Установка з утилізації твердих побутових та промислових відходів методом високотемпературного окислювального піролізу

Установка з утилізації твердих побутових та промислових відходів методом високотемпературного окислювального піролізу, що включає реактор, теплообмінник для нагріву повітря, сопла для подачі повітря в зону реакції, завантажувальний пристрій, патрубок для відведення продуктів реак 3 13433 4 ноорганічні поєднання (діоксини), пари відновле- другий ярус повітряних сопел, розташованих них важких легкоплавких металів (Zn. Cd). Доцільна межі окислювальної і відновної зон і площею но при цьому привести, що умовами їх освіти і випрохідного перетину рівної от5 до 40% від площі ділення є: - низькі температури нагрівання або прохідного перетину основних сопел; горіння матеріалу, при яких утворюються продукти - патрубок додатково забезпечений ежектором неповного згорання; недолік кисню (менше 8,0%), для примусового відведення продуктів реакції; при якому відбуваєтеся термічний вплив на обро- пристрій для подачі, при необхідності, додатблюваний матеріал; недолік часу (менше 2 з) кового палива для розігрівання камери для допавпливу при температурі нагрівання більше 850°C лювання діоксинів і фуранів; на молекулярні зв'язки цих речовин з метою їх - трубопровід для транспортування продуктів руйнування. Тобто умови повністю співпадають з реакції, по прохідному перетину більше патрубка з роботою реактора. Ці домішки є найшкідливішими ежектором на величину достатньої щоб пропустидля людини і в багатьох розвинених країнах світу ти об'єм основного і додаткового від ежектора габули закриті підприємства після знищення побутозу; вих відходів. З цієї точки зору така установка поПриведені вище ознаки є необхідними і доставинна бути заборонена; тніми для всіх випадків, на які розповсюджується - температури піролізних газів, при прохообласть застосування корисної моделі. дженні їх через зону сушки відходів, Наявність другого ярусу сопел з площею пронедостатньо щоб утримувати воду в газоподіхідного перетину рівної 5 до 40% від площі прохідбному стані, тому частина випарованої води у верного перетину основних сопел необхідно для збіхніх шарах конденсується і залишається в об'ємі льшення об'єму зони з екзотермічними реакціями, реактора, друга частина конденсується в трубопщо дозволить підвищити продуктивність установроводі відведення піролізних газів. При цьому ки. Крім того, із збільшенням висоти цієї зони істосконденсована вода містить цілий ряд украй шкідтно збільшується теплопередача на нагрів дутьєливих речовин, зокрема смоління, отже, їх необвого повітря, отже, його температура також хідно додатково нейтралізувати або фільтрувати; підвищується, що сприятливо позначиться на ста- при натурних випробуваннях установки, пебільності роботи установки в цілому. Подача додаревірка загазованості в районі завантажувальної ткового повітря в зону горіння приводить до збільлійки показала, що, не дивлячись на вжиті заходи шення об'єму розжарених газів, які прискорюють по створенню пробки, (робочі органи розраховувапроцес високотемпературного піроліза. Важливою лися на створення тиску на відходи 5,5т. при їх обставиною є те, що температура газів у верхній проштовхуванні в горловину лійки) частина піролічастині реактора підвищується на стільки, що зного газу профільтровувалася в навколишнє сеутворення шкідливих домішок, наприклад діоксинів редовище; і фуранів істотно гальмується. Крім того, волога У основу корисної моделі поставлена задача відходів, що випарувалася, знаходиться не у виудосконалення установки по утилізації твердих і гляді пари, в газоподібному стані, тому відпадає промислових відходів методом високотемпературнеобхідність спеціального очищення конденсату. ного піроліза, в якій за рахунок зміни конструкції При площі прохідного перетину верхніх сопел пристрою подачі повітря в реактор і відведення менше 5% від площі прохідного перетину основних продуктів реакції забезпечується підвищення просопел, не відбувається помітного впливу на підвидуктивності роботи установки і зниження шкідлищення продуктивності установки. Збільшення вих викидів в навколишнє середовище. площі прохідного перетину верхніх сопел понад Суть корисної моделі полягає у тому, що реак40% приводить до відриву зони горіння від подіни, тор крім основних сопел подачі повітря розташотобто зона високих температур зміщується вгору, ваних у вертикальному каналі для шлаковидаленвнаслідок чого розплав мінерального залишку ня, встановлений другий ярус сопел, який встигає остигнути до температур в'язкого стану і розташований на рівні межі окислювальної і віднонаморожується у вертикальному каналі шлаковивної зон. На патрубку відведення продуктів реакції, далення. Крім того, гаряча частина відходів встидодатково встановлений ежектор з можливістю гає вигоряти в районі верхніх сопел, унаслідок подачі не тільки повітря, але і при необхідності чого сумарна площа теплопередачі скорочується, додаткового палива для того, щоб створити умови, температура дутьєвого повітря знижується і як при яких відбувається руйнування що утворилися наслідок продуктивність і стабільність роботи від діоксинів і фуранів. Трубопровід для транспорустановки знижується. тування продуктів реакції, на ділянці, яка безпосеУстановка ежектора на трубопровід для відвередньо примикає до ежектора, зсередини покридення продуктів реакції дозволить вирішити декітий просоченою каталізатором вогнетривкої лька задач одна з них полягає у тому, що завдяки футерівки. ежектірованню створюється область зниженого Загальними з прототипом істотними ознаками тиску у верхній частині реактора. Це сприяє більш є: рівномірному проходженню газів через шар відхо- реактор; дів в реакторі, знижується необхідний тиск повітря - теплообмінник для нагріву повітря; на вході в реактор. Крім того, завдяки зниженню - сопла для подачі повітря в зону реакції; тиску в реакторі, гази з нього не фільтруються - завантажувальний пристрій; крізь пробку на вході завантажувального пристрою - патрубок для відведення продуктів реакції; в навколишнє середовище. При ежектіровані про- гідрозатвор. Відмітними від прототипу істотдуктів реакції повітряним потоком відбувається ними ознаками є: швидке і рівномірне змішування газів і повітря, 5 13433 6 завдяки чому процес горіння продуктів реакції відЗавдяки збільшенню об'єму розжарених газів, підбувається більш повно і з більшою швидкістю. вищується теплова потужність установки, отже, і її Додаткове підведення палива в зону змішупродуктивність. Попередні розрахунки теплового вання після ежектора істотно полегшує розпалюбалансу роботи установки, показали, що при спривання установки, оскільки в початковий період ятливому складі відходів продуктивність установки температура продуктів реакції, що виходять, недозростає до 100%. Мінімальне підвищення, при систатня для самостійного горіння і для їх горіння рих і малокалорійних відходах (харчові відходи з необхідна добавка палива для розігрівання пальвеликим змістом мінеральної складової) досягає ника. Після розігрівання пальника витрата палива 30%. Підвищенню продуктивності роботи установскорочується аж до повного відключення. Проте ки сприяє також і збільшення висоти зони високих натурні випробування показали, що за наявності у температур, при цьому площа високотемпературвідходах великої кількості пластика, більш раціоної теплопередачі на нагрів повітря через стінку нально, з точки зору екології, подача невеликої реактора істотно збільшується, отже, і температукількості додаткового палива для підтримки висора повітря на виході з фурм зростає. Натурні викої температури при якій вторинне утворення діокпробування показали, що температура повітря на синів і фуранів неможливе. зрізі нижніх фурм досягає 500-8000. Збільшення діаметру трубопроводу для відвеЗ окислювальної зони розжарені пічні гази підення продуктів реакції після ежектора необхідне діймаючись вгору, поступають в безкислородну для зниження опору руху суміші ежекторного повізону - зону піроліза. У цій зоні органічні відходи під тря і продуктів реакції. Крім того, з підвищенням дією високих температур, розпадаються на склатемператури газів, їх об'єм збільшується за закодові, утворюючи піролізний газ. Процес піроліза на ном теплового розширення. відміну від горіння є ендотермічний, тобто з поглиНа приведеному малюнку показаний поперечнанням тепла. При температурі, при якій припиняний розріз установки по переробці відходів. ється піроліз, знаходиться верхня межа піролізної Установка складається з реактора 1, теплообзони. Зниження температури приводить до утвомінника 2, корпуси 3, утеплітеля 4, зовнішнього рення зони сушки. У зоні сушки температура колипідведення повітря 5, трубопроводу для відведенвається 250-3500. При таких температурах волога ня продуктів реакції 6, ежекторних сопів 7, штуцезнаходиться в газоподібному стані і, не переходярів для підведення повітря і палива 8, приймальчи точки роси, евакуює з реактора по штуцеру для ного бункера 9, живильника 10, верхній ряд фурм відведення продуктів реакції. Завдяки монтажу на 11, основні фурми 12, шлакова льотка 13, шлакоштуцері трубопроводу 6 більшого діаметру стало наконакопичувач 14, запальник 15. можливим устаткування системи газовідводу ежеУстановка працює таким чином: тверді побукторами 7. До ежекторів підводиться два штуцери тові і промислові горючі відходи подають в прий8, один для підведення повітря, другий для підвемальний бункер 9, звідки за допомогою живильнидення, при необхідності, додаткового палива. В ка 10 їх проштовхують в реактор 1. Після період запуску установки в ежектор спільно з повізаповнення реактора, через запальник 15 відходи трям подається додаткове паливо для внутрішньопідпалюють. Досягши стійкого горіння закривають го нагріву трубопроводу. Це виробляється у разі кришку запальника і включають вентилятор, який роботи установки в автономному режимі. Після подає повітря по штуцеру 5 і теплообміннику 2 на досягнення в порожнині трубопроводу температуфурми 11, 12. Розжарені топочні гази, підіймаюри спалаху піролізного газу і його стійкого горіння, чись вгору, готують органічну частину відходів до додаткове паливо відключається. При роботі устагоріння, а повітря, яке поступає через верхні фурновки в режимі приставки до котельної, додаткове ми 11, утворює зону первинного спалювання вугпаливо не подається. леводневої частини відходів. В результаті в нижню Таким чином, завдяки зміні конструкції причастину реактора опускається вуглецевий залистрою подачі повітря в реактор і відведення прошок, який утворює при горінні зону дожига вугледуктів реакції забезпечується підвищення продукцевого залишку. Повітря на допалив вуглецевого тивності роботи установки і зниження шкідливих залишку поступає через основні нижні фурми 12. викидів в навколишнє середовище. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 13433 8 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