УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области утилизации отходов в коммунальном хозяйстве и промышленности путем их термической переработки в условиях, обеспечивающих экологически чистый состав конечных продуктов - дымовых газов и коксозольного остатка.
Установка для утилизации отходов содержит термореактор, вертикальную циклонную топку с камерой дожига, снабженную в верхней части горелкой, обогревательную камеру с размещенной в ней камерой термического разложения, снабженной средствами для загрузки отходов и выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Газоход между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором, соединенным с пароперегревателем, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство, размещенное в камере термического разложения.
Известно устройство для утилизации твердых отходов, содержащее вертикальную камеру газификации, средства для подачи отходов и выгрузки зольного остатка, расположенную внутри камеры газификации вертикальную трубу для вывода газообразных продуктов, средство для подачи в камеру газификации газифицирующего агента и расположенную снаружи камеры газификации обогревательную камеру со средствами для подачи топлива, воздуха и вывода продуктов сжигания /1/. Однако в данном устройстве не обеспечивается эффективное перемешивание отходов и равномерный теплообмен по всей высоте столба пиролизуемого материала и не могут перерабатываться несортированные отходы, так как не предусмотрена возможность выгрузки крупных включений (камни, стекло, банки и т.п.), остающихся в зольном остатке после полной газификации отходов.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования, принципу работы и достигаемому результату является установка для утилизации твердых отходов содержащая термореактор, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Термореактор содержит газораспределительное устройство, вертикальную циклонную топку, снабженную в верхней части горелкой, камеру дожига, обогревательную камеру с размещенными в ней колосниковой решеткой, системой вывода зольного остатка и камерой термического разложения, снабженной средствами для
загрузки отходов и выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством с подвижными рабочими органами, /2/.
Недостатком данного устройства является то, что, поскольку весь процесс ведется под разрежением, создаваемым дымососом, расположенным на выходе из установки, существует постоянная опастность попадания в камеру термического разложения атмосферного воздуха за счет присосов, а так же при загрузке отходов, следствием чего может стать образование взрывоопасной смеси пиролизных газов с воздухом. В то же время работа перемешивающего устройства, создает в объеме камеры взвесь мелкой пыли, содержащей тлеющие частицы, являющиеся источниками воспламенения. Сочетание этих факторов может привести к быстрому воспламенению (взрыву) в камере термического разложения.
Настоящая полезная модель предназначена для безопасного термического уничтожения органосодержащих твердых отходов за счет создания условий, препятствующих образованию взрывоопасной смеси газов с воздухом путем подачи в камеру термического разложения необходимого количества водяного пара.
Указанный технический результат достигается за счет того, что газоход между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором, соединенным с пароперегревателем, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство, размещенное в камере термического разложения.
Снабжение газохода, имеющего температуру 600-700°С парогенератором, позволяет получать необходимое количество водяного пара с температурой 150-200°С.
Размещение пароперегревателя в обогревательной камере, имеющей температуру 800-900°С позволяет перегревать поступающий в него из парогенератора водяной пар до температуры 600-700°С, соответствующей рабочей температуре камеры термического разложения.
Снабжение камеры термического разложения парораспределительным устройством позволяет равномерно распределять водяной пар по внутреннему объему камеры, создавая в ней необходимую взрывобезопасную концентрацию парогазовой смеси.
Полезная модель поясняется чертежом фиг.1, где изображен продольный разрез установки для переработки твердых отходов.
Установка для переработки твердых отходов содержит термореактор-1, вертикальную циклонную топку с камерой дожига-2, снабженную в верхней части горелкой-3, обогревательную камеру-4 с размещенной в ней камерой термического разложения-5, снабженной средствами для загрузки отходов-6 и выгрузки коксозольного остатка-7 и перемешивающим устройством-8, каталитической дожигатель-9, теплообменник-10, систему газоочистки-11, дымосос-12 и дымовую трубу-13. Газоход-14 между обогревательной камерой и теплообменником снабжен парогенератором-15,
соединенным с пароперегревателем-16, размещенным в обогревательной камере и соединенным с вводом в парораспределительное устройство-17, размещенное в камере термического разложения. Газоход-14 снабжен газораспределительным устройством-18.
Установка работает следующим образом:
Включают горелку-3. Образующиеся при сгорании топлива в горелке дымовые газы разогревают циклонную топку-2 и выводятся в обогревательную камеру-4, где нагревают камеру термического разложения-5 и через газоход-14, каталитический дожигатель-9, теплообменник-10, систему газоочистки-11, дымосос-12 и дымовую трубу-13 выводятся в атмосферу.
В парогенератор-15 подают воду, которая испарившись, в виде пара с температурой 150-200°С поступает в пароперегреватель-16 откуда пар, перегретый до температуры 600-700°С, поступает в парораспределитель-17, расположенный в камере термического разложения-5.
Из одного килограмма воды, при температуре 650°С образуется примерно четыре кубических метра пара. В реальном устройстве, расход даже нескольких килограммов воды обеспечвает многократную промывку водяным паром всего объема камеры термического разложения, препятствуя, тем самым, образованию взрывоопасной смеси газов с воздухом.
В камеру термического разложения через средство загрузки-6 загружают исходное сырье-отходы, содержащие органику.
Прогреваясь, отходы первоначально подвергаются сушке а затем, по мере прогрева, из них начинают выделяться газообразные продукты термического разложения (пирогаз), которые тангенциально подаются в верхнюю часть циклонной топки-2. Одновременно туда же, поступает подогретый воздух. Газовоздушная смесь загорается от факела горелки и сгорает в режиме вращающегося газового потока, что, вследствие высокой турбулентности, больших относительных скоростей и времени пребывания, обеспечивает качественное сжигание горючих компонентов низкокалорийных газов и твердых продуктов разложения совместно с топливом, необходимым для поддержания процесса.
Газообразные продукты горения, в зависимости от заданного режима и положения заслонок газораспределительного устройства-18, поступают в газоход-14 либо из обогревательной камеры-4, либо из камеры дожига циклонной топки-2 и далее поступают в каталитический дожигатель-8.
В каталитическом дожигателе осуществляется дожигание окиси углерода и остаточных концентраций органических компонентов в режиме полного окисления, что предотвращает прохождение вторичных реакций.
После каталитического дожигателя дымовые газы поступают в теплообменник-10 и затем, после системы комплексной газоочистки-11, дымососом-12 через трубу-13 выбрасываются в атмосферу.
Присутсвие в процессе водяного пара при температуре 600-700°С способствует также газификации углерода, содержащегося в отходах, что увеличивает скорость термического разложения и тем самым способствует увеличению производительности установки.
Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает возможность экологически чистого, безопасного термического уничтожения органосодержащих отходов за счет создания условий, препятствующих образованию взрывоопасной смеси газов с воздухом и повышает производительность установки за счет газификации углеродной составляющей отходов.
Источники информации:
1.Патент США №4224286, кл. С 01 В 31/08, 1980.
2.Патент РФ №42289 "Установка для утилизации твердых отходов"