Способ и установка утилизации твердых бытовых отходов на полигонах

Способ утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах включает загрузку отходов в установку, биоразложение с образованием газообразных и твердых продуктов, обезвреживание, охлаждение и накопление продуктов переработки, Перед загрузкой проводят радиационный и дозиметрический контроль массы ТБО, утилизацию ТБО, которую проводят в две стадии, на первой стадии ТБО подвергают аэробной и анаэробной переработке для получения биогаза, который поступает на выработку тепловой и электрической энергии. На второй стадии проводят термическое разложение, при котором непереработанная часть отходов проходит интенсивную просушку, а затем пиролиз, результатом которого является пирогаз, который после охлаждения и очистки поступает на выработку тепловой и электрической энергии. Полученный в результате пиролиза пирокарбонат используют в очистке фильтрата, который выделяется в процессе биоразложения. Другие обезвреженные в установке твердые фракции отходов после охлаждения отправляют на захоронение. Установка утилизации ТБО на полигонах включает удлиненную камеру переработки ТБО, которая расположена наклонно на склоне естественного возвышения конкретной местности, в верхней части которой имеется подъездной путь для засыпки ТБО в камеру через люк. В нижней части камеры имеется заслонка для отсыпки переработанной и нейтрализованной массы ТБО. Камера состоит из последовательно расположенных зоны биоразложения, термического разложения, которая включает секцию пиролиза, зоны охлаждения и накопления продуктов переработки. Зона биоразложения включает две секции - секцию аэробной и анаэробной переработки, в которую вмонтирована многофункциональная конструкция, которая представляет собой лопасти для перемешивания движущейся массы ТБО, сбора и вывода биогаза, введения воды и корректирующих растворов и устройство для сбора и вывода фильтрата. На боковой стенке камеры установлены люки для отбора проб, в зону термического разложения дополнительно введены секция сушки и прогрева переработанной массы ТБО и газозатворная камера для предотвращения попадания снизу воздуха в секцию пиролиза. Снаружи на боковой поверхности закреплена лестница/лифт для обслуживания установки. Использование данной группы изобретений обеспечивает комплексную непрерывную и ускоренную переработку ТБО. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Предлагаемый способ утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) с применением многофункциональной установки на полигонах относится к области коммунального хозяйства, защиты окружающей среды, биотехнологии и биоэнергетики и направлен на контролируемое, регулируемое и непрерывно-ускоренное биохимическое и термохимическое разложение движущейся под собственным весом массы ТБО с производством тепловой и электрической энергии.

В настоящее время в основе метода утилизации ТБО на полигонах, вне зависимости от экономического развития государства, лежат следующие ключевые позиции: создание свалочного тела путем захоронения ТБО с укатыванием в грунте; неподвижность свалочного тела («пассивность»); процесс разложения свалочного тела на геотехногенном уровне осуществляется бесконтрольно и нерегулируемо, занимает из-за «пассивности» свалочного тела длительное время (десятки - сотни лет), протекает на больших территориях, сопровождается эмиссией ксенобиотиков и проявлением видоизменения флоры и фауны. Таким образом, дешевизна полигонов - понятие относительное и в последнее время все больше подвергается критике со стороны экологов, т.к. их аргументы становятся все более убедительными.

Известны различные технические решения в области утилизации ТБО.

Так, известен пиролизный комплекс для утилизации ТБО (патент РФ на ИЗ №2406747, МПК C10B 53/00, B09B 3/00, F23G 5/027, опубл. 20.12.2010). Известный комплекс включает наклонный пиролизный реактор для термического разложения ТБО с загрузочными и разгрузочными устройствами, устройство нагрева отходов с использованием собственного пиролизного газа, блок охлаждения и очистки пиролизного газа и газовую горелку, кроме того, пиролизный реактор, смонтированный на борту высотной свалки, выполнен из бетонных колец, загрузочные и разгрузочное устройства выполнены в виде герметичных питателей ящичного типа, газовая горелка расположена в основании пиролизного реактора, при этом параллельно пиролизному реактору расположен трубчатый секционный коллектор, соединенный с пиролизным реактором при помощи многочисленных патрубков, оснащенных перфорированными термоустойчивыми прокладками, предназначенный для отвода паров воды в атмосферу из верхней зоны пиролизного реактора, где производится сушка отходов, и для отвода пиролизного газа в газовую горелку из нижней зоны пиролизного реактора, где производится термохимическое разложение отходов.

Известна установка утилизации ТБО на полигонах (заявка РФ на ПМ №2013126297 от 20.05.2013), которая выбрана в качестве прототипа. Комплекс включает удлиненную камеру, расположенную наклонно на склоне естественного возвышения конкретной местности, в верхней части которой имеется подъездной путь для засыпки отходов в камеру через люк, в нижней части которой имеется заслонка для отсыпки переработанной и обезвреженной массы ТБО. Удлиненная камера состоит из секции аэробной переработки отходов, секции анаэробной переработки отходов, секции пиролиза и секции накопления продуктов переработки и отходов.

Известен способ переработки ТБО (патент РФ на ИЗ №2294319, МПК C05F 9/00, B09B 3/00, опубл. 27.02.2007). Способ переработки ТБО, состоящий из сортировки отходов, биотермической санации в биобарабанах с внесением активирующего состава и последующего компостирования в буртах, отличающийся тем, что в качестве активирующего состава используют композицию из легкодоступных источников углерода, азота и фосфора и активаторов роста микроорганизмов в виде растворов в дозировках, обеспечивающих активную колонизацию субстрата аборигенными термофильными микроорганизмами.

