Пристрій для вилучення біогазу та утилізації тепла з масиву полігону твердих побутових відходів

Пристрій для вилучення бюгазу та утилізації тепла з масиву полігону твердих побутових Винахід стосується пристроїв, які використовують при дегазації ПОЛІГОНІВ твердих побутових ВІДХОДІВ (ТПВ), а саме при вилученні енергетичного бюгазу, та одночасної утилізації тепла масивів ВІДХОДІВ, і може бути використаний також при дегазації вугільних териконів, торф'яних родовищ, тощо Відомим Є пристрій [1] для дегазації відвального масиву, в якому в свердловину спускають трубопровід з вікнами, через отвори яких проводять дегазацію масиву Недоліком пристрою є мала ефективність утилізації енергії відвального масиву Конструкцією відомого прострою не передбачено проводити процес утилізації тепла масиву Відомим Є пристрій для вилучення теплової енергії масиву, який включає плоске, горизонтальне розміщення регістра труб теплообмінника [2] Недоліком пристрою є мала ефективність утилізації енергії відвального масиву Конструкцією відомого прострою не передбачено проводити процес дегазації масиву Найближчим за технічним рішенням до пристрою, що заявляється, є відомий свердловинний пристрій, який обрано за прототип [3], що застосовується при підземній виплавці сірки, та має на ВІДХОДІВ, який містить колону перфорованого трубопроводу, виконаного з окремих та з'єднаних між собою модулів трубопроводу з опорами, що мають порожнину та встановлені на ЗОВНІШНІЙ поверхні трубопроводу навпроти його отворів, а також спіральну двозахідну трубу, витки якої розміщені між опорами, який відрізняється тим, що КІНЦІ спіральної труби роз'єднані та виконані з можливістю з'єднання між собою як дугоподібним перехід ником, утворюючи низхідну та висхідну спіральні частини труби, так і з можливістю сполучення прямолінійним перехідником з адекватними кінцями спіралі труб при нарощуванні такого ж модуля, при цьому діаметр спіральної труби виконаний більшим за висоту опори ступні ознаки, СПІЛЬНІ з ознаками пропонованого технічного рішення, а саме наявність колони перфорованих трубопроводів, які утворені з окремих та сполучених між собою модулів (труб), прикріплення до зовнішньої поверхні трубопроводів опор, що мають порожнину, встановлення опор навпроти (СПІВВІСНО) отворів трубопровода, розміщення на ЗОВНІШНІЙ поверхні трубопроводу двозахідної спіральної труби, витки якої розміщені між опорами Недоліком даного пристрою є низькі ефективність та продуктивність проведення процесів дегазації та утилізації тепла з масивів великих площ Конструкція цього пристрою не дозволяє оперативно, особливо при плоскому, горизонтальному розположені колектора, розміщувати дегазаційнотеплообмінні трубопроводи на великих площах та, крім того, ускладнює монтування трубопровідного колектора при різних криволінійних вибраних схемах розміщення В основу винаходу поставлена задача підвищити ефективність та продуктивність проведення процесу дегазації відвального масиву з одночасною утилізацією тепла масиву о ю 57402 Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для обробки масиву, який включає колону перфорованого трубопровода, утвореного з окремих та сполучених між собою модулів трубопровода з опорами, що мають порожнину та встановлені на ЗОВНІШНІЙ поверхні трубопровода та навпроти отворів, а також спіральну двозахідну трубу, витки якої розміщені між опорами, в новому технічному рішенні КІНЦІ спіральної труби роз'єднані та виконані з можливістю сполучення між собою як дугоподібним перехідником, утворюючи низхідну та висхідну спіральні частини труби, так і з можливістю сполучення прямолінійним перехідником з адекватною спіраллю труб при нарощуванні такого ж модуля, причому діаметр спіральної труби