Способ термической утилизации твердых бытовых отходов


 


Владельцы патента RU 2536944:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к области переработки, обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. Для термической утилизации отходов бурят скважину, проводят газификацию органических компонентов отходов при помощи контролируемого нагрева и подачи топлива с получением синтез-газа и его последующим выводом. При этом скважину бурят на полигоне захоронения отходов. Газификацию проводят непосредственно в массиве складированных отходов с помощью проложенной в скважине газовоздушной магистрали, которую перемещают внутри массива по вертикали путем погружения/извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб. Изобретение обеспечивает стабилизацию массива отходов, сокращение энергозатрат и затрачиваемого времени.

 

Изобретение относится к области переработки, обезвреживания и утилизации отходов бытовых и/или промышленных.

Из существующего уровня техники известен способ термической утилизации твердых бытовых отходов, включающий сушку, пиролиз отходов с разделением их на твердую и газообразную часть и расплав твердой части (патент RU №2147712 от 30.09.1998). Перед подачей твердого остатка в ванне предварительно наводят шлаковый расплав, нагревают его до температуры 1400-1500°C, загружают в полученный расплав материалы и отходы, содержащие металлическое железо, для получения шлакожелезистого расплава. Газообразную составляющую пиролиза вводят в контакт со всей поверхностью жидкого шлакометаллического расплава.

Недостатками известного способа являются необходимость использования большого количества природных ресурсов и громоздкой установки, а также необходимость транспортировки отходов с полигона и на полигон.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ утилизации отходов, включающий вскрытие угольного пласта скважиной, формирование полости подземного газогенератора и последующее газифицирование углеродсодержащей фракции отходов в подземном газогенераторе, причем полость подземного газогенератора формируют посредством гидромониторного агрегата, при этом боковым стенкам и кровле полости придают вид свода естественного равновесия в пределах ее проектных размеров, после чего прекращают гидравлическую выемку угля, откачивают воду и осуществляют термическую подготовку массива к газификации, для чего в полость подают газ с температурой 350-400°C, по завершении чего полость газогенератора загружают углеродсодержащей фракцией бытовых отходов, которые перед вводом в подземный газогенератор подвергают пиролизу при температуре 500-600°C, при этом в загруженный отходами газогенератор подают газовую смесь, включающую CO2, O2, кроме того, после выхода процесса газификации на устойчивый режим в состав дутья вводят пары воды, при этом после окончания выгазовывания первой порции отходов полость газогенератора заполняют следующей порцией отходов и так далее до полного заполнения полости газогенератора зольным остатком (патент RU №2167011 от 20.05.2001). Данный способ принят в качестве прототипа.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа - бурение скважины; проведение газификации органических компонентов отходов при помощи контролируемого нагрева и подачи топлива с получением синтез-газа и его последующим выводом.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что для его осуществления необходима установка подземного газификатора-реактора в угольном пласте, что ведет к техническим трудностям и высоким издержкам. Кроме того, необходима транспортировка отходов к данному месту, что делает невозможным проведение одновременно стабилизации полигона и обезвреживания отходов внутри самого полигона.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа термической утилизации ТБО, позволяющего одновременно проводить стабилизацию полигона и обезвреживать отходы внутри самого полигона в короткий промежуток времени; снижение энергозатрат и стоимости проведения процесса утилизации.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе термической утилизации твердых бытовых отходов, включающем бурение скважины, проведение газификации органических компонентов отходов при помощи контролируемого нагрева и подачи топлива с получением синтез-газа и его последующим выводом, согласно изобретению бурят скважину на полигоне захоронения отходов и газификацию проводят непосредственно в массиве складированных отходов с помощью проложенной в скважине газовоздушной магистрали, которую перемещают внутри массива по вертикали путем погружения-извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - бурят скважину на полигоне захоронения отходов; газификацию отходов проводят непосредственно в массиве складированных отходов с помощью газовоздушной магистрали, проложенной в скважине; газовоздушную магистраль перемещают внутри массива по вертикали путем погружения-извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб.

