УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УНИЧТОЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИКУ

Полезная модель относится к области экологически безопасного термического уничтожения твердых отходов содержащих органику и может быть использована в коммунальном хозяйстве и промышленности.
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 / Патент США №4224286, кл. С01В 31/08, 1980./.
Недостатком данного устройства является то, что в нем не обеспечивается эффективное перемешивание отходов и равномерный теплообмен по всей высоте столба материала, а также 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, газораспределительное устройство, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Термореактор содержит вертикальную циклонную топку, камеру дожига, камеру термического разложения, снабженную средствами для загрузки отходов, выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством и обогревательную камеру с колосниковой решеткой и системой вывода зольного остатка. [Патент РФ N 42280 "Устройство для утилизации твердых отходов"].
Недостатком данной установки является то, что дожигание углерода коксозольного остатка на колосниковой решетке под камерой термического разложения происходит в неуправляемом режиме. Это объясняется тем, что количество поступающего под колосниковую решетку воздуха определяется перепадом давления (разрежением), создаваемым дымососом, расположенным в конце технологической цепочки. Но, поскольку процесс уничтожения отходов ведется циклично, уровень разрежения в системе, постоянно колеблется и не всегда достаточен для обеспечения поступления необходимого количества воздуха. В результате горения углерода при недостатке воздуха происходит его неполное сгорание, следствием чего является повышенное образование сажи. Кроме того, продукты горения эвакуируются из обогревательной камеры без дополнительного огневого обезвреживания, исключающего попадание вредных веществ в окружающую среду.
Техническим результатом на достижение которого направлена данная полезная модель является обеспечение полного сжигания органической составляющей коксозольного остатка и обеспечение экологической безопасности выбросов за счет регулирования количества подаваемого в обогревательную камеру воздуха и за счет дополнительного огневого обезвреживания газообразных продуктов горения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для термического уничтожения твердых отходов содержащих органику, содержащей смонтированные в одном габаритном объеме на общей раме: обогревательную камеру с расположенной в ней камерой термического разложения снабженной системами загрузки и выгрузки, перемешивающим устройством и патрубком вывода парогазовой смеси; вертикальную циклонную топку, снабженную горелкой; камеру дожига; газораспределительное устройство; каталитической дожигатель; теплообменник; систему газоочистки; дымосос и дымовую трубу, вертикальная циклонная топка снабжена патрубками вывода и ввода дымовых газов с запорными устройствами, размещенными, соответственно, в нижнем выходном канале топки и в верхней части вторичной камеры топки и соединенными с обогревательной камерой, а обогревательная камера снабжена системой принудительной подачи воздуха. Патрубок ввода дымовых газов введен во вторичную камеру циклонной топки тангенциально к образующей ее внутреннего объема.
Снабжение обогревательной камеры системой принудительной подачи воздуха позволяет подавать и регулировать расход воздуха в зависимости от количества и качества партии сжигаемого коксозольного остатка (КЗО), создавая тем самым оптимальные условия для полноценного сгорания органической составляющей КЗО, что способствует процессу догорания вредных компонентов и обеспечивает экологически чистый состав продуктов сгорания.
Снабжение вертикальной циклонной топки патрубками вывода и ввода дымовых газов с запорными устройствами, размещенными, соответственно, в нижнем выходном канале топки и в верхней части вторичной камеры топки и соединенными с обогревательной камерой, позволяет управлять движением потоков дымовых газов и тем самым регулировать технологический процесс. В период разогрева установки поток горячих дымовых газов из циклонной топки направляется под камеру термического разложения, а в период сжигания КЗО поток продуктов сгорания направляется в циклонную топку, что обеспечивает их дополнительное огневое обезвреживание и сжигание сажи.
Ввод патрубка ввода дымовых газов во вторичную камеру циклонной топки тангенциально к образующей ее внутреннего объема обеспечивает интенсивность «крутки» потока в поперечном сечении топки, что способствует увеличению времени пребывания продуктов в области высоких температур и уменьшает физический недожог, в частности, частиц сажи.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена компоновка установки для переработки твердых отходов в плане и ее продольный разрез, а на фиг.2 - схема управления движением потоков дымовых газов.
Установка для термического уничтожения твердых отходов, содержащих органику, содержит смонтированные в одном габаритном объеме на общей раме-1 обогревательную камеру-2, камеру термического разложения-3, вертикальную циклонную топку-4, камеру дожига-5, газораспределитель-6, каталитической дожигатель-7, теплообменник-8, систему газоочистки-9, дымосос-10 и дымовую трубу-11. Обогревательная камера-2 снабжена системой принудительной подачи воздуха-12 и системой удаления золы-13. Камера термического разложения-3 снабжена системами загрузки отходов-14 и выгрузки-15, перемешивающим устройством-16, обогревательным кожухом-17 и патрубком вывода парогазовой смеси-18. Первичная камера вертикальной циклонной топки-4 снабжена горелкой-19, вторичная камера топки-4 снабжена патрубком ввода дымовых газов-20 с запорным устройством-21, а нижний выходной канал топки снабжен патрубком вывода дымовых газов-22 с запорным устройством-23. Камера дожига-5 снабжена воздухоподводом-24 и патрубком выхода-25 соединенным с входом в газораспределитель-6. Вход в газораспределитель-6 соединен также с выходным каналом-26 из обогревательного кожуха-17 камеры термического разложения-3. Обогревательная камера-2 снабжена горелкой разогрева-27 и колосниковой решеткой-28. Установка работает следующим образом:
Закрывают патрубок-20 запорным устройством-21. Включают горелки-19 и 27. После разогрева установки до заданной температуры в камеру термического разложения-3 через средство загрузки-14 загружают твердые органосодержащие отходы. Процесс пиролиза активируется за счет перемешивания отходов перемешивающим устройством-16. По мере прогрева, из отходов начинают выделяться газообразные продукты термического разложения (парогазовая смесь), которые через газоход-18 тангенциально подаются в верхнюю первичную камеру циклонной топки-4.
Газообразные продукты горения поступают в канал в нижней части топки=4. В зависимости от заданного режима и положения заслонок газораспределителя-6 дымовые газы, либо поступают на обогрев камеры термического разложения-3 и выводятся в газораспределитель через газоход-26, либо поступают в нижнюю часть камеры дожига-5, смешиваются с воздухом, поступающим через канал-24, охлаждаются и последовательно поступают в газораспределитель-6, каталитический дожигатель-7., теплообменник-8, систему газоочистки-9 и дымососом-10 через дымовую трубу-11 выбрасываются в атмосферу. В каталитическом дожигателе-7 в режиме полного окисления осуществляется дожигание окиси углерода и остаточных концентраций органических компонентов, что предотвращает прохождение вторичных реакций. В системе комплексной газоочистки-9 осуществляется сухая (циклон) и «мокрая» (скруббер) очистка дымовых газов.
После окончания процесса пиролиза остающийся в камере термического разложения-3 косозольный остаток через средство- 15 периодически выгружается для дожига на колосниковую решетку-28 обогревательной камеры-3 под которую системой принудительной подачи воздуха-12 подается и регулируется необходимое количество воздуха. Образующиеся при сжигании коксозольного остатка дымовые газы через пратрубок-20 поступают во вторичную камеру топки-4, где вследствие высокой турбулентности, больших относительных скоростей и времени пребывания, происходит практически полное сгорание содержащихся в дымовых газах частиц сажи и огневое обезвреживание возможных остатков вредных примесей, что обеспечивает чистоту дымовых газов, поступающих затем в газораспределитель-6 и далее в каталитический дожигатель-7. Остающаяся после дожига зола выводится из термореактора через систему-13.
Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает полное сжигание органической составляющей коксозольного остатка и экологическую безопасность выбросов за счет регулирования количества подаваемого в обогревательную камеру воздуха и за счет дополнительного огневого обезвреживания газообразных продуктов горения.