Способ финишной деструкции продуктов пиролиза твердых коммунальных отходов

Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных и прочих органических отходов, в частности может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве при сжигании отходов с гарантированным подавлением вредных веществ, в том числе диоксинов, и утилизацией теплоты сгорания отходов. Результатом является снижение энергопотребления процесса пиролиза, исключение образования диоксинов, в том числе в образовании шлаков, имеющих химический состав, характерный для минералов природной окружающей среды, и возможности использования тепловой энергии для теплоснабжения потребителей, а также использования пиролизного газа для газоснабжения. Указанный результат достигается тем, что деструкцию осуществляют по следующей схеме: на входе твердые коммунальные отходы (ТКО), а на выходе пиролизный газ и минерализованные продукты пиролиза органических веществ. Используют действие двух физических процессов: нагревание до температуры 400-600°С и облучение переменным магнитным полем (ПМП) напряженностью Н от 1⋅104 до 5⋅106 А/м синусоидальной формы и частотой 40-80 Гц на двух или трех уровнях в зависимости от объема пространства, в котором происходит нагрев ТКО и их пиролиз. Осуществляют остаточную деструкцию, используют переменное магнитное поле, образующееся в источнике мощностью от 60 до 300 кВт. При остаточной деструкции продукты пиролиза превращаются в аэрозоли. Электромагнитная активация продуктов пиролиза с помощью ПМП позволяет снизить температуру в пиролизном пространстве с 900°С до 400-600°С и температуру остаточной деструкции на выходе до 600-700°С. При этом в пиролизном пространстве исключается образование химически стойких диоксинов и/или других токсичных веществ, а на выходе процесса образуются минеральные вещества в газообразном и твердом состоянии.

 

Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных и прочих органических отходов, в частности может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве при сжигании отходов с гарантированным подавлением вредных веществ, в том числе диоксинов, и утилизацией теплоты сгорания отходов.

Известен способ добычи углеводородов из жилого мусора или отходов/или отходов органических материалов, включающий засыпку материалов в горизонтальный вращающийся реактор для проведения первой реакции крекинга, обработку остатков от первого крекинга в спиральной мешалке реактора для выполнения второго крекинга реакции, кроме того, включает пиролиз или каталитический крекинг, сбор углеводородов, предварительную обработку материалов для удаления влаги, выполнение крекинга при определенном температурном режиме (Патент US 6133491. Опубл. 17.10.2000; Патент CN 2349867. Опубл. 06.04.2000).

Известен способ переработки твердых отходов в шлаковом расплаве, который предусматривает подсушку и подачу шихты минимальными порциями в разные места ванны, где сжигают и плавят ее в барботируемом шлаковом расплаве. Продукты сгорания термически разлагают и промывают под обтекателем с помощью газопромывателей многозонной печи при температуре 1350°С, что позволяет избавиться от галогенов в отходах и диссоциированного хлора по тракту до турбинного охлаждения газа. Промывка печного газа производится газожидкостной средой, выбрасываемой барботируемым расплавом, который содержит избыточный водород и СО. За счет управляемого синтеза в зонах печи создаются новые вещества, которые нейтрализуют в распылительном абсорбере сухой очистки газов. Охлаждение дымового газа производится в 3 этапа и завершается в электрофильтре, дымососе и дымовой трубе. Предлагаемый способ реализован в проекте Мусоросжигательного завода нового поколения (МСЗнп-15), который термически обезвреживает 15 т/ч отходов. Допустимое содержание галогенов в отходах не более 0,6% по массе. Степень сортировки отходов - любая. Расход природного газа в печи - 5000 м3/ч. Прогнозируемый расчет показал, что способ непрерывной переработки отходов на МСЗнп-15 позволяет уменьшить содержание контролируемых выбросов вредных веществ значительно ниже нормы ПДК (России), а также гарантированно снизить в трубе выбросы неконтролируемых высокотоксичных диоксинов и фуранов в 800 раз по сравнению с Европейской нормой, равной 0,1 нг/м3, принятой в России. Технология МСЗнп-15 позволяет решать глобальные экологические проблемы: обеспечение экологической безопасности окружающей природной среды; ликвидация полигонного захоронения отходов; постепенное уничтожение диоксиновой агрессии в регионах; получение новых продуктов, обогащенных коллоидами, и снижение радиоактивного фона в продуктах плавки; создание сырьевой базы для наноиндустрии. Предполагаемый бездотационный способ переработки отходов может использоваться при реконструкции старых заводов, а также в отраслях обороны, металлургии, медицины и коммунальных службах регионов (Патент №2451089 RU. Опубл. 20.05.2012).

