УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Предлагаемая установка относится к технологии переработки промышленных и бытовых отходов, в частности к установкам для переработки углеродсодержащих твердых бытовых отходов методом термоокислительного пиролиза.
С целью обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО) и уменьшения их объема с конца прошлого века стали применять сжигание и в настоящее время термическое обезвреживание - один из распространенных методов переработки ТБО.
Существует несколько методов термического обезвреживания ТБО. Наиболее распространены:
- слоевое сжигание в топках мусоросжигательных котлов;
- пиролиз отходов;
- сжигание специально подготовленных (обогащенных) отходов (освобожденных от балластных составляющих и имеющих относительно стабильный состав) в топках энергетических котлов или в цементных печах.
С санитарной точки зрения процесс пиролиза обладает лучшими показателями по сравнению со сжиганием, так как количество отходящих газов, подвергаемых очистке, намного меньше, чем при сжигании отходов. Твердый остаток можно использовать в промышленности (сажа, активированный уголь, и др.)
В настоящее время в мире эксплуатируются более сотни систем по пиролизу отходов, отличающихся друг от друга видом исходного сырья (отходов), температурой процесса и конструктивными решениями технологических установок переработки сырья.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для переработки изношенных шин, описанное в патенте РФ №2251483, дата публикации 10.05.2005 года.
Известная установка состоит из пиролизной печи вертикального типа с горелками, загрузочного устройства, устройства выгрузки и печи дожига пиролизных газов. Переработка изношенных шин осуществляется пиролизом под давлением в среде перегретого водяного пара с последующим разделением твердой фазы, жидкой и парогазообразной, сжиганием последней для поддержания процесса пиролиза и удалением из реактора жидкой фазы.
Недостатками известной установки являются:
- конструктивная сложность, так как необходимость наличия гидрозатворов значительно усложняет устройство и его работу,
- недостаточная эффективность разложения, так как при переработке неизмельченных шин их химическое взаимодействие с газовой
атмосферой внутри печи происходит медленно по поверхности раздела фаз,
- отсутствие перемешивания твердой реакционной массы затрудняет развитие процесса в глубину материала.
Задачей данной полезной модели является устранение недостатков известной установки.
Целью создания предлагаемой полезной модели является интенсификация процесса переработки углеродосодержащих твердых бытовых отходов с одновременным упрощением конструкции установки.
Поставленная цель достигается за счет того, что установку для переработки углеродсодержащих твердых бытовых отходов методом термоокислительного пиролиза, состоящей из пиролизной печи с горелками, загрузочного устройства, устройства выгрузки и печи дожига пиролизных газов предлагается дополнить скользящим по корпусу печи контактом, подающим на него модулированный потенциал, а также выполнить печь в виде горизонтального вращающегося барабана. Устройство выгрузки предлагается выполнить из винтового и ленточного конвейеров.
В результате использования предлагаемой конструкции достигается интенсификация переработки ТБО за счет самоизмельчения и активирования углеродного остатка, придания ему сорбционных и иных свойств. Механическое вращение гомогенизирует дисперсный и химический состав обрабатываемых карбонизированных отходов. Подача же модулированного потенциала способствует более интенсивному химическому взаимодействию на поверхности раздела фаз (твердой-углеродный остаток и газообразной-газо-паровая фаза). При использовании данной конструкции отпадает надобность в гидрозатворах на границах раздела печи с загрузочной и разгрузочной камерами, что значительно упрощает конструкцию всей установки.
На фиг.1 приведена конструктивная схема установки для переработки углеродсодержащих ТБО методом термоокислительного пиролиза, где:
1 - вращающийся барабан пиролизной печи;
2 - топка печи;
3 - вентилятор дутьевой;
4 - скользящий контакт;
5 - устройство загрузки;
1
2
6 - устройство выгрузки; состоящее из конвейера винтового 6 и ленточного конвейера 6
7 - печь дожига пиролизных газов;
8 - циклон очистки отходящих газов от пыли.
Установка работает следующим образом.
Природный газ и воздух через дутьевой вентилятор (3) подаются в топку (2), где сжигаются и смешиваются с водяным паром, образуют парогазовую смесь для активирования углеродной массы и подаются во вращающийся барабан печи пиролиза (1) со стороны устройства выгрузки (6).
Навстречу потоку парогазовой смеси через загрузочное устройство (5) подаются сухие отходы (остаточная влажность порядка 3-5% мас.) и подшихтовка, каковой являются бывшие в употреблении автошины. По мере перемещения во вращающейся печи навстречу потоку горячей парогазовой смеси, ТБО и подшихтовка разогреваются до температуры пиролиза. Разрушение крупных кусков ТБО и подшихтовки происходит по мере снижения их прочностных свойств в процессе пиролиза при соударениях во вращающемся канале печи. При этом металлокорд шин освобождаются от углеродной массы.
Подача модулированного потенциала через скользящий контакт (4) на корпус печи способствует интенсификации процесса пиролиза и получению продукта с лучшими показателями, чем без подачи электрофизического воздействия.
1
2
Смесь углеродного продукта пиролиза и металлического остатка выгружается из печи через винтовой конвейер (6), где остывает и дополнительно разделяется на мелкодисперсный активный углерод и кусковой металл. Далее на ленточном конвейере (6) подачи пироуглерода возможна сепарация металла (железа) от целевого продукта.
Отработанная парогазовая смесь поступает в печь дожига пиролизных газов (7), где очищается и от углеродной пыли. Негорючие твердые частицы, например, зола - отделяются в циклоне (8), после чего очищенная парогазовая смесь сбрасывается в дымовую трубу.
В предлагаемой установке возможно перерабатывать некомпостируемые бытовые и техногенные отходы (бывшие в употреблении автошины, древесные отходы, органические углеродсодержащие материалы). При этом возможно получение новых видов продукции переработки отходов, которые могут быть использованы в дальнейшем в промышленности.
Опытно-промышленными испытаниями установлена возможность получения в предлагаемой установке следующей промышленной продукции:
- из ТБО и древесного сырья:
порошков активированных углей, соответствующих требованиям ГОСТ 4453-74, и не уступающим маркам ДАК, БАУ;
активной угольной пыли УАП-А, соответствующей требованиям ТУ 6-16-2401-80,
- из бывших в употреблении шин:
активного угля для флотации УАФ-А, соответствующего требованиям ТУ 6-16-2409-80,
технического углерода соответствующего требованиям марок П803 и К351 по ГОСТ 7885-86,
почвенного детоксиканта, соответствующего требованиям ТУ 6-16-28-1409-91,
активного угля для обезвреживания ливневых стоков полигонов ТБО и др.
Предлагаемая установка была реализована с помощью известного оборудования на ЗАО "Опытный завод механизированной переработки бытовых отходов" г.Санкт-Петербурга.
Использование предлагаемой установки позволяет интенсифицировать процесс переработки ТБО, а следовательно увеличить производительность установки в зависимости от состава ТБО на 3-10%, уменьшить энергозатраты на 15-30%, получить дополнительную товарную продукцию, упростить конструкцию установки, а следовательно удешевить весь процесс переработки ТБО не менее, чем на 5-10%