Установка для термической переработки твердых отходов с получением горючего газа

Изобретение относится к оборудованию комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения, включает процессы сжигания, пиролиза и газификации. Техническим результатом является уменьшение образования отходов переработки в виде золы и существенное сокращение вредных выбросов в атмосферу ниже ПДК, а также получение вторичного продукта в виде горючего газа. Установка включает камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, две циклонные камеры, расположенные рядом друг с другом со стационарно размещенными в них камерами пиролиза-газификации, систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа. При этом каждая циклонная камера имеет тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих камеры пиролиза-газификации, а каждая из обеих камер пиролиза-газификации имеет: загрузочную камеру с запорным механизмом, коническую вставку, технологический канал подачи окислителя, колосник, канал отвода образующихся горючих газов, общий канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы. Для возможности регулирования подачи горючего газа в камеру дожигания или потребителю в канале отвода образующихся горючих газов предусмотрена система затворов. 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения, включает процессы сжигания, пиролиза и газификации. Изобретение также пригодно для переработки отходов деревообрабатывающей промышленности.

Известна установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, теплообменник, систему очистки, состоящую из скруббера и блока фильтрации, см. RU патент №2137044, МПК6 F23G 5/14, 1999.

Недостатком данной установки является то, что она не может работать при высоких температурах и в результате не позволяет перерабатывать твердые отходы, содержащие полимерные материалы. Вышеуказанный недостаток обусловлен тем, что при высоких температурах 800-900°С скруббер не позволяет осуществить поглощение пыли и газообразных токсичных компонентов, а эффективность очистки отходящих газов в блоке фильтрации также снижается.

Известна установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, циклонную камеру, сообщенную газоходом с теплообменником, систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, см. RU патент №2232348, МПК7 F23G 5/14, 2002.

Недостатком данной установки является то, что она позволяет перерабатывать отходы только методом сжигания, а сжигание отходов, содержащих резину, пластмассы, смолы и другие органические включения, сопровождается выделением копоти и токсичных газовых выбросов.

Известна установка пиролиза биомассы с системой получения энергии, включающая камерную печь, камеру газификации, циклон, паровой котел, паровую турбину и электрогенератор, см. ЕР патент №2985528, МПК F23G 5/027 (2006.01), F01K 27/00 (2006.01), С10В 53/02 (2006.01), 2014.

Недостатком данной установки является то, что она не позволяет перерабатывать органические отходы различного происхождения, а только растительную биомассу.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, две циклонные камеры, расположенные рядом друг с другом, при этом в обеих циклонных камерах соосно размещены съемные камеры пиролиза, каждая из которых имеет канал подачи образовавшегося пиролизного газа в камеру дожигания, а в верхней части циклонные камеры имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих съемные камеры пиролиза и систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, см. RU патент №2400671, МПК F23G 5/027 (2006.01), F23G 5/14 (2006.01), F23G 15/00 (2006.01), 2010.

Недостатком данной установки является то, что после переработки остается значительное количество золы и углеродного остатка из камер пиролиза, который не имеет товарной ценности вследствие неоднородности и загрязненности и требует последующей утилизации.

Задачей изобретения является создание установки, позволяющей перерабатывать твердые отходы, содержащие различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы, уменьшить образование золы и получить вторичный продукт в виде горючего газа.

Техническая задача решается тем, что установка для термической переработки твердых отходов с получением горючего газа, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, две циклонные камеры, расположенные рядом друг с другом, при этом в обеих циклонных камерах соосно размещены съемные камеры пиролиза, каждая из которых имеет канал подачи образовавшегося пиролизного газа в камеру дожигания, а в верхней части циклонные камеры имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих съемные камеры пиролиза и систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, согласно изобретению имеет в обеих циклонных камерах стационарно установленные камеры пиролиза-газификации, каждая из которых в свою очередь имеет: загрузочную камеру с запорным механизмом; коническую вставку; технологический канал подачи окислителя; колосник; канал отвода образующихся горючих газов с системой затворов с возможностью подачи как в камеру дожигания, так и потребителю; общий канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы.

Решение технической задачи позволяет перерабатывать твердые отходы, содержащие различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы с уменьшением образования золы, и получить вторичный продукт в виде горючего газа.

Установка для термической переработки твердых отходов с получением горючего газа представлена на фиг. 1.

Установка для термической переработки твердых отходов с получением горючего газа включает камерную печь 1, состоящую из камеры сжигания 2 с бункером для загрузки отходов 3 и выходом для удаления золы 4; камеру дожигания отходящих газов 5; циклонные камеры 6 и 7, с соосно установленными в них камерами пиролиза-газификации 8 и 9, представленные на фиг. 2; теплообменник 10; систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера 11, приемной ванны 12, насадочного абсорбера 13, сепаратора 14 и дымососа 15, причем скруббер 11 выполнен в виде трубы Вентури.