Известен также способ утилизации отходов, содержащих органику (патент РФ на ИЗ №2338122, МПК F23G 5/027, опубл. 10.11.2008), выбранный в качестве прототипа. Способ утилизации отходов, содержащих органические материалы, в том числе хлорсодержащие и инфицированные, включающий загрузку отходов в камеру термического разложения (КТР), нагрев и разложение органики в КТР - пиролиз, с образованием газообразных и твердых продуктов, их сжигание, каталитическое обезвреживание, охлаждение в теплообменнике и пылеочистку дымовых газов, отличающийся тем, что загрузку отходов в камеру термического разложения производят через шлюзовое устройство, постоянно промываемое инертным газом, отходы подвергают бескислородному термическому разложению - пиролизу, при температуре 550-700°C в металлической камере, нагреваемой снаружи комплексно дымовыми газами от сжигания внешнего топлива в расположенной в непосредственной близости к ней горелки, дымовыми газами из циклонной топки, полученными от сжигания в ней при температуре 1200-1300°C газообразных продуктов пиролиза, и дымовыми газами от сжигания на колосниковой решетке твердых продуктов пиролиза, причем теплообмен во внутреннем объеме камеры термического разложения интенсифицируют постоянным перемешиванием отходов и созданием искусственной циркуляции газовой фазы за счет подачи в ее нижнюю часть нагретого до 600-700°C инертного газа, приготовление которого осуществляют за счет теплового потенциала дымовых газов, газообразные продукты из камеры термического разложения вводят в циклонную топку посредством инжекции, причем в качестве инжектирующей среды используют нагнетаемый под давлением воздух, предварительно подогретый до 350-400°C отходящими дымовыми газами, уловленный в скруббере шлам направляют на повторный пиролиз в камеру термического разложения, а весь технологический процесс проводят под разрежением.

Предлагаемый способ и установка утилизации ТБО по сравнению с прототипами и аналогами обеспечивают комплексную непрерывно-ускоренную переработку естественно движущейся массы ТБО с получением тепловой и электрической энергии.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение комплексной непрерывно-ускоренной переработки ТБО на полигоне на основе созданной установки по производству биогаза и пирогаза, естественного продвижения отходов в процессе интенсивной переработки с одновременным перемешиванием отходов, введения корректирующих растворов и отбора из них газов, путем наклонного расположения установки с удлиненной камерой.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в ускорении утилизации ТБО, в расширении и улучшении инженерно-технологических возможностей предлагаемой установки, в предотвращении попадания в окружающую среду загрязняющих веществ.

Достигается технический результат тем, что в способе утилизации ТБО на полигонах, включающем загрузку отходов в установку, биоразложение и термическое разложение с образованием газообразных и твердых продуктов, обезвреживание, охлаждение и накопление продуктов переработки, согласно изобретению перед загрузкой проводят радиационный и дозиметрический контроль массы ТБО, утилизацию ТБО проводят в две стадии, причем отходы из одной зоны утилизации в другую поступают естественно и непрерывно под действием собственного веса в процессе падения порции переработанной или отработанной массы ТБО при очередной выгрузке. При этом на первой стадии утилизации ТБО подвергают аэробной и анаэробной переработке, в результате чего получают биогаз, который затем поступает на выработку тепловой и электрической энергии, на второй стадии утилизации ТБО проходят термическое разложение, при котором не переработанная в зоне биоразложения часть отходов под действием горячего газа проходит интенсивную просушку и прогрев, затем пиролиз, результатом которого является пирогаз, который после охлаждения и очистки также поступает на выработку тепловой и электрической энергии.

Полученный в результате пиролиза пирокарбонат используется в очистке фильтрата, который выделяется в процессе биоразложения. Другие обезвреженные в установке твердые фракции отходов после охлаждения выгружают и отправляют на захоронение.

Аэробная переработка длится 24-48 часов при температуре 45-60°C, pH 6,5-7.

Анаэробная переработка длится 960-1440 часов при температуре 55-60°C, pH 5-6 - в начале переработки, pH 7,5-8,5 - в конце переработки.

В результате биоразложения перерабатывается до 70% от органических отходов или до 30-40% отходов от сырца.

Термическое разложение методом пиролиза, которому подвергаются оставшиеся после биоразложения отходы (до 40-60% от сырца), длится 24 часа при температуре 600-1100°C.

Также технический результат достигается тем, что в установке утилизации ТБО на полигонах, включающей удлиненную камеру переработки ТБО, расположенную наклонно на склоне естественного возвышения конкретной местности, в верхней части которой имеется подъездной путь для засыпки ТБО в удлиненную камеру через люк, в нижней части которой имеется заслонка для отсыпки переработанной и нейтрализованной массы ТБО, причем удлиненная камера состоит из последовательно расположенных зоны биоразложения, зоны термического разложения, включающей секцию пиролиза, зоны охлаждения и накопления продуктов переработки, согласно изобретению зона биоразложения включает две секции - секцию аэробной и анаэробной переработки ТБО, в которую вмонтирована многофункциональная конструкция - лопасти для перемешивания движущейся под собственным весом перерабатываемой массы ТБО, введения воды и корректирующих растворов, сбора и вывода биогаза и устройство для сбора и вывода фильтрата. На боковой стенке камеры в разных местах установлены люки, предназначенные для отбора проб. При этом в зоне термического разложения дополнительно введены секция сушки и прогрева переработанной массы ТБО и газозатворная камера для предотвращения попадания снизу воздуха в секцию пиролиза. Газозатворная камера закрыта сверху и снизу затворами, одновременное открытие которых невозможно.

Снаружи на боковой поверхности камеры закреплена лестница/лифт для обслуживания установки.

Стенки удлиненной камеры выполнены из литого армированного бетона, или сборных бетонных колец, или коррозионно-стойкого металла.

Лопасти, предназначенные для перемешивания движущейся под собственным весом перерабатываемой массы ТБО, устанавливаются консольно с наклоном вниз на 15-20° для соскальзывания виснущего материала. Лопасти состоят из выполненных из химически стойкой листовой стали толщиной 2-2,5 мм фланца с приваренной к нему цельной плоскостью в виде косого четырехугольника, установленного под углом 40-50° к вертикали. Вдоль длинных сторон плоскостей и через отверстия во фланце проходят силовые перфорированные трубы диаметром 60-80 мм, выполненные из стали и предназначенные для сбора и вывода биогаза, поставки воды и корректирующего раствора в перерабатываемую массу ТБО. Силовые перфорированные трубы имеют выводные патрубки.

Вмонтированное в зону биоразложения устройство для сбора и вывода фильтрата состоит из желоба с защитной сеткой, выполненной в виде чугунной перфорированной пластины, с емкостью в нижней части - водосборником и отводной трубы.

Емкость желоба устройства для сбора и вывода фильтрата выполнена в виде кармана, из которого фильтрат выводится наружу через отводную трубу.

Камера имеет продольный сборный большой желоб и сетку малых косых примыкающих желобков.

Секция пиролиза состоит из затворов, камеры горения, пламегасителя, отражателей, сборника пирогаза и теплообменника воздушного.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими фигурами:

фиг. 1, на которой изображена схема предлагаемого способа утилизации ТБО на полигонах, где:

1 - доставка ТБО;

2 - радиационный и дозиметрический контроль ТБО;

3 - загрузка ТБО в установку (сырец 100%);

4 - установка;

5 - зона биоразложения;

6 - зона термического разложения;

7 - зона накопления;

8 - секция аэробной переработки;

9 - секция анаэробной переработки;

10 - секция сушки и прогрева;

11 - секция пиролиза;

12 - секция газозатворной камеры;

13 - фильтрат;

14 - очистка;

15 - биогаз;

16 - пирогаз;

17 - охлаждение;

18 - очистка;

19 - электрическая и тепловая энергия;

20 - выгрузка отходов (до 10-30% от сырца);

21 - пирокарбонат;

22 - захоронение нейтрализованных для окружающей среды отходов (до 10-20% от сырца);

23 - хозяйственная зона;

24 - пункт обслуживания установки 4;

25 - корректирующие растворы и добавки;

26 - внешний рынок;

27 - углекислый газ.

фиг. 2, на которой изображена установка 4 утилизации ТБО (а - вид сбоку; б - вид спереди), где:

28 - секция аэробной переработки отходов;

29 - секция анаэробной переработки отходов;

30 - секция сушки и прогрева для переработанной массы ТБО;

31 - секция пиролиза;

32 - газозатворная камера;

33 - зона охлаждения и накопления продуктов переработки;

34 - люк для засыпки отходов;

35 - люк для отбора проб секции 28;

36 - люк для отбора проб секции 29;

37 - заслонка для отсыпки переработанной и нейтрализованной массы ТБО;

38 - лестница / лифт для обслуживания установки 4;

39 - подъездной путь;

фиг. 3, на которой изображена установка 4 (а - с двумя камерами, б - с тремя камерами);

фиг. 4, на которой изображена конструкция лопастей (а - лицевая сторона, б - вид сбоку), где:

40 - силовая труба;

41 - плоскость;

42 - фланец;

43 - перфорация в трубе;

44 - выводные патрубки;

фиг. 5, на которой изображено устройство для сбора и вывода фильтрата (а - расположение желобов для сбора фильтрата; б - расположение желобов для стекания фильтрата), где:

45 - желоб;

46 - защитная сетка;

47 - водосборник;

48 - отводная труба;

49 - продольный большой желоб;

50 - малые косые примыкающие желобки;

фиг. 6, на которой изображена секция 31 пиролиза (вариант прямой конструкции) для наклонно расположенной установки 4 утилизации, где:

51 - затворы;

52 - камера горения;

53 - пламегаситель;

54 - отражатели;

55 - сборник пирогаза;

56 - теплообменник воздушный.

Доставленные на полигон ТБО 1 (фиг. 1) после радиационного и дозиметрического контроля 2 загружают во многофункциональную установку 4 для комплексной непрерывно-ускоренной переработки. Весь процесс переработки в установке 4 протекает в условиях строгого контроля и регулирования. Отходы из одной зоны утилизации в другую поступают естественно и непрерывно под действием собственного веса в процессе падения порции переработанной или отработанной массы ТБО при очередной выгрузке. Загруженные в установку 4 ТБО (сырец 100%) проходят через зону 5 биоразложения, зону 6 термического разложения и зону 7 накопления.

В установке 4 процессы биоразложения отходов протекают в секции 8 аэробной переработки и секции 9 анаэробной переработки. Не переработанный в зоне 5 биоразложения субстрат поступает в зону 6 термического разложения и под действием горячего газа проходит интенсивную просушку и прогрев в секции 10, затем пиролиз в секции 11. Отходы после термического разложения в зоне 6 переходят в секцию 12 газозатворной камеры - для первичного охлаждения, затем в зону 7 накопления - для вторичного охлаждения и последующей выгрузки. После выгрузки 20 отходы (до 10-30% от сырца) из установки 4 отправляются на захоронение 22 (до 10-20% от сырца).

В результате анаэробной переработки в секции 9 получают биогаз 15, который после очистки 18 преобразуется в тепловую или электрическую энергию 19 для внутреннего и внешнего потребления. Внутри полигона тепловая и электрическая энергия 19 подается в хозяйственную зону 23, в пункт 24 обслуживания установки 4 и на установку 4.

Результатом пиролиза является пирогаз 16, который после охлаждения 17 и очистки 18 подается на выработку тепловой и электрической энергии 19 для собственных нужд полигона (хозяйственная зона 23, пункт обслуживания 24, установка 4) и внешнего потребителя 26. Полученные в результате пиролиза пирокарбонат 21 и другие фракции после прохождения секции 12 газозатворной камеры поступает в зону 7 накопления, после которой пирокарбонат 21 используется для очистки 14 фильтрата 13, а остальные нейтрализованные после термического разложения отходы (до 10-20% от сырца) высыпаются для отправки на захоронение 22.

В зоне 5 биоразложения осуществляется контроль температуры, влажности, pH, химического состава и обсемененности субстрата, количества и состава фильтрата 13. В результате биоразложения перерабатывается до 70% от органических отходов или до 30-40% отходов от сырца.

Дополнительно в секции 9 анаэробной переработки контролю подвергаются: давление в контрольных точках, количество и состав биогаза 15.

