Модуль реализации сверхкритической технологии проточной переработки углеводородосодержащих отходов и стоков

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих отходов любой влажности, в том числе твердых коммунальных и промышленных отходов, отходов деревообработки, осадков бытовых и сточных вод, животноводческих предприятий и птицефабрик, для обеспечения их утилизации и получения при этом пригодных для реализации газообразных, жидких и твердых продуктов. Модуль реализации сверхкритической технологии проточной переработки углеродсодержащих отходов любой степени влажности содержит блок загрузки, блок проведения сверхкритических технологий и блок переработки газа, полученного по сверхкритической технологии. В состав блока загрузки входят узел транспортировки твердых отходов, мельница, узел подачи фугата/стоков. Выходы мельницы и узла подачи фугата/стоков подключены к узлу смешения для получения суспензии - реакционной массы. В состав блока проведения сверхкритических технологий входят узел периодической загрузки полученной реакционной массы в реактор сверхкритической технологии, который выполнен с возможностью обеспечения непрерывности процесса, реактор сверхкритической технологии, который выполнен с возможностью проведения процесса термического разложения реакционной массы в комплекте с газовыми вихревыми сепараторами и водоотведением, а также с возможностью периодической выгрузки минерального остатка в принимающий бункер. В состав блока переработки газа, проведенного по сверхкритической технологии входят по меньшей мере система мониторинга и контроля для измерения фактического потока и состава газа, произведенного по сверхкритической технологии, и узел беспламенного сжигания СКТ-газа на критических горелках. Использование данного изобретения позволяет обеспечить упрощение устройства по переработке углеродсодержащих отходов. 6 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих отходов любой влажности, в том числе твердых коммунальных и промышленных отходов, отходов деревообработки, осадков бытовых и сточных вод, животноводческих предприятий и птицефабрик, для обеспечения их утилизации и получения при этом пригодных для реализации газообразных, жидких и твердых продуктов.

Используемый при характеристике разработанного технического решения термин «углеродсодержащие отходы» в рамках данного технического решения означает продукты нефтехимического, лесопромышленного и агропромышленного комплексов, сланцы, бурые и каменные угли, а также отходы ЖКХ.

Известен способ получения горючего газа из отходов (SU, патент 1556543, опубл. 13 07.04.90). При реализации способа проводят разделение отходов на влажную и легкую фракцию, при этом легкую фракцию прессуют в брикеты, комки или гранулы и дегазируют посредством пиролиза, а влажную фракцию подают на биогазовую установку для образования метана с последующей его утилизацией.

Недостатком известного способа является низкая эффективность превращения углеродсодержащих отходов в энергетическую продукцию в связи с тем, что процесс пиролиза с точки зрения получения энергии менее эффективен, чем процесс биологической деструкции. Также недостатком известного технического решения следует признать сложность его аппаратурного оформления.

Известен также (RU, патент 2443749, опубл. 27.02.2012) способ комплексной переработки углеродсодержащих отходов, включающий стадии биологической и термической деструкции органического вещества, причем углеродсодержащие отходы сначала подвергают анаэробному сбраживанию, после чего полученный сброженный остаток смешивают с наполнителем, формуют и подвергают термической деструкции в восстановительной среде без доступа кислорода при температуре 300-1050°С.

Недостатком известного технического решения следует признать длительность способа, а также его невысокую эффективность.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2408649, опубл. 10.01.2011) устройство для переработки влажных и жидких органических отходов, содержащее термохимический реактор для пиролиза этих отходов, энергетическую установку и газоотделитель для отделения пиролизных газов от жидкой фракции. Кроме того, устройство дополнительно содержит размельчитель отходов, бункер с мешалкой для приготовления пульпы из смеси размельченных органических отходов с водой, насос или поршень для создания высокого давления в потоке проходящей через термохимический реактор пульпы, реактор синтеза энергоносителей из пиролизных газов, ректификационную колонну для разделения энергоносителей и золосборник для приема и удаления твердой фракции продуктов пиролиза.

Недостатком этого комплекса является ограниченность его функциональных возможностей - только влажные и жидкие отходы, использование процесса пиролиза, приводящее к получению газовой фазы неизвестного состава, и обусловленная этим необходимость разделения газовой фазы.

