Спосіб утилізації відходів

Спосіб утилізації відходів, які містять органічні речовини, що включає нагрівання відходів у термі 3 79548 поненти розкладаються на більш прості, і чим вище температура, тим простіші сполуки. Процес повного розкладання відходів на молекулярні складові закінчується при температурі близько 1200°С з одержанням Н 2, 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 Н 2. 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 заявляемого винаходу: - нагрівання відходів в термічному реакторі без доступ у 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 винаходу поставлена задача удосконалення способу утилізації відходів, у якому шляхом введення додаткових конструктивних ознак забезпечується стабільність процесу та зведена до мінімуму можливість виникнення високотоксичних речовин, яким властиві стійкість, здатністю до накопичення в організмі людини, повільний розпад, це дозволяє здешевіти процес очищення піролізних газів. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб утилізації відходів, які містять органічні речовини, що включає нагрівання відходів в термічному реакторі без доступ у 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 винаходу, газоподібні продукти термодеструкції відходів за допомогою компресора подають до вихрової установки, в якій їх розділяють на холодний і гарячий потоки газу, причому гарячий газ спрямовують до реактору, а холодний направляють на споживання, при цьому температуру вихідного потоку холодного газу забезпечують на рівні 400 - 100°С. Указані ознаки складають суть винаходу, так як є необхідними та достатніми для досягнення технічного результату. Передбачається операція швидкого охолодження газу, яка здійснюється за 4 допомогою компресора та вихрової установки, в якій розділяють потік газу на холодний і гарячий. Холодний газ направляється на споживання, а на холодний і гарячий. Холодний газ направляється на 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 винаходу, і те хнічним результатом, що досягається і пояснюється наступним. Приклад Технічна сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фігурі 1 надана реалізація способу: 1 - відходи, 2 - електроди, 3 - шар теплоносія, 4 компресор, 5 - вихрова тр убка, 6 - трубопровід холодного газу, 7 - тр убопровід 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 послідовнопоступовий 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 вугле воднів, 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 НСl, а сірка, реагуючи з киснем, утворювала сірковий ангідрид SO2. Відходи нагрівали до температури 1650 °С. Переважний склад газоподібних продуктів термодеструкції відходів після фільтрації - Н2, CO, 5 79548 СО2, Н2О, НСl, H2S і ін. Фільтрація необхідна для того, щоб відокремити тверді частки від газоподібних, тому що неприпустима наявність твердих часток у ви хровій тр убі. Обладнання - це вихрова труба, що розділяє газовий потік на холодний і гарячий (немає поділу на токсичний і нетоксичний) описана в наступних загальнодоступних джерелах інформації: 1. А.В. Мартынов, В.М. Бродянский. Что такое вихревая тр уба? - М.: Энергия, 1976.-152 с. 2. Меркулов А.П. Ви хревой эффект и его применение в технике. М: Машиностроение, 1969, 183с. 3. Мартыновский B.C., Алексеев В.П., Исследование эффекта ви хревого температурного разделения газов и паров, ЖТФ, вып. 10, 1956, № 26. Одержаний синтез - газ відсмоктувався з реактора компресором 4 та подавався на вихрову труб у 5, в якій відбувалось розділення потоку газу на холодний і гарячий потоки. На виході утворився потік охолодженого газу, який направлявся по тру 6 бопроводу холодного газу 6 до споживачів, а потік гарячих газів направлявся по трубопроводу 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 високотоксичних речовин в навколишнє природне середовище. Відповідно до приведеної вище послідовності дій, які реалізуют 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 в ід часу перебув ання в в ихров ій установ ці № п/п 1 Час охолодження, сек менше 1 Температура, °С 400 2 1 300 3 4 2 3 200 100 Із таблиці видно, що з точки зору екологічної безпеки, процес необхідно вести в температурній Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Примітка Важко забезпечити технічно Існує загроза повторного синтезу в исокотоксичних речов ин Опт имальні параметри процесу Важко забезпечити області близько 200 °С, при охолодженні газу за дві секунди. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601