виконаний більшим за висоту опори Причинно-наслідковий зв'язок між відрізняючими ознаками винаходу і технічним результатом, який буде досягнуто, полягає втому, що виконання КІНЦІВ спіральної труби роз'єднаними дозволяє за наперед визначеною довжиною та плоскою, горизонтальною схемою розміщення трубопровода оперативно провести монтування колектора, що підвищує ефективність та продуктивність процесів одночасного вилучення бюгазу та утилізам тепла з полігону ТПВ, при сполученні КІНЦІВ спіральної труби дугоподібним перехідником утворюють замкнутий контур теплообмінної системи низхідну та висхідну частини спіральної труби, при такому сполученні виконують також згідно схеми розміщення плоского колектора криволінійні участки пристрою для дегазації та утилізації тепла масиву, сполучення КІНЦІВ спіральної труби прямолінійним перехідником з кінцями адекватної спіральної труби (так само як і з'єднання окремих модулів між собою різьбою) дозволяє нарощувати модулі до потрібної довжини трубопровода, нерозриваючи єдиний дегазаційний та теплообмінии контур, виконання розміру діаметра спіральної труби більшим за розмір висоти опори сприяє кращому контакту теплообміної труби з масивом твердих побутових ВІДХОДІВ, тобто підвищується ефективність процесу утилізації тепла Техніко-економічні переваги пропонованого технічного рішення полягають в тому, що при використанні пристрою для вилучення бюгазу та утилізації тепла з масиву полігону твердих побутових ВІДХОДІВ вищеназвані процеси проводять одночасно та оперативно, чим підвищують їх ефективність та продуктивність На фіг 1 зображено модуль пристрою для вилучення бюгазу та одночасної утилізації тепла з масиву полігону твердих побутових ВІДХОДІВ, на фіг 2, а) -дугоподібний перехідник для сполучення між собою КІНЦІВ спіральної труби з утворенням низхідної та висхідної и частини, на фіг 2, б) прямолінійний перехідник для сполучення з адекватною спіраллю труб при нарощуванні такого ж модуля Пристрій включає колону перфорованого трубопровода, утвореного з окремих модулів (фиг 1) трубопровода 1, що з'єднані між собою за допомогою різьби 2 До зовнішньої поверхні кожного модуля з отворами 3 прикріплені опори 4, що мають порожнину 5 Опори 4 встановлені навпроти отво рів 3 трубопровода 1 таким чином, що порожнина 5 опор 4 сполучена з порожниною трубопровода 1 Поверх трубопровода 1 та між опорами 4 розміщена спіральна двозахідна труба 6, витки 7 , 8 якої утворюють ВІДПОВІДНО низхідну та висхідну спіральні частини труби 6 Для кращого контакту труби 6 з "тілом" масиву ВІДХОДІВ ІІ діаметр виконаний більшим за діаметр опор 4 КІНЦІ спіральної труби 6 на окремому модулі трубопровода 1 роз'єднані та виконані з можливістю сполучення між собою як дугоподібним перехідником 9 (фіг 2, а), утворюючи низхідну 7 та висхідну 8 спіральні частини труби 6, так і з можливістю з'єднання прямолінійним 10 (фіг 2, б) перехідником з адекватною спіраллю труб 6 при нарощуванні такого ж модуля 1 для досягнення потрібної довжини колони трубопровода Завдяки пропонованому сполученню труб 6, можна розташовувати криволінійні участки пристрою для дегазації та утилізації тепла масиву, згідно вибраної схеми розміщення колектора Працює пристрій наступним чином Приклад 1 Перед вилученням бюгазу (СЬЦ55%, СО2-45%) та утилізацією тепла з полігону твердих побутових ВІДХОДІВ проводять приповерхневе газове та температурне зондування масиву ВІДХОДІВ Встановили, що найбільш оптимальним для даного полігону ТПВ є плоске, горизонтальне розміщення газовідвідного та теплообмінного колектора (на фіг не показано) Потім визначають схему його розміщення в приповерхневій товщі масиву ТПВ, а акож крок між перфорованими трубопроводами 1 та необхідну довжину колони трубопровода 1 На поверхні збирають пристрій з окремих модулів (фиг 1) трубопровода 1, які з'єднують між собою різьбою 2 При цьому КІНЦІ спіральної труби 6 на кожному модулі трубопровода 1 з'єднують за допомогою прямолінійного 10 перехідника (фіг 2, б), поступово нарощуючи колектор, утворений зтрубопродів 1, до необхідної довжини На криволінійних участках колектора модулі трубопровода 1 сполучають між собою за допомогою муфти, а КІНЦІ 7 та 8 спіральної труби 6 з'єднують за допомогою дугоподібного перехідника 9 (фіг 2, а) з ВІДПОВІДНИМИ кінцями труби 6 наступного модуля Перфорований трубопровід 1 засипають пористим матеріалом, наприклад, гравієм, після чого зверху кладуть газонепроникний шар глини КІНЦІ трубопровода 1 підключають до магістрального газоходу та вакуум-помпи і проводять процес дегазації масиву ТПВ Бюгаз поступає з масиву через порожнину 5 опор 4 і далі через отвори 3 входить всередину трубопровода 1, звідки бюгаз через магістральний газохід, підключений до КІНЦІВ колектора трубопровода 1, подають на утилізацію Одночасно спіральну трубу 6 на кінцях колектора-трубопровода 1 під'єднують до ВІДПОВІДНИХ технологічних комунікацій теплової помпи За допомгою помпи примусової циркуляції в порожнину труби 6 подають теплоносій, наприклад, деаеровану воду або нетоксичний антифриз, утилізуючи тепло масиву ТПВ Таким чином, за допомогою пропонованого пристрою проводять дегазацію масиву твердих побутових ВІДХОДІВ та одночасно утилізують тепло 57402 масиву Приклад 2 Встановили, що найбільш оптимальним для даного полігону ТПВ є вертикальне розміщення газовідвідних свердловин (на фіг не показано) Після визначення глибини розбурювання масиву на поверхні землі збирають пристрій для вилучення бюгазута утилізації тепла з масиву полігону твердих побутових ВІДХОДІВ, що утворений з окремих модулів (фиг 1) трубопровода 1 які з'єднують їх між собою різьбовим з'єднанням 2 В нижній частині пристрою КІНЦІ двозахідної спіральної труби 6 з'єднують між собою за допомогою дугоподібного перехідника 9 (фіг 2, а), утворюючи низхідну 7 та висхідну 8 спіральні частини труби 6 Верхню частину трубопровода 1 з'єднують різьбою 2 з наступним модулем, а верхні КІНЦІ спіральної труби 6 з'єднують за допомогою прямолінійного 10 перехідника (фіг 2, б) з адекватною спіраллю труб 6, нарощуючи трубопровід 1 до досягнення потрібної довжини колони Зібраний пристрій спускають в свердловину, до гирла підключають газохід, сполучений з порожниною трубопровода 1,та вакуумпомпу для проведення процесу дегазації масиву ТПВ, а КІНЦІ труби 6 під'єднують до устаткування, яке необхідне для роботи теплової помпи 7 8 При проведенні процесу дегазації бюгаз поступає з масиву ТПВ через порожнину 5 опор 4 і далі через отвори 3 входить всередину трубопровода 1, звідки бюгаз через газохід подають на утилізацію, наприклад, для виробництва електроенергії в електростанції контейнерного типу, облаштованої неподалік від території полігону ТПВ Одночасно через спіральну трубу 6 за допомогою помпи вимушеної циркуляції подають теплоносій, утилізуючи тепло масиву Таким чином, за допомогою пропонованого пристрою проводять вилучення енергетичного бюгазу з масиву твердих побутових ВІДХОДІВ та одночасно утилізують тепло масиву полігону ТПВ Література 4 1 Авт свид СССР №1652618, М Кл E21F 7/00 Устройство для дегазации отвального массива -Опубл 30 05 91, Бюл №20 2 Инструкция по комплексному использованию геотермальных вод для теплохладоснабжения зданий и сооружений — ВСН 36-77, Гражданстрои, М 1978 3 Авт свид СССР №1466321, М Кп 4 Е21В 43/24 Серодобычная скважина -ДСП -Зарегистр 15 10 1988-ПРОТОТИП Фіг.2 Комп'ютерна верстка С Волобусва Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна