СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЗАРАЖЁННОГО ГРУНТА И УТИЛИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ШПАЛ

1. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал, содержащая совокупность технологических модулей, а именно: Модуль подготовки и пиролизного сжигания железнодорожных шпал; Загрузочный модуль термоперерабатывающего реактора; Модуль газоплазменного нагрева и плавления (термоперерабатывающего реактора); Модуль сепарации токсичных компонентов, газоочистки и кондиционирования пирогаза; Модуль газотурбинного и паротурбинного электрогенераторов; Модуль котлов-утилизаторов тепла отработанных и отходящих газов; Модуль кондиционирования отработанного пара и водоподготовки; Модуль кондиционирования газообразных продуктов переработки отходов; Модуль отвода отходящих газов и мониторинга состава газового выброса; Модуль приема жидкого шлака и изготовления теплоизоляционных изделий.
2. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модуль подготовки и пиролизного сжигания железнодорожных шпал имеет в своем составе оборудование для разделки шпал до размеров загружаемого материала и пиролизный котел, который сконструирован как цельнокорпусная горизонтальная колосниковая печь прямоточного типа с тепловой защитой внутреннего пространства за счет обмуровки внутренней поверхности корпуса жаростойким теплоизоляционным материалом, а в подовой части шахты предусматривается наличие устройства для удаления золы.
3. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Загрузочный модуль сконструирован как герметизированный от внешней среды вертикальный или наклонный мусоровод или несколько сведенных в один блок мусороводов для подачи грунта и других сыпучих или измельченных материалов посредством транспортирующих механизмов любого типа (например, шнековых питателей, скребковых или цепных конвейеров) или под действием собственного веса по полому мусороводу достаточного диаметра в приемный бункер, причем по командам от устройства дозированной подачи материал отходов и присадочный материал поступают из приемного бункера в шахту реактора через герметизирующий шлюз, содержащий одну или несколько заслонок (шиберов), отделяющих пространство приемного бункера от внутреннего пространства реакционной камеры и все механизмы модуля загрузки имеют тепловую защиту от радиационного перегрева узлов загрузочного модуля со стороны горячих зон внутреннего пространства реакционной камеры в виде экранирующей тепловой (возможно, водоохлаждаемой) заслонки и рубашки водяного охлаждения приемного бункера.
4. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модуль газоплазменного нагрева и плавления сконструирован как вертикальная шахтная печь с потолочной подачей перерабатываемого грунта и других подлежащих переработке материалов, причем печь имеет двухуровневый подвод тепла: в нижней части шахты устроены гнезда для установки плазмотронов и подвода пиролизного газа к горелкам, а в верхней части шахты установлены горелки для подвода горючего пирогаза от модулей плазменного сжигания железнодорожных шпал, и нижний пояс плазменного нагрева содержит в своей структуре один или несколько трубчатых плазмотронов закрытого типа постоянного или переменного тока с устройствами поджига дуги, а также горелки для подвода и поджига пирогаза от модуля пиролизного сжигания железнодорожных шпал, и плазмотроны могут быть сконструированы для подачи нагретой плазмы, образуемой с использованием воздуха или любого инертного газа и/или водяного пара, непосредственно во внутреннее пространство реакционной камеры или для подачи плазмы в смесительную камеру вне реактора с последующим вводом технологического газа в реакционное пространство через фурмы в стенках реактора, причем в нижней части реактора горение пиролизного газа равномерно по всему объему осуществляется с избытком воздуха α≈1,3, а в состав модуля входит один или несколько управляемых источников тока для питания плазмотронов, трансформаторов, выпрямителей, а также компрессор с управляемым расходом и уровнем компремирования технологического газа до нужного давления и замкнутая система оборотного водоснабжения дистиллированной водой с агрегатом рассеяния тепла в окружающую атмосферу обеспечивает охлаждение плазмотронов, а в подовой части шахты устроена ванна для сбора жидкого шлака с устройством выпуска шлака и, возможно, встроенными нагревательными омическими или индукционными элементами для предотвращения застывания шлакового компаунда в выпускных каналах.
5. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модуль сепарации токсичных компонентов, газоочистки и кондиционирования пирогаза сконструирован как блок предварительной газоочистки, предназначенный для обеспечения качества топливного газа, необходимого для его использования в силовых энергогенерирующих агрегатах (например, в газотурбинных установках или в поршневых дизельгенераторах); содержит пылесепарирующий аппарат (циклон) и скруббер-смолоотделитель, обеспечивающий также охлаждение топливного газа, или предназначенный для получения технологического пара котел-утилизатор, обеспечивающий также и охлаждение топливного газа до нужного уровня; может включать также вспомогательное оборудование.
6. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модули газотурбинного и паротурбинного электрогенераторов включают одну или более газовую турбину, работающие на поступающем от модуля (модулей) сжигания железнодорожных шпал очищенного и кондиционированного пирогаза, возможно также с подмешиванием при необходимости природного газа от внешнего источника, а также две паровых турбины, одна из которых использует пар, вырабатываемый котлом-утилизатором за счет тепла отработавших газов от одной или двух газовых турбин, а другая использует пар, вырабатываемый котлом-утилизатором за счет тепла газов, выходящих из шахтной печи модуля газоплазменного нагрева и плавления.
7. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модуль котлов-утилизаторов тепла отработанных и отходящих газов включает два котла-утилизатора, один из которых работает за счет тепла отработавших газов от газовой турбины с предварительным подогревом воды в модуле пиролизного сжигания железнодорожных шпал, а другой - за счет тепла газов, выходящих из шахтной печи модуля газоплазменного нагрева и плавления и частичным подогревом воды в модуле пиролизного сжигания железнодорожных шпал.
8. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модуль кондиционирования отработанного пара и водоподготовки включает конденсатор, в который поступает конденсат от паровых турбин, и далее от конденсатора через посредство конденсатного насоса направляется в деаэратор, а из него питательным насосом - в теплообменную рубашку печи пиролизного сжигания шпал и в котлы-утилизаторы. Конденсатор работает в комбинации с градирней.
9. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модуль отвода отходящих газов и мониторинга состава газового выброса включает дымовую трубу с дымососом и комплекс аппаратуры для контроля химического состава газового выброса;
10. Способ и устройство для обезвреживания зараженного грунта и утилизации железнодорожных шпал по п. 1, в которой Модуль кондиционирования шлакового компаунда сконструирован как агрегат для приготовления полупродукта из шлакового компаунда для дальнейшего его передела в продукт различного назначения и применения, например, агрегат любого типа для гранулирования шлака с одновременным его отвердеванием и охлаждением или агрегат для получения полупродукта в форме минерального волокна или стекловаты, при этом в состав модуля может также входить система оперативного анализа элементного состава высвобождаемого из реактора шлака, показания от которой служат основанием для внесения корректив в состав подаваемых в реактор присадок, например минеральной крошки или кисло/основных реагентов.