УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ДОБЫВАЮЩИХ ОТРАСЛЕЙ

Полезная модель относится к переработке твердых и жидких органических отходов, в частности к технике переработки органических соединений жизнедеятельности человека и промышленных отходов добывающих отраслей.
Известны устройства переработки органических отходов, содержащее корпус с дном и патрубками подвода воздуха, пара, возвращаемой дымо-газовой смеси и вывода продукт-газа (RU №№2062284, 2079051).
Недостатками этих устройств является низкая производительность продукт-газа и узость возможностей по переработке отходов разнородного состава, сложность специальной сортировки сырья, а также регулирования влажности сырья.
Известно устройство переработки органических отходов, содержащее корпус с дном и патрубками подвода воздуха, пара, возвращаемой дымо-газовой смеси и вывода продукт-газа (US №5504267, 1996)
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, обусловленная последовательной обработкой сырья в нескольких емкостях и сложность сортировки сырья, несовершенство технологического процесса переработки органического сырья, осуществляемого без учета размеров частиц в потоке перерабатываемого вещества, т.е. в нем не предусмотрены меры оперативного реагирования на текущие изменения физико-механических свойств в потоке сырья и коррекции параметров технологического процесса с целью достижения требуемых оптимальных результатов.
Известно устройство переработки органических отходов, содержащее вертикально расположенный корпус с загрузочной воронкой, дном и патрубками подвода воздуха, пара, возвращаемой дымо-газовой смеси и вывода продукт-газа, блок разделения возвращаемой дымо-газовой смеси и выводимого продукт-газа, бункеры шихты и шлака, соединенные транспортерами с корпусом, дно которого снабжено поддоном выгрузки шлака (US №4588477, 1986, прототип).
Недостатком данного устройства является узость функциональных возможностей, препятствующая переработке отходов разнородного состава,
несовершенство технологического процесса переработки органического сырья, осуществляемого без учета размеров частиц в потоке перерабатываемого вещества.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного устройства для переработки органических соединений жизнедеятельности человека и промышленных отходов добывающих отраслей и расширение арсенала указанных устройств.
Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей для переработки отходов разнородного состава, повышение эффективности технологического процесса переработки органического сырья, за счет обеспечения переработки сырья, имеющего значительный разброс размеров частиц и изменяющееся во времени содержание влаги в органическом веществе, а также снижение энергетических затрат на единицу теплотворной способности продуктов термохимической переработки.
Сущность полезной модели состоит в том, что устройство для переработки бытовых и промышленных органических отходов содержит вертикально расположенный корпус с вращающейся эксцентричной загрузочной воронкой, дном и патрубками подвода воздуха, пара, возвращаемой дымо-газовой смеси и вывода продукт-газа, блок разделения возвращаемой дымо-газовой смеси и выводимого продукт-газа, бункеры шихты и шлака, соединенные транспортерами с корпусом, дно которого снабжено вращающимся поддоном выгрузки шлака, а загрузочный шлюз снабжен расположенными перед входом в воронку верхней и нижней задвижками, при этом к блоку управления приводами воронки, задвижек, поддона и транспортеров подключены датчики температуры, установленные рядами по периметру корпуса с равномерным шагом, и выполненный управляемым блок разделения возвращаемой дымо-газовой смеси и выводимого продукт-газа.
Предпочтительно, корпус выполнен цилиндрическим, датчики размещены на участке между воронкой и поддоном выгрузки, а расстояние между двумя соседними датчиками не превышает π×r/6, где r - радиус горизонтального сечения корпуса на уровне датчика температуры, патрубки подвода воздуха, пара и дымо-газовой смеси направлены радиально и расположены радиально ниже участка расположения датчиков, а патрубок подвода вывода продукт-газа направлен радиально и расположен выше участка расположения датчиков, а транспортеры установлены наклонно к корпусу.
На чертеже изображена схема устройства для переработки бытовых и промышленных органических отходов.
Устройство для переработки бытовых и промышленных органических отходов содержит вертикально расположенный корпус 1 с вращающейся эксцентричной загрузочной воронкой 9, дном 7 и патрубками 3, 4, 5, 6 подвода воздуха, пара, возвращаемой дымо-газовой смеси и вывода продукт-газа, соответственно. Вне корпуса 1 расположены блок 14 разделения возвращаемой дымо-газовой смеси и выводимого продукт-газа, бункеры 10, 11 шихты и шлака, соответственно, соединенные транспортерами 18, 21, соответственно, с корпусом 1. Дно 7 корпуса 1 снабжено вращающимся поддоном 8 выгрузки шлака. Загрузочный шлюз 2 снабжен расположенными перед входом в воронку 9 верхней и нижней задвижками 12, 13, имеющими приводы перемещения (не изображены). К программируемому блоку 20 управления приводом 16 воронки 9, приводами задвижек 12, 13, приводами 17 вращения поддона 8 и приводами (не изображены) транспортеров 18, 21 подключены датчики 19 температуры, установленные рядами по периметру корпуса 1 с равномерным шагом, и выполненный управляемым блок 14 разделения возвращаемой дымо-газовой смеси и выводимого продукт-газа.