Установка для термической переработки твердых отходов с получением горючего газа работает следующим образом. Предварительно сортированные отходы, не образующие при сжигании токсичных выбросов, загружают в бункер для загрузки отходов 3, а отходы, содержащие вещества, приводящие к образованию токсичных выбросов при сжигании, загружают в камеры пиролиза-газификации 8 и 9, каждая из которых представляет собой цилиндрическую обечайку 16 с установленной внутри нее стальной конической вставкой 17 и имеет технологический канал подачи окислителя 18 (воздух или кислород) для создания в заданной области камер пиролиза-газификации 8 и 9 окислительных процессов с выделением тепла и как следствие повышением температуры с 800°С до 1100°С. При этом количество подаваемого окислителя ограничено стехиометрическим коэффициентом избытка окислителя - не более 0,4.

Коническая вставка 17 служит для концентрации и удержания указанной температуры в заданной зоне камер пиролиза-газификации 8 и 9 и установлена таким образом, что верхний край конической вставки 17 расположен ниже уровня (оси) канала подачи окислителя 18 на значение, равное D/10, где D - внутренний диаметр камеры пиролиза-газификации 8 или 9.

Загрузка камер пиролиза-газификации 8 и 9 осуществляется через загрузочные камеры 19 и 20 с запорными механизмами 21 и 22, выполненных в герметичном взрывобезопасном исполнении, согласно требованиям существующих нормативно технических документов Российской Федерации.

Для правильного функционирования камер пиролиза-газификации 8 и 9 они стационарно установлены в циклонные камеры 6 и 7 соответственно, которые имеют в верхней части тангенциальный ввод топочных газов и спиралевидные вставки 23 и 24, служащие для равномерного омывания камер пиролиза-газификации 8 и 9 топочными газами. Каждая из камер пиролиза-газификации 8 и 9 в нижней части имеет канал отвода образующихся горючих газов и золы с колосником 25, предназначенный для удержания слоя загруженных отходов и их шуровки во время эксплуатации камер пиролиза-газификации 8 и 9. Образующиеся горючие газы и зола отводятся через каналы 26 и 27 соответственно, при этом канал 27 для отвода золы является общим для обеих камер пиролиза-газификации 8 и 9. Горючие газы по каналу 26 в зависимости от потребности могут отводиться в виде конечного продукта до потребителя или подаваться в камеру дожигания отходящих газов 5. Регулировка подачи горючих газов в камеру дожигания отходящих газов 5 осуществляется системой затворов 28. Зола по каналу 27 отводится при помощи шнекового транспортера 29 с электроприводом 30 в бункер для сбора золы 31, имеющий технологический люк 32 для периодической очистки.

Во время работы установки циклонные камеры 6 и 7 с установленными в них камерами пиролиза-газификации 8 и 9 способны работать как поочередно так и одновременно. Процесс включения и отключения циклонных камер 6 и 7 осуществляется задвижками 33 и 34.

Отходы из бункера 3 направляют в камеру сжигания 2, в которой установлена колосниковая решетка 35, состоящая из наклонной и горизонтальной частей. Сжигание отходов осуществляют на горизонтальной части колосниковой решетки 35. Подвод необходимого для горения кислорода и удаление золы осуществляют через выход 4 в нижней части камеры сжигания 2.

Топочные газы, образовавшиеся в камере сжигания 2 через газоход 36, поступают в камеру дожигания 5. В результате дожигания отходящих газов в среде кислорода, подаваемого через перфорированные трубки 37, температура топочных газов повышается с 900°С до 1400°С.

Из камеры дожигания 5 нагретые топочные газы поступают в циклонные камеры 6 и 7, где они нагревают камеры пиролиза-газификации 8 и 9.

После циклонных камер 6 и 7 топочные газы через газоход 38 подают в теплообменник 10, выполненный в виде трех блоков, работающих в режиме противотока, где происходит охлаждение топочных газов до требуемой температуры с одновременной утилизацией тепла. Используемый теплоноситель, нагретый в зависимости от потребности предприятия до необходимых температур, используют для технических и бытовых нужд. Охлажденные топочные газы из теплообменника 10 через газоход 39 подают в скруббер Вентури 11, который содержит корпус 40 с помещенной в него трубной вставкой, диффузор 41 и форсунки 42, расположенные по оси в верхней части каждой из труб и в диффузоре 41.