Известен способ переработки органосодержащего сырья методом пиролиза, включающий нагрев сырья до температуры его деструкции с последующим отводом образующихся парогазовой фракции и твердых компонентов для дальнейшей конденсации с образованием жидких углеводородов и несконденсированного горючего пиролизного газа и переработки, в котором нагрев сырья проводят с одновременным его контактом с нагретой газовым теплоносителем, подаваемым в рабочее пространство пиролизного реактора, поверхностью материала с высокой теплопроводностью и транспортированием сырья сквозь рабочее пространство пиролизного реактора винтовым конвейером (Патент №2352606 RU. Опубл. 20.04.2009 г.).

Известен способ сжигания твердых бытовых и прочих органических отходов, включающий сжигание отходов при подаче предварительно нагретого воздуха, дожигание газообразных продуктов сжигания, последующую обработку для связывания HCl, Cl2, HF, пропускание через теплообменник - котел, газоочистку, в котором перед подачей в печь на сжигание отходы сепарируют, измельчают органическую часть отходов до размеров не более 100 мм, смешивают отходы с нагретым до температуры 300-400°С воздухом, подачу в циклонную печь осуществляют тангенциально с линейной скоростью не ниже 28 м/с, сжигание осуществляют при температурах 1320-1350°С, дожигание осуществляют в камере каталитического дожигания при температурах 1300-1500°С, 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 (Патент №2249766 RU. Опубл. 10.04.2005).

Известен способ термохимической переработки твердого органического вещества методом контактного нагрева без доступа кислорода с переходом части твердого органического вещества в паровую фазу и последующей конденсацией части продуктов переработки, в котором нагрев органического вещества осуществляют путем прогона твердого органического вещества внутри канала сечением, уменьшающимся в направлении потока твердого органического вещества, образованного нагретой поверхностью материала с высоким коэффициентом теплопроводности, причем температуру в сужающемся канале повышают в направлении потока твердого органического вещества от 400 до 750°С, а отбор газифицированных продуктов термохимической переработки, имеющих различные температуры газификации, производят в соответствующих температурных зонах канала на пути прохождения органического вещества (Патент №2242677 RU. Опубл. 20.12.2004 г.).

Известен способ проведения самоподдерживающегося низкотемпературного плазменного молекулярного синтеза, включающий операцию воздействия с помощью специально создаваемого для этой цели физического поля на объемы газа в зоне обработки и наложение магнитного поля с заданной напряженностью на зону возникновения генерируемой при обработке плазмы, а также предварительную активацию с помощью нагрева расположенных в области генерации плазмы объемов газовой среды, с осуществлением всех перечисленных переходов в отдельной камере, имеющей ограниченный технологический объем, заполняемый обрабатываемой газовой средой под атмосферным давлением, в котором в качестве воздействующего на газовую среду физического поля используется переменное магнитное; обработка объемов газовой среды осуществляется с помощью последнего при его напряженности 1,0⋅104-1,0⋅106 А/м с диапазоном частоты 20-70 Гц; в качестве обрабатываемой газовой среды применяются входящие в состав окружающей атмосферы газы воздуха; предварительную активацию используемых для этого объемов газовой среды осуществляют путем кратковременного 0,002-0,006 ч внесения туда порции горящей пропановой смеси, при этом конкретная продолжительность такой подачи будет определяться моментом начала протекания процесса устойчивой плазменной генерации, после чего подача в полость камеры этой поджигающей смеси прекращается (Патент №2428823 RU. Опубл. 10.12.2011 г.).