В зоне 6 термического разложения, кроме температурного, важным является газовый режим. Термическому разложению подвергаются оставшиеся после биоразложения отходы (до 40-60% от сырца). Процесс пиролизной переработки должен происходить в отсутствие кислорода. Поступление кислорода сверху исключено, т.к. отходы поступают из секции 9 анаэробной переработки. Чтобы исключить попадание кислорода снизу, применяется секция 12 газозатворной камеры, куда после очистки 18 подается избыточное давление углекислого газа 27.

Аэробная переработка в секции 8 длится 24-48 часов при температуре 45-60°C, pH 6,5-7. Анаэробная переработка в секции 9 длится 960-1440 часов при температуре 55-60°C, pH 5-6 - в начале переработки, pH 7,5-8,5 - в конце переработки.

Термическое разложение методом пиролиза длится 24 часа при температуре 600-1100°C.

Многофункциональная установка 4 утилизации ТБО на полигонах, включающая удлиненную камеру, расположена наклонно на склоне естественного возвышения конкретной местности (фиг. 2), в верхней части которой имеется подъездной путь 39 для засыпки ТБО в удлиненную камеру через люк 34, в нижней части которой имеется заслонка 37 для отсыпки переработанной и нейтрализованной массы ТБО.

Стенки камеры выполнены из литого армированного бетона, или сборных бетонных колец, или коррозионно-стойкого металла. При увеличении количества камер установки (фиг. 3) увеличивается объем перерабатываемых отходов и выработка тепловой и электрической энергии.

Снаружи на боковой поверхности камеры закреплена лестница/лифт 38 для обслуживания установки.

Многофункциональная установка 4 (фиг. 2), выполненная в виде единого цилиндра, представляет собой «часть полигона» - наклонный керн со всем своим содержимым, в том числе и происходящими в них процессами (биотермореактор). В отличие от полигона биохимические процессы утилизации отходов в установке:

- протекают в движущей благодаря собственному весу массе отходов;

- происходят в строго контролируемых, регулируемых и управляемых условиях;

- выполняются в ускоренном темпе.

Закрепление установки на склоне (горы, холма, оврага, карьера) - свайное или гребешковое, с нижней опорой у основания осуществляется путем врезки в грунт склона или без врезки - с закреплением на поверхности.

Наклонное расположение установки (фиг. 2, б) имеет следующие преимущества:

- естественное перемещение отходов вниз под собственным весом в процессе падения порции переработанной массы при очередной выгрузке;

- снижение нагрузки с нижнего основания за счет распределения давления всей конструкции с ее содержимым на большую площадь;

- снижение вертикального давления массы и скорости продвижения массы, в результате чего облегчается нагрузка на элементы, встроенные внутри установки;

- распределенные по всей длине установки 4 точки опоры придают конструкции большую надежность и сейсмическую устойчивость.

Сечение установки круглое или овальное по следующим причинам:

- такая форма лучше выдерживает давление массы ТБО;

- движение ТБО при таком сечении более равномерное, без задержки в углах;

- сток фильтрата концентрируется в нижней точке круга или овала, затем выводится наружу.

Состоит многофункциональная установка 4 из последовательно расположенных зоны биоразложения, включающей секцию 28 аэробной и секцию 29 анаэробной переработки отходов с люками 35 на боковой стенке, зоны термического разложения, состоящей из секции 30 сушки и прогрева, секции 31 пиролиза и газозатворной камеры 32, зоны 33 охлаждения и накопления продуктов переработки. Газозатворная камера 32 предназначена для предотвращения попадания снизу воздуха в секцию 31 пиролиза. Газозатворная камера 32 закрыта сверху и снизу затворами, одновременное открытие которых невозможно.

Внутри зоны биоразложения вмонтирована многофункциональная конструкция - лопасти (фиг. 4), предназначенные для перемешивания движущейся под собственным весом перерабатываемой массы ТБО, сбора и вывода биогаза, введения воды и корректирующих растворов и устройство для сбора и вывода фильтрата (фиг. 5).

Лопасти (фиг. 4), состоящие из фланца 42 с приваренной к нему цельной плоскостью 41, выполненной в виде косого четырехугольника, установленного под углом 40-50° к вертикали, установлены консольно, с наклоном вниз на 15-20°, для соскальзывания виснущего материала. При такой установке лопастей движущийся под своим весом поток субстрата будет растекаться, соскальзывать с верхнего ребра и плоскости лопасти, части его будут менять направление движения. Благодаря лопастям происходит разрыхление массы, что улучшает отбор биогаза и положительно сказывается на скорости переработки. Вдоль длинных сторон плоскостей 41 и через отверстия во фланце 42 проходят силовые трубы 40 с перфорацией 43, выполненные из стали и предназначенные для сбора биогаза, поставки воды и корректирующего раствора в перерабатываемую массу ТБО. Фланец 42 и плоскости 41 лопастей выполнены из химически стойкой листовой стали толщиной 2-2,5 мм. Силовые трубы 40 лопастей имеют диаметр 60-80 мм. Силовые трубы 40 по местоположению в камере могут быть: продольные, вмонтированные в стенки камеры; входящие во внутренний объем массы ТБО и совмещенные с наклонными перемешивающими плоскостями. Силовые трубы 40 имеют выводные патрубки 44, расположенные в разных местах по всей высоте зон камеры, благодаря чему увлажнение и добавление растворов можно делать выборочно и узконаправленно на нужной высоте.

Вмонтированное устройство для сбора и вывода фильтрата (фиг. 5) состоит из желоба 45 с защитной сеткой 46 с емкостью в нижней части - водосборником 47 и отводной трубы 48. Защитная сетка 46 желоба 45 для сбора и вывода фильтрата выполнена в виде чугунной перфорированной пластины. Емкость желоба 45 устройства для сбора и вывода фильтрата выполнена в виде кармана, из которого фильтрат выводится наружу через отводную трубу 48.

