Жаротрубный котел - карбонизатор для переработки в сорбент гранулированных отходов сортировки твердых коммунальных отходов

Изобретение относится к решению экологических проблемам в мусороперерабатывающей отрасли при утилизации твердых коммунальных отходов (ТКО), в частности к термической переработке гранулированных органических и неорганических углеродсодержащих отходов в сорбент, используемый в том числе и для биорекультивации полигонов. Изобретение может быть также использовано в тепло- и электроэнергетике для получения горячей воды и пара. Техническим результатом является повышение эффективности и экологичности устройства. Жаротрубный котел-карбонизатор для переработки в сорбент гранулированных отходов сортировки твердых коммунальных отходов содержит узлы загрузки гранулированных отходов, горизонтальную цилиндрическую емкость, заполненную водой, две жаровые трубы для карбонизации отходов и сжигания газов пиролиза, цилиндрическую огневую поворотную камеру, сопловую систему подачи и распределения воздуха для сжигания пиролизных газов, дымогарные трубы и систему шурующих планок маятникового типа, при этом жаровые трубы установлены в водяном объеме соосно, тыльными концами они закреплены на трубных досках, а противоположными концами соединены друг с другом встречно посредством огневой поворотной камеры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к решению экологических проблемам в мусороперерабатывающей отрасли при утилизации твердых коммунальных отходов (ТКО), в частности к термической переработке гранулированных органических и неорганических углеродсодержащих отходов в сорбент, используемый в том числе и для биорекультивации полигонов.

Изобретение может быть также использовано в тепло- и электроэнергетике для получения горячей воды и пара.

Из открытых источников, например, ГОСТ Р 53692-2009 Ресурсосбережение. Обращение с отходами, п. 5.5 и п. 6.1.1., известна технология переработки ТКО, в общем виде состоящая из сортировки отходов, при которой все, что возможно, выводится во вторичную переработку, пищевые отходы используют для подготовки почвенно-грунтовых смесей, а углеродсодержащие отходы сортировки измельчают, перемешивают и гранулируют для использования в качестве топлива RDF.

Однако, гранулы полученного топлива не пользуется спросом из-за своего происхождения (ТКО), а с затратами на упаковку и транспортировку это производство становится зачастую не рентабельным и проигрывает конкуренцию производству пеллет из опила.

Кроме того, переработка пищевых отходов в почвенно-грунтовые смеси в больших количествах в помещении не производится, а на открытом воздухе - в буртах, - она возможна только в теплое время года, в тоже время эти отходы на переработку поступают круглый год.

В этой связи появляется необходимость и возможность использования топливо RDF, а также чистых пищевых отходов, содержащих до 50% углерода на сухую массу, для переработки их в сорбент.

Наиболее близким по своей сущности и конструкции к предлагаемому изобретению - прототипом - является известный твердотопливный жаротрубный котел для сжигания кускового топлива, предусматривающий сжигание летучих в струях первичного воздуха и дожигание углеродного остатка в струях вторичного воздуха, содержащий одну жаровую трубу, огневую поворотную камеру, отводящие дымогарные трубы, шлаковую шахту и систему шуровки топлива (RU №2623594, кл. F23В 30/10, F23J 1/00).

Недостатком известного котла для переработки гранулированных отходов в сорбент является отсутствие узла активации карбонизированного материала, получаемого в результате пиролиза и отсутствие возможности для отвода увеличенного количества дымовых газов при сжигании в одном устройстве газов пиролиза и газов активации при многотоннажном производстве.

Задачей изобретения является создание высокоэффективного и экологически чистого устройства для многотоннажной переработки гранулированных отходов сортировки ТКО в сорбент.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что жаротрубный котел-карбонизатор для переработки в сорбент гранулированных отходов сортировки твердых коммунальных отходов, содержит узлы загрузки гранулированных отходов, горизонтальную цилиндрическую емкость, заполненную водой, две жаровые трубы для карбонизации отходов и сжигания газов пиролиза, цилиндрическую огневую поворотную камеру, сопловую систему подачи и распределения воздуха для сжигания пиролизных газов, дымогарные трубы и систему шурующих планок маятникового типа, при этом жаровые трубы установлены в водяном объеме соосно, тыльными концами они закреплены на трубных досках, а противоположными концами соединены друг с другом встречно посредством огневой поворотной камеры, в нижней части которой предусмотрены устройства подачи активирующего агента и активации подвижного слоя карбонизированного материала, а также течки слива сорбента, а в верхней части по обечайке она снабжена рассредоточенным сопловым вводом воздуха для сжигания газов активации.