Бурение скважины на полигоне отходов и проведение газификации отходов непосредственно в массиве складированных отходов позволит обеспечить снижение объема отходов, что приводит к стабилизации полигона. А отсутствие необходимости транспортировки отходов к месту утилизации приводит к снижению энергозатрат.

Осуществление газификации с помощью газовоздушной магистрали, проложенной в скважине и перемещаемой внутри массива по вертикали путем погружения-извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб, позволит упростить технологическую схему процесса, а также снизить стоимость процесса газификации по причине отсутствия необходимости установления реактора в месте проведения реакции.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности.

На полигоне отходов бурят скважину, в которой прокладывают газовоздушную магистраль с горелкой и электрическим поджигом. За счет подачи и горения топлива температура в прилегающей к горелке зоне повышается. При достижении температуры 600°C начинается горение отходов. Подача топлива остается постоянной до достижения в зоне горения температуры 900-1000°C, подачу воздуха регулируют в зависимости от требуемых параметров термической деструкции отходов. При достижении 900°C внутри участка массива отходов образуется реакторная зона, в которой происходит контролируемая газификация органических компонентов твердых отходов в автотермическом режиме, что позволяет сократить подачу топлива. В данных условиях происходит образование синтез-газа, на количественные и качественные параметры которого можно воздействовать путем изменения количества подаваемого воздуха. В околореакторном пространстве за счет системы перфорированных труб создается зона пониженного давления, в результате чего синтез-газ извлекается из тела полигона и может быть использован в энергетических целях с последующей или предварительной очисткой.

Перемещение газовоздушной магистрали (реакторной зоны) внутри массива осуществляют по вертикали путем погружения-извлечения подводящих и отводящих труб, по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб.

Преимущество заявляемого способа состоит в том, что он позволяет уменьшить объем складируемых отходов, обеспечить стабилизацию массива отходов в длительном временном аспекте и провести их утилизацию, подготовить полигон к рекультивации и дальнейшему использованию площадки, сократив при этом энергозатраты и стоимость.

Способ термической утилизации твердых бытовых отходов, включающий бурение скважины, проведение газификации органических компонентов отходов при помощи контролируемого нагрева и подачи топлива с получением синтез-газа и его последующим выводом, отличающийся тем, что бурят скважину на полигоне захоронения отходов и газификацию проводят непосредственно в массиве складированных отходов с помощью проложенной в скважине газовоздушной магистрали, которую перемещают внутри массива по вертикали путем погружения-извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области переработки и утилизации путем пиролиза бытовых, сельскохозяйственных и промышленных отходов, содержащих древесину, полимерные соединения и углеводороды.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при утилизации ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) предпочтительно малого и среднего калибров.

Изобретение относится к области переработки и утилизации отходов бытовых и (или) промышленных, включающих отходы углесодержащих материалов. .

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения жилых и производственных комплексов и может использоваться в коммунальном хозяйстве, а также в производственных комплексах для удаления мусора.

Изобретение относится к переработке бытовых и промышленных отходов. .

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к технологиям подземной газификации угольных пластов посредством преобразования угля на месте его залегания в горючий газ, который в качестве топлива может использоваться в энергоустановках разного типа.

Изобретение относится к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых и может быть использовано для получения продуктов подземной газификации горючих сланцев.

Изобретение относится к комплексному освоению угольного месторождения при подземной газификации угля. Способ комплексного освоения угольного месторождения включает бурение системы дутьевых и газоотводящих скважин, гидравлически связанных между собой по угольному пласту, осуществление через них гидродинамического воздействия с образованием зоны искусственных полостей и трещин и огневого воздействия на угольный пласт с образованием очага горения, перемещаемого от дутьевой скважины в сторону газоотводящей скважины, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для комплексного освоения месторождений бурого угля. Технический результат заключается в обеспечении эффективного комплексного использования месторождений бурого угля и комплексной защите окружающей среды от воздействия технологического процесса.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в подземной газификации бурого угля в тонких и средней мощности пластах. Способ включает осушение угольного пласта, нагнетание в реакционный канал окислителя по вертикальным дутьевым скважинам, отсос из него продуктов газификации через газоотводящие скважины и минимизацию давления в реакционном канале.
Наверх