УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УНИЧТОЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Заявляемая полезная модель «Установка для термического уничтожения твердых биологических отходов» относится к области утилизации твердых биологических (ветеринарных и медицинских) отходов.
Установка для термического уничтожения твердых биологических отходов, содержит камеру сжигания, снабженную загрузочным и горелочным устройствами, камеру дожигания, снабженную горелочным устройством, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Верхняя часть камеры сжигания снабжена камерой окислительного пиролиза, соединенной с загрузочным устройством и отделенной от нижней части камеры сжигания подвижной решеткой с приводом, камера дожигания снабжена автономной системой ввода вторичного воздуха, вход в теплообменник снабжен каталитическим дожигателем, а система пылеочистки снабжена адсорбером.
Известна установка для термической утилизации биологических отходов (БО) - (крематор КД-50), содержащая камеру сжигания, снабженную горелочным и загрузочным устройствами и дымовую трубу [1]. Недостатком установки является то, что, при нагреве каждой вновь загруженной порции «холодного» биологического материала, в атмосферу выбрасываются все «грязные» выделения (сначала пары воды, затем - начальные продукты термического разложения), поскольку их обезвреживание невозможно в условиях малого времени пребывания в камере сжигания при сниженной там, в момент загрузки, температуре. Другим недостатком установки является отсутствие системы использования теплового потенциала органической составляющей отходов и сжигаемого в горелке топлива и, как следствие, недопустимо высокая температура дымовых газов на выходе из дымовой трубы.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования является установка «Комплекс термического обезвреживания медицинских и биологических отходов КТО-50-К20», содержащая камеру сжигания, снабженную загрузочным и горелочным устройствами, камеру дожигания, снабженную горелочным устройством, теплообменник, систему газоочистки дымосос и дымовую трубу [2].
Недостатком данной установки является то, что в ходе технологического процесса после испарения влаги из БО, тепло от сгорания их органической части и внешнего топлива, вследствие естественной конвекции газообразных продуктов горения и радиационного излучения очага горения, «уходит» в верхнюю часть камеры сжигания, через которую это тепло бесполезно теряется, и одновременно создает проблемы по тепловой защите элементов загрузочного устройства и кожуха установки.
Целью данной полезной модели является увеличение сменной производительности установки за счет рационального использования теплового потенциала органической части отходов и сжигаемого топлива, снижение удельного расхода топлива и улучшение экологической безопасности процесса.
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что верхняя часть камеры сжигания дополнительно снабжена камерой окислительного пиролиза, соединенной с загрузочным устройством и отделенной от нижней части камеры сжигания подвижной решеткой с приводом.
Снабжение камеры сжигания дополнительной камерой окислительного пиролиза, отделенной подвижной решеткой позволяет размещать в установке одновременно два объекта биологических отходов (БО), находящихся в разной стадии процесса термического разложения. В то время, как органическая составляющая объекта БО-1, находящегося в камере сжигания сгорает, объект БО-2 в камере окислительного пиролиза, вследствие естественной конвекции газообразных продуктов горения и радиационного излучения очага горения, подвергается подготовке (теряет влагу и первичные продукты термического разложения). При этом, образующиеся газообразные продукты, мигрируя к выходу из камеры через высокотемпературный очаг горения, подвергаются первичному огневому обезвреживанию, что способствует их очистке.
Наличие между камерами подвижной решетки с приводом позволяет на определенной стадии процесса перемещать БО-2 в камеру сжигания.
Снабжение камеры дожигания автономной системой подачи воздуха позволяет дожигать газообразные продукты пиролиза в оптимальных условиях за счет улучшения качества смешения газообразных продуктов с воздухом и увеличения времени пребывания продуктов сгорания в топочном объеме при высоких температурах, что способствует процессу догорания вредных компонентов и обеспечивает экологически чистый состав газовых выбросов.
Снабжение входа в теплообменник каталитическим дожигателем позволяет ликвидировать оставшуюся в дымовых газах органику.
Снабжение системы пылеочистки адсорбером позволяет ликвидировать неприятные запахи.
Полезная модель установки для термического уничтожения твердых биологических отходов, поясняется чертежами на рис.1 где на фиг.1 изображена схема установки, а на фиг.2 - продольный разрез камеры сжигания с камерой окислительного пиролиза.
Установка содержит камеру сжигания - 1 с горелочным устройством - 2, камеру окислительного пиролиза - 3 с загрузочным устройством - 4 и подвижной решеткой - 5 с приводом - 6; камеру дожигания - 7 с горелочным устройством - 8 и системой ввода вторичного воздуха - 9, картридж каталитического дожига - 10 теплообменник - 11, систему газоочистки, включающую циклон - 12, адсорбер - 13 и мокрый скруббер - 14; дымосос - 15 и дымовую трубу - 16.
Установка работает следующим образом:
Производят разогрев установки путем включения горелок - 2 и 8. Камеру термического разложения разогревают до рабочей температуры 600-800° С. Порцию отходов БО-1 помещают в загрузочное устройство - 4 и перемещают сначала в камеру окислительного пиролиза - 3, а затем в нижнюю часть камеры сжигания - 1. Отходы нагревают открытым пламенем и в процессе нагрева за счет радиационного излучения факела и теплоты дымовых газов происходит сначала их сушка, а затем сгорание органической составляющей. После начала горения органических остатков БО-1 в камере сжигания, в камеру окислительного пиролиза загружают новую порцию БО-2. За счет радиационного излучения очага горения и конвекции газов БО-2 сначала теряют влагу, а затем начинается процесс термического разложения (окислительный пиролиз). Образующиеся газообразные продукты, за счет тяги дымососа-16, мигрируя к выходу из камеры через высокотемпературный очаг горения в нижней части камеры сжигания подвергаются первичному огневому обезвреживанию, что способствует их очистке и поступают в камеру дожига - 7, где в режиме вращающегося газового потока, вследствие высокой турбулентности, больших относительных скоростей и времени пребывания, обеспечивается качественное догорание горючих компонентов пиролизного газа и твердых частиц (пылеуноса). Образовавшиеся дымовые газы последовательно просасываются через картридж каталитического дожигателя - 10, где происходит низкотемпературное доокисление остатков органических соединений, теплообменник - 11, где осуществляется снижение температуры газов до уровня 150-120°C и поступают в систему газоочистки. В системе газоочистки производится сначала очистка дымовых газов от пыли в «сухом» циклоне -12, ликвидация запахов в адсорбере - 13, а затем промывка жидкостью в «мокром» скруббере - 14. Очищенные дымовые газы поступают в дымосос - 15 и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу - 16.
После завершения основного процесса горения органики БО-1, перемещают подвижную решетку и сбрасывают БО-2 на очаг горения в нижней части камеры сжигания, а на их место в камере окислительного пиролиза загружают новую порцию БО-3. В дальнейшем циклы повторяются.
Выгрузка пыли из циклона производится по мере накопления. Сбор и выгрузка отработанного адсорбента из адсорбера и шлама из скруббера производится в текстильные или пластиковые мешки, вместе с которыми они уничтожаются в камере сжигания. Зола, остающаяся после сгорания органической составляющей БО, выгружается из под колосников один раз в смену. Работа всей технологической цепочки под разрежением, создаваемым дымососом, расположенным на выходе из установки, обеспечивает невозможность выхода вредных компонентов в атмосферу.
Снабжение верхней части камеры сжигания камерой окислительного пиролиза, соединенной с загрузочным устройством и отделенной от камеры сжигания подвижной решеткой с приводом, позволяет более полно использовать тепловой потенциал топлива и органической составляющей БО, что увеличивает сменную производительность установки при одновременном снижении удельного расхода топлива.
Снабжение камеры дожигания автономной системой ввода вторичного воздуха позволяет регулировать температурный режим в камере и температуру отходящих дымовых газов, что способствует качественному догоранию горючих компонентов пиролизного газа и твердых частиц (пылеуноса).
Снабжение входа в теплообменник каталитическим дожигателем, позволяет производить низкотемпературное доокисление остатков органических соединений.
Снабжение системы пылеочистки адсорбером позволяет ликвидировать неприятные запахи.
Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает возможность экологически чистого термического уничтожения биологических отходов, позволяет увеличить сменную производительность установки и снизить удельный расход топлива.
Источники информации:
1. «Установка для утилизации биологических отходов (крематор КД-50)» // http/www.Agro-kem.ru/
2. «Комплекс термического обезвреживания медицинских и биологических отходов КТО-150» // http/www.zaobt.ru/solutions/waste/wastetich/