезвреживания отходов состоит в организации процесса горения таким образом, чтобы все сложные и вредные химические соединения разложились до простейших соединений, безвредных для человека и природы.

Твердые бытовые отходы (ТБО), составляющие основную массу городских отходов, исходно имеют 3 полезных качества: 1) содержат некоторые изделия и материалы, которые могут быть использованы (утилизированы) после сортировки и отбора без существенной переработки;

2) содержат вещества и материалы, которые могут быть утилизированы только после отбора и переработки; 3) имеют теплотворную способность, утилизация которой (теплоутилизация) фактически не требует сортировки и переработки за исключением изъятия крупоногабаритных отходов. Использование теплотворной способности ТБО (и их остатков после любой утилизации материальных компонент) - это наиболее оптимальная технология утилизации полезных свойств ТБО.

Известна установка для сжигания мусора с утилизацией тепла отходящих газов, включающая бункер для мусора, печь для сжигания мусора с золоудалителем, воздухоподающим устройством для подогрева воды отходящими газами, блок очистки отходящих газов и систему электроснабжения (Авторское свидетельство СССР N 1716257, кл. F23G /00, 1992).

Недостатком установки является сложность термической переработки отходов, необходимость подачи в реактор кислорода из внешних источников для обеспечения активного горения, необходимость электрического подогрева воздуха, поступающего в реактор.

Известен способ термической переработки отходов (патент РФ 95113652/03, 31.07.1995), включающий их подготовку, загрузку в печь и нагрев в ней в окислительной среде энергопреобразующими устройствами, например плазмотронами, перевод отходов в металлическую, шлаковую и газовую составляющие, которые выпускают из печи, причем отходящие газы утилизируют, например, пропуская через теплообменник, а затем их очищают и выпускают в атмосферу, отличающийся тем, что в теплообменнике отходящими газами из печи нагревают природный газ, отобранный из магистрального газотрубопровода перед редуцирующим устройством на газораспределительной станции, после чего его подают в турбодетандер, снижая давление, и направляют в магистральный газотрубопровод за редуцирующим устройством, а энергию расширяющегося нагретого природного газа преобразуют в электрическую при помощи электрогенератора, соединенного с турбодетандером, затем часть ее превращают в тепловую энергию, запитывая энергопреобразующие устройства, другую часть превращают в механическую энергию, обеспечивая работу электрооборудования, приводящего в действие механизмы, задействованные в способе, а третью часть превращают в химическую энергию при помощи воздухораспределительной установки и получают кислород и аргон, причем газообразный кислород подают в печь и окисляют отходы, а газообразный аргон направляют в энергообразующие устройства, защищая их от разрушения в окислительной среде.

Недостатки способа: необходимость в энергопреобразующем устройстве требуемой мощности и надежности, турбодетандере, который отсутствует на рынке, необходимость деления энергии на несколько частей, причем способ деления не описан в патенте.

Известен способ переработки твердых бытовых и мелкодисперсных промышленных отходов (патент РФ 2208202, МПК 7 F23G 5/00, F23G 5/32). Способ переработки твердых бытовых и мелкодисперсных промышленных отходов включает подачу твердых бытовых отходов в печь жидкой ванны и переработку мелкодисперсных промышленных отходов методом восстановительной циклонной плавки. Образующиеся при восстановительной циклонной плавке высокотемпературные отходящие газы подают на сушку бытовых отходов, а расплав шлака - в печь жидкой ванны, где осуществляют переработку твердых бытовых отходов в кальцийсодержащем шлаковом расплаве. Крупнодисперсную и мелкодисперсную пыль газоочистки отходящих газов печи жидкой ванны обогащают окислами тяжелых металлов за счет подачи ее совместно с мелкодисперсными промышленными отходами на восстановительную циклонную плавку. Технический результат: снижение энергетических затрат и безотходное ведение комплексной переработки твердых бытовых и мелкодисперсных промышленных отходов.

Недостатки способа: нет полной переработки ТБО, нужна сушка ТБО, требуются кальцийсодержащий шлаковый расплав и окислы тяжелых металлов для восстановительной циклонной плавки.