Рабочая жидкость равномерно распыляется в диффузоре 41, вступая во взаимодействие с топочными газами. После чего рабочая жидкость стекает в приемную ванну 12, которая представляет собой прямоугольную емкость с наклонным дном, и имеет расположенный в нижней части патрубок 43, предназначенный для периодического удаления шлама.

Далее топочные газы из скруббера Вентури 11, через приемную ванну 12 подают в насадочный абсорбер 13, расположенный вертикально над приемной ванной 12 и снабженный слоем насадок 44, над которыми расположены форсунки 45, служащие для подачи диспергированного абсорбента.

Скруббер Вентури 11, приемная ванна 12 и насадочный абсорбер 13 снабжены общей линией циркуляции абсорбента, которая включает в себя форсунки 42 и 45, насос 46, вентили 47. Линия циркуляции абсорбента и приемная ванна 12 соединены через сливной патрубок 48.

Насадочный абсорбер 13 в верхней части соединен с сепаратором 14, обеспечивающим отделение влаги абсорбента от газовой фазы.

После сепаратора 14 очищенные и охлажденные до 20-25°С газы, через отводной патрубок 49 подают в дымосос 15 и удаляют в атмосферу. Выбрасываемые в атмосферу очищенные газы имеют концентрации вредных веществ в пределах или ниже ПДК.

Совокупность признаков заявляемого объекта позволяет перерабатывать твердые отходы, содержащие различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы, а применение камер пиролиза-газификации позволяет не только уменьшить образование отходов переработки в виде золы, но и способствует существенному сокращению вредных выбросов в атмосферу ниже ПДК, а также позволяет получить ценный вторичный продукт в виде горючего газа, который возможно использовать в теплоэнергетике для получения тепловой или электрической энергии.

Установка для термической переработки твердых отходов с получением горючего газа, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, две циклонные камеры, расположенные рядом друг с другом, при этом в обеих циклонных камерах соосно размещены камеры пиролиза, каждая из которых имеет канал подачи образовавшегося пиролизного газа в камеру дожигания, а в верхней части циклонные камеры имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих съемные камеры пиролиза и систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, отличающаяся тем, что в обеих циклонных камерах стационарно установлены камеры пиролиза-газификации, каждая из которых имеет: загрузочную камеру с запорным механизмом, коническую вставку, технологический канал подачи окислителя, колосник, канал отвода образующихся горючих газов с системой затворов с возможностью подачи как в камеру дожигания, так и потребителю, общий канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Котельная установка содержит котел с подключенным к нему газоходом уходящих газов, разделенным после котла на основной и байпасный газоходы, которые соединены в общий газоход перед дымососом, установленный в основном газоходе теплообменник-утилизатор теплоты уходящих газов.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания с организацией циклов химических реакций твердых частиц углеводородного сырья, в котором кислородсодержащий материал циркулирует в форме частиц и который включает контакт частиц углеводородного сырья с частицами кислородсодержащего материала в восстановительной зоне R0, контакт частиц кислородсодержащего материала (1) из восстановительной зоны R0 с потоком газообразного окислителя (2) в реакционной окислительной зоне R1, направление подвижной фазы (5) из реакционной зоны R1, которая включает газовую и твердую фазы, в разделяющую газовую и твердую фазы зону S2 таким образом, чтобы разделить преимущественно газообразную подвижную фазу (6), включающую летучую золу и мелкие частицы кислородсодержащего материала, и твердофазный поток (7), включающий основную массу мелких частиц, летучую золу и основную массу частиц кислородсодержащего материала, направление твердофазного потока (7) из разделяющей газовую и твердую фазы зоны S2 в отделяющую плотную фазу декантационную зону S3, псевдоожиженную невосстанавливающим газом (8), что позволяет отделять мелкие частицы и летучую золу от частиц кислородсодержащего материала таким образом, чтобы направлять поток частиц (10), включающий основную массу кислородсодержащих частиц, в восстановительную зону R0 и выпускать через выпускную линию преимущественно газообразный выходящий поток (9), включающий основную массу летучей золы и мелких частиц кислородсодержащего материала.

Изобретение относится к очистке дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу промышленными вертикальными трубами. Техническим результатом является недопущение вредных выбросов газа в атмосферу.

Изобретение относится к способу обработки отходящего газа, содержащего диоксид углерода, и используется при пуске и останове конвертера. К отходящему газу подводится углеводородсодержащий газ, и диоксид углерода отходящего газа в реакции с углеводородом, по меньшей мере, частично превращается в моноксид углерода и водород, при этом содержание диоксида углерода в отходящем газе контролируется газовым датчиком для управления подачей углеводородсодержащего газа.