Техническая задача, решаемая с использованием разработанного устройства, состоит в разработке системы комплексной переработки углеродсодержащих твердых отходов совместно с фильтратом полигона складирования твердых углеродсодержащих отходов, а также, возможно, совместно с промстоками.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в упрощении устройства, утилизации и очистке фильтрата полигона и/или промстоков, разработке методов утилизации минерального остатка сверхкритической технологии (СКТ), обработке в дополнительные товарные продукты, разработке методов утилизации СКТ-газа в дополнительные товарные продукты.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный СКТ модуль (модуль реализации сверхкритической технологии) проточной переработки углеродсодержащих отходов и стоков методом сверхкритических технологий - обработка водных смесей биомассы без доступа воздуха при температурах 300-500°С и давлении 220-250 атм в проточном режиме. Диоксин, фуран, бензапирен и др. ядовитые соединения не образуются, так как в этих условия равновесие реакции разложения биомассы с образованием газообразных продуктов смещено в сторону образования метана и углекислого газа.

После СКТ процесса получается технически чистая вода, минеральный остаток и газообразная составляющая, которая может быть переработана в различные виды энергоносителей (аналог природного газа).

Разработанный модуль проточной переработки углеродсодержащих отходов и стоков содержит блок загрузки, блок проведения сверхкритических технологий и блок переработки газа, полученного по сверхкритической технологии, причем в состав блока загрузки входят по меньшей мере узел транспортировки твердых отходов, мельница, узел подачи фугата/стоков, при этом выходы мельницы и узла подачи фугата/стоков подключены к узлу смешения для получения суспензии - реакционной массы, в состав блока проведения сверхкритических технологий входят по меньшей мере узел периодической загрузки полученной реакционной массы в реактор сверхкритической технологии, выполненный с возможностью обеспечения непрерывности процесса, по меньшей мере один реактор сверхкритической технологии, выполненный с возможностью проведения процесса термического разложения реакционной массы в комплекте с газовыми вихревыми сепараторами и водоотведением, а также с возможностью периодической выгрузки минерального остатка в принимающий бункер, в состав блока переработки газа, произведенного по сверхкритической технологии, входят по меньшей мере система мониторинга и контроля для измерения фактического потока и состава газа, произведенного по сверхкритической технологии, и узел беспламенного сжигания газа, произведенного по сверхкритической технологии, на каталитических горелках.

Особенностью разработанного устройства следует признать также тот факт, что оно применимо для переработки твердых углеродсодержащих отходов любой влажности без использования предварительной их сушки.

Непрерывность процесса переработки углеродсодержащих отходов может быть обеспечена любым известным способом (http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=6026).

Система смешения может дополнительно содержать активатор процесса смешения (мешалку, источник У3-колебаний или кавитатор).

Блок загрузки предпочтительно выполнен с возможностью загрузки твердых отходов.

Обычно в модуле загрузки использована мельница, обеспечивающая измельчение твердой фракции до 100 мкм. Указанная мельница может дополнительно содержать электромагниты и систему выгрузки ферромагнитной фракции.

Узел беспламенного сжигания газа предпочтительно выполнен с возможностью смешения топлива и окислителя с добавленной к нему частью отходящего дымового газа непосредственно в зернистом слое катализатора.

Кроме вышеуказанного дополнительного оборудования, модуль СКТ разработанной конструкции может дополнительно содержать блок генерирования электроэнергии с использованием газа, произведенного по сверхкритической технологии, а также газгольдер для сбора и хранения газа, произведенного по сверхкритической технологии.

Основными потребителями модулей СКТ разработанной конструкции могут быть предприятия АПК (животноводство, птицеводство, рыбоводство, звероводство), перерабатывающие предприятия (пищевой промышленности, нефтеперерабатывающей промышленности, деревоперерабатывающей промышленности), ЖК (полигоны ТБО, очистные сооружения). Кроме того, комплекс будет востребован при очистке фарватеров рек, портов, озер.

Состав и мощность оборудования, входящего в состав модуля, может модернизироваться под разные задачи. Модернизация предусматривает расширение ассортимента товарных продуктов (пар, тепло, электроэнергия, энергоноситель СКТ-газ, синтетические моторные топлива) и увеличение производительности СКТ модуля до 10 т/ч и 25 т/ч по реакционной массе.

1. Модуль реализации сверхкритической технологии проточной переработки углеродсодержащих отходов любой степени влажности, содержащий блок загрузки, блок проведения сверхкритических технологий и блок переработки газа, полученного по сверхкритической технологии, причем в состав блока загрузки входят по меньшей мере узел транспортировки твердых отходов, мельница, узел подачи фугата/стоков, при этом выходы мельницы и узла подачи фугата/стоков подключены к узлу смешения для получения суспензии - реакционной массы, в состав блока проведения сверхкритических технологий входят по меньшей мере узел периодической загрузки полученной реакционной массы в реактор сверхкритической технологии, выполненный с возможностью обеспечения непрерывности процесса, по меньшей мере один реактор сверхкритической технологии, выполненный с возможностью проведения процесса термического разложения реакционной массы в комплекте с газовыми вихревыми сепараторами и водоотведением, а также с возможностью периодической выгрузки минерального остатка в принимающий бункер, в состав блока переработки газа, произведенного по сверхкритической технологии, входят по меньшей мере система мониторинга и контроля для измерения фактического потока и состава газа, произведенного по сверхкритической технологии, и узел беспламенного сжигания СКТ-газа на каталитических горелках.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что система смешения дополнительно содержит активатор процесса смешения.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что блок загрузки выполнен с возможностью загрузки твердых отходов.

4. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что использована мельница, обеспечивающая измельчение твердой фракции до 100 мкм.

5. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что мельница дополнительно содержит электромагниты и систему выгрузки металлической фракции.

6. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок генерирования электроэнергии с использованием газа, произведенного по сверхкритической технологии.

7. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительного содержит газгольдер для сбора и хранения газа, произведенного по сверхкритической технологии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к применению реактора для газификации, а также к способу увеличения эффективности в реакторе. Реактор включает по меньшей мере одну реакционную камеру (2) и по меньшей мере один ротор (3).

Изобретение предназначено для сортировки твердых бытовых отходов (ТБО), в частности для предварительного выделения из мусора пластиковых емкостей, пленок, тряпья, бумаги, и других видов ТБО, которые могут служить сырьем для пиролиза, технология которого отличается малыми выбросами канцерогенных веществ, таких как, например, диоксины.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ утилизации отходов хроматного производства включает смешение исходных дисперсных материалов и плавку в электродуговой печи при температуре от 1100 до 1400°С с пирометаллургическим получением феррохрома.

Изобретение относится к экологии, в частности к способам для обезвреживания в сыпучем виде минеральных строительных материалов и грунтов, загрязненных высокотоксичными хлорорганическими соединениями: продуктами неполного разложения отравляющих веществ, пестицидов, полихлорбифенилов и т.п., и может быть эффективно использовано при осуществлении мер по защите окружающей среды от загрязнения.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих твердых веществ в альтернативные энергетические ресурсы, используемые как для промышленных, так и для бытовых нужд.

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов ТБПО. Техническим результатом является повышение производительности процесса переработки, коэффициента полезного действия при одновременной экологической безопасности за счет исключения образования диоксинов.
Изобретение относится к способу переработки твердых отходов производства соды и может найти применение в химической промышленности при решении экологических, технологических и экономических проблем.