Известен способ сжигания твердых бытовых отходов и прочих органических отходов и устройство для его осуществления (патент РФ 2249766, МПК 7 F23G 5/00). Способ сжигания твердых бытовых и прочих органических отходов включает сжигание отходов при подаче предварительно нагретого воздуха, дожигание газообразных продуктов сжигания, последующую обработку для связывания HCl, Cl2, HF, пропускание через теплообменник - котел, газоочистку. Перед подачей в печь на сжигание отходы сепарируют, измельчают органическую часть отходов до размеров не более 100 мм, смешивают отходы с нагретым до температуры 300-4000C воздухом, подачу в циклонную печь осуществляют тангенциально с линейной скоростью не ниже 28 м/с, сжигание осуществляют при температурах 1320-1350°C, дожигание осуществляют в камере каталитического дожигания при температурах 1300-1500°C, обработку для связывания HCl, Cl2, HF ведут в камере декарбонизации известняковой муки с получением негашеной извести, перед подачей в котел обработанные продукты сжигания пропускают через воздухоподогреватель, а после котла - через систему мокрой газоочистки, причем тепловую энергию котла подают потребителям.

Недостатки способа состоят в необходимости в дополнительных затратах по измельчению отходов, нагреванию воздуха до высокой температуры, в использовании катализаторов в процессе дожигания.

Известен способ обработки твердых бытовых отходов (патент РФ 2254518, МПК 7 F23G 5/24, F23G 5/027, F23G 5/16). Способ обработки твердых бытовых отходов включает загрузку ТБО и сыпучего инертного теплоносителя в вертикальную шахтную печь, инициацию процесса пиролиза путем подачи горячей пароводяной смеси, получение низконапорного пиролизного газа и его сжигание с утилизацией теплоты сгорания. К низконапорному пиролизному газу подводят дополнительную энергию путем смешения в эжекторе с потоком высоконапорного воздуха, температуру пароводяной смеси поддерживают на уровне 60-800°C, температура в зоне газификации ТБО составляет 150-2500°C, а температуру и давление газа после сгорания поддерживают на уровне, соответственно, 600-1000°C и 0,5-1,1 МПа. Технический результат: повышение кпд системы утилизации.

Недостатки способа: высокие энергозатраты для получения высокой температуры, приготовления пароводяной смеси, нет утилизации остатков сгорания.

Известен способ термической переработки бытовых отходов и устройство для его осуществления (патент РФ 2293918, МПК F23G 5/00). Способ термической переработки бытовых отходов включает подготовку, загрузку в шахту, нагрев в плазменных струях в окислительной среде с циркуляцией газов в герметизированном реакционном пространстве с последующим выпуском образующихся расплавов шлака, металла и газов с очисткой и утилизацией последних, возврата части отходящих газов в реакционное пространство. Подготовленные отходы подвергают объемному сжатию, нейтрализуют выделенную жидкую фазу, а полученный твердый продукт направляют на подсушку, которую производят тепловым воздействием отходящего после утилизации газа. Подсушенный продукт периодически загружают в шахтную печь без теплового воздействия плазменных струй. После полной загрузки печи продукт уплотняют при одновременном нагреве продуктов плазменными струями, при этом в процессе уплотнения понижают исходный уровень столба продуктов в реакционном пространстве печи со скоростью, пропорциональной скорости газификации. Полученный пиролизный газ за счет давления в шахтной печи, которое создают плазмотронами, отводят из верхней части шахтной печи, перепускают через систему газоочистки, аккумулируют в ресивере и направляют на утилизацию тепловой и химической энергии. Рабочим телом плазмотронов служат очищенный, сжатый в компрессоре газ, отходящий после подсушки, и вода, а оставшиеся в шахтной печи отходы уплотняют и плавят плазменной струей, после чего сливают металл и шлак из шахтной печи. Технический результат: обеспечение высокой производительности при переработке мусора с повышенными экологическими параметрами.

Недостатки способа: использование дорогостоящей плазменной технологии, нет устройства переработки шлака и металла.