Однако в известном способе температура плазмообразования составляет порядка 6000°С, что не позволяет осуществить деструкцию ТКО с использованием существующих конструкционных материалов.

Задачей настоящего изобретения является снижение энергопотребления процесса пиролиза, исключение образования диоксинов, результат проявляется в образовании шлаков имеющих химический состав характерный для минералов природной окружающей среды, возможности использования тепловой энергии для теплоснабжения потребителей, использование пиролизного газа для газоснабжения.

Поставленная задача решается тем, что в способе финишной деструкции продуктов пиролиза твердых коммунальных отходов, включающем использование переменного магнитного поля, имеющего напряженность, деструкцию осуществляют по следующей схеме: на входе твердые коммунальные отходы, а на выходе пиролизный газ и минерализованные продукты пиролиза органических веществ, используют действие двух физических процессов: нагревание до температуры 400-600°С и облучение переменным магнитным полем напряженностью Н от 1⋅104 до 5⋅106 А/м синусоидальной формы и частотой 40-80 Гц на двух или трех уровнях в зависимости от объема пространства, в котором происходит нагрев ТКО и их пиролиз, осуществляют остаточную деструкцию, используют переменное магнитное поле, образующееся в источнике мощностью от 60 до 300 кВт, которое при остаточной деструкции продукты пиролиза превращает в аэрозоли и аэровзвеси, электромагнитная активация продуктов пиролиза с помощью ПМП позволяет снизить температуру пиролизном пространстве с 900°С до 400-600°С и температуру остаточной деструкции на выходе до 600-700°С, при этом в пиролизном пространстве исключается образование химически стойких диоксинов и или других токсичных веществ, а на выходе процесса образуются минеральные вещества в газообразном и твердом состоянии.

Способ финишной деструкции продуктов пиролиза твердых коммунальных отходов осуществляют следующим образом.

Способ минерализации включает в себя деструкцию молекул органических веществ, находящихся в газообразном и жидком состоянии. Под действием переменного магнитного поля (ПМП), в качестве источника которого служат фокусирующие насадки генератора ПМП, фокусирующие насадки формируют электромагнитное поле напряженностью Н - 1⋅104 - 5⋅106 А/м синусоидальной формы частотой 40-80 Гц в пиролизном пространстве. Фокусирующие насадки располагаются в пиролизном пространстве на двух или трех уровнях, а также в выходе продуктов пиролиза в окружающую среду. На выходе происходит деструкция и минерализация продуктов пиролиза твердых коммунальных отходов (ТКО), а также продуктов сгорания топлива (природного или пиролизного газа). Под действием переменного магнитного поля происходит поляризация молекул продуктов пиролиза. Энергия переменного магнитного поля передается электронам, т.е. происходит возбуждение и ионизация атомов веществ, образующихся в результате пиролиза, и изменение их электрических свойств, что приводит к деструкции молекул органических веществ. Указанный процесс протекает в продуктах пиролиза, находящихся в газообразном и жидком состоянии. При этом образуются молекулы O3, H2O2, ОН и др., которые активно вступают в химические реакции с продуктами пиролиза, превращая органические вещества в минералы. ПМП так же воздействует на твердые фракции ТКО, при этом в цепях органических веществ возникают поля напряжений из-за смещения атомов и разрыва химических связей. Каскады смещений (дислокаций) увеличивают внутренние напряжения в цепи молекул органических веществ, что ускоряет их деструкцию. Этот процесс носит автокаталитический характер. Совместное энергетическое воздействие от 2-х источников: нагрева и облучения переменным магнитным полем достаточно для протекания всех химических реакций, обеспечивающих деструкцию органических веществ, образующихся во время пиролиза, независимо от их агрегатного состояния и их минерализацию. При этом исключается образование диоксинов и др. токсичных веществ, характерных при простом сжигании ТКО. При выполнении способа реализуется следующая схема утилизации ТКО: на входе ТКО, на выходе пиролизный газ и минерализованные вещества в газообразном и твердом состоянии. Пиролизный газ является топливом. Тепловая энергия, образующаяся на выходе, подлежит использованию для систем теплоснабжения. Минеральные шлаки и газообразные отходы, не обладают свойствами опасными для природной окружающей среды. ПМП создается в пиролизном пространстве с помощью фокусирующих насадок.