На одну установку 4 достаточно трех-четырех желобов 45, расположенных последовательно друг за другом по всей длине камеры. При этом в камере имеется один продольный сборный большой желоб 49 и сетка малых косых примыкающих желобков 50.

Для наклонно расположенной установки 4 утилизации ТБО секция 31 пиролиза выполняется в варианте прямой конструкции и состоит из затворов 51, камеры горения 52, пламегасителя 53, отражателей 54, сборника 55 пирогаза и теплообменника 56 воздушного.

Преимущества предлагаемого изобретения:

- получение биогаза, пирогаза, тепловой и электрической энергии;

- непрерывный процесс переработки ТБО;

- процесс переработки осуществляется под строгим контролем, управлением и регулированием;

- в процессе переработки ТБО естественно перемещается с одной зоны в другую под собственным весом;

- ремонтопригодность;

- дополнительное снижение затрат на способ утилизации с помощью установки 4 за счет использования так называемых «бросовых», не имеющих коммерческой стоимости земель, таких как склоны гор, холмов, оврагов, карьеров;

- существенное снижение техногенной нагрузки полигона на окружающую среду с помощью: газоочистных сооружений - переработка и утилизация выхода вредных газообразных веществ, отстойников - сбор и очищение фильтрата путем добавления реагентов и их повторное использование в установке;

- захоронения обезвреженных и нейтрализованных остатков ТБО, не подвергшихся в установке переработке.

Таким образом, предлагаемый способ утилизации ТБО с применением установки на полигонах основан на следующих главных принципах:

движение ТБО на территории полигона в пространстве и во времени протекает под строгим контролем, управлением и регулированием;

свалочное тело в процессе переработки и утилизации благодаря наклонному расположению установки находится в естественном, под собственным весом движении;

контроль, управление и регулирование процессов происходят на уровне:

обезвреживания, переработки и утилизации ТБО,

образования, выделения и очистки загрязняющих веществ,

образования, выделения, переработки и использования вторичных ресурсов,

производства тепловой и электрической энергии;

ускоренный и непрерывный процесс утилизации;

существенное сокращение времени, необходимого для утилизации отходов; площадей, необходимых для функционирования полигонов нового поколения; эмиссии загрязняющих веществ.

Предлагаемый способ утилизации ТБО с применением многофункциональной установки позволит существенно исключить имеющиеся на сегодняшний день недостатки по утилизации ТБО на полигонах.

1. Способ утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах, включающий загрузку отходов в установку, биоразложение и термическое разложение с образованием газообразных и твердых продуктов, обезвреживание, охлаждение и накопление продуктов переработки,
отличающийся тем, что перед загрузкой проводят радиационный и дозиметрический контроль массы ТБО, утилизацию ТБО проводят в две стадии, причем отходы из одной зоны утилизации в другую поступают естественно и непрерывно под действием собственного веса в процессе падения порции переработанной или отработанной массы ТБО при очередной выгрузке,
на первой стадии утилизации ТБО подвергают аэробной и анаэробной переработке, в результате чего получают биогаз, который затем поступает на выработку тепловой и электрической энергии,
на второй стадии утилизации ТБО проходят термическое разложение, при котором не переработанная в зоне биоразложения часть отходов под действием горячего газа проходит интенсивную просушку и прогрев, затем пиролиз, результатом которого является пирогаз, который после охлаждения и очистки также поступает на выработку тепловой и электрической энергии,
полученный в результате пиролиза пирокарбонат используется в очистке фильтрата, который выделяется в процессе биоразложения,
другие обезвреженные в установке твердые фракции отходов после охлаждения выгружают и отправляют на захоронение.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аэробная переработка длится 24-48 часов при температуре 45-60°С, рН 6,5-7.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анаэробная переработка длится 960-1440 часов при температуре 55-60°С, рН 5-6 - в начале переработки, рН 7,5-8,5 - в конце переработки.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в результате биоразложения перерабатывается до 70% от органических отходов или до 30-40% отходов от сырца.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическое разложение методом пиролиза длится 24 часа при температуре 600-1100°С.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическому разложению подвергаются оставшиеся после биоразложения отходы (до 40-60% от сырца).

7. Установка утилизации ТБО на полигонах, включающая удлиненную камеру переработки ТБО, расположенную наклонно на склоне естественного возвышения конкретной местности, в верхней части которой имеется подъездной путь для засыпки ТБО в удлиненную камеру через люк, в нижней части которой имеется заслонка для отсыпки переработанной и нейтрализованной массы ТБО, причем удлиненная камера состоит из последовательно расположенных зоны биоразложения, зоны термического разложения, включающей секцию пиролиза, зоны охлаждения и накопления продуктов переработки,
отличающаяся тем, что
зона биоразложения включает две секции - секцию аэробной и анаэробной переработки ТБО, в которую вмонтирована многофункциональная конструкция - лопасти для перемешивания движущейся под собственным весом перерабатываемой массы ТБО, сбора и вывода биогаза, введения воды и корректирующих растворов и устройство для сбора и вывода фильтрата,
на боковой стенке камеры в разных местах установлены люки, предназначенные для отбора проб,
в зоне термического разложения дополнительно введены секция сушки и прогрева переработанной массы ТБО и газозатворная камера для предотвращения попадания снизу воздуха в секцию пиролиза,
снаружи на боковой поверхности камеры закреплена лестница/лифт для обслуживания установки.

8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что стенки удлиненной камеры выполнены из литого армированного бетона, или сборных бетонных колец, или коррозионно-стойкого металла.

9. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что лопасти состоят из фланца с приваренной к нему цельной плоскостью, выполненной в виде косого четырехугольника, установленного под углом 40-50° к вертикали.

10. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что вмонтированное устройство для сбора и вывода фильтрата состоит из желоба с защитной сеткой с емкостью в нижней части - водосборником и отводной трубы.

11. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что камера имеет продольный сборный большой желоб и сетку малых косых примыкающих желобков.

12. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что секция пиролиза состоит из затворов, камеры горения, пламегасителя, отражателей, сборника пирогаза и теплообменника воздушного.

13. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что газозатворная камера закрыта сверху и снизу затворами, одновременное открытие которых невозможно.

14. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что лопасти установлены консольно, с наклоном вниз на 15-20°, для соскальзывания виснущего материала.

15. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что вдоль длинных сторон плоскостей и через отверстия во фланце проходят силовые перфорированные трубы, выполненные из стали и предназначенные для сбора и вывода биогаза, поставки воды и корректирующего раствора в перерабатываемую массу ТБО.

16. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что фланец и плоскости лопастей выполнены из химически стойкой листовой стали толщиной 2-2,5 мм.

17. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что силовые перфорированные трубы лопастей имеют диаметр 60-80 мм.

18. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что силовые перфорированные трубы имеют выводные патрубки.

19. Установка по п. 15, отличающаяся тем, что защитная сетка желоба для сбора и вывода фильтрата выполнена в виде чугунной перфорированной пластины.

20. Установка по п. 15, отличающаяся тем, что емкость желоба устройства для сбора и вывода фильтрата выполнена в виде кармана, из которого фильтрат выводится наружу через отводную трубу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области утилизации отходов промышленности теплоэнергетического комплекса, к озеленению и обустройству городских территорий. Предложены составы грунтовых смесей, содержащие компоненты в следующем соотношении, мас.% (на сухое): песок (16-48); торф (10-19); шлам химводоочистки ТЭЦ (35-59), гумусовая добавка (перегной) (7-10).

Настоящее изобретение относится к способу обработки отходов, содержащих один или несколько опасных органических компонентов, включающему обработку плазмой отходов в аппарате для плазменной обработки.

Изобретение относится к области энергетики. Биоотходы подают в узел сортировки 10, где их разделяют в зависимости от возможности анаэробного разложения.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Подвергают переработке дистиллерную жидкость содового производства, полученную после обработки фильтровой жидкости гидроксидом кальция.

Изобретение относится к утилизации отходов полимеров путем каталитической деструкции с получением топлив или компонентов топлива. Способ переработки органических полимерных отходов включает ожижение измельченных полимеров, смешение с катализатором и термокаталитическую деструкцию реакционной смеси при нормальном атмосферном давлении, при этом в качестве катализатора используют 2-этилгексаноат никеля (II) в виде 40-45%-ного раствора в бензоле, взятого в массовом соотношении отход:катализатор 1:0,03-0,06, а ожижение отходов и термокаталитическую деструкцию осуществляют путем нагрева реакционной массы до температуры 300-400°C при рециркуляции легких углеводородов в течение 0,5-1,5 часа с последующим отгоном жидких углеводородов.

Изобретение относится к области переработки низкокалорийного топлива, утилизации твердых бытовых и промышленных отходов. Низкокалорийное топливо газифицируют в пиролизном реакторе 1.

Изобретение относится к способу обработки содержащего загрязнения углеродсодержащего сыпучего материала. Техническим результатом является повышение эффективности обработки углеродсодержащего материала.

Настоящее изобретение относится к экологически чистому и высокоэффективному способу получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, который включает: (a) стадию смешивания отходов, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на Fe основе и смешиваются; (b) стадию гидролиза, на которой в реактор на Fe основе подается высокотемпературный пар для гидролиза смеси; (c) стадию снижения давления, на которой пар из реактора сбрасывается и давление внутри реактора быстро, чтобы обеспечить низкомолекулярный вес органических отходов после стадии (b) или так, чтобы увеличить удельную площадь поверхности бытовых отходов после стадии (b); (d) стадию вакуума или дифференциального давления для удаления воды; и (e) стадию получения твердого топлива, на которой продукт реакции после стадии (d) подвергается естественной сушке и компрессионному прессованию с получением твердого топлива с содержанием воды от 10 до 20%.

Изобретения относятся к обработке металлоотходов различного вида и могут быть использованы при их прессовании в пакеты с заданными характеристиками для последующей загрузки в плавильную печь.

Утилизационный энергетический центр содержит модуль подготовки сырья для переработки, модуль биореактора и энергетический центр. Модуль подготовки сырья содержит связанную с термолизной установкой сортировочно-доставочную линию, которая выполнена с возможностью разделения подлежащих переработке отходов на жидкую органическую фракцию и горючую фракцию вторсырья и бытовых отходов, отнесенных к опасным, и подачи в термолизную установку горючей фракции и медицинских отходов.

