УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ И НЕФТЕШЛАМОВ

Полезная модель относится к области химико-термической обработки, а именно к устройствам химико-термической обработки в солевом расплаве без доступа воздуха.
Из существующего уровня техники известна установка для утилизации органических отходов, содержащая реактор с расплавом солей, узел загрузки отходов с бункером, узел выхода продуктов газификации (см., напр., US 6489532 В1, опубл. 03.12.2002).
Наиболее близкой по технической сущности является установка для утилизации органических отходов и нефтешламов. включающая корпус с расположенными одна под другой и последовательно сообщенными между собой по каналам, снабженным клапанами, камерой газификации, камерой пиролиза и емкостью фильтрации, узел загрузки отходов со шнековым толкателем, теплообменник и мембранный кислородный генератор, при этом камера фильтрации сообщена с камерой газификации по внешнему трубопроводу (см., напр. RU 403499. опубл. 10.11.2010).
Недостатком данной установки является ограничение по степени влажности используемых для утилизации отходов, цикличность работы и значительная стоимость ее изготовления и эксплуатации из-за снабжения устройства лазерной установкой с оптической линзой.
Техническим результатом полезной модели, обеспечиваемым нижеприведенной совокупностью признаков, является снижение требований, предъявляемых к влажности органических отходов и нефтешламов. с одновременным повышением производительности при значительном снижении стоимости изготовления и эксплуатации установки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для утилизации органических отходов и нефтешламов, включающей корпус с расположенными одна под другой и последовательно сообщенными между собой по каналам, снабженным клапанами, камерой газификации, камерой пиролиза и емкостью фильтрации, узел загрузки отходов со шнековым толкателем, теплообменник и мембранный кислородный генератор, при этом камера фильтрации сообщена с камерой газификации по внешнему трубопроводу, согласно техническому решению, камера пиролиза снабжена приемником для загрузки топлива, а шнековый толкатель размещен в канале узла загрузки отходов, сужающемся в области выгрузки отходов в камеру пиролиза.
Посредством выполнения шнекового толкателя размещенным в канале узла загрузки отходов, сужающемся в области выгрузки отходов в камеру пиролиза, обеспечивается значительное сжатие отходов, что способствует повышению производительности устройства, а также предварительное удаление из органических отходов и нефтешламов. поступающих в камеру пиролиза, избытков влаги и воздуха, содержащего кислород, что позволяет снизить требования, предъявляемые к влажности исходных органических отходов и нефтешламов. для создания процесса химико-термической обработки отходов без доступа воздуха. При этом значительно снижается стоимость изготовления и эксплуатации установки за счет упрощения конструкции камеры пиролиза путем снабжения ее приемником для загрузки топлива.
На чертеже представлен общий вид установки для утилизации органических отходов и нефтешламов.
Установка для утилизации органических отходов и нефтешламов (чертеж) включает корпус 1 с расположенными одна под другой камерой 2 газификации, камерой 3 пиролиза и емкостью 4 фильтрации, а также узел 5 загрузки отходов, теплообменник 6. мембранный кислородный генератор 7. Камера пиролиза 3 снабжена приемником 8 для загрузки топлива. Камера газификации 2. камера пиролиза 3 и емкость фильтрации 4 последовательно сообщены между собой по каналам 9 и 10 соответственно. В корпусе 1 выполнен канал 11, соединяющий камеру пиролиза 3 с теплообменником 6. Приемник 8 для загрузки топлива снабжен крышкой 12. Выход теплообменника 6 соединен с мембранным кислородным генератором 7.
Узел 5 загрузки отходов включает бункер 13 с выходным отверстием 14, выполненным в канале 15. Приводимый во вращение двигателем шнековый толкатель 16 размещен в канале 15, сужающемся в области 17 выгрузки отходов в камеру 3 пиролиза.
В емкости 4 фильтрации установлен фильтр 18, например, с гранулами керамики и других поглотителей, а также выполнено отверстие 19, соединенное с внешним трубопроводом 20, соединяющим емкость 4 фильтрации с камерой 2 газификации.
В корпусе 1 установлены перекрывающий канал 9 запорно-предохранительный клапан 21, перекрывающий канал 10 клапан слива 22 и перекрывающий отверстие 19 в емкости фильтрации 4 и трубопровод 20 перепускной клапан 23. Каждый из клапанов 21, 22, 23 соединен с валом двигателя посредством одного из видов передачи движения с приданием клапанам возвратно-поступательного движения.
Камера газификации снабжена окном 24 для загрузки расплава солей, закрытым люком 25, а также штуцером 26 для отвода продуктов газификации
Управление клапанами 21, 22, 23 и шнековым толкателем 16 осуществляется с помощью программного устройства, например шагового реле, к контактам которого подключены выводы питания электродвигателей приводов клапанов 21, 22, 23 и шнекового толкателя 16.
Работа установки для утилизации органических отходов и нефтешламов (чертеж) осуществляется следующим образом.
В камеру 2 газификации через люк 24 загружаются соли, такие, например, как NaCl, KCl, и с помощью нагревателей в корпусе 1 доводятся до температуры 850-950°C, образуя расплав солей.
В исходном положении запорно-предохранительный клапан 21 и клапан слива 22 перекрывают каналы 9 и 10 соответственно, изолируя камеру 3 пиролиза. Через приемник 8 для загрузки топлива в камеру 3 пиролиза закладываются и поджигаются древесные отходы. После этого закрывается крышка 12. В соответствии с тактом работы программного устройства включаются двигатель привода шнекового толкателя 16. В бункер 13 узла 5 загрузки отходов закладываются отходы, которые через выходное отверстие 14 поступают на шнековый толкатель 16, который начинает их перемещать по каналу 15 в область 17 выгрузки отходов, где. благодаря сужению каната 15. происходит их прессовка, значительное сжатие и предварительное удаление из органических отходов и нефтешламов избытков влаги и воздуха, содержащего кислород. Спрессованные органические отходы и нефтешламы поступают в камеру 3 пиролиза, в результате начинается процесс пиролиза. При этом повышается давление в камере 3 пиролиза. Образовавшийся в результате разложения воды кислород по каналу 11 поступает в теплообменник 6, где охлаждается, и, поступает в мембранный кислородный генератор 7, откуда после прохождения через его пластины выводится наружу.
При достижении заданного давления газообразных продуктов разложения отходов открывается запорно-предохранительный клапан 21, в результате чего газообразные продукты пиролиза, большую часть которых составляет водород, проходя через канал 9 из камеры 3 пиролиза поступают в камеру 2 газификации. Проходя через расплав солей, газообразные продукты пиролиза подвергаются дальнейшему превращению в синтез-газ, который отводится через штуцер 26 в емкость для его сбора.
Когда запорно-предохранительный клапан 21 открыт, в камеру 3 пиролиза через канат 9 в камеру 3 пиролиза подается заданный объем расплава солей, который определяется временем от открытия до закрытия запорно-предохранительного клапана 21, в свою очередь зависящим от заданного давления в камере 3 пиролиза.
Расплав солей с температурой 850-950°C заливает поступивший из узла 5 загрузки отходов 5 объем спрессованных отходов с нормированной дозой, определяемой временем от открытия до закрытия запорно-предохранительного клапана 21, в результате чего обеспечивается пиролиз органических отходов и/или нефтешламов в замкнутом объеме без доступа воздуха при температуре 850-950°C. Посредством расплава солей под воздействием оставшейся влаги происходит газификация отходов. В результате часть отходов переходит в газообразное состояние, а часть превращается в кокс. Образующийся в результате пиролиза и газификации кислород постоянно выводится из камеры 3 пиролиза через теплообменник 6 и мембранный кислородный генератор 7, создавая необходимые условия для образования метана в камере 3 пиролиза.
Периодически открывается клапан слива 22, и загрязненный расплав солей по каналу 10 из камеры пиролиза 3 под действием собственного веса и остаточного давления в камере 3 пиролиза сливается в емкость 4 фильтрации, проходит через фильтр 18, очищаясь от твердых остатков переработки отходов. Очищенный расплав солей при открытии перепускного клапана 23 перекачивается в камеру 2 газификации.
При непрерывной подаче спрессованных органических отходов и нефтешламов в камеру 3 пиролиза периодически открывается и закрывается запорно-перепускной клапан 21, и процесс утилизации органических отходов и/или нефтешламов циклически повторяется.
Разложение содержащейся в отходах влаги на водород и кислород до поступления отходов в камеру 3 пиролиза обеспечивает подачу отходов в камеру 3 пиролиза с меньшей степенью влажности. Кроме того, благодаря подаче спрессованных отходов увеличивается производительность установки, что, наряду со снижением стоимости ее изготовления и обслуживания, а также снижением требований, предъявляемых к их влажности, делает настоящую установку надежной, современной и востребованной.