Известен способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов (патент РФ 2383822). Способ переработки твердых отходов включает их подготовку и загрузку в шахтную печь совместно с карбонатным материалом, например известняком, а также подачу в печь топлива и воздуха на горение, удаление дымовых газов и вывод готового продукта из нижней части печи. В качестве шахтной печи используют двухшахтную печь для обжига известняка. В одну шахту печи, работающую в режиме прямотока, загружают подготовленные отходы совместно с карбонатным материалом и в верхнюю часть этой шахты подают топливо и воздух на горение. В другую шахту, работающую в режиме противотока, загружают карбонатный материал для получения извести и в нижнюю часть этой шахты подают топливо и воздух на горение. Дымовые газы из первой шахты по дымовому каналу просасывают во вторую шахту и с помощью дымососа удаляют из верхней части второй шахты. Технический результат: повышение эффективности и экологической безопасности обезвреживания и утилизации твердых бытовых и промышленных отходов.

Недостатки: использование дополнительного карбонатного материала, не описан способ использования образующихся тепла и шлака.

Общие недостатки аналогов состоят в небольшой производительности, отсутствии полного цикла утилизации ТБО с получением товарной продукции, в низком кпд, сложности способов и устройств, в необходимости дополнительной термохимической обработки.

Наиболее близкий аналог комплексной районной тепловой станции для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов описан в следующем источнике: «Комплексные районные тепловые станции: Концепция» / В.Е. Накоряков, С.В. Алексеенко, А.С. Басин, С.А. Попов, Г.И. Багрянцев - Новосибирск, 1996. Комплексная районная тепловая станция имеет в своем составе два самостоятельных теплогенераторных цеха: специальный теплогенераторный мусоросжигательный - цех (МСЦ), использующий в качестве основного топлива ТБО, а также другие горючие отходы района, и имеющий возможность работать на местных низкокачественных топливах (на торфе и т.п.) и обычный теплоцех (котельную), работающую на природном топливе (угле, мазуте или газе).

МСЦ и теплоцех в составе КРТС объединяет общая работа на цех теплоснабжения, а также линия подачи дополнительного топлива из общих топливных складов и систем. Дополнительное высококалорийное топливо применяется в любых технологиях сжигания отходов, так как оно нужно при розжиге мусоросжигательных котлов и печей для нагрева стен до высокой температуры, достаточной для предотвращения вредных выбросов.

КРТС предназначена для переработки и обезвреживания промышленного и бытового мусора города (или района города) с населением в 100 тыс. чел. Производительность ее - не менее 40 тыс. т/год, в том числе 30 тыс. т ТБО и 10 тыс. т производственных отходов.

На КРТС подлежат переработке все виды городских ТБО: образующиеся в жилых и общественных зданиях; отходы от уборки улиц; от санитарной обрезки деревьев и кустарников и т.д., все виды промышленных нетоксичных и токсичных отходов всех классов опасности, за исключением радиоактивных и содержащих ртуть, свинец, мышьяк, селен. Система утилизации тепла на заводе позволяет использовать наряду с высокопотенциальным теплом дымовых газов и низкопотенциальное тепло, выделяющееся при конденсации влаги, содержащейся в дымовых газах, и снимаемое системой охлаждения газоочистного и технологического оборудования.

МСЦ в составе КРТС состоит из следующих основных блоков: бункерный блок, блок сжигания ТБО, блок дымоочистки, блок водоподготовки и утилизации тепла.

В работе МСЦ используется дополнительное высококалорийное топливо, как и в любых других технологиях сжигания отходов, так как оно нужно при розжиге мусоросжигательных котлов и печей, для нагрева стен до высокой температуры, достаточной для предотвращения вредных выбросов.

В основу производственных процессов, применяемых на МСЦ, положены прогрессивные технологии и решения:

- отходы сжигаются в наклонной вращающейся печи барабанного тина, что позволяет полностью механизировать и автоматизировать все технологические операции;

- предусматривается дожигание дымовых газов в вихревом дожигателс ВД с образованием газообразных продуктов полного окисления;

- в составе каждой технологической линии предусмотрена специальная система очистки дымовых газов по "мокрому" методу;

- в составе КРТС предусмотрена установка теплоутилизационного оборудования (котла-утилизатора и теплового насоса), что позволяет обеспечить собственные потребности станции в тепле и выдать тепло сторонним потребителям.