На фиг. 1 и 2 схематично изображены продольный и поперечный (А-А) разрезы жаротрубного котла-карбонизатора, который содержит узлы загрузки гранулированных отходов (1), горизонтальную цилиндрическую емкость с водой (2), две жаровые трубы (3), огневую поворотную камеру (4) с отводящими дымогарными трубами (5), сопловой ввод воздуха на дожигание газов активации (6) и газов пиролиза (7), устройства активации в слабом кипящем слое (8), течки слива сорбента (9), система шурующих планок (10) с приводом (11), люки (12).

Изобретение имеет следующие основные отличия от прототипа и известных технических решений:

- две жаровые трубы, установлены в водяном объеме соосно и встречно посредством огневой поворотной камеры - это решение позволяет вдвое увеличить активный объем для карбонизации отходов в камерах и сжигания газов пиролиза при относительно короткой длине каждой камеры и обеспечивает вывод через дымогарные трубы увеличенный объем дымовых газов при многотоннажном производстве;

- наличие системы рассредоточенного соплового ввода воздуха в верхней части огневой поворотной камеры по обечайке позволяет обеспечить практически полное сжигание газов активации, что создает условия для эффективной и экологически чистой работы жаротрубного котла-карбонизатора;

- устройство активации продукта, карбонизированного в жаровых трубах, при продувке его парогазовой смесью через решетку кипящего слоя позволяет путем увеличения пористости продукта переработать его в сорбент.

Жаротрубный котел-карбонизатор работает следующим образом.

Предварительно выполняются все необходимые операции по охлаждающей системе котла-карбонизатора.

Разогрев ведут на сухих древесных отходах, пеллетах или на другом легко воспламеняющемся кусковом топливе, загружаемом вручную через люки (12), размещенные по торцам жаровых труб. Воздушное дутье осуществляют горизонтально над слоем топлива в жаровых трубах (3) и вертикально вниз в огневой поворотной камере (4).

По мере разогрева котла-карбонизатора на горящее кусковое топливо плавно, с постепенным увеличением расхода, подают гранулированные отходы, при этом, перемешиваясь с горящим топливом и разогреваясь в условиях недостатка воздуха, гранулы разваливаются, пиролизуются и теряют летучие, которые в надслоевом объеме, перемешиваясь с подаваемым туда воздухом, выгорают, прогревая и поддерживая процесс карбонизации, идущий в нижнем объеме жаровых труб.

Воздух подают на сжигание газов пиролиза через сопла (7), а газов активации - через сопловой ввод (6), разогрев загружаемых в жаровые трубы гранулированных отходов идет сперва в результате перемешивания (шуровки) с уже разогретым продуктом, а затем и посредством радиационного нагрева факелом сжигаемых газов пиролиза. Активацию карбонизированного продукта ведут с нагревом их от факела сжигаемых газов активации в поворотной камере.

Непрерывная работа системы шуровки маятникового типа (10) обеспечивает и перемешивание, и перемещение карбонизируемых отходов к огневой поворотной камере, где по мере передвижения он карбонизируется и ссыпается в зону активации. Система шуровки маятникового типа состоит из горизонтального водоохлаждаемого прогона и радиально соединенных с ним и отведенных вниз под углом два ряда жестких тяг на свободных концах которого закреплены сменные шурующие планки, размещаемые вдоль жаровых труб симметрично относительно вертикальной оси с возможностью принудительных колебаний около этой оси по заданной программе (см. прототип).