В пиролизном пространстве и на выходе процесса образуется ПМП высокой напряженности, которое является дополнительным энергетическим источником активации химических реакций происходящих при деструкции ТКО. На выходе происходит деструкция аэрозолей продуктов пиролиза, образующихся в пиролизном пространстве после отделения определенного объема пиролизного газа. Действие ПМП интенсифицирует химические реакции органических веществ на выходе, находящихся в газообразном и жидком состоянии, что приводит к их минерализации.

Электромагнитная активация продуктов пиролиза с помощью ПМП позволяет снизить температуру в пиролизном пространстве с 900°С до 400-500°С и температуру на выходе от 1000-1200 до 600-700°С, что способствует энергосбережению.

Газы после выхода имеют температуру порядка 600°С, поэтому могут служить источником тепловой энергии. Тепловая энергия, полученная в результате этого, может быть использована для систем теплоснабжения и горячего водоснабжения. На выходе выделяются газы, входящие в состав атмосферного воздуха CO; CO2; NOx. Благодаря интенсификации процесса деструкции молекул органического вещества происходит его минерализация и образование шлаков, имеющих химический состав, характерный для минералов природной окружающей среды: SiO2; Al2O3; СаО; Fe2O3; MgO.

Предлагаемый способ позволяет осуществить пиролиз ТКО при пониженных температурах, исключить образование диоксинов и других токсичных продуктов пиролиза и их полную минерализацию.

Способ финишной деструкции продуктов пиролиза твердых коммунальных отходов (ТКО), включающий использование переменного магнитного поля (ПМП), имеющего напряженность, отличающийся тем, что деструкцию осуществляют по следующей схеме: на входе твердые коммунальные отходы, а на выходе пиролизный газ и минерализованные продукты пиролиза органических веществ, используют действие двух физических процессов: нагревание до температуры 400-600°C и облучение переменным магнитным полем напряженностью Н от 1⋅104 до 5⋅106 А/м синусоидальной формы и частотой 40-80 Гц на двух или трех уровнях в зависимости от объема пространства, в котором происходит нагрев ТКО и их пиролиз, осуществляют остаточную деструкцию, используют переменное магнитное поле, образующееся в источнике мощностью от 60 до 300 кВт, которое при остаточной деструкции продукты пиролиза превращает в аэрозоли и аэровзвеси, электромагнитная активация продуктов пиролиза с помощью ПМП позволяет снизить температуру в пиролизном пространстве с 900°C до 400-600°C и температуру остаточной деструкции на выходе до 600-700°C, при этом в пиролизном пространстве исключается образование химически стойких диоксинов и/или других токсичных веществ, а на выходе процесса образуются минеральные вещества в газообразном и твердом состоянии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения, включает процессы сжигания, пиролиза и газификации.

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 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.

Способ для обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов содержит бурение скважин в толще массива и установку в них вертикальных перфорированных отводящих труб, солнечный нагрев и увлажнение массива, размещенного под пирамидальными прозрачными колпаками, атмосферными осадками и питательной водой из канавок между колпаками, анаэробное брожение в толще массива с получением био–газа (метана), вывод его из колпаков и пор массива через вертикальные перфорированные отводящие трубы, соединенные через газопроводы с компрессором, который создает разрежение в полости колпаков и соединенных с ним на всасе газопроводов и сжимает на выходе биогаз, который под давлением поступает в трубное пространство воздушного холодильника, охлаждаемого наружным воздухом за счет естественной тяги, где происходит его охлаждение с конденсацией значительной части водяных паров и тяжелых углеводородов.