Способ переработки твердых бытовых отходов и/или производственных отходов, выбранных из природных и синтетических полимеров в газообразные, жидкие и твердые продукты посредством одновременного воздействия ускоренными электронами и температурой. Переработку осуществляют в проточном режиме, меняя просвет между выпускным окном ускорителя и поверхностью сырья при температуре, которая обеспечивает плавление не менее 30% фракции синтетических полимеров, но не выше температуры, которая обеспечивает начало сухой перегонки более 30% фракции природных полимеров при традиционном нагреве не более чем на 30° С, подвергая летучие продукты фракционной конденсации за пределами зоны облучения. Использование данного способа обеспечивает возможность безотходной переработки ТБО. 10 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к технологическим процессам утилизации нефтесодержащих отходов и рециклизованных фильтровочных и поглотительных отработанных масс, и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и на предприятиях по переработке отходов. Предварительно разогретые нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности перемешивают, добавляют порционно при перемешивании негашеную известь, вводят реагирующую с негашеной известью воду, количество которой определяют с учетом воды, имеющейся в нефтесодержащих отходах. При этом в качестве отходов масложировой промышленности используют рециклизованные фильтровочные и поглотительные отработанные массы, полученные после многократной регенерации диатомитового фильтровального порошка, причем нефтесодержащие отходы смешивают с отходами масложировой промышленности в пропорции 1:(0,1-0,3) по массе, негашеную известь добавляют в количестве 62-91 мас.% от массы смеси отходов до образования однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка, а нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности перемешивают, предварительно разогревая до температуры 80-85°С. Техническим результатом является понижение вымываемости загрязняющих веществ из продукта утилизации нефтесодержащих отходов при использовании более эффективных доступных обезвреживающих компонентов со свойствами модификатора и адсорбента. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к медицине. Описан способ обработки использованных абсорбирующих гигиенических изделий, содержащий этапы: создание цилиндрического роторного автоклава, имеющего внутреннюю поверхность и два конца, по меньшей мере, один из которых заканчивается люком, который может быть открыт для обеспечения доступа в упомянутый автоклав и герметично закрыт для обеспечения создания повышенного давления в упомянутом автоклаве; загрузка упомянутого автоклава абсорбирующими гигиеническими изделиями в закрытом виде; нагрев до температуры стерилизации и создание повышенного давления в автоклаве, приводя при этом автоклав во вращение вокруг его продольной оси; при этом упомянутый этап нагрева и создания повышенного давления в автоклаве предусматривает первый температурный режим для изделий, содержащихся в автоклаве, а также второй температурный режим, более высокий, чем первый температурный режим, для упомянутой внутренней поверхности. Способом достигается эффективная стерилизация и высушивание в процессе обработки в автоклаве. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к экологичным способам производства органических веществ, таких как нефтяные вещества и ароматические кислоты, фенолы и алифатические поликарбоновые кислоты, с использованием процесса окислительного гидротермического растворения (ОГР). Способ солюбилизации органического твердого вещества, содержащегося в композитном материале, содержащем органическое твердое вещество и неорганическую матрицу, включает: приведение указанного композитного материала в контакт с окислителем в перегретой воде с образованием водной смеси, содержащей по меньшей мере одно солюбилизированное органическое растворенное вещество, при этом композитный материал выбирают из группы, состоящей из битуминозного песка, углистого сланца и любой их смеси. 15 з.п. ф-лы, 31 ил., 5 табл., 7 пр.

Изобретение относится к комплексной переработке зол от сжигания углей. Способ включает шихтовку золы с гидроксидом натрия, спекание при температуре 150-200°С, выщелачивание спека, разделение фаз, обескремнивание раствора путем добавки в раствор гидроалюмосиликата натрия. Согласно способу перед выщелачиванием спека его отмывают водой с получением первого силикатного раствора, отмытый спек выщелачивают серной кислотой, полученную пульпу разделяют фильтрацией. Обескремнивание раствора проводят до полного выделения из него кремнезема с получением раствора сульфата алюминия и кремнеземсодержащего остатка. Остаток растворяют в щелочном растворе с получением второго силикатного раствора, который объединяют с первым силикатным раствором, направляя далее на получение белой сажи карбонизацией. Технический результат заключается в возможности снижения температуры спекания и снижении расхода реагентов при достижении извлечения глинозема на уровне 94,4-96,7% и кремнезема на уровне 93,9-98,2%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Группа изобретений относится к установке для обезвреживания высокоминерализованных отходов бурения, содержащих нефтепродукты, тяжелые металлы, синтетические поверхностно-активные вещества и другие загрязнители, основанной на введении отверждающего состава, и способу, осуществляемому с ее использованием. Установка содержит насосы, трубопроводы, блок приема и отмывки отходов бурения, блок грубой механической очистки, блок приготовления и дозирования реагентов, блок очистки загрязненного рассола, блок тонкой механической очистки, емкость для временного хранения осветленного рассола. Установка дополнительно содержит блок инертизации, смесительный модуль которого оборудован донной заслонкой для выгрузки отвержденного материала и связан магистралью с блоком грубой механической очистки, блоком очистки загрязненного рассола и блоком тонкой механической очистки. Входящая в состав блока приема и отмывки отходов бурения смесительная емкость снабжена лопастной мешалкой, загрузочной воронкой и оборудована гидродинамическим диспергатором. Все блоки установки объединены в единое целое с помощью рам и металлоконструкций и могут базироваться на сварной раме двухосного прицепа. Обработку отходов бурения осуществляют инертизацией после проведения отмыва от солей с получением отмытого бурового шлама загрязненного рассола с последующим тщательным механическим перемешиванием в течение 2-3 мин бурового шлама с отверждающим составом не менее 20% масс. на основе вяжущего цемента марки ПЦ М-500 40-80% масс. и тонкодисперсной активной сорбционной добавки - опоки 20-60% масс. при влажности 40%. Затем добавляют раствор активатора затворения, в качестве которого используют 20% жидкое стекло в количестве 10-20% от объема сухого отверждаемого материала, и тщательно перемешивают в течение 5-7 мин. Загрязненный рассол направляют на многоступенчатую очистку методом коагуляции, флокуляции и центрифугирования с образованием твердой фазы, отправляемой на инертизацию. Группа изобретений обеспечивает снижение отрицательной экологической нагрузки на объекты природной среды. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для обработки катализатора, выгружаемого при гидрогенизации остаточного масла в пузырьковом кипящем слое. Способ включает этапы: (1) корректировку и контроль снижения вязкости, в процессе которых катализатор, периодически выгружаемый из реактора гидрогенизации остаточного масла в пузырьковом кипящем слое, корректируют с целью его хранения, а затем выгружают уже непрерывно, при этом катализатор подвергают температурной корректировке путем добавления воды, в результате чего снижается вязкость масла, адсорбированного на поверхностях и внутри пор частиц выгружаемого катализатора, и улучшается текучесть масла, адсорбированного на поверхностях и внутри пор частиц выгружаемого катализатора; (2) десорбцию и разделение с помощью вихревого потока, в процессе которых адсорбированное масло десорбируется и отделяется от поверхностей и изнутри пор частиц выгружаемого катализатора с помощью текучей сдвигающей силы от поля вихревого потока; (3) разделение и использование ресурсов трехфазной смеси из масла, воды и катализатора, в процессе которых смесь из масла, воды и катализатора, полученную после десорбции и разделения посредством вихревого потока, подвергают трехфазному разделению, благодаря которому достигается извлечение масла, рециркуляция воды посредством разделения и полное извлечение твердых частиц с помощью разделения. Предложено также устройство для осуществления способа. Технический результат заключается в уменьшении стоимости обработки, в упрощении процесса, повышении коэффициента извлечения масла, уменьшении склонности к образованию источников вторичного загрязнения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1пр.
Способ включает введение в отходы цемента и сорбента, отверждение полупродукта с получением готового строительного материала. Отходы смешивают с 10-20% природного песка и 0,6-1,0% сорбента «Унисорб-Био» от массы перерабатываемых отходов. Полученную смесь обезвоживают фильтрацией до влажности не более 30%, добавляют портландцемент тампонажный ПЦТ 1-50 в количестве 20-30% от массы обезвоженной смеси, а также ускоритель твердения в количестве 0,8-1,0% от массы портландцемента, полученную массу брикетируют при давлении прессования от 30 до 50 МПа, полученные брикеты отверждают до требуемой прочности готового строительного материала. Использование данного изобретения позволяет получить прочный строительный формованный материал. 1 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относится к области переработки нефтяных отходов, а именно нефтяных шламов, в нефтепродукты, и может быть использовано для утилизации нефтяных шламов и получения дистиллятных фракций с температурой не выше 520°C. По первому варианту реализации способа нефтяной шлам, содержащий более 5% мас. минеральных примесей, для гидрогенизационной переработки приводят в контакт с растворителем в экстракторе. Осуществляют предварительную продувку экстрактора инертным газом до удаления воздуха и экстракцию при постоянном перемешивании и продувке инертным газом. Выделяют из экстракта воду, часть растворителя и фракцию легких углеводородов, кипящих до 350°C. Остальную часть экстракта отстаиванием и декантацией разделяют на жидкую органическую фазу и осадок. Последний направляют на повторную экстракцию. Осуществляют горячее фильтрование второго экстракта при избыточном давлении 0,4-0,6 МПа и температуре 45-50°C и смешивают фильтрат с жидкой органической фазой, получая подготовленное сырье. Если нефтяной шлам содержит не более 5% мас. минеральных примесей, то при его подготовке отстаивание и декантацию не осуществляют, сразу направляя часть экстракта, не содержащую легких углеводородов, на горячее фильтрование. Растворитель отделяют от фильтрата или его смеси с жидкой органической фазой ректификацией, а от осадка фильтрования - выпариванием, и возвращают его в цикл. Подготовленное для гидрогенизационной переработки по первому или второму способу сырье направляют в реактор и осуществляют гидрогенизационную переработку указанного сырья в присутствии водорода и катализатора MoS2, синтезированного in situ из водного раствора парамолибдата аммония, диспергированного в подготовленном сырье. Обеспечивается повышение степени утилизации нефтяного шлама, в том числе его наиболее тяжелых углеводородных фракций, с исключением коррозии оборудования и отравления катализатора минеральными примесями, содержащимися в нефтяном шламе, и повышением выхода дистиллятных фракций при гидрогенизационной переработке нефтяного шлама. 4 н.п. ф-лы, 7 табл., 10 пр.

