АВТОНОМНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к способам утилизации органических отходов, а именно к их переработке путем пиролиза с получением генераторного газа, и может быть использована для утилизации отходов заводов по производству риса, а именно рисовой лузги.
В настоящее время подавляющее количество производителей риса утилизируют рисовую лузгу при помощи простого сжигания или вывоза ее на полигоны (см. http://www.np-urs.ru/events/73). При этом в процессе переработки рисового зерна в крупу в качестве отходов получают немалое количество рисовой лузги (шелухи): масса отходов составляет до 20% веса необрушенного зерна риса.
Одним из вариантов утилизации рисовой лузги является высокотемпературное разложение (пиролиз), в ходе которого образуется низкокалорийный генераторный газ, перерабатываемый в электроэнергию и зольный остаток, преимущественно состоящий из аморфного диоксида кремния. Аморфная структура делает кремний из рисовой шелухи весьма ценным продуктом для многих отраслей промышленности: строительная отрасль, резинотехническое производство.
Из уровня техники известен комплекс для утилизации органических отходов, содержащий линию загрузки, газогенератор, обеспечивающий возможность получения генераторного газа путем пиролиза, и линию охлаждения и выгрузки зольного остатка (см. патент RU 84015, кл. C10B 53/00, опубл. 27.06.2009). Недостатками известного комплекса являются необходимость внешнего подвода энергии и низкое качество получаемого генераторного газа.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении эффективности утилизации. Поставленная задача решатся, а технический результат достигается тем, что в автономном комплексе для утилизации органических отходов, содержащем линию загрузки, газогенератор, обеспечивающий возможность получения генераторного газа путем пиролиза, и линию охлаждения и выгрузки зольного остатка, линия загрузки снабжена бункером автоматического приема и выполнена с возможностью очистки отходов от металлических включений и их накопления перед подачей в газогенератор, а газогенератор снабжен линией отвода генераторного газа, содержащей воздухоохлаждаемый переход, вихревой уловитель, охлаждающие теплообменники, скрубберы, рукавный фильтр и фильтр тонкой очистки, причем указанная линия отвода генераторного газа соединена с линией подачи топлива в, по меньшей мере, один двигатель внутреннего сгорания. Образующаяся жидкая фракция на участке между охлаждающими теплообменниками предпочтительно отводится из линии отвода генераторного газа в циклонную топку. Двигатели внутреннего сгорания предпочтительно снабжены блоком синхронизации, позволяющим синхронизировать полученную электроэнергию для передачи ее в пользовательскую сеть.
На чертеже представлена общая схема предлагаемого комплекса.
Предлагаемый автономный энергетический комплекс для утилизации органических отходов состоит из линии загрузки 1, четырехкамерного газогенератора 2 для проведения пиролиза и линии охлаждения и выгрузки зольного остатка 3.
Линия загрузки 1 снабжена бункером автоматического приема 4, в который лузга выгружается с автотранспорта. Линия 1 снабжена магнитным уловителем, обеспечивающим очистку отходов от металлических включений, четырьмя винтовыми конвейерами, тремя шнековыми разгрузителями, четырьмя нориями и двумя силосами с коническим дном для накопления отходов перед подачей в газогенератор 2. После линии 1 лузга попадает по самотечным трубам в приемные бункеры газогенератора 2.
Газогенератор 2 снабжен линией отвода генераторного газа 5. Линия 5 содержит воздухоохлаждаемый переход 6, вихревой уловитель 7, выполняющий сухую инерционную очистку запыленного газа, охлаждающие теплообменники 8, скрубберы 9 (где вода распыляется внутри герметичной камеры навстречу восходящим потокам газа, удаляя из них сажу, окислы тяжелых металлов и другие вредные примеси), рукавный фильтр 10 для очистки от зольных пыл ей и фильтр тонкой очистки 11 газа от субмикронных частиц (менее 0,1 мкм). Охлаждающие теплообменники 10 связаны с агрегатами водяного охлаждения 12 и обеспечивают понижение температуры генераторного газа с 800 до 90°C. Образующаяся жидкая фракция в количестве около 1 л на 175 кг рисовой лузги на участке между охлаждающими теплообменниками 8 отводится из линии 5 через переключатель потока 13 в циклонную топку 14 с котлом 15.
Зольный остаток (оксид-углеродный порошок) из последней камеры газогенератора 2 с помощью шнека (на чертежах не показан) и пневмооборудования импульсной транспортировки 16 отводится по линии охлаждения и выгрузки зольного остатка 3, снабженной барабаном охлаждения 17 и агрегатами водяного охлаждения 12, на склад временного хранения зольного остатка (на чертежах не показан) для последующей фасовки.
Генераторный газ из газогенератора 2 отводится по линии отвода 5, соединенной с линией подачи топлива в, по меньшей мере, один промышленный двигатель внутреннего сгорания 18 большой мощности, выполняющий функцию газовой электростанции. Двигатели внутреннего сгорания 18 снабжены блоком синхронизации 19, позволяющим синхронизировать полученную электроэнергию для передачи ее в пользовательскую сеть, а также системой автоматики для обеспечения надежного электроснабжения и остановки оборудования в случае перегрева, разгерметизации газопроводов и сбоев в работе элементов комплекса.
Все оборудование герметично. Оборудование, связанное с нагревом, поставляется в термоизоляционных кожухах. Вредные выбросы в водные источники отсутствуют. Объем выбросов в атмосферу не превышает нормы, принятые в РФ.
Предлагаемый автоматический комплекс позволяет утилизировать рисовую лузгу с последующей выработкой электроэнергии из низкокалорийного генераторного газа, образующегося в процессе пиролиза рисовой лузги, в количестве до 1 МВт. Предлагаемый комплекс не требует для работы внешнего подвода энергии, поскольку полученный пиролизный газ очищается таким образом, что становится пригодным для использования в любых промышленных двигателях большой мощности для производства электроэнергии, часть которой используется для собственных нужд комплекса, что делает его автономным. Вся работа комплекса полностью автоматизирована.
Установка потребляет в час 1400÷1500 кг рисовой шелухи и производит около 1000 кВт/ч электроэнергии, что подтверждается эксплуатацией пилотного комплекса в Краснодарском крае (ст. Холмская). Полученный в ходе пиролиза зольный остаток, представляет собой оксид-углеродный порошок с 85% содержанием аморфного и кристаллического диоксида кремния, который впоследствии может быть использован металлургическими предприятиями в качестве теплоизолятора.