Активирование карбонизированного продукта идет в слое слабого кипения с использованием продувки слоя любым активирующим агентом, например, увлажненными дымовыми газами, отобранными на рециркуляцию в жаротрубный котел-карбонизатор после их мокрой абсорбционной очистки перед выводом в дымовую трубу.

Эффект активации можно менять и усиливать, если активирующий агент подкислять или подщелачивать. Так можно получать сорбент с разными заданными свойствами.

Объем кипящего слоя по глубине расслаивается, т.к., по мере активации менее плотный активированный материал из-за увеличения пористости в слое всплывает, накапливается в верхней части слабо кипящего слоя, а свежий более плотный карбонизированный продукт, поступающий из жаровых труб, тонет в слабо кипящем слое активированного материала - сорбента. Таким образом, обеспечивается циркуляция и расслоение материала слоя. Излишки сорбента из верхней центральной части кипящего объема сливаются в течку и поступают в систему охлаждения любого известного типа (вне устройства).

Тепло от сжигания газов пиролиза и активации используется для нагрева воды на отопительные нужды или для получения пара для питания парового турбогенератора.

Таким образом, заявляемое изобретение решает задачу создания высокоэффективного и экологически чистого устройства: жаротрубного котла-карбонизатора для многотоннажной переработки гранулированных отходов сортировки ТКО в сорбент.

1. Жаротрубный котел-карбонизатор для переработки в сорбент гранулированных отходов сортировки твердых коммунальных отходов, содержащий узлы загрузки отходов, горизонтальную цилиндрическую емкость, заполненную водой, две жаровые трубы, цилиндрическую огневую поворотную камеру, сопловую систему подачи и распределения воздуха на сжигание пиролизных газов, дымогарные трубы и систему шурующих планок маятникового типа, отличающийся тем, что жаровые трубы установлены в водяном объеме соосно, тыльными концами они закреплены на трубных досках, а противоположными концами соединены друг с другом встречно посредством огневой поворотной камеры.

2. Жаротрубный котел-карбонизатор по п. 1, отличающийся тем, что огневая поворотная камера в нижней части снабжена устройствами подачи активирующего агента, активации подвижного слоя карбонизированного материала и течками слива сорбента, а в верхней части она снабжена по обечайке рассредоточенным сопловым вводом воздуха для сжигания газов активации.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для водогрейных котлов и может быть использовано в теплоэнергетике при производстве их с улучшенными теплотехническими характеристиками.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Котел длительного горения представляет собой огнестойкий герметичный теплоизолированный корпус достаточного размера для перемещения в нем человека, с герметичной входной дверью на передней стенке.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котлах систем центрального отопления жилых домов и производственных помещений. Суть изобретения в том, что котел содержит отсек предварительного смешения газовоздушной смеси, включающий вентилятор для нагнетания воздуха и трубку подвода газа на выходе вентилятора, а также установленную далее по ходу движения газовоздушной смеси газовую горелку поверхностного горения, содержащую не менее одной металлической перфорированной пластины и металлическую вязаную сетку из термостойкого материала с высокотемпературным покрытием, расположенную далее по ходу теплового потока теплообменную камеру, образованную оребренными трубами, и отсек сбора конденсата, расположенный ниже теплообменника, при этом первую по расположению к горелке оребренную трубу теплообменника устанавливают на расчетном расстоянии.

Изобретение относится к туристическому оборудованию и может быть использовано для нагрева термоса в походных условиях. .

Изобретение относится к устройствам восстановления тепловой энергии выхлопных и дымовых газов. .

Изобретение относится к беспламенному бензиновому отопителю. .

Изобретение относится к области производства и монтажа котлов наружного размещения, в частности к отопительным котлам наружного размещения, и может быть использовано в системах с индивидуальным отоплением для зданий разной высоты и размещенного вне здания.

Изобретение относится к водогрейным котлам и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения. .

Изобретение относится к водогрейным котлам и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения. .

Изобретение относится к водяным системам отопления и горячего водоснабжения и может быть использовано для нагрева воды в системах с индивидуальным отоплением. .

