ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ И ПЕРЕРАБОТКИ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к установкам, устройствам и технологическим комплексам, предназначенным для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов и может найти применение при утилизации и переработки муниципальных отходов, находящихся, преимущественно, в законсервированных полигонах с лежалыми отходами, содержащих твердые бытовые и промышленные отходы и выделяющийся в процессе хранения метан, с получением в качестве целевых продуктов карбамида, являющимся сырьем для производства удобрений, и бензина.
Известна установка для переработки органических субстратов в биогаз и удобрения, содержащая последовательно расположенные накопитель исходного субстрата, аппарат гидролиза, метантенк, сепаратор эффлюента, ТЭЦ для получения энергии из биогаза и котел для сжигания твердых отходов гидролиза, причем, аппарат гидролиза снабжен устройством для барботажа воздуха, между метантенком и сепаратором эффлюента размещен флотатор, устройство для барботажа воздуха, которого совместно с устройством для барботажа воздуха аппарата гидролиза связаны с компрессором с газомоторным приводом на биогазе, причем сепаратор эффлюента и накопитель исходного субстрата выполнены герметичными, а их газовое пространство совместно с газовым пространством аппарата гидролиза и флотатора посредством газопровода связано с газовым котлом-утилизатором, который посредством линии циркуляции теплоносителя связан в свою очередь с котлом для сжигания твердых отходов гидролиза, газомоторным приводом компрессора и ТЭЦ для получения энергии из биогаза [RU 2009121305, A, C02F 11/00, 10.12.2010].
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности.
Известна также технологическая линия переработки органических отходов в биопродукты, содержащая емкости для исходных компонентов, соединенные с узлом предварительной подготовки смеси, имеющим приспособление для смешивания и измельчения, устройство для обеззараживания смеси, выполненное в виде ферментеров с возможностью аэрации воздухом, оснащенных датчиками температуры и газоанализатором, выгрузными транспортерами и дозирующими заслонками, причем, верхняя часть ферментеров сообщена с узлом предварительной подготовки смеси, представляющим собой емкости с выгрузными транспортерами, которые установлены по всей площади дна этих емкостей и объединенных направляющим кожухом с выгрузным устройством смесителя, расположенным под этими выгрузными транспортерами, над которыми закреплены измельчающие битеры, закрытые сверху отражающим кожухом, выполненным в виде дуги, на дне ферментеров в технологических пазах с внутренних сторон выгрузных транспортеров установлены перфорированные трубы прямоугольного сечения с высотой равной высоте технологического паза, перфорация на которых выполнена на их боковых сторонах с уменьшением диаметра перфорации от подающей магистрали с 8 до 4 мм, с шагом перфорации 100 мм, а ленточный транспортер связан со шнеково-вальцовым прессом, который в свою очередь связан с сушильным барабаном [RU 2009101818, A, C05F 3/06, 27.07.2010].
Недостатком этого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности.
Известен технологический комплекс по производству продукции из торфа, включающий функционально связанные между собой участок добычи торфа, модульный участок переработки торфа, снабженный подготовительным отделением с сепаратором и дробилкой, за которым расположены параллельно установленные и взаимосвязанные между собой линии переработки торфа, каждая из которых на выходе связана со складом готовой продукции, отличающийся тем, что подготовительное отделение на входе дополнительно содержит цеховой склад сырья, а за дробилкой дополнительно расположен участок подготовки мерзлого торфа, включающий камеру тепловой обработки с сетчатым транспортером, связанную с фильтр-прессом и второй валково-зубчатой дробилкой, при этом первая линия переработки торфа выполнена из последовательно установленных и взаимосвязанных между собой транспортером валково-зубчатой дробилки с барабанной сушилкой, теплоагрегатом и складом торфяной засыпки, вторая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой транспортером валково-зубчатую дробилку с барабанной сушилкой, с бункером-дозатором торфа и бункером-дозатором извести, связанных со смесителем и далее транспортером со складом торфяного грунта, третья линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку с бункером-дозатором торфа и смесителем, который, в свою очередь, связан с бункером-дозатором нефтяного шлама; при этом, смеситель оборудован пресс-экструдером, связанным транспортером с тоннельной сушилкой, камерой акклиматизации, участком упаковки и складом композиционного топлива, четвертая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку, бункер-дозатор торфа, смеситель с пресс-экструдером, связанные транспортером с тоннельной сушилкой, камерой акклиматизации, участком упаковки и складом кускового топлива, пятая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку с бункером-дозатором торфа, смесителем с пресс-экструдером, тарельчатый гранулятор, связанный ленточным конвейером с тоннельной сушилкой, камерой акклиматизации, участком сортировки и упаковки и складом гранул торфозита, шестая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку, связанную с бункером-дозатором торфа, а также бункер-дозатор древесного наполнителя, связанный с одной стороны со складом древесных отходов, а с другой - со смесителем, оборудованным пресс-экструдером, который, в свою очередь, последовательно связан с участком формования торфяных плит, тоннельной сушилкой, участками акклиматизации, упаковки и складом торфяных плит [RU 99778, U1, C01F 7/00, 27.11.2010].
Недостатком этого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является система глубокой переработки органических отходов, содержащая реакторный блок для выработки биогаза, блоки осушки, очистки и газоразделения, средства подготовки отходов и вывода продуктов переработки, трубопроводную и запорную арматуру, а также дополнительную линию для подачи части получаемого метана в рабочий объем реакторного блока, причем вход дополнительной линии соединен через насос с выходом абсорбера блока газоразделения с возможностью осуществления выхода газа в рабочий объем реакторного блока, причем реакторный блок снабжен барботажным перемешивающим устройством, выполненным в виде трубы в форме плоской спирали и расположенным горизонтально в нижней части реакторного блока с равнорасположенными отверстиями по длине трубы для подачи газа в субстрат, причем, система трубопровода для подачи газа к плоской спирали расположена в теплообменной рубашке и имеет форму змеевика [RU 92660, U1, C12M 1/00, 27.03.2010].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку среди получаемых коммерческих целевых продуктов, в частности метана, отсутствует карбамид, являющийся ценным удобрением, потребность в котором для нужд сельского хозяйства практически не ограничена, и бензина.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей известного технического решения.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в технологический комплекс для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов, содержащий линию для подачи метана, установку для газоразделения, а также трубопроводную и запорную арматуру, введены линия подачи твердых бытовых и промышленных отходов, установка для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов, установленная на выходе линии подачи твердых бытовых и промышленных отходов, установка для синтеза бензина, установленная на выходе линии подачи метана, установка для синтеза аммиака, вход подачи азота которой соединен трубопроводом с выходом азота установки для газоразделения, а вход подачи водорода - соединен с соответствующим выходом установки для синтеза бензина, а также установка для синтеза карбомида, вход подачи аммиака которого соединен с выходом установки для синтеза аммиака, а вход подачи углекислого газа соединен с соответствующими выходами установки для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов и установки для синтеза бензина.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в технологическом комплексе для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов твердые бытовые и промышленные отходы по линии подачи твердых бытовых и промышленных отходов подают в установку для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов, в которой при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов образуется углекислый газ, метан, который образуется при хранении и компостирований твердых бытовых и промышленных отходов, по линии для подачи метана подают в установку для синтеза бензина, в которой при синтезе бензина образуется углекислый газ и водород, из воздуха выделяют кислород в установке для газоразделения, который используют при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов в установке для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов, и азот, который вместе с водородом, который образуется при синтезе бензина в установке для синтеза бензина, используют для синтеза аммиака в установке для синтеза аммиака, который используют для синтеза карбомида в установке для синтеза карбомида совместно с углекислым газом, который образуется при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов в установке для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов, и в установке для синтеза бензина.
На чертеже представлена функциональная схема технологического комплекса для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов.
Технологический комплекс для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов содержит линию 1 для подачи метана, установку 2 для газоразделения, а также трубопроводную и запорную арматуру и устройства для очистки газов (которые на чертеже не показаны)
Кроме того, технологический комплекс для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов содержит линию 3 подачи твердых бытовых и промышленных отходов, установку 4 для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов, установленная на выходе линии 3 подачи твердых бытовых и промышленных отходов, установку 5 для синтеза бензина, установленную на выходе линии 1 подачи метана, установку 6 для синтеза аммиака, вход подачи азота которой соединен трубопроводом с выходом азота установки 2 для газоразделения, а вход подачи водорода - соединен с соответствующим выходом установки 5 для синтеза бензина, а также установку 7 для синтеза карбамида, вход подачи аммиака которого соединен с выходом установки 6 для синтеза аммиака, а вход подачи углекислого газа соединен с соответствующими выходами установки 4 для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов и установки 5 для синтеза бензина.
Работает технологический комплекс для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов следующим образом.
Технологический комплекс предназначен для утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов и используется, преимущественно, в крупных законсервированных полигонах с лежалыми отходами, содержащих твердые бытовые и промышленные отходы с содержанием углерода от 25% и характеризующийся выделением процессе хранения метана. В качестве целевых продуктов используется карбамид, являющий ценным удобрением, и бензин.
2
Для этого твердые бытовые и промышленные отходы по линии 3 подачи твердых бытовых и промышленных отходов подают в установку 4 для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов, в которой при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов образуется углекислый газ СО.
4
2
2
Кроме того, выделяющийся при хранении твердых бытовых и промышленных отходов метан СН, по линии 1 для подачи метана подают в установку 5 для синтеза бензина, в которой при синтезе бензина образуется углекислый газ CO и водород H
4
2
m
2n+2
2
2
nСН+mHO=(n-k)CH+kCO+LН
4
При малых интенсивностях выделения метана СН могут быть использованы дополнительные источники метана.
2
2
2
2
3
В установке 2 для газоразделения из воздуха выделяют кислород О, который используют при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов в установке 4 для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов. Кислород О, позволяет производить сжигание эффективно и при высоких температурах. В той же установке 2 выделяется азот N, который вместе с водородом Н. который образуется при синтезе бензина в установке 5 для синтеза бензина, подают в установку 6 для синтеза аммиака NН.
2
2
3
N+3Н=2NH
3
2
2
Полученный аммиак NН используют для синтеза карбамида CO(NH2) в установке 7 для синтеза карбамида совместно с углекислым газом СО, который образуется при сжигании твердых бытовых и промышленных отходов в установке 4 для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов, и в установке 5 для синтеза бензина:
3
2
2
2
2NH+СО=CO(NH2)+HO
Таким образом, относительно устройства-прототипа предложенное устройство обладает существенно более широкими функциональными возможностями, поскольку среди получаемых целевых продуктов помимо метана присутствует как карбамид, являющийся ценным удобрением, потребность в котором для нужд сельского хозяйства практически не ограничена, так и бензин.