Комплекс переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних і побутових відходів

Комплекс переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних і побутових відходів, що містить оснащені шлюзовими затворами камеру підготовки відходів, реактор і камеру охолоджування, а також топку, розміщену під реактором і оснащену димососом і димарем, перегрівник пари, розміщений у топці, виконаний у формі змійовика з труб із жароміцної сталі, і своїм виходом підключений до реактора, теплообмінник виконаний у вигляді послідовно сполучених секцій і виходом останньої секції підключений до топки, причому кожна секція теплообмінника сполучена з ємністю для рідких продуктів, а камера охолоджування сполучена з ємністю для 3 28165 прототипі), камеру охолоджування, які обладнані шлюзовими затворами; - топка; - пароперегрівник з труб із жароміцної сталі; - димар; - димосос; теплообмінник, виконаний у вигляді послідовно сполучених секцій і вихід останньої секції підключений до топки; - камера охолоджування; - ємності для рідких продуктів; - ємність для охолоджувальної рідини. В основу корисної моделі поставлена задача створення високоефективного комплексу для переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних і побутових відходів при одночасному поліпшенні споживацьких властивостей продуктів, які утворюються при термічному розкладанні, зменшення витрати охолоджуючої води і зменшення шкідливих викидів в атмосферу. Поставлена задача вирішена в комплексі переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних і побутови х відходів, що включає обладнані шлюзовими затворами камеру підготовки відходів, реактор і камеру охолоджування, а також топку, розміщену під реактором і забезпечену димососом і димарем, перегрівник пари, розміщений в топці, виконаний у формі змійовика з труб із жароміцної сталі і своїм виходом підключений до реактора, теплообмінник виконаний у вигляді послідовно сполучених секцій і виходом останньої секції підключений до топки, при цьому кожна секція теплообмінника сполучена з ємністю для рідких продуктів, а камера охолоджування сполучена з ємністю для охолоджувальної рідини тим, що комплекс додатково обладнаний накопичувачем пари і парогенератором, який розміщений в топці, а реактор обладнаний системою форсунок, які розташовані під кутом a 0,1°-180° відносно один одного, теплообмінник складається з системи конденсаторів, призначених для конденсації і ректифікації рідкої фракції, при цьому останні два конденсатори оснащені системою зональної подачі охолоджувальної рідини, парогенератор входом сполучений з системою подачі води, а його вихід сполучений з накопичувачем пари, перегрівник пари обладнаний входом, що сполучає його з накопичувачем пари, камера охолоджування додатково обладнана системою охолоджування твердого продукту і повітряним конденсатором, димар сполучений з рекуператором тепла газів, що відходять. Новим в корисній моделі є те, що комплекс додатково обладнаний накопичувачем пари і парогенератором, який розміщений в топці, а реактор обладнаний системою форсунок, які розташовані під кутом a 0,1°-180° відносно один одного, теплообмінник складається з системи конденсаторів, призначених для конденсації і ректифікації рідкої фракції, при цьому останні два конденсатори оснащені системою зональної подачі охолоджувальної рідини, парогенератор входом сполучений з системою подачі води, а його вихід сполучений з накопичувачем пари, 4 перегрівник пари обладнаний входом, що сполучає його з накопичувачем пари, камера охолоджування додатково обладнана системою охолоджування твердого продукту і повітряним конденсатором, димар сполучений з рекуператором тепла газів, що відходять. Комплекс паро-термічної деструкції і утилізації гумотехнічних та інши х органічних і побутових відходів має ступеневу систему конденсації: 1повітряного (1-й ступінь) і 2 - рідинного типи (2-й ступінь) охолоджування, які включають чотири послідовно розташованих конденсатора: перший конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня, другий конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня, перший конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня і другий конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня, звідки неконденсовані гази прямують в топку для спалювання і підтримки температури процесу термічного розкладання. Конденсатори 2-й ступені обладнані системою зональної подачі охолоджуючої рідини. Суть корисної моделі пояснюється на фігурах, де: На Фіг.1 - наведена схема комплексу переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних і побутови х відходів. На Фіг.2 - наведена схема розташування форсунок, що знаходяться в реакторі. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак, які заявляються і технічним результатом, який досягається в комплексі переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних відходів полягає в наступному: використання комплексу дозволяє утилізува ти гумотехнічні та інші органічні та побутові відходи з отриманням аналогів синтетичної нафти, горючого газу і технічного вуглецю з подальшим використанням продуктів їх переробки в народному господарстві, а також дозволяє підвищити ефективність процесу переробки відходів при одночасному зниженні енергоємності, зменшенні витрати охолоджувальної рідини і виключає викид шкідливих речовин в атмосферу. Комплекс працює таким чином: відходи після ділянки завантаження направляють в камеру підготовки відходів, де вони заздалегідь нагріваються до температури 150-200°С. Водопровідна вода поступає в парогенератор, де перетворюється на пару. Пара, що утворилася, поступає в накопичувач пари і в дві камери (підготовки відходів і охолоджування) для створення парової завіси. Пара поступає також в перегрівник пари, де нагрівається до температури 150-800°С під впливом температури згорання твердого палива, що знаходиться в топці. Далі перегріта пара в кількості 30-120% від маси відходів, поступає в реактор для здійснення процесу розкладання гумотехнічних або інших відходів. З камери підготовки відходи прямують в реактор, де відбувається їх розкладання в середовищі перегрітої пари при температурі 200800°С. При цьому перегріта пара подається в реактор через систему форсунок, розташованих таким чином, що вони створюють вихрові потоки 5 28165 перегрітої пари. Це досягається завдяки тому, що форсунки розташовані під кутом a 0,1°-180° відносно один одного. Присутність перегрітої пари в реакторі в кількості 30-120% від маси відходів, зменшує концентрацію газоподібних продуктів і запобігає вторинним реакціям термічної деструкції, а вихрові потоки різко прискорюють процес, а також є носіями продуктів розкладання. Паромасляна суміш , що утворюється при термічному розкладанні, відводиться з реактора в систему конденсації. Виділення рідкої фази з газоподібної суміші здійснюють ступневою конденсацією. Вуглеводнева фракція збирається в накопичувальних баках, а не сконденсована газова суміш охолоджується і прямує в топку для спалювання/допалювання, а також підтримки температури в реакторі і проведення процесу термічного розкладання відходів. Після закінчення процесу з реактора твердий залишок (технічний вуглець, металокорд і т.д.) направляють в камеру охолоджування. У камерах підготовки відходів і охолоджування за допомогою пари включається парова завіса яка «виштовхує» залишкові газоподібні продукти термічного розкладання в систему конденсації і запобігає викиданню парогазової суміші з комплексу. Після камери охолоджування твердий залишок направляють на ділянку розвантаження. Паромасляну суміш і гази, що утворюються при термічному розкладанні відводять в двухступеневу систему конденсації 1-повітряного і 2 - рідинного типи охолоджування, що складається з чотирьох послідовно розташованих конденсаторів: перший конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня, другий конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня, перший конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня і другий конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня, звідки несконденсовані гази прямують в топку для спалювання і підтримки температури процесу термічного розкладання. Конденсатори 2й ступені обладнані системою охолоджування і зональної подачі охолоджувальної рідини. Сконденсована рідка фракція збирається: - в накопичувальному баці збору рідкої фракції першого конденсатора паромасляної суміші 1-го ступеня, - в накопичувальному баці збору рідкої фракції другого конденсатора паромасляної суміші 1-го ступеня, - в накопичувальному баці збору рідкої фракції першого конденсатора паромасляної суміші 2-го ступеня, - в накопичувальному баці збору рідкої фракції другого конденсатора паромасляної суміші 2-го ступеня. Комплекс переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних відходів (див.Фіг.1) включає: ділянку сортування відходів 1, ділянку завантаження 2, камеру підготовки відходів 3, реактор 4, камеру охолоджування 5, ділянка вивантаження 6, ділянку сепарації і упаковки 7, 6 шлюзові затвори 8, парогенератор 9, топку 10, накопичувач пари 11, перший конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня 12, накопичувальний бак збору рідкої фракції першого конденсатора паромасляної суміші 1-го ступеня 13, другий конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня 14, накопичувальний бак збору рідкої фракції другого конденсатора паромасляної суміші 1-го ступеня 15, перший конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня 16, накопичувальний бак збору рідкої фракції першого конденсатора паромасляної суміші 2-го ступеня 17, другий конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня 18, накопичувальний бак збору рідкої фракції другого конденсатора паромасляної суміші 2-го ступеня 19, накопичувальний бак охолоджувальної рідини системи охолоджування конденсаторів паромасляної суміші 2-го ступеня 20, насос системи охолоджування конденсаторів паромасляної суміші 2-го ступеня 21, радіатор системи охолоджування конденсаторів паромасляної суміші 2-го ступеня 22, накопичувальний бак охолоджувальної рідини системи охолоджування твердого продукту 23, насос системи охолоджування твердого продукту 24, повітряний конденсатор 25, рекуператор тепла газів, що відходять, 26, димосос 27, димар 28, кран-балка 29, технологічні візки 30, перегрівник пари 31. Комплекс переробки і утилізації гумотехнічних і інших органічних та побутови х відходів працює таким чином: Гумотехнічні і інші органічні і побутові відходи готуються до процесу термічного розкладання на ділянці сортування відходів (1). Підготовлені відходи завантажуються в технологічний візок (30) і встановлюють на ділянці завантаження (2) з використанням вантажопідйомного механізму кран-балки (29). Завантаження відходів і вивантаження твердих продуктів термічного розкладення з комплексу здійснюється порційно через шлюзові затвори (8). У парогенератор (9) подається вода. У топку (10) завантажують тверде паливо і запалюють його. Парогенератор (9), що знаходиться в топці, генерує водяну пару і подає її в накопичувач пари (12). З накопичувача пари (12) сира пара подається в перегрівник пари (31), де водяна пара під впливом температури згорання твердого палива в топці (10) перегрівається до температури 7 28165 130-800°С, і подається в камеру підготовки відходів (3), а також в камеру охолоджування (5) для створення парової завіси в камерах з метою запобігання викиду парогазової суміші поза комплексом. Перегріта пара також поступає в реактор (4) для здійснення процесу розкладання відходів. Те хнологічний візок (30) з відходами подають в камеру підготовки відходів (3), де нагрівається до 150-200°С і обробляється перегрітою парою. Заздалегідь нагріті і оброблені перегрітою парою відходи далі поступають в реактор (4), де відбувається їх розкладання при температурі 200800°С в середовищі перегрітої пари в кількості 30120% від маси відходів. Паромасляна суміш, що містить газоподібні продукти піроліза послідовно відводиться з реактора (4) в 1-ий (12), а потім 2-ий (14) конденсатори паромасляної суміші 1-го ступеня, по проходженню яких відбувається охолоджування паромасляної суміші до температури 120±300°С. Рідка фракція, що сконденсувалася, відводиться в баки збору рідкої фракції 1-го (13) і 2-го (15) конденсаторів паромасляної суміші 1-го ступеня, а суміш, що не сконденсувалася, послідовно відводиться в 1-ий (16), а потім 2-ий (18) конденсатори паромасляної суміші 2-го ступеня. Рідка фракція, що сконденсувалася, відводиться в баки збору рідкої фракції 1-го (17) і 2-го (19) конденсатора паромасляної суміші 2-го ступеня, а газ, що не сконденсувався, відводиться на спалювання в топку (10) для підтримки температурного режиму процесу термічного розкладання (паротермічної деструкції). З накопичувального бака (20) подається охолоджувальна рідина в 1-ий (16) і 2-ої (18) конденсатори паромасляної суміші 2-го ступеня за допомогою насоса системи охолоджування конденсаторів паромасляної суміші 2-го ступеня (21). За рахунок цього відбувається охолоджування паромасляної суміші до температури нижче 100°С і здійснюється конденсація водяної пари і залишків рідкої вуглеводневої фракції. Нагріта охолоджувальна рідина, з 1-го (16) і 2го (18) конденсаторів паромасляної суміші 2-го ступеня через радіатор (22) відводиться в накопичувальний бак охолоджувальної рідини (20). Гази, що утворені при горінні твердого палива, відходять з топки (10), за допомогою димосос (27) через рекуператор тепла газів (26), відводяться в димар (28). У рекуператор тепла газів, що відходять (26), подається холодна вода і відводиться нагріта. По закінченню процесу розкладання гумотехнічних і інших органічних та побутових відходів в реакторі (4), твердий продукт термічного розкладання (твердий продукт) в технологічному візку (30) виводиться з реактора (4) в камеру охолоджування (5). У камері охолоджування (5) на твердий продукт, що знаходиться в середовищі перегрітої пари, подається охолоджувальна рідина з накопичувального бака охолоджувальної рідини (23) за допомогою насоса системи охолоджування 8 твердого продукту (24). Відбувається охолоджування твердого продукту до температури нижче 100°С. Нагріта охолоджувальна рідина відводиться з камери охолоджування (5) в накопичувальний бак охолоджувальної рідини (23), а надлишок тиску пари - в повітряний конденсатор (25), де відбувається охолоджування і конденсація пари. Пара, що сконденсувалася, відводиться в накопичувальний бак охолоджувальної рідини (23). Охолоджений твердий продукт в технологічному візку (30) виводиться з камери охолоджування (5) на ділянку вивантаження (6), де відбувається вивантаження твердого продукту термічне розкладання в середовищі перегрітої пари гумотехнічних та інши х органічних і побутових відходів. Після вивантаження з технологічного візка (30), твердий продукт прямує на ділянку сепарації і упаковки (7), а технологічний візок (30), за допомогою вантажопідйомного механізму (29) знімається з ділянки вивантаження (6) і повертається в початкове положення на ділянку сортування відходів (1), де відбувається підготовка і завантаження нової порції гумотехнічних та інших органічних і побутови х відходів і процес повторюється. Під час термічного розкладання в системі підтримувати постійний тиск пари за рахунок того, що пара поступає з парогенератора 9 і перегрівника пари 31 в накопичувач пари 11. Надлишок пари завжди знаходиться в накопичувачі пари 11, звідки його за допомогою системи кранів завжди можна додавати в систему. Приклад роботи комплекса переробки і утилізації гумотехнічних та інших органічних і побутових відходів. Гумотехнічні відходи в кількості 600кг готують до процесу переробки на ділянці сортування відходів 1, завантажують в технологічний візок 30 за допомогою кран-балки 29 і направляють на ділянку завантаження 2. Відкривають шлюзовий затвор 8 і направляють технологічний візок 30 в камеру підготовки відходів 3, після чого шлюзовий затвор 8 закривають. У топку 10 завантажують 300кг твердого палива, наприклад дрова, і запалюють його. За допомогою димососа 27 газоподібні продукти згорання з топки 10 виводять через повітряний конденсатор 25 і рекуператор тепла газів, що відходять, 26 в димар 28. У топці 10 розміщуються парогенератор 9 і перегрівник пари 31. У парогенератор 9 подають воду, яку він перетворює на пар. Далі пару направляють в перегрівник пари 31, де він перетворюється на перегріту пару з температурою 350-800°С. Перегріта пара поступає в камеру підготовки відходів 3, реактор 4 і камеру охолоджування 5, де утворює парову завісу, яка запобігає викидам парогазової суміші з комплексу. Гумотехнічні відходи нагріваються в камері підігріву 3 до температури 150-200°С за допомогою перегрітої пари. Відкривають наступний по шляху руху візка 30 шлюзовий затвор 8, направляють візок 30 в реактор 4, і закривають шлюзовий затвор 8. Гумотехнічні відходи нагрівають в реакторі 4 до 200-800°С за рахунок тепла топки 10 і тепло перегрітої пари, 9 28165 створюючи його вихрові потоки за допомогою системи форсунок 32 (див.Фіг.2), а також за рахунок конвекції від циркулюючої в реакторі 4 парогазової суміші. Потім відкривають наступний по шляху проходження візка 30 шлюзовий затвор 8 і гумотехнічні відходи направляю в камеру охолоджування 5 і закривають шлюзовий затвор 8. У камері охолоджування 5 твердий продукт з візка 30, знаходячись в середовищі поступаючої в камеру перегрітої пари, охолоджується до 100°С за допомогою охолоджувальної рідини, яка поступає з накопичувального бака 23. Відкривають останній по шляху проходження візка 30 шлюзовий затвор 8 і візок 30 прямує на ділянку розвантаження 6, а далі на ділянку сепарації 7, де здійснюється відділення металевого залишку від технічного вуглецю. Під час термічного розкладання в системі підтримується постійний тиск пари за рахунок того, що пара накопичується в накопичувачі пари 11, куди поступає з парогенератора 9 та перегрівника пари 31. Паромасляная суміш, що утворюється при термічному розкладанні, відводиться в чотири послідовно розташованих конденсатора: перший конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня 12, другий конденсатор паромасляної суміші 1-го ступеня 14, перший конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня 16 і другий конденсатор паромасляної суміші 2-го ступеня 18, звідки гази прямують в топку 10 для підтримки процесу горіння. Сконденсована рідина в кількості 40% від маси збирається: у накопичувальному баку збору рідкої фракції першого конденсатора паромасляної суміші 1-го ступеня 13, в накопичувальному баку збору рідкої фракції другого конденсатора паромасляної суміші 1-го ступеня 15, в накопичувальному баку збору рідкої фракції першого конденсатора паромасляної суміші 2-го ступеня 17 і в накопичувальному баку збору рідкої фракції другого конденсатора паромасляної суміші 2-го ступеня 19. В результаті паро-термічного розкладання 600кг відходів утворилося 250кг твердого продукту (металевий корд і технічний вуглець), 150кг аналога синтетичної нафти і горючі гази, використані для підтримки температури термічного розкладання. Термічне розкладання відходів в середовищі перегрітої пари здійснюють в перебігу 1,5-1,7 години. 10