Изобретение относится к устройствам для термического обезвреживания опасных отходов, а также отсортированных органических компонентов твердых бытовых отходов, углерод - и углеводородсодержащих отходов, в том числе нефтешламов, отходов предприятий органического синтеза, иловых осадков канализационных очистных сооружений, отходов медицинских и лечебно-профилактических учреждений и прочих горючих, биоразлагаемых отходов.

Предложен способ обеспечения теплом и электричеством компактных автономных объектов, расположенных в полевых условиях. Согласно способу в пиролизном котле, установленном в автономном объекте, сжигают твердое топливо в верхней части котла 1 с недостаточным количеством окислителя и дожигают пиролизный газ в нижней части котла 2, где подогревают теплоноситель замкнутой системы отопления 10, при этом часть пиролизного газа из верхней части котла 1 выводят наружу, отчищают от примесей и подают в двигатель внутреннего сгорания 8, на валу которого установлен электрогенератор 9.

Изобретения относятся к области пиролизной утилизации бытовых и промышленных отходов. Утилизированные бытовые и промышленные отходы направляют винтовым конвейером из бункера-накопителя в металлическую жаропрочную трубу корпуса мобильной пиролизной камеры, где винтовым конвейером перемещаются вдоль пиролизной камеры с разогревом и поддержанием температуры пиролиза в интервале 800-900°C.

Изобретение относится к способу и структурной схеме экологически безопасной переработки отходов и биомассы для повышения эффективности производства электроэнергии и тепла.

Изобретение относится к жилищно-коммунальному хозяйству и может быть использовано на полигонах по переработке твердых коммунальных отходов. Техническим результатом является повышение эффективности пиролизного реактора.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может использоваться как в бытовых отопительных системах, так и на небольших производствах, использующих тепловую энергию, а также для утилизации измельченных горючих бытовых отходов.

Изобретение относится к способу получения из горючих сланцев топливно-энергетических и химических продуктов, в частности моторных топлив. Измельченный горючий сланец (ГС) смешивают с измельченным твердым органическим компонентом, температура максимальной скорости разложения вещества которого отличается от температуры максимальной скорости разложения органического вещества ГС не более чем на 5°С.

Изобретение относится к устройству для переработки резиновых отходов. Техническим результатом является уменьшение энергетических затрат на процесс переработки и повышение качества получаемых продуктов из резиновых отходов.

Изобретение относится к устройству для переработки резиновых отходов. Техническим результатом является повышение качества получаемых продуктов из резиновых отходов, а также уменьшение энергетических затрат на процесс переработки.

Изобретение относится к утилизации углеродсодержащих смесей и может быть использовано при утилизации промышленных, сельскохозяйственных, производственных и бытовых отходов, содержащих твердые и жидкие углеводороды, для получения из них синтетического жидкого топлива как источника энергии.

Изобретение относится к области обработки углеродсодержащих отходов и может находить применение в химической промышленности для производства сажи или в области производства резины для получения компонентов на основе резиновых смесей.

Изобретение относится к утилизации промышленных и бытовых отходов из пластмасс, в частности из полиэтилена и полипропилена, для получения после их утилизации и переработки моторных топлив (бензина, дизельного топлива), печного топлива, углеводородного газа и углеродного остатка (кокса).

Изобретение относится к способам утилизации промышленных и бытовых отходов из пластмасс, в частности из полиэтилена и полипропилена, для получения моторных топлив, печного топлива, углеводородного газа и углеродного остатка (кокса).