Недостаток КРТС заключается в том, что в ней не предусмотрена система обезвреживания золы, что не позволяет считать КРТС замкнутым безотходным производством. В исходных ТБО могут содержаться тугоплавкие, негорючие материалы, которые переходят в золу. При сжигании ТБО в МСЦ в образующейся золе содержится некоторое количество несгоревшего углерода (мехнедожог), на ней осаждаются канцерогенные вещества, диоксины и фураны. Захоранивать такую золу нельзя, а системы экологически-чистой утилизации золы в КРТС не предусмотрено. Эффективным путем решения экологической проблемы является дополнение КРТС блоком плавления золы в плазменном реакторе с получением инертного шлака и нетоксичных газовых выбросов.

Известна плазменная плавильная установка и способ плазменного переплава золы мусоросжигательных заводов (Х.С. Пак. Исследование состава и свойств шлака при плазменном переплаве золы мусоросжигательных заводов // Теплофизика и аэромеханика, 2011, т.18, №2, с.325-334). Плавильная установка состоит из плавильной камеры, плазмотрона, источника питания плазмотрона и системы его запуска, устройств для анализа, очистки и удаления газа, образующегося в процессе плавления. Плавильная камера имеет огнеупорную подовую футеровку стен, ее конструкция допускает поворот на 180° для слива расплавленного шлака. Для плавления золы используется плазмотрон струйного типа мощностью до 70 кВт. В результате плазменного переплава золы получается свободный от диоксинов, экологически безопасный шлак.

Недостатки данной установки и способа: небольшая производительность, переработка золы дискретным методом по 500 г, отсутствие водоохлаждаемого кожуха, что не позволяет поднять производительность установки и увеличить длительность непрерывной работы, система очистки установки не позволяет достичь экологических норм по вредным выбросам, отсутствуют необходимые параметры для масштабируемости технологии.

Задачей комплексной районной тепловой станции для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов является экологически чистое сжигание ТБО и других горючих отходов с выработкой тепловой энергии, с минимальным воздействием на окружающую среду, с максимальным кпд, минимальными трудозатратами и максимальным использованием негорючих твердых бытовых отходов и системой утилизации золы.

Проблема решается следующим образом. КРТС, имеющая 2 цеха: мусоросжигательный цех (МСЦ), состоящий из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла и котельный цех, дополняется блоком утилизации золы, который содержит плавильный реактор, футерованный изнутри; плазмотрон; бункер золы с механизмом ввода золы; систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов, согласно изобретению, в блоке утилизации золы плавильный реактор имеет металлический водоохлаждаемый кожух, блок утилизации золы содержит воздушный компрессор и водяной насос для охлаждения электродов плазмотрона и кожуха реактора, система очистки дымовых газов блока утилизации золы содержит дожигатель, вихревой скруббер (центробежно-барботажный аппарат) с щелочным раствором, рукавный фильтр для очистки от твердых примесей и приемник зольного остатка (вторичной золы).

На фиг.1 представлена блок-схема блока утилизации золы. Блок утилизации золы содержит 1 - источник электропитания, 2 - воздушный компрессор, 3 - плазмотрон, 4 - водяной насос, 5 - бункер золы с системой подачи золы, 6 - плавильный реактор, 7 - систему слива расплава и грануляции шлака, 8 - дожигатель отходящих газов, 9 - приемник для зольного остатка, 10 - центробежно-барботажный аппарат, 11 - рукавный фильтр, 12 - дымосос, 13 - трубу.

Технические параметры блока утилизации золы: температура плавления золы и температура газа в плавильном пространстве - 1400±50°С, разрежение - 20-30 мм вод. ст., температура дымовых газов после дожигателя - 1100-1150°C, удельные затраты электроэнергии - 0,9-1,2 кВт·ч/кг.

КРТС работает следующим образом. В бункерном блоке твердые бытовые и промышленные отходы принимают без сортировки как из спецмашин, так и из грузового транспорта общего назначения. Крупногабаритные металлические включения отделяют из отходов на стадии приема, а мелочь - из золы после сжигания отходов. Жидкие горючие и жидкие обводненные отходы принимают в отдельные емкости. Затем отсортированные горючие ТБО равномерно подаются на сжигание в блок сжигания. Для обеспечения высокой эффективности обезвреживания процесс сжигания отходов осуществляют в две стадии:

- озоление в противоточной вращающейся печи;

- дожигание дымовых газов в вихревом дожигателе.

Дымовые газы охлаждают в котле-утилизаторе с получением перегретого пара. Вырабатываемый пар отдается городским предприятиям, используется для собственных нужд завода в качестве греющего источника для абсорбционных тепловых насосов и догрева сетевой теплофикационной воды города или обогрева теплиц.

Затем дымовые газы поступают в блок дымоочистки, где выполняется мокрая очистка дымовых газов от пыли и вредных примесей.

Концентрированные стоки из системы газоочистки и сточные воды от промывки технологического оборудования используются для охлаждения золы с отводом пара в огнетехнический агрегат. Золу и шлам из блока сжигания и блока дымоочистки используют в блоке утилизации золы для производства строительных материалов.

Из переплавляемой золы в систему газоочистки уходят легколетучие компоненты (K, Na, С, Cl, S) и тяжелые металлы (Zn, Cu, Cd, Pb). Здесь же происходит улавливание вторичной пыли с повышенным содержанием тяжелых и цветных металлов (в т.ч. в виде шлама в ЦБА). Масса исходной золы и газов после плавления распределяется в соотношениях: шлак - 60%, вторичная зола от испарения легколетучих веществ и за счет механического уноса - 9,0%, дымовые газы - 29%, металл - 2%.

Гранулированный шлак в виде частиц размером до нескольких мм имеет высокую устойчивость к растворению в воде и слабых кислотах. Такой шлак пригоден для строительства дорог и производства строительных материалов.

В целом блок утилизации золы в составе МСЗ обеспечивает переработку в экологически безопасные продукты до 90% исходной массы золы. Диоксины, содержащиеся в исходной золе, в полученном после плавления шлаке отсутствуют полностью.

Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов, которая содержит 2 цеха: мусоросжигающий цех (МСЦ) и теплоцех, причем мусоросжигающий цех состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит футерованный изнутри плавильный реактор, плазмотрон, бункер золы с механизмом ввода золы, систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов, отличающийся тем, что плавильный реактор блока утилизации золы имеет металлический водоохлаждаемый кожух, блок утилизации золы содержит воздушный компрессор и водяной насос для охлаждения электродов плазмотрона и кожуха плавильного реактора, система очистки дымовых газов блока утилизации золы содержит дожигатель, вихревой скруббер (центробежно-барботажный аппарат) с щелочным раствором, рукавный фильтр для очистки от твердых примесей и приемник зольного остатка (вторичной золы).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Мусоросжигательный завод состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит плавильный реактор, футерованный изнутри; плазмотрон; бункер золы с механизмом ввода золы; систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов.

Изобретение относится к системам утилизации лома электропроводов. .

Изобретение относится к системам сжигания попутных нефтяных газов и термической переработки нефтяных отходов бурения. .

Изобретение относится к системам термической переработки твердых отходов, а именно к конструкциям для сжигания железнодорожных деревянных шпал. .

Изобретение относится к области переработки отходов, а именно к конструкциям устройств термической переработки отходов. .

Изобретение относится к области переработки твердых отходов, и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к установкам для сжигания и утилизации различных видов отходов, например органических отходов, на местах их непосредственного нахождения или сбора.

Изобретение относится к строительству, а именно к технологиям сжигания твердых бытовых отходов, и может быть использовано во всех отраслях, в том числе и на железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к технологии утилизации опасных токсичных органических отходов, содержащих полихлорированные бифенилы, или непригодных пестицидов. .

Изобретение относится к способам и устройствам для сжигания твердых органических отходов и может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве при сжигании отходов с гарантированным подавлением процессов, приводящих к образованию в вытекающих газах таких ядовитых веществ, как диоксины и фураны.

Изобретение относится к области энерготехнологического оборудования, а именно к устройствам уничтожения отходов путем сжигания, в частности к конструкциям печей для утилизации твердых отходов. Нейтрализатор биологических отходов содержит камеру сгорания, горелочный узел, высоконапорный вентилятор с выходом воздуха и последовательно расположенные загрузочную камеру, камеру дожига, циклон и резонансную трубу. Нейтрализатор дополнительно содержит горизонтально ориентированный цилиндрический корпус, снабженный люком на цилиндрической поверхности, конусом на одной торцевой стороне, второй торцевой стороной корпус соединен с камерой дожига, загрузочная камера выполнена в виде цилиндра с конусными сужениями и отверстиями на торцевых сторонах, расположена горизонтально внутри корпуса на ложементах и снабжена люком на цилиндрической поверхности напротив люка корпуса, камера сгорания выполнена съемной в виде цилиндра, расположена горизонтально внутри загрузочной камеры и снабжена решеткой на одном торце со стороны камеры дожига, горелочный узел закреплен на конусе корпуса и сопряжен со вторым торцом камеры сгорания, выход воздуха вентилятора направлен тангенциально внутрь корпуса в области конуса корпуса и внутрь загрузочный камеры в области конуса со стороны горелочного узла. Изобретение позволяет повысить эффективность подвода вторичного воздуха и предотвратить возникновение тепловых деформаций при пиковых нагрузках. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии при утилизации топлива путем сжигания его в факелах. Изобретение позволит повысить термический коэффициент полезного действия с одновременным уменьшением вредных выбросов. Способ включает сжигание попутного нефтяного газа в камерной печи, получение нагретого рабочего тела, преобразование энергии рабочего тела в работу агрегата полезной нагрузки, в качестве рабочего тела используют воздух, сжатый в лопаточной машине и нагретый в воздухонагревателе, рабочее тело подают в турбину турбинного привода и далее в камерную печь. Расширение рабочего тела в турбине используют для привода лопаточной машины и агрегата полезной нагрузки. Теплоэнергетическая установка содержит элементы подвода воздуха и попутного нефтяного газа, камерную печь, лопаточную машину, электрогенератор и вытяжную трубу. Она снабжена воздухонагревателем и турбиной турбинного привода. Перед камерной печью вдоль воздушного тракта установлены турбина турбинного привода, воздухонагреватель, лопаточная машина, элементы подвода воздуха. После камерной печи, вдоль газового тракта установлены воздухонагреватель и вытяжная труба. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам уничтожения твердых углеродсодержащих бытовых и промышленных отходов. Инсинератор твердых углеродсодержащих отходов содержит устройство для загрузки отходов со шнековым питателем 14, камеру горения 1, устройство поджига 4, устройство дожига 2 с плазматроном, систему подачи воздушного потока, завихритель воздушного потока, систему очистки и удаления продуктов горения, теплообменник 10, причем плазматрон содержит устройство инициирования разряда, внешний электрод и центральный электрод. В систему очистки и удаления продуктов горения введены пылезолоконцентратор 5, барабанно-скребковый питатель 6, шлакодробилка 7, фильтры грубой 12 и тонкой очистки 13. Шнековый питатель содержит два шнековых механизма. Завихритель воздушного потока содержит ряд секций трубопровода, выполненных с направлением воздушного потока по касательной к стенке камеры горения. В камере горения образован металлический отражатель с криволинейной поверхностью. В плазмотроне длина второго электрода выполнена меньше длины первого электрода, устройство инициирования разряда содержит магнетрон, объемный резонатор и петлю вывода микроволнового излучения. Изобретение позволяет упростить конструкцию инсинератора, повысить экологичность процесса и снизить электропотребление. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии, полученной при утилизации топлив в факелах путем сжигания жидких, газообразных отходов лесной и сельскохозяйственной промышленности, биогаза, продуктов переработки бытовых отходов, продуктов подземной или промышленной газификации твердых топлив, отходов нефтедобычи и нефтепереработки. Способ включает подачу воздуха, сжатие его, подачу попутного нефтяного газа в энергетическую установку, их смешение и сжигание в энергетической установке с получением нагретого рабочего тела, причем сжигание производят циклически в части множества туннельных каналов, используя принцип детального теплового равновесия, передавая теплоту в термостате от рабочего тела при низком давлении стенке, сжатому воздуху при высоком давлении от стенки, затем преобразование энергии рабочего тела в полезную нагрузку, удаление рабочего тела в атмосферу. Энергетическая установка содержит компрессор 1, турбину 2, электрогенератор 3, камеру сгорания, элементы подвода атмосферного воздуха 18 и топлива 19. Она содержит устройство типа термостат 4, который выполнен с множеством туннельных каналов 6 в массивном теле, при этом на заднем торце 10 которого одна часть каналов сообщена с выходом компрессора 1, а другая часть каналов соответственно сообщена с атмосферой через внутреннюю полость вытяжной трубы 14, на переднем торце 9 массивного тела термостата одна часть каналов сообщена со входом турбины 2, а другая часть каналов соответственно сообщена с выходом турбины, при этом выход турбины 2 соединен также с элементами подвода топлива 19 и внутренними полостями горелок 12, образуя камеру сгорания с многоканальными полостями устройства типа термостат. Установка содержит дополнительный привод 17, который соединен с устройством типа термостат, и обеспечивает ему, по меньшей мере, одну степень свободы движения. В ней устройство типа термостат 4 может быть выполнено из жаростойкой и жаропрочной высокотемпературной керамики. Изобретение позволяет повысить эффективность способа работы энергетической установки путем увеличения термического коэффициента полезного действия с одновременным уменьшением вредных выбросов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике и технологии термического обезвреживания твердых бытовых отходов. Способ утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов на мусоросжигательной установке заключается в том, что поток отходящих газов, образующихся в мусоросжигательной установке, оснащенной печью, системами дожигания и охлаждения отходящих газов, газоочистки и золошлакоудаления, поступает с температурой 1150°С-1250°С из системы дожигания поочередно в параллельно подключенные проточные двухканальные газо-воздушные теплообменные аппараты, образующие совместно с системой подачи сжатого воздуха, воздушной турбиной и генератором систему генерации электрической энергии. При этом переключение подачи потока отходящих газов в каждый последующий теплообменный аппарат проводят после нагрева предыдущего теплообменного аппарата до температуры 800°С-1000°С. Причем поток отходящих газов, охлажденный при прохождении в каждом теплообменном аппарате, подается после системы газоочистки в атмосферу. При этом после нагрева в каждый теплообменный аппарат поочередно подается сжатый воздух, который нагревается в каждом аппарате до температуры 600°С-800°С и поступает во входное устройство воздушной турбины, соединенной с генератором электрической энергии, при прохождении через которую сжатый воздух охлаждается и подается в печь мусоросжигательной установки. Изобретение позволяет снизить затраты на получение тепловой энергии, загрязнение окружающей среды и повысить эффективность производства энергии. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для утилизации горелого леса и может быть использовано для утилизации древесных отходов предприятий, перерабатывающих товарную древесину в изделия, занимающихся санитарной обработкой лесопарковых территорий и утилизацией древесных изделий, вышедших из употребления. Установка для получения древесного угля и горючего газа состоит из печной камеры с топочным устройством, над которым установлены реторты с отверстиями для выхода пиролизных газов, питателей для сырья, полостью для сбора и охлаждения угля. Установка снабжена фильтром-циклоном, конденсатором воздушного охлаждения кожухотрубного типа и дымососом, а термокамера образована несколькими, например четырьмя ретортами, установленными параллельно в печной камере над топкой с зазором и выполненными в форме вытянутых прямоугольных пирамид, заполненных утилизируемым сырьем, содержащих отверстия, соединенные в общий коллектор для отвода парогазовой смеси, снабженных питателями сырья, выполненными в виде лотков с крышками и толкателями, объединенными общей траверсой с приводом, например, в виде пневмоцилиндра, установленного в центре и снаружи торцевой стенки печной камеры. При этом камера разгрузки твердого остатка выполнена в виде короба, объединившего все реторты на выходе твердого остатка и содержащего патрубок для его выдачи, реторты снабжены шиберными затворами на входе сырья и выходе угля, выполненными в виде пазовых рамок, уплотнений и собственно шиберами, представляющими собой пластины с отверстиями, размеры которых и шаг расположения аналогичны торцевым входам и выходам реторт и расположению последних в печной камере, и также снабженными приводами, например, в виде пневмоцилиндров, установленных снаружи на торцевой стенке печной камеры. Все пространство в верхней части печной камеры объединено под общим сводом с патрубком для отвода дымовых газов, а топка снабжена дверцами, горелкой для газового топлива, колосниковой решеткой и камерой с дверцами для сбора золы и поступления воздуха при сжигании твердого топлива. Изобретение позволяет повысить мобильность установки и возможность работать автономно при полном собственном энергообеспечении. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области теплотехники и позволяет повысить экологическую эффективность процесса сжигания пастообразных осадков. Способ сжигания обезвоженных осадков сточных вод включает ввод осадков в закрученный вертикальных поток продуктов сгорания дополнительного жидкого или газообразного топлива. Осуществляют диспергирование осадков компрессорным воздухом или паром. Проводят термическую обработку осадков с разделением их на мелкие и крупные фракции. Выжигают мелкие фракции в закрученном потоке и сепарируют необработанные крупные фракции. При этом собранную в результате осаждения массу крупных фракций подвергают автономному дроблению с получением мелких фракций и подают отдельной струей в закрученный вертикальный поток продукта сгорания в зону ввода исходных осадков.

Изобретение относится к области переработки отходов. Установка содержит последовательно установленные загрузочный бункер, мартеновскую печь, камеру дожигания, рекуператор нагрева воздуха горения, теплоутилизатор, дымосос и дымовую трубу, средство подачи топлива. Печь снабжена рукавным фильтром для очистки отходящих дымовых газов от пыли и каталитическим аппаратом для очистки отходящих дымовых газов от окислов углерода и окислов азота. Каталитический аппарат состоит из вертикального корпуса с коническим днищем, внутри которого сверху вниз размещены вертикальный теплообменник, распределитель жидкости, абсорбционная секция, десорбционно-охладительная секция, отсасывающий зонт с вентилятором и трубка Вентури. Способ включает приготовление шихты в виде смеси отходов с флюсом, загрузку шихты и ее плавку в ванне мартеновской печи при температуре 1450-1500°С. Производят отвод выделяющихся горючих компонентов в камеру дожигания с утилизацией тепла отходящих газов, очистку отходящих газов от пыли в рукавном фильтре, а очистку отходящих дымовых газов от окислов углерода и окислов азота производят в каталитическом аппарате. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации отходов сланцевых и угольных шахт, а также обогатительных фабрик, в том числе с целью отопления промышленных и административных зданий указанных предприятия. Техническим результатом является в повышение коэффициента использования тепла, полученного от сжигания низкокалорийных углесодержащих отходов. Установка содержит печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий трубопровод, размещенный в емкости, которая выполнена с возможностью выгрузки в нее прогоревшей породы из печи. Печь выполнена теплоизолированной, а емкость заполнена жидкостью и выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки породы в емкость к зоне выгрузки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способу обогащения альтернативных, углеродосодержащих, низкокалорийных отходов для получения синтез-газа для применения в топочных установках. Способ включает высокотемпературную газификацию альтернативного топлива при условиях, препятствующих окислению, при температурах свыше 1000°C. Причем через насадки подают воду, водяной пар или CO2, при этом обеспечивают восстановление CO и H2. Для высокотемпературной газификации применяют отходящее тепло охладителя клинкера, через теплообменник, в качестве которого используют двойные стенки вращающейся трубчатой печи или теплостойкие аккумуляторы тепла, которые смешивают с нагреваемым топливом. В качестве теплостойких аккумуляторов тепла используют, например, песок или керамические частицы. В качестве теплостойкого аккумулятора тепла дополнительно применяют частичное количество клинкера, поступившего в охладитель клинкера. Достигаемый результат - снижение тепловой и эксплуатационной нагрузки при эффективном сжигании топлива и повышении качества горючего газа. 7 з.п. ф-лы.
Наверх