Біоенергетичний сміттєпереробний комплекс

Винахід стосується енергетичних комплексів для утилізації енергії техногенних масивів та біосировини і може бути використаний при дегазації масиву полігону твердих побутови х відходів (ТПВ) з отриманням горючого звалищного газу та одночасною наземною енергетичною переробкою ТПВ. Відомим є біоенергокомплекс [1], який містить біореактор - генератор метану з нагрівачем та сонячну енергетичну установку, при цьому нагрівач біореактора сполучений з теплообмінним пристроєм сонячної установки. Недоліком відомого комплексу є низька енергопродуктивність, а також неможливість використання даного комплексу при утилізації органічних твердих відходів, заскладованих в масиві на полігоні твердих побутових відходів. Найближчим за технічною суттю до комплексу, що заявляється, є відомий комплекс, який обраний за прототип [2] та який має наступні ознаки, спільні з ознаками пропонованого технічного рішення, а саме: наявність системи утилізації звалищного газу з полігону твердих побутови х відходів; розміщення всередині масиву полігону дегазаційних перфорованих тр уб; наявність магістрального газопроводу, який сполучений з вакуум-помпою, а далі через вузол очистки газу та газгольдер - з утилізатором звалищного газу, наприклад, електричним газогенератором контейнерного типу та/або котлом; підключення для роботи системи комплексу поновлюваного джерела енергії - сонячного енергетичного пристрою. Недоліком даного біоенергетичного комплексу є низька енергопродуктивність, оскільки не в повній мірі використовується енергія поновлюваних джерел, (а саме біомаси) застосування яких приводить до енергозаощадження при експлуатації комплексу. Наприклад, вироблена енергія в результаті роботи сонячних колекторів та біореактора, (сировиною для якого, враховуючи наявність полігону ТПВ, доцільним є використання ТПВ) підвищує е фективність роботи комплексу. В основу винаходу поставлено задачу підвищити продуктивність роботи комплексу за рахунок більш повного проведення утилізації органічних твердих побутови х відходів, а також долучення до відомого комплексу сонячного теплогенератора. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому комплексі, який містить систему утилізації звалищного газу з полігону твердих побутови х відходів, обладнаного дегазаційними перфорованими трубами, що розміщені всередині масиву полігону, магістральний газопровід, який сполучений з вакуумпомпою, а далі - через вузол очистки та газгольдер з утилізатором звалищного газу, наприклад, електричним газогенератором контейнерного типу та/або котлом, а також поновлюване джерело енергії, підключене до системи комплексу, згідно з винаходом, до комплексу додатково під'єднані сонячний колектор, біореактор із газоходом та сміттєсортувальна лінія з термобарабаном, останній сполучений з сонячним колектором, біореактором та утилізатором звалищного газу, при цьому газохід біореактора під'єднаний до магістрального газопроводу звалищного газу. В джерелах патентної та те хнічної інформації не виявлено нових ознак, що заявляються, а саме: до комплексу додатково під'єднані сонячний колектор, біореактор із газоходом та сміттєсортувальна лінія з термобарабаном; термобарабан сполучений з сонячним колектором, біореактором та утилізатором звалищного газу; газохід біореактора під'єднаний до магістрального газопроводу для відводу звалищного газу. Отже, можна стверджувати, що пропонований біоенергетичний сміттєпереробний комплекс відповідає критерію "новизна". Причинно-наслідковий зв'язок між відрізняючими ознаками винаходу і технічним результатом, який буде досягнуто, полягає в тому, що: додаткове під'єднання до комплексу сонячного колектора, біореактора із газоходом та сміттесортувальної лінії з термобарабаном підвищує продуктивність енергокомплексу та дозволяю більш повно використати біосировини - ТПВ, при цьому термобарабан необхідний для зневаження хвороботворних бактерій, при його роботі у визначеному інтервалі температур; сполучення термобарабану з сонячним колектором, біореактором та утилізатором звалищного газу дозволяє використати енергію, яка продукується у вказаних пристроях, для підігріву подрібнених органічних відходів у термобарабані; під'єднання газоходу біореактора до магістрального газопроводу, по якому транспортують звалищний газ, дозволяє подати на утилізатор більшу кількість однотипного (переважний вміст у газах метану та CO 2 як результат проходження фактично одних і тих самих процесів ферментації та бродіння біосировини) газу, що підвищує продуктивність енергетичного комплексу. Таким чином, відрізняючі ознаки пропонованого комплексу, а саме приєднання до нього нових вищенаведених енергетичних пристроїв