Изобретение может быть использовано в производстве строительных материалов на известковой или цементной основе, асфальта. Способ восстановления шестивалентного хрома в оксидных твердых материалах включает смешивание оксидного твердого материала, содержащего Cr(VI), с углеродсодержащим соединением.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов и ферм для последующего применения. Для осуществления способа продукты гидросмыва свиноводческих комплексов и ферм обрабатывают обожженным дефекатом с дозой 50-200 мг/дм3, при этом значение pH колеблется в диапазоне 7,5-8,5.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды. Согласно способу рекуперации щелочи и алюминия во время обработки получаемого в процессе Байера красного шлама с применением технологии известкования и карбонизации после смешивания получаемого в процессе Байера красного шлама с алюминатом кальция или известью и алюминатом кальция проводят преобразование с известкованием и обесщелачиванием в высококонцентрированном растворе щелочи.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при энергообеспечении промышленных и коммунально-бытовых потребителей. Реактор термохимической конверсии твердых горючих ископаемых, биомассы, бытовых отходов и резинотехнических изделий включает загрузочный бункер 3, циклонную топку 8, корпус 9 реактора, снабженный дымоходом 5 для отвода отработавшего теплоносителя, реакторный шнек 4, снабженный отводящим каналом для парогазовой смеси 6, связанные со входом топки 8 воздуходувку 7 подогретого воздуха и герметизирующую камеру 14, расположенную на выходе реакторного шнека 4, дозирующий питатель 2 с расходным бункером 1, пылеосадительную камеру 13, ограниченную стенками корпуса 9 реактора и связанную с выходом циклонной топки 8, шнек 10 для удаления зольного остатка, щелевой воздухораспределитель 15, расположенный на входе циклонной топки 8. Вход реакторного шнека 4 связан с выходом расходного бункера 1. Вход расходного бункера 1 связан через дозирующий питатель 2 с выходом загрузочного бункера 3. Вход циклонной топки 8 соединен через герметизирующую камеру 14 с выходом реакторного шнека 4 и через щелевой воздухораспределитель 15 – с выходом воздуходувки 7 подогретого воздуха. Выход циклонной топки 8 последовательно соединен с пылеосадительной камерой 13, реакторным шнеком 4 и дымоходом 5 для отвода отработавшего теплоносителя. Реакторный шнек 4 и шнек 10 для удаления зольного остатка связаны посредством цепного привода 11. Изобретение позволяет получить обогащенную парогазовую смесь при снижении энергозатрат за счет полезного использования отходящих газов, уменьшить необходимое время пребывания частиц перерабатываемого материала в реакторе, уменьшить металлоемкость установки, улучшить условия генерации теплоносителя и полноты выгорания углерода полукокса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение 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°С. Для подготовки нефтяного шлама осуществляют его контакт с растворителем в экстракторе, экстракцию при постоянном перемешивании и продувке инертным газом, выделение из экстракта воды, части растворителя и фракции легких углеводородов, кипящих до 350°С. 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°С и смешивают фильтрат с жидкой органической фазой со стадии декантации. Растворитель отделяют от осадка фильтрования - выпариванием, а от фильтрата или его смеси с жидкой органической фазой ректификацией. Остаток ректификации нагревают 70-90°С, с получением подготовленного нефтяного шлама. Далее его смешивают с древесными опилками, которые предварительно пропитывают водным раствором прекурсора катализатора - парамолибдата аммония, так что содержание прекурсора катализатора в сырье составляет 0.05% мас. в расчете на Мо, диспергируют смесь в роторно-кавитационном диспергаторе и проводят гидрогенизацию сырья в реакторе при повышенной температуре и давлении в присутствии водорода и катализатора, образующегося in situ из прекурсора катализатора. Технический результат - повышение степени утилизации нефтяного шлама, в том числе его наиболее тяжелых углеводородных фракций, исключение коррозии оборудования и отравления катализатора минеральными примесями, содержащимися в нефтяном шламе, и повышение выхода дистиллятных фракций, уменьшение выхода кокса при гидроконверсии нефтяного шлама. 6 табл., 7 пр.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих отходов любой влажности, в том числе твердых коммунальных и промышленных отходов, отходов деревообработки, осадков бытовых и сточных вод, животноводческих предприятий и птицефабрик, для обеспечения их утилизации и получения при этом пригодных для реализации газообразных, жидких и твердых продуктов. Модуль реализации сверхкритической технологии проточной переработки углеродсодержащих отходов любой степени влажности содержит блок загрузки, блок проведения сверхкритических технологий и блок переработки газа, полученного по сверхкритической технологии. В состав блока загрузки входят узел транспортировки твердых отходов, мельница, узел подачи фугатастоков. Выходы мельницы и узла подачи фугатастоков подключены к узлу смешения для получения суспензии - реакционной массы. В состав блока проведения сверхкритических технологий входят узел периодической загрузки полученной реакционной массы в реактор сверхкритической технологии, который выполнен с возможностью обеспечения непрерывности процесса, реактор сверхкритической технологии, который выполнен с возможностью проведения процесса термического разложения реакционной массы в комплекте с газовыми вихревыми сепараторами и водоотведением, а также с возможностью периодической выгрузки минерального остатка в принимающий бункер. В состав блока переработки газа, проведенного по сверхкритической технологии входят по меньшей мере система мониторинга и контроля для измерения фактического потока и состава газа, произведенного по сверхкритической технологии, и узел беспламенного сжигания СКТ-газа на критических горелках. Использование данного изобретения позволяет обеспечить упрощение устройства по переработке углеродсодержащих отходов. 6 з.п. ф-лы.

Наверх