Изобретение относится к устройству для отделения диоксида углерода. В данном случае устройство для отделения, по существу, содержит узел абсорбции для поглощения дымового газа электростанции, работающей на ископаемом топливе, узел десорбции и теплообменник.

Изобретение относится к снижению выбросов СО2 в потоках газообразных продуктов сгорания и промышленным установкам для осуществления этого способа. Способ включает выработку потока газообразных продуктов сгорания, охлаждение потока газообразных продуктов сгорания с использованием теплообменника, сжатие потока газообразных продуктов сгорания, подачу рециклом первой части сжатого потока газообразных продуктов сгорания на стадию выработки и отделение СО2 от второй части сжатого потока газообразных продуктов сгорания с получением потока жидкого СO2 и потока газообразных продуктов сгорания, по существу не содержащего СO2.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки дымовых газов, полученных от сжигания бытовых отходов. Техническим результатом является повышение экономической и экологической эффективности очистки дымовых газов, полученных от сжигания бытовых отходов.

Изобретение относится к тепловой электроэнергетике, к получению электричества из горючих веществ. Технический результат состоит в упрощении производства электричества, повышении коэффициента преобразования потенциальной энергии исходного топлива в электрическую энергию и надежности и ресурса работы тепловых энергоблоков.

Изобретение относится к ветровентиляционным устройствам, предназначенным для аспирации воздуха из индивидуальных и коллективных каналов естественной вентиляции, дымоходов, а также каналов выброса продуктов сгорания.

Изобретение относится к котлу-утилизатору, характеризующемуся наличием реактора, к нижней части которого примыкают две горелки, а к боковой поверхности реактора примыкает боров подвода дымовых газов, при этом дымовые газы, которые отходят из борова подвода дымовых газов, поступают в зону активного горения реактора, которая расположена в нижней его части, системы утилизации тепла дымовых газов, которые поступают в реактор котла-утилизатора, патрубка отвода дымовых газов из реактора, который содержит дополнительную систему утилизации тепла дымовых газов и, по меньшей мере, один дымосос.

Изобретение относится к экологически чистым способам и устройствам для сжигания твердых отходов, в том числе содержащих хлорорганические компоненты, с гарантированным подавлением образования в продуктах утилизации диоксинов.

Изобретение относится к печкам для сжигания мусора и может быть использовано для оперативного сжигания мусора без нарушения экологической безопасности. .

Изобретение относится к конструкциям печек для сжигания мусора и может быть использовано для оперативного сжигания мусора без нарушения экологической безопасности в централизованных мусоросжигающих службах, выполняющих в первую очередь заказы больниц, поликлиник и предприятий с небольшим количеством отходов.

Изобретение относится к устройствам для термического разложения твердых бытовых отходов (ТБО) и может быть использовано в народнохозяйственном комплексе для обезвреживания и уничтожения отходов.

Изобретение относится к области энерготехнологического оборудования, а именно к устройствам уничтожения отходов путем сжигания, в частности к конструкциям печей для утилизации твердых бытовых отходов.

Изобретение относится к оборудованию для сжигания твердых отходов и, в частности, для сжигания отходов в деревообрабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к устройствам для переработки твердых и жидких материалов огневым методом и может быть использовано в вертикальных печах с отдельной камерой сгорания для сжигания медицинских, промышленных и бытовых отходов.

Изобретение относится к устройствам для переработки твердых и жидких материалов огневым методом и может быть использовано в вертикальных печах для сжигания медицинских, промышленных и бытовых отходов.

Изобретение относится к способам и устройствам для сжигания горючих материалов и отходов. .

Изобретение относится к электроэнергетике на основе возобновляемых источников энергоресурсов и местных видов топлива, в частности биомассы, децентрализованному электроснабжению, а также к переработке и утилизации твердых органических, в том числе бытовых, отходов.

Изобретение относится к оборудованию комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения, включает процессы сжигания, пиролиза и газификации. Техническим результатом является уменьшение образования отходов переработки в виде золы и существенное сокращение вредных выбросов в атмосферу ниже ПДК, а также получение вторичного продукта в виде горючего газа. Установка включает камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, две циклонные камеры, расположенные рядом друг с другом со стационарно размещенными в них камерами пиролиза-газификации, систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа. При этом каждая циклонная камера имеет тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих камеры пиролиза-газификации, а каждая из обеих камер пиролиза-газификации имеет: загрузочную камеру с запорным механизмом, коническую вставку, технологический канал подачи окислителя, колосник, канал отвода образующихся горючих газов, общий канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы. Для возможности регулирования подачи горючего газа в камеру дожигания или потребителю в канале отвода образующихся горючих газов предусмотрена система затворов. 2 ил.

Наверх