Изобретение относится к области сжижения природного газа. Устройство (1) для управления безопасностью оборудования (2), способное удерживать жидкость, содержит гидравлически сообщающееся с выходом оборудования предохранительное средство (3), приводимое в отпертое состояние, когда давление в оборудовании достигает предварительно заданного значения, и подающее жидкость в трубу факела (4), с которой оно сообщено гидравлически.

Изобретение относится к системам утилизации и может быть использовано на тепловых электрических станциях, на углеобогатительных фабриках, нефтеперерабатывающих заводах при утилизации гидрошламов и нефтешламов, а также на энерготехнологических комплексах при утилизации осадков сточных вод.

Изобретение относится к энергетике, а именно к системам генерации тепла и электроэнергии. Когенератор на твердом биотопливе содержит воздушный компрессор, электрический генератор и турбину для привода компрессора, согласно изобретению содержит эжектор, выполненный с камерой смешения воздуха и продуктов сгорания топлива, бункер твердого биотоплива, пеллетную горелку, вторую турбину для привода электрического генератора, при этом получаемая в камере смешения смесь продуктов сгорания и воздуха использована для работы турбин и переноса тепла в отапливаемые помещения.

Изобретение относится к области экологии и защиты окружающей среды, а точнее к способам обработки осадка сточных вод. Для уменьшения выброса вредных продуктов горения в окружающую среду при сжигании обезвоженного осадка сточных вод перед подачей обезвоженного осадка в камеру сгорания его смешивают с наночастицами гидроксида магния - Mg(OH)2, после чего подают в камеру сгорания и нагревают до температуры сгорания осадка.

Изобретение относится к устройствам для термокаталитической очистки газообразных выбросов и может использоваться в машиностроении, энергетике, различных отраслях химической промышленности, в нефтехимической и нефтегазовой, в газоперекачивающих агрегатах (ГПА).

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способам утилизации хлорбензолов и полихлорбифенилов с помощью контактных низковольтных электрических разрядов.

Изобретение может быть использовано при обезвреживании твердых продуктов сгорания, образующихся в процессе утилизации твердого ракетного топлива. Способ получения оксида алюминия включает промывку, очистку от оксидов металлов с помощью соляной кислоты и сушку.

Изобретение относится к установке для очистки газов дыхания наливных терминалов нефтепродуктов и иных отходящих газов, содержащих летучие органические соединения, пары углеводородов, оксид углерода (II) и другие вещества, опасные в пожарном или токсическом отношении, при утилизации хвостовых и сдувочных газов в процессе нефтедобычи и нефтепереработки, при очистке от растворителей вентиляционных выбросов окрасочных производств, при утилизации побочного метана и т.п.

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.

Изобретение относится к способам высокотемпературного обезвреживания жидких, пастообразных, их смесей и твёрдых промышленных и медицинских отходов I – IV классов опасности.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и криогенным системам и может быть использовано в парогенерирующих системах и устройствах. Задачами изобретения являются повышение эффективности работы и устойчивости течения теплоносителя в парогенерирующих каналах.

Изобретение относится к решению экологических проблемам в мусороперерабатывающей отрасли при утилизации твердых коммунальных отходов, в частности к термической переработке гранулированных органических и неорганических углеродсодержащих отходов в сорбент, используемый в том числе и для биорекультивации полигонов. Изобретение может быть также использовано в тепло- и электроэнергетике для получения горячей воды и пара. Техническим результатом является повышение эффективности и экологичности устройства. Жаротрубный котел-карбонизатор для переработки в сорбент гранулированных отходов сортировки твердых коммунальных отходов содержит узлы загрузки гранулированных отходов, горизонтальную цилиндрическую емкость, заполненную водой, две жаровые трубы для карбонизации отходов и сжигания газов пиролиза, цилиндрическую огневую поворотную камеру, сопловую систему подачи и распределения воздуха для сжигания пиролизных газов, дымогарные трубы и систему шурующих планок маятникового типа, при этом жаровые трубы установлены в водяном объеме соосно, тыльными концами они закреплены на трубных досках, а противоположными концами соединены друг с другом встречно посредством огневой поворотной камеры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх