Мобільна універсальна установка термічної утилізації твердих органічних відходів

1. Мобільна універсальна установка термічної утилізації твердих органічних відходів, переважно зношених автомобільних шин, складається з котла-утилізатора і конденсаторного блока, при цьому котел-утилізатор включає в себе встановлений горизонтально металевий корпус з патрубком виходу димових газів, в корпусі горизонтально розміщена реторта з патрубком виходу парогазової суміші, система завантаження відходів і вивантаження твердого залишку, водяна порожнина котла і камера згорання, забезпечена колосниками, газовим або газорідинним пальником і пристроєм для завантаження твердого палива, причому парогазова суміш піролізу має можливість надходження по трубопроводу в камеру згорання, яка відрізняється тим, що котел-утилізатор встановлений на зварній рамній основі, виготовлений із стандартних металевих профілів, корпус котла-утилізатора зверху виконаний у вигляді півциліндра і має по твірній водяну сорочку, патрубок виходу димових газів сполучений безпосередньо з димарем, в нижній частині забезпеченим водяною сорочкою, реторта встановлена в корпусі горизонтально і консольно з опорою на передню стінку корпусу, при цьому на її консольній частині приварений бугель, а корпус забезпечений відповідною йому напрямною, система завантаження відходів і вивантаження U 2 (19) 1 3 32554 4 Відома установка для низькотемпературної вивантаження твердого залишку піролізу і конверсії органічних промислових відходів і патрубком для виходу парогазової суміші, компонентів побутового сміття, з отриманням сполученим з теплообмінником-конденсатором, твердих, рідких і газоподібних палив [заявка ФРН, при цьому, продукти піролізу мають можливість 380502 МПК С02Р11/10, публ.08.03. 89г], яка має надходження в камеру згорання парогенератора; піролізний котел, в корпусі якого горизонтально парогазові до пальника, твердий залишок до встановлена реторта, систему завантаження пристрою подачі твердого палива на колосники. відходів і вивантаження твердого залишку піролізу, Ознаки, співпадаючі з істотними ознаками розміщені в протилежних кінцях реторти, механізм установки, що заявляється; переміщення відходів в реторті - стрічковий містить розташований горизонтально металевий транспортер, зовнішню камеру металевий корпус; згорання органічного матеріалу з трубчастим - зверху корпусу встановлений патрубок розподільником теплоносія рівномірно по довжині виходу димових газів; реторти, розміщеним в нижній частині котла, - у корпусі розміщена водяна порожнина і патрубок виходу парогазової суміші з реторти, організована камера згорання з газовим або сполучений трубопроводом з конденсатором, при газорідинним пальником і колосником і цьому, частина газу з конденсатора по байпасному розташований пристрій подачі твердого палива на трубопроводу має можливість повернення в колосники; - у корпусі горизонтально розміщена реторта з реторту. Ознаки, які співпадають з істотними ознаками системою завантаження органічного матеріалу, установки, що заявляється; вивантаження твердого залишку піролізу і - піролізна піч, в корпусі якої горизонтально патрубком для виходу парогазової суміші; встановлена реторта; парогазова суміш має можливість - система завантаження органічних відходів і надходження в камеру згорання до пальника. вивантаження твердого залишку піролізу; Причини, що перешкоджають отриманню - камера згорання органічного матеріалу, з необхідного результату: трубчастим розподільником теплоносія рівномірно У відомій установці розміщення власне котла і по довжині реторти, розміщеним в нижній частині піролітичної реторти послідовно один за одним в печі; корпусі, значно збільшують не тільки подовжній - патрубок виходу парогазової суміші з габарит установки, але і теплотехнічні втрати, що реторти, сполучений трубопроводом з позначається на загальному к.к.д. установки. конденсатором;що перешкоджають отриманню Причини, Використання електроприводів в шнекової необхідного результату. системі завантаження твердого органічного Дана установка застосовна і продуктивна для матеріалу і вивантаження твердого залишку утилізації органічних відходів тільки в піролізу, подачі твердого палива на колосники гранульованій і порошкоподібній формі, як і реторти, знижують ступінь незалежності сказано в патентній заявці, що виключає її парогенератора від зовнішніх джерел енергії, а застосування для утилізації зношених необхідність підготовки органічних відходів до автомобільних шин в кусковому і цілому вигляді, піролізу, а це, в основному, їх подрібнення, безпосередньо на місці їх утворення або приводить до великих енерговитрат, які стають скупчення. Використання електрики для приводів порівнянними за вартістю з отримуваними в металевого стрічкового конвеєра, шнекової процесі піролізу паливними продуктами. системи завантаження відходів і вивантаження Все це не дозволяє використовувати твердого залишку, зменшує ступінь енергетичної парогенератор в мобільному варіанті для автономності установки, а забезпечення утилізації невеликих локальних об'ємів органічного герметизації приводів і системи завантаження і матеріалу (відходів), і в першу чергу, це вивантаження при достатньо високих стосується утилізації зношених покришок температурах (до 400°С) значно ускладнює безпосередньо на місцях їх експлуатації, на конструкцію установки і знижує надійність її автобазах, автопідприємствах і на роботи.прототип прийнята установка «Промислові За несанкціонованих звалищах. моделі поставлено В основу корисної котли» [заявка Великобританії 4 1549187 МПК завдання створення малогабаритної, простої по Р22/18, публ. 1979г.], яка в одному із заявлених конструкції і надійної в експлуатації, з варіантів, по технічній суті, найбільш близька до максимальним рівнем незалежності від зовнішніх технічного рішення, що заявляється. енергоносіїв, мобільної піролізної установки для Промисловий котел-парогенератор, утилізації органічних відходів, переважно представляє собою комбінацію парового котла і зношених автошин, як в цілому вигляді, так і піролітичної реторти і має вигляд розташованого шматковому, з отриманням альтернативних палив; горизонтально металевого циліндрового корпусу, твердих, рідких і газоподібних і тепло, що не усередині якого, з одного торця розміщена водяна виключає її застосування для отримання палив з порожнина з димогарними трубами і під нею будь-яких органічних відходів, а також розташована камера згорання з газовим або використання як екологічно чистого крематорію газорідинним пальником і колосниками, а зверху інфікованих тварин і моделі полягає в тому, що Суть корисної птахів. корпусу розташований пристрій подачі твердого мобільна універсальна установка термічної палива на колосники і встановлений патрубок утилізації твердих органічних відходів переважно виходу димових газів, з іншого торця корпусу, зношених автомобільних шин, містить котелрозміщена циліндрова реторта з шнековою утилізатор, конденсаторний блок, де котелсистемою завантаження органічного матеріалу і утилізатор включає в себе металевий корпус, 5 32554 6 встановлений горизонтально з патрубком виходу При такому розміщенні піролітичної реторти і димових газів вгорі, в корпусі розміщена власне котла, з єдиною камерою згорання, горизонтально реторта з патрубком виходу дозволило максимально використовувати, як парогазової суміші і системою завантаження внутрішній об'єм корпусу котла, так і теплова відходів і вивантаження твердого залишку, водяна ефективність камери згорання і зрештою порожнина і камера згорання, забезпечена зменшити габарити всього котла-утилізатора в колосниками, газовими або газорідинними порівнянні з прототипом майже в два рази і пальником і пристроєм для завантаження підвищити к.к.д. патрубка виходу димових газів З'єднання на 25-28%. твердого палива, парогазова суміш має безпосередньо з димарем, виконаним з шарнірним можливість надходження по трубопроводу з'єднанням нижньої і верхньої частини, яка безпосередньо в камеру згорання до пальника, забезпечена тросовими розтяжками, дозволяє при цьому, котел-утилізатор встановлений на оперативно укласти її на кронштейн з зварній рамній підставі, виконаний із стандартних напівциліндровим жолобом (пазом), встановленим металевих профілів, корпус котла-утилізатора на корпусі, при цьому, тросові розтяжки виконують зверху виконаний у вигляді напівциліндра і по роль кріпильних розтяжок всього котлаутворюючій має водяну сорочку, а система утилізатора при його транспортуванні загрузки відходів і вигрузки твердого залишку вдає автомобілем. здійснення ручного завантаження Рішення із себе герметизуючу поворотну твердого палива через топкові дверці з оглядовим водоохолоджувану кришку, розташовану із вікном на швидкознімній задній стінці корпусу зовнішнього торця реторти, встановленої в корпусі продиктовано загальною метою досягнення консольно, забезпеченої на консольній частині незалежності установки, її мобільності, простоти, приварним бугелем, а корпус забезпечений надійності і дешевизни. відповідною йому що направляє, в камері згорання У корпусі котла є камера згорання з пальник встановлений над колосником реторти, і колосником, газовим або газорідинним пальником, на реторті встановлений змінний з метою організації роботи на будь-якому виді полум’ягазорозсіювач, патрубок виходу димових палива, газоподібному, рідкому і твердому, як газів безпосередньо сполучений з димарем, що місцевому, так і своєму, що виробляється в складається з верхньої частини, забезпеченої процесі піролізу. Пальник встановлений співвісно тросовими розтяжками і нижньої, причому, нижня реторті над решіткою, а на реторті встановлений частина димаря має водяну сорочку, і об'єднані змінний полум’ягазовідбивач для рівномірного сполучними трубопроводами разом з водяною оптимального нагріву реторти і забезпечення сорочкою корпусу і водяною порожниною охолоджування корпусу котла. водоохолоджуваної кришки вони утворюють Піроліз - процес виборчий і залежно від виду водяну порожнину котла, у варіантах установка органічних відходів і цілей піролізу, установка може містити в своєму складі колону ректифікації, може містити в своєму складі колону ректифікації, сполучену безпосередньо з патрубком виходу сполучену з патрубком виходу парогазової суміші, парогазової суміші, минувши конденсаторний минувши конденсаторний блок, і водяний затвор, блок, водяний затвор встановлений, наприклад, на який може бути встановлений, наприклад на задній стінці корпусу котла, сполучений задній стінці корпусу котла. трубопроводами з пальником і газопроводом. В цілях більшої універсальності установки, Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок вона може містити і використовувати для запуску і між істотними ознаками установки, що виходу на регламентні параметри піролізу (450заявляється, і технічними результатами необхідно 500°С), автономну газобалонну установку, що має відзначити наступне: можливість з'єднання з пальником камери Розміщення корпусу котла-утилізатора згорання, на об'єктах, де немає взагалі будь-якого горизонтально, а в нім і реторти з поворотною і палива, придатного для запуску установки. герметизуючою кришкою дозволило відмовитися Котел-утилізатор в зборі розміщений на від складних і енергоємних систем завантаження зварній рамній підставі, виготовленим із органічних відходів, особливо, таких, як автошини стандартних металевих профілів, який за в цілому вигляді, і вивантаження твердого залишку допомогою автокрана може бути встановлений, як після їх піролізу. в кузові вантажного автомобіля, так і в Установка реторти консольно, з нерухомою чотириколісному причепі разом з іншими опорою на передню стінку корпусу і з рухомою складовими частинами установки; сполучними опорою бугеля на консольній частині, вирішує не трубопроводами, арматурою, приймальними тільки компенсацію температурних деформацій, ємностями для рідкого палива і твердого залишку, але і спрощує технологію збірки і ремонту котла, і транспортуватися на будь-які об'єкти, що мають притому, що задня стінка корпусу виконана локальні органічні відходи, є мобільний роз'ємною. оперативний універсальний незалежний модуль Виконання металевого корпусу зверху у утилізації. Суть корисної моделі пояснюється вигляді напівциліндра спростило технологію кресленнями, де на Фіг.1 - зображений загальний виготовлення водяної сорочки, яка виконує вид котла-утилізатора з подовжнім розрізом; на подвійну функцію; охолоджування корпусу і Фіг.2 - вигляд А на задню стінку котла-утилізатора; організації водяної порожнини власне котла, на Фіг.3 - зображена технологічна схема об'єднанням трубопроводами разом з водяною установки, на якій стрілками позначені потоки: О сорочкою нижньої частини димаря, і відходи; ПГС- парогазовая суміш; ПГ - піролізний водоохолоджуваною порожниною кришки реторти. газ; П - природний газ; Д - димові гази; ХВ 7 32554 8 холодна вода; ГВ - гаряча вода; ТО - твердий відходів, повний цикл розкладання відходів триває залишок (пірокарбон); КП- запобіжний клапан; Т3-5 година при температурі піролізу 450-500°С. термометр; Мн - манометр; У - вентиль. Залежно від виду утилізованих органічних Установка складається з котла-утилізатора 1 і відходів, наприклад, для утилізації інфікованих конденсатора 2, при цьому, котел встановлений тварин і птахів, ПГС може при відкритих вентилях горизонтально, містить зверху напівциліндровий В і В2 і при закритих інших вентилях подаватися металевий корпус 3 (Фіг.1 і Фіг.2), з футерованим безпосередньо на газорідинний пальник 25 і зсередини, передньою 4 і задньою 5 стінкою, спалюватися в топці котла. ПГС термообробки патрубком виходу димових газів 6, з водяною шин залежно від кінцевої мети піролізу може сорочкою по створюючій 7, в корпусі консольно розділятися в конденсаторі 2 при відкритих встановлена піролітична реторта 8 з патрубком вентилях В і В1, закритому В2 на піролізний газ виходу парогазової суміші 9. Котел-утилізатор 1 (ПГ), який може поступати на пальник котла 25 для встановлений на зварній рамній підставі 10, підтримки процесу піролізу при відкритих вентилях забезпеченому вантажозахватними В3 і В7 і закритих інших, а при відкритому В7 в пристосуваннями і кріпленнями. Патрубок виходу газгольдер (ГГ), і на піролізну рідину (ПЖ) суміш димових газів 6 сполучений з димарем 11, нижня