Спосіб утилізації відходів

Спосіб утилізації відходів, при якому нагрівають відходи в термічному реакторі без доступу вільного кисню до температури 1500 -1650 °С, і виводять продукти, одержані в результаті термічної деструкції відходів, із реактора, в якому проду 3 Процес повного розкладання відходів на молекулярні складові закінчується при температурі близько 1200°С з одержанням Н2, О2, N2, Сl2, S і твердого вуглецевого залишку С. При температурах вище 1200°С відбувається активна газифікація вуглецю паром вологи і киснем відходів з генеруванням СО і Н2. Отримані газоподібні продукти піролізу фільтруються крізь шар графіту і видаляються з реактора на рівні нижньої зони шару, а розплавлені мінеральні компоненти у вигляді шлаку безперервно випускаються через нижню льотку. Найбільш близький спосіб утилізації відходів має наступні недоліки: - при охолодженні продуктів пролізу, при їх випуску із реактора, виникає імовірність повторного синтезу високотоксичних речовин; - висока температура газів, що випускаються з реактора, сприяє виносу значної кількості тепла, що знижує коефіцієнт корисної дії процесу. Ознаки, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється: - нагрівання відходів в термічному реакторі без доступу вільного кисню до температури 1500 -1650 °С; - вивід продуктів із реактора, одержаних в результаті термічної деструкції відходів; - фільтрація продуктів деструкції, перед виведенням із реактора, крізь шар твердого грудкового електропровідного теплоносія, розігрітого до температури 1427-2727°С. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу утилізації відходів, у якому шляхом введення додаткових конструктивних ознак забезпечується стабільність процесу та зведена до мінімуму можливість виникнення високотоксичних речовин, які обпадають стійкістю, здатністю до накопичення в організмі людини, повільному розпаді, це дозволяє здешевіти процес очищення піролізних газів. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб утилізації відходів, що включає нагрівання відходів в термічному реакторі без доступу вільного кисню до температури 1500-1650°С, і вивід продуктів, одержаних в результаті термічної деструкції відходів, із реактора, в якому продукти деструкції перед виведенням із нього фільтрують крізь шар твердого грудкового електропровідного теплоносія, розігрітого до температури 1427-2727°С, а задану температуру в шарі забезпечують пропусканням через шар електричного струму, згідно корисної моделі, газоподібні продукти термодеструкції відходів за допомогою компресора подають до вихрової установки, в якій розділяють потоки газу на холодний і гарячий, причому гарячий газ спрямовують до реактору, а холодний направляють на споживання, при цьому температуру холодного газу забезпечують на рівні 400-100 °С. Указані ознаки складають суть корисної моделі так як являються необхідними та достатніми для досягнення технічного результату. Передбачається операція швидкого охолодження газу, яка здійснюється за допомогою компресора та вихрової установки, в котрій розділяють потік газу на холодний і гарячий. Холодний газ направляється на 13629 4 споживання, а гарячий газ - знову в зону піролізу, тим самим підвищуючи температуру та коефіцієнт корисної дії процесу, а також зводиться до мінімуму можливість проскоку високотоксичних речовин, чим забезпечується екологічна безпека процесу. Причинно - наслідковий зв'язок ознак, що складають суть корисної моделі і технічним результатом, що досягається і пояснюється наступним. Приклад. Технічна сутність корисної моделі пояснюється кресленням, де на фігурі 1 надана реалізація способу: 1 - відходи, 2 - електроди, 3 - шар теплоносія, 4 - компресор, 5 - вихрова трубка, 6 - трубопровід холодного газу, 7 - трубопровід гарячого газу, 8 - реактор. Стрілками показано напрям руху газів. Шахта реактора 8 заповнювалась відходами 1, в нижній зоні термічного реактора 8, на поду розмістили шар теплоносія 3, наприклад, шар грудкового графіту, електродами 2 підводився електричний струм і за рахунок Джоулевого тепла шар теплоносія 3 розігрівся. В результаті нагрівання шару теплоносія, стовп відходів 1, завантажених у реактор 8 теж нагрівся з поступовим формуванням теплового поля. В нижній зоні реактора 8 стовп відходів 1 підплавлявся, а зверху завантажувалась свіжа сировина -безперервно, або порціями, і таким чином здійснювався послідовно-поступовий рух відходів зверху вниз. Оскільки температура в шарі теплоносія 3 може сягати вище точки плавлення будь - якого з можливих неорганічних компонентів відходів, то всі неорганічні включення відходів розплавились, і в вигляді шлакового розплаву безперервно відводились із реактора 8. Таким чином, теплове забезпечення процесу, за рахунок електричного струму пронизуючого шар теплоносія 3, гарантує стабільну роботу вузла шлаковидалення при будь-якому складі відходів. Термічна деструкція органічної частини відходів починалась в верхній частині шахти реактора при температурі близько 200 °С виділенням летучих, переважно в вигляді важких вуглеводнів, які рухаються в прямотоці з масою сировини. Проходячи зверху вниз послідовно ділянки з монотонно зростаючою температурою, складні органічні компоненти відходів розкладались на простіші, і чим вище температура, тим простіші залишались сполуки. При цьому продукти низькотемпературної деструкції піддавались вторинному піролізу. Процес повного розкладання відходів на молекулярні складові закінчувався при температурі близько 1200 °С. При вищих температурах протікала активна взаємодія твердого вуглецю з киснем відходів та паром вологи з генеруванням СО; молекулярний хлор реагував з воднем з утворенням парів HСl, а сірка реагуючи з киснем, утворювала сірковий ангідрид SO2. Одержаний синтез - газ відсмоктувався з реактора компресором 4 та подавався на вихрову трубку 5, в якій відбувалось розділення потоків газу на холодний і гарячий. На виході утворився потік, охолодженого газу, який направлявся по трубопроводові холодного газу 6 до споживачів, а потік гарячих газів направлявся по тру 5 13629 бопроводові гарячого газу 7 знову в зону піролізу, тим самим підвищуючи температуру. За рахунок чого підвищувався коефіцієнт корисної дії процесу та заощаджувався електричний струм. Таким чином, в результаті переробки відходів, по запропонованому способу, одержується екологічно чистий енергетичний газ, підвищується коефіцієнт корисної дії процесу утилізації відходів, а також нейтралізується імовірність проскоку висо 6 котоксичних речовин в навколишнє природне середовище. Відповідно до приведеної вище послідовності дій, реалізуючих запропонований спосіб, здійснювали утилізацію відходів при характерних величинах заявленого діапазону температур і часу. В таблиці приведені показники, що характеризують екологічну безпеку процесу в залежності від температури і часу. Таблиця 1 Залежність температури охолодження газу від часу перебування в вихровій установці № п/п 1 Час охолодження, сек менше 1 Температура, °С 400 2 1 300 3 4 2 3 200 100 Примітка Важко забезпечити технічно Існує загроза повторного синтезу високотоксичних речовин Оптимальні параметри процесу Важко забезпечити Із таблиці видно, що з точки зору екологічної безпеки, процес необхідно вести в температурній області близько 200 °С, при охолодженні газу за дві секунди. Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601