Изобретение относится к области переработки полимерных отходов. Осуществляют способ утилизации полимерных отходов методом низкотемпературного каталитического пиролиза, при этом осуществляют термическую переработку полимерных отходов в шнековом реакторе без доступа кислорода в присутствии катализатора на основе цеолита ZSM-5, способ отличается тем, что в качестве катализатора используют катализатор на основе оксида железа, импрегнированного в матрицу цеолита ZSM-5, переработку отходов проводят при температуре 498-502°С в течение 59-61 минут, при использовании 1-5% от массы сырья, при этом перерабатывают полимерные отходы крупностью не более 80 мм.

Изобретение относится к жилищно-коммунальному хозяйству и может быть использовано на полигонах по переработке твердых коммунальных отходов. Техническим результатом является повышение эффективности пиролизного реактора.

Изобретение может быть использовано в химической и резиновой промышленности. Способ получения сажи из резиновых отходов включает их термическое разложение, разделение продуктов разложения на парогазовые продукты и твердый углеродный остаток, измельчение углеродного остатка до размеров частиц 0,1-2,0 мм, сжигание парогазовых продуктов с измельченным твердым углеродным остатком в весовом соотношении 1:(0,1-2).

Изобретение относится к химической и резинотехнической промышленности. Первые базовые частицы (16) технического углерода получают в рабочем блоке (14) сжиганием минерального масла (40) при температуре 1200-1800°С в камере (18) сжигания предпочтительно в струе (36) смеси газ/воздух. Полученный продукт быстро охлаждают впрыскиванием воды (44) в охлаждающем блоке (42). Измельченные шинные отходы подвергают пиролизу и направляют полученный продукт (50) в подающий блок (20), снабженный измельчающим узлом (30), для получения вторых базовых частиц (22) технического углерода. Первые (16) и вторые (22) базовые частицы технического углерода имеют размер примерно 2-10 мкм. Затем примешивают вторые базовые частицы (22) в поток (48) первых базовых частиц (16). Смесь гранулируют в компактирующем блоке (24) с получением гибридных частиц (12) технического углерода, которые высушивают в сушильном блоке (28). Изобретение позволяет легко смешивать, измельчать и гранулировать различающиеся между собой базовые частицы технического углерода и обеспечить сохранность полученных гранул при хранении и транспортировке. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области переработки твердых коммунальных и прочих органических отходов, в частности может быть использовано в коммунально-бытовом хозяйстве при сжигании отходов с гарантированным подавлением вредных веществ, в том числе диоксинов, и утилизацией теплоты сгорания отходов. Результатом является снижение энергопотребления процесса пиролиза, исключение образования диоксинов, в том числе в образовании шлаков, имеющих химический состав, характерный для минералов природной окружающей среды, и возможности использования тепловой энергии для теплоснабжения потребителей, а также использования пиролизного газа для газоснабжения. Указанный результат достигается тем, что деструкцию осуществляют по следующей схеме: на входе твердые коммунальные отходы, а на выходе пиролизный газ и минерализованные продукты пиролиза органических веществ. Используют действие двух физических процессов: нагревание до температуры 400-600°С и облучение переменным магнитным полем напряженностью Н от 1⋅104 до 5⋅106 Ам синусоидальной формы и частотой 40-80 Гц на двух или трех уровнях в зависимости от объема пространства, в котором происходит нагрев ТКО и их пиролиз. Осуществляют остаточную деструкцию, используют переменное магнитное поле, образующееся в источнике мощностью от 60 до 300 кВт. При остаточной деструкции продукты пиролиза превращаются в аэрозоли. Электромагнитная активация продуктов пиролиза с помощью ПМП позволяет снизить температуру в пиролизном пространстве с 900°С до 400-600°С и температуру остаточной деструкции на выходе до 600-700°С. При этом в пиролизном пространстве исключается образование химически стойких диоксинов иили других токсичных веществ, а на выходе процесса образуются минеральные вещества в газообразном и твердом состоянии.

Наверх