УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ НЕСОРТИРОВАННЫХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
PLANT FOR THERMAL DECOMPOSITION OF UNSORTED SOLID DOMESTIC WASTES

Изобретение относится к устройствам для термического разложения твердых бытовых отходов и может быть использовано в народнохозяйственном комплексе для обезвреживания и уничтожения отходов.
Известны устройства для обезвреживания и уничтожения твердых отходов, включающие камеру газификации печи-утилизатора с зонами сушки, пиролиза и газификации с отверстиями для ввода кислородосодержащего газифицирующего агента и выходными отверстиями для вывода газообразных продуктов в камеру дожигания, устройство для регулирования расхода газифицирующего агента, при этом одно отверстие для ввода кислородосодержащего агента расположено в зоне газификации, другое - в зоне сушки (патент РФ №2089786, МПК F23G 5/00, 1997 г. патент РФ №2089787, МПК F23G 5/00, 1997 г.).
Недостатками известных устройств являются: низкая надежность работы вследствие зависания перерабатываемых отходов в верхней части камеры газификации, связанное с выделением смол из отходов пиролизным газом, поднимающимся из нижней части камеры газификации и сложная конструкция, обусловленная наличием дополнительных энергоемких устройств для получения газифицирующего агента.
Известна установка обезвреживания и уничтожения твердых бытовых отходов, содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями для вывода газообразных продуктов переработки, камеру дожигания, приемный контейнер отходов, устройство для отвода газообразных продуктов переработки, камеры сжигания, расположенные в нижней части камер газификации и дожигания (патент РФ №2201552, F23G 5/027, F23G 5/14, 2003 г.).
Недостатком известной установки является низкая эффективность работы за счет засорения раскаленными массами не переработанных ТБО канала выхода пиролизного газа, приводящего к уменьшению проходного сечения канала, накоплению пиролизного газа в камере газификации и невозможности его поступления к потребителю.
Известна установка обезвреживания и уничтожения твердых отходов, которую можно принять за прототип (патент РФ №2282788, МПК F23G 5/027, 5/24, 2006 г.), содержащая загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями для выхода пиролизного газа, установленную в корпусе с возможностью образования зоны отбора пиролизного газа для подачи его в камеры сжигания и внешнему потребителю, камеру дожигания, устройство для отвода газообразных продуктов сгорания, причем часть камер выполнена с возможностью полного сжигания пиролизного газа, другая часть камер сжигания - с возможностью получения при сжигании пиролизного газа газифицирующего агента и размещена в корпусе с возможностью подачи газифицирующего агента в камеру газификации.
Недостатками известной установки являются: низкая эффективность процесса переработки из-за отсутствия устройства для разрыхления ТБО в зоне сушки, позволяющего интенсифицировать высушивание ТБО; получение топливного газа низкого качества вследствие насыщения его водяными парами в зоне сушки; низкая надежность из-за сложности конструкции загрузочного устройства.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности и надежности термической переработки несортированных ТБО с получением горючего газа высокого качества.
Технический результат достигается тем, что установка для термического разложения твердых бытовых отходов содержит загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода термогаза газа, установленную в корпусе с возможностью образования зоны отбора термогаза газа для подачи его к внешнему потребителю, газовые горелки. Установка снабжена накопительной камерой с разрыхлительными ножами, установленными горизонтально в параллельных плоскостях с возможностью поступательно-возвратного движения в горизонтальной плоскости и вращения вокруг своей оси и устройством для отбора смеси водяных паров и легких летучих; теплообменником-подогревателем смеси водяных паров и легких летучих, подключенным через первое тягодутьевое устройство к накопительной камере и через патрубок к камере газификации; теплообменником-подогревателем воздуха с вторым тягодутьевым устройством, соединенными трубопроводами с газовыми горелками и с камерой газификации, причем теплообменники соединены последовательно по ходу движения термогаза из отверстий его вывода через третье тягодутьевое устройство к потребителю, а отверстия вывода термогаза из камеры газификации снабжены защитными козырьками.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе; на фиг.2 - сечение 1-1 - разрыхлительные ножи; на фиг.3 - элемент I - отверстие с козырьком для вывода термогаза.
Установка термического разложения ТБО содержит накопительную камеру 1 печи-реактора, камеру газификации 2 с зоной отбора термогаза (термокамерой) 3 с отверстиями вывода термогаза 4, снабженные защитными козырьками 5, горелки 6, патрубок для подвода паровоздушной смеси в зону газификации камеры газификации 7, разрыхлительные ножи 8, устройство для отбора смеси водяных паров и легких летучих 9 из зоны подсушки с возможностью их подачи в зону газификации, теплообменник для подогрева смеси водяных паров и легких летучих 10, теплообменник для подогрева воздуха 11, первое тягодутьевое устройство 12, третье тягодутьевое устройство 13, второе тягодутьевое устройство 14, регулирующую арматуру 15, коллектор термогаза 16, приемный контейнер 17.
Установка работает следующим образом. Твердые бытовые отходы загружают в накопительную камеру 1 печи-реактора без предварительной сортировки. Накопительная камера 1 является своего рода затвором, поскольку высота слоя ТБО, обладая высоким гидравлическим сопротивлением, препятствует выходу газов в атмосферу.
Производят розжиг горелок 6 путем подачи в них воздуха и газообразного топлива. При этом на выходе из горелок 6 образуются высокотемпературные скоростные потоки продуктов сгорания, которые передают тепловую энергию продуктам переработки в зонах подсушки и пиролиза камеры газификации 2. Тепло, переданное продуктам переработки, обеспечивает проведение процесса сушки, пиролиза и газификации. Полученный в результате запуска установки термогаз, представляющий собой смесь пиролизного газа и газа от процесса газификации, отбирают из термокамеры 3 и используют как энергоноситель.
В камере газификации 2 организуют обращенный процесс движения пиролизного газа, направляя его вниз, в термокамеру 3 посредством создания разрежения тягодутьевым устройством 13. Образовавшиеся в результате сушки ТБО в зоне подсушки камеры газификации 2 водяные пары и легкие летучие отбирают через устройство для отбора смеси водяных паров и легких летучих 9 и при помощи тягодутьевого устройства 12. Затем их направляют в зону газификации камеры газификации 2 через патрубок для подвода паровоздушной смеси 7, предварительно подогревая в теплообменнике для подогрева смеси водяных паров и легких летучих 10 за счет теплоты термогаза.
Для равномерного высушивания слоя ТБО организуют его разрыхление в накопительной камере при помощи разрыхлительных ножей 8 с заостренными концами, выполненных из прочного металла и установленных горизонтально в параллельных плоскостях с возможностью поступательно-возвратного движения в горизонтальной плоскости и вращения вокруг своей оси.
После выхода на рабочий режим производят отключение подачи пускового газообразного топлива в горелки 6, которые в дальнейшем будут работать как фурмы для подачи горячего воздуха, который получают в теплообменнике для подогрева воздуха 11 за счет отдачи тепла термогазом. Подачу воздуха в теплообменник для подогрева воздуха 11 производят из помещения посредством тягодутьевого устройства 14. Рабочий процесс термического разложения осуществляется за счет энергии, полученной от частичного сжигания термогаза и твердого углеродистого остатка (ТУО).
Перерабатываемые отходы перемещаются из зоны подсушки через зону пиролиза в зону газификации, подвергаясь непрерывной тепловой обработке. После обработки паровоздушной смесью, подаваемой через патрубок для подвода паровоздушной смеси 7 в зону газификации, отходы полностью газифицируются.
Полученный термогаз через отверстия отбора термогаза 4, расположенные в два яруса по периметру термокамеры в шахматном порядке и снабженные защитными козырьками 5 от возможного засорения продуктами разложения, поступает в коллектор термогаза 16, откуда его отбирают, последовательно охлаждая в теплообменниках 10, 11, и направляют внешнему потребителю. Оставшиеся непереработанные частицы поступают в приемный контейнер 17, откуда их удаляют для дальнейшего использования.
Использование изобретения позволяет повысить эффективность и надежность работы установки термической переработки ТБО с получением топливного газа.