Изобретение относится к области уничтожения и обезвреживания отравляющих веществ, в том числе боевых отравляющих веществ. Способ включает ввод токсичных органических соединений в реактор и энергетическое воздействие на эти органические соединения. Находящиеся в герметичной упаковке токсичные органические соединения вначале помещают в закрываемый контейнер, который затем вводят в реактор, после чего реактор заполняют расплавом, которым окружают контейнер со всех сторон для формирования отливки из затвердевшего расплава. После затвердевания расплава и окончания его энергетического воздействия на токсичные органические соединения сформированную отливку с контейнером внутри извлекают из реактора и помещают на экологически безопасное длительное хранение. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей способа, удешевлении и упрощении технологии уничтожения токсичных органических соединений, а главное, в повышении безопасности персонала при работе с отравляющими веществами за счет того, что не требуется открывать первичные упаковки с отравляющими веществами. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ утилизации твердых бытовых отходов на полигонах включает загрузку отходов в установку, биоразложение с образованием газообразных и твердых продуктов, обезвреживание, охлаждение и накопление продуктов переработки, Перед загрузкой проводят радиационный и дозиметрический контроль массы ТБО, утилизацию ТБО, которую проводят в две стадии, на первой стадии ТБО подвергают аэробной и анаэробной переработке для получения биогаза, который поступает на выработку тепловой и электрической энергии. На второй стадии проводят термическое разложение, при котором непереработанная часть отходов проходит интенсивную просушку, а затем пиролиз, результатом которого является пирогаз, который после охлаждения и очистки поступает на выработку тепловой и электрической энергии. Полученный в результате пиролиза пирокарбонат используют в очистке фильтрата, который выделяется в процессе биоразложения. Другие обезвреженные в установке твердые фракции отходов после охлаждения отправляют на захоронение. Установка утилизации ТБО на полигонах включает удлиненную камеру переработки ТБО, которая расположена наклонно на склоне естественного возвышения конкретной местности, в верхней части которой имеется подъездной путь для засыпки ТБО в камеру через люк. В нижней части камеры имеется заслонка для отсыпки переработанной и нейтрализованной массы ТБО. Камера состоит из последовательно расположенных зоны биоразложения, термического разложения, которая включает секцию пиролиза, зоны охлаждения и накопления продуктов переработки. Зона биоразложения включает две секции - секцию аэробной и анаэробной переработки, в которую вмонтирована многофункциональная конструкция, которая представляет собой лопасти для перемешивания движущейся массы ТБО, сбора и вывода биогаза, введения воды и корректирующих растворов и устройство для сбора и вывода фильтрата. На боковой стенке камеры установлены люки для отбора проб, в зону термического разложения дополнительно введены секция сушки и прогрева переработанной массы ТБО и газозатворная камера для предотвращения попадания снизу воздуха в секцию пиролиза. Снаружи на боковой поверхности закреплена лестницалифт для обслуживания установки. Использование данной группы изобретений обеспечивает комплексную непрерывную и ускоренную переработку ТБО. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх