Установка піролізу відходів

1. Установка піролізу відходів, що містить піролізний реактор, розташований у корпусі камери згоряння, завантажувальний пристрій, обладнаний послідовно розташованими завантажувальним бункером та шнеком підведення відходів, систему пальників, яка знаходиться у камері згоряння, газову магістраль, що має засоби живлення системи пальників від зовнішнього джерела газу та відведення димових газів з корпусу камери згоряння та газів піролізу з піролізного реактора, вивантажувальний пристрій, що містить шнек виведення твердого продукту, яка відрізняється тим, що містить послідовно з'єднані поміж собою бункер відходів, екструдер із зеєром, повітрозабірником, вентилятором, ємністю брудної рідини та насосом, дросель, головку привідну з одним чи більше нескінченними гнучкими тяговими елементами, на яких, з визначеним кроком, у разі потреби, закріплені поперечні шкребки, та електронагрівачем, з'єднаним завдяки електромережі з електрогенератором, який має кінематичний зв'язок з двигуном тепловим, камеру згоряння, у зовнішній стінці котрої розташовані пальники піролізного газу, піролізної вуглеводневої рідини, генераторного газу, штуцер підводу вихлопних газів та штуцер виводу димових газів, що з'єднаний з фільтром димових газів, при цьому внутрішня стінка камери згоряння є, одно C2 2 (19) 1 3 87162 4 Відомі установки піролізу органічних речовин