вуглеводнів, що вдає із себе, по складу близьку до частина якої забезпечена водяною сорочкою 12. малосірчистого мазуту, яка зливається вентилем Димар має розтяжки 13 і виконаний секційною з В4 у відповідну ємність ПЖ. При піролізу шарнірним з'єднанням 14, а корпус забезпечений використаних шин, поліетилену і його сополімерів, кронштейном з жолобом 15 для труби. Реторта 8 ПГС може також прямувати в колону ректифікації встановлена на передній стінці котла 4 нерухомо, 28, минувши конденсатор 2, при відкритих а на консольній частині містить бугель 16 що вентилях В, В9, В5 і В7 і закритих всіх інших, в якій контактує з відповідною направляючої 17 на відбувається розділення ПГС на фракції. Рідка корпусі. Зовнішній торець реторти забезпечений фракція ділиться на легку (бензин), середню (гас), герметизуючою поворотною кришкою 18 з і важку (мазут-гудрон) і зливається у відповідні водоохолоджуваною порожниною 19. Об'єднана збірні ємності; Б, До, Г. ПГ може поступати, як на трубопроводами 20 з водяною сорочкою 7 корпуси пальник котла 24 для підтримки процесу піролізу, і сорочкою 12 димаря вони утворюють загальну так і на газгольдер ГТ, при його наявності. Для водяну порожнину котла-утилізатора (див. Фіг.3). запуску установки за відсутності природного газу і Пристрій завантаження твердого палива відповідного місцевого твердого палива, вона представляє двохстворчаті дверці 21 з вікном 22 в може комплектуватися газобалонною установкою задній стінці 5 корпуса котла, а нижче розміщені 29, а для підтримки процесу може дверці зольника 23. Камера згорання має колосник використовуватися твердий залишок піролізу (ТО) 24, над яким розміщена по осі і уздовж реторти - пірокарбон, звільнений від металокорда. газовий або газорідинний пальник 25, а над нею на Після закінчення циклу піролізу, який реторті встановлений полум’ягазорозсіювач 26. визначається експериментально і візуально по Технологічна схема установки (Фіг.3) складається манометру (Мн), подача палива в камеру згорання з котла-утилізатора в зборі 1, конденсатора 2, припиняється і після природного охолоджування водяного затвора 27, колони ректифікації 28 з реторти 8 (час визначається експериментально), приймальними ємностями для рідких паливних або примусового, наприклад, розбризкуванням фракцій; Б - бензин, До - керосин, М - мазут, холодної води через патрубок 30, кришка 19 автономною газобалонною установкою 29, відкривається і ТЕ вивантажується у відповідну трубопроводів і трубопровідної арматури. ємність. Тепло у вигляді гарячої води утилізується Установка працює таким чином. тут же в котлі і може використовуватися для При відкритій кришці 18 органічні відходи, побутових потреб. 2, колона ректифікації 28, Конденсатор наприклад зношені шини, в цілому вигляді газобалонна установка 29, як і котел-утилізатор 1 закладаються в реторту 8 у вертикальному в зборі з водяним затвором 27 забезпечені положенні, а внутрішня порожнина, утворена жорсткою основою, що дозволяє їх розміщення і шинами заповнюється їх обрізками, після чого збірку по технологічній схемі на невеликому кришка закривається і ущільнюється обтиском майданчику з будь-яким видом ґрунту, з відкидними болтами. Охолоджуюча порожнина кришки 19 і що дотриманням всіх норм і правил, необхідних для сполучаються з нею трубопроводами водяна нормальної експлуатації такої техніки, а також сорочка 7 корпуси 3 і сорочка 12 димаря 11 техніки безпеки і екологічної безпеки. Перехід заповнені водою і зв'язані циркуляційним водяним установки з робочого стану в транспортне контуром із споживачем - ЦБК (див. Фіг.3). положення здійснюється за 1,5-2 години двома При відкритих дверцях 21 в камеру згорання робітниками із застосуванням автокрана. на колосники 24 укладається тверде паливо; Обслуговування установки може здійснюватися вугілля, дрова і т.п. а, при його відсутності, до трьома робочими в цілодобовому режимі. пальника 25, через водяний затвор 27, Як показує досвід експлуатації мобільної підводиться природний газ, при його наявності, універсальної піролізної установки утилізації або газ від газобалонної установки 29 і зношених шин УУП-02, яка може обслуговуватися проводиться розпалювання палива. Досягши одним робітником, навіть без урахування економії певної температури, яку можна контролювати по від екологічної складової - від зниження термометру (Т) починається процес деструкції парникового ефекту за рахунок зменшення викиду відходів, що можна спостерігати по відхиленню вуглекислого газу, капітальні і експлуатаційні стрілки манометра (Мн). Залежно від виду витрати на одну установку продуктивністю в 2 9 32554 т/добу по утилізованих відходах, окупаються за 6-8 місяців. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне 10 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