та їх характерне розміщення між собою, так і по відношенню до пристроїв відомого комплексу надають комплексу нових властивостей, а саме здатність підвищити продуктивність та ефективність роботи комплексу. Крім того, дане технічне рішення дозволяють більш повно провести утилізацію органічної частини твердих побутових відходів. Таким чином, відрізняючі ознаки нового комплексу відповідають критерію "суттєві ознаки". Техніко-економічні переваги технічного рішення полягають в тому, що при використанні нового комплексу зменшують витрати на енергоспоживання за рахунок додаткового її виробництва при допомозі поновлювальних джерел енергії. Одночасно вводять в енерготехнологічну переробку відсортовані органічні ТПВ, чим підвищують рентабельність процесу. На фіг. показаний біоенергетичний сміттєсортувальний комплекс, який містить: полігон 1 складування твердих побутових відходів, в масиві якого розміщена дегазаційна перфорована труба 2, підключена до вакуум - помпи 3. Сміттєсортувальна дільниця 4 складається із завантажувального бункера 5, конвеєрних ліній 6, подрібнювача 7 органічних відходів, термобарабана 8 та преса 9. Сортувальна дільниця 4 з'єднана технологічною лінією з біореактором 1, термобарабан 8 - з біореактором 10 та утилізатором 11. Газохід 12 для відводу біогазу з реактора 10, підключений до системи 13 очистки газів, звідки суміш біогазу і звалищного газу від газгольдера 14, що містить компресор 15, подається на утилізатор 11. Газ, вироблений в біореакторі 10, подається в магістральний газопровід 16, через який проходить як звалищний газ, так і біогаз з біореактора 10. Комплекс містить також сонячний колектор 17 для подачі теплоносія на термобарабан 8 та в утилізатор 11. Біоенергетичний сміттесортувальний комплекс працює наступним чином. При транспортуванні ТПВ відходи направляються у бункер 5, потім відсортовані органічні відходи на конвеєрних лініях 6 направляються в подрібнювач 7. Частина органічних подрібнених ТПВ поступає також в біореактор 10, де продукується біогаз. Газ, вироблений в біореакторі 10, через газохід 12 подається в систему 13 на очистку, а далі через компресор 15 та газгольдер 14 - в магістральний газопровід 16, через який проходить також звалищний газ. Інша частина відходів поступає в термобарабан 8 на термообробку при температурі 75-80°С для знешкодження шкідливих бактерій. Після термообробки відходи пресують на пресі 9 та автотранспортом направляють для захоронения на полігон 1 твердих побутови х відходів. При тривалому складуванні ТПВ в масиві полігону 1 утворюється енергетичний звалищний газ з теплотою згорання, наприклад, 18,3-21,2МДж/м 3. При дегазації полігону 1 використовують дегазаційні перфоровані труби 2, які розміщують вертикально по висоті масиву. Газозбірний колектор може бути виконаний також по поверхні масиву полігону 1 у вигляді системи горизонтальних тр уб (на фіг. не показано), наприклад, коли складування ТПВ завершено і полігон підлягає рекультивації. Дегазують масив ТПВ при роботі вакуум-помпи 3, а звалищний газ направляють спочатку в систему очистки 13, далі через компресор 15 - в газгольдер 14. В утилізаторі 11 висококалорійний газ спалюють у газогенераторах, виробляючи електроенергію, або утилізують в котлах для отримання гарячої води. Частина виробленої енергії використовується на сміттєсортувальний дільниці 4 для термообробки в термічному обертовому барабані 8 відходів, інша, більша її частина, направляється споживачеві. В наведеному прикладі роботи сміттесортувальної дільниці 4 термобарабан 8 містить навколо корпусу (переважно зсередини) трубний спіральний колектор, по якому проходить гаряча вода, нагріваючи ТПВ до температури 75-80°С для знешкодження шкідливих бактерій. Для підвищення продуктивності роботи енергокомплексу в його системі передбачено також виробництво теплової енергії при допомозі сонячного колектора 17; отриманий теплоносій - гаряча або тепла вода подається також в термобарабан 8 та одночасно до утилізатора 11, чим заощаджують висококалорійні гази, зводячи до мінімуму їх використання для підігріву термобарабану 8. Таким чином, пропоноване технічне рішення дозволяє виконати поставлену задачу, за рахунок більш повної енергетичної утилізації органічних відходів, підвищити продуктивність роботи сміттєпереробного комплексу та уникнути зайвих витрат на його енергоспоживання. В результаті покращується також стан навколишнього середовища. Література: 1. Деклараційний патент України №9524 А, кл. С02F11/04. Опубл. 30.09.1996. 2. Деклараційний патент України №45524 А, МПК7 E21F17/16, F23G5/34, B65G5/00. Спосіб формування полігону твердих побутових відходів. // Опубл. 15.08.2001р., Бюл. Пром. власн. - 2001. №7. - прототип.