Предпочтительно, корпус 1 выполнен цилиндрическим, датчики 19 размещены на участке между воронкой 9 и поддоном 8 выгрузки. Расстояние между двумя соседними датчиками 19 вдоль окружности корпуса 1 не превышает π×r/6, где r - радиус горизонтального сечения корпуса 1 на уровне датчика 19 температуры. Патрубки 3, 4, 5 подвода воздуха, пара и дымо-газовой смеси направлены радиально корпусу 1 и расположены радиально ниже участка расположения датчиков 19. Патрубок 6 вывода продукт-газа направлен радиально корпусу 1 и расположен выше участка расположения датчиков 19. Транспортеры 18, 21 установлены наклонно к корпусу 1.
Устройство для переработки бытовых и промышленных органических отходов работает следующим образом.
Сырье для переработки из бункера 10 для шихты подается по транспортеру 18 через верхнюю задвижку 12 в загрузочный шлюз 2, проходит при своем движении через нижнюю задвижку 13 во вращающуюся эксцентричную воронку 9 и попадает в корпус 1. Несмотря на разнородность состава отходов, их можно рассматривать как низкосортное топливо. В корпусе 1 происходит термическое разложение органического вещества, т.е. разрушение структуры сырья и его
газификация за счет воздействия на каждую молекулу по всему объему вещества высокой температуры (более 1000 градусов по Цельсию), при которой осуществляется расщепление органических масс на газ, пар и твердый остаток. Процесс инициируется с помощью разового источника энергии, например, термической шашки, а в дальнейшем температурный режим в корпусе 1 поддерживается за счет использования части вырабатываемого газа, возвращаемого блоком 14 через патрубок 5, т.е. не требует подвода энергии от внешних источников. Парогазовая фаза продуктов термохимического разложения выводится через патрубок 6 вывода продукт-газа, а другая составляющая разложения органического вещества в виде твердого остатка попадает в поддон 8 выгрузки шлака, откуда по транспортеру 21 разгрузочному выводится в бункер 11 для шлака. Загрузка корпуса 1 производится в автоматическом режиме по мере переработки сырья (отходов).
Химическая реакция в корпусе 1 может происходить под воздействием нагрева сырья при помощи подаваемых по патрубку 3 воздуха, по патрубку 4 пара и по патрубку 5 дымо-газовой смеси. Датчики температуры 19, равномерно распределенные по внутренней поверхности корпуса 1, позволяют контролировать ход реакции.
Крупные частицы органического вещества, которые не успевают полностью разложиться за время однократного прохождения расстояния от верхней до нижней точки корпуса 1, подхватываются восходящими потоками воздухом и/или дымо-газовой смесью, подаваемыми через патрубки 3-5 снизу, и снова участвуют в реакции. Таким образом, создаются потоки частиц органического вещества, повторно или, при необходимости, многократно циркулирующие в зоне реакции корпуса 1, при этом время нахождения более крупных частиц и, следовательно, время их термической обработки увеличиваются. Датчики 19, расположенные в зоне реакции контролируют температуру, зависящую от степени сгорания сырья, что позволяет блоку 20, в соответствии с записанной в нем программой, автоматически устанавливать оптимальные режимы работы привода 16 воронки 9, привода задвижек 12,13, привода 17 вращения поддона 8 и приводами транспортеров 18,21 для поддержания оптимальной температуры и влажности в корпусе 1 за счет увеличения или уменьшения подачи сырья, его распределения в объеме корпуса 1 при вращении воронки 9, и объема подачи газообразных компонентов через патрубки 3-5. В результате обеспечивается переработка отходов с
широким диапазоном физико-механических свойств, в основном, размеров частиц (гранул) и влажности. Процесс циркуляции частиц органического вещества разного размера продолжается до их полного разложения. Твердые остатки сырья, состоящие в основном из обезвреженных неорганических веществ попадают в поддон 8 выгрузки шлака и выводятся транспортером 21 в бункер 11. Вращение поддона 8 препятствует слеживанию шлака на дне 7 корпуса 1 и обеспечивает его попадание на транспортер 21. Наклонное положение транспортеров 18, 21 улучшает условия высыпания сырья в шлюз 2 и шлака в бункер 11, соответственно.
Обработка отходов в данном устройстве не только их обезвреживает, но и позволяет получать тепловую и электрическую энергию, а также получать твердый материал, пригодный для использования в строительстве. Процесс работы устройства можно полностью автоматизировать и, следовательно, и резко сократить обслуживающий персонал, сведя его обязанности до чисто управленческих функций. Это особенно важно, если учесть, что персоналу приходится иметь дело с таким антисанитарным материалом, как ТБО.
Таким образом, создано эффективное устройство для переработки органических соединений жизнедеятельности человека и промышленных отходов добывающих отраслей и расширен арсенал указанных устройств.
При этом расширены функциональные возможности для переработки отходов разнородного состава, повышена эффективность технологического процесса переработки органического сырья, за счет обеспечения переработки сырья, имеющего значительный разброс размеров частиц и изменяющееся во времени содержание влаги в органическом веществе, а также снижены энергетические затраты на единицу теплотворной способности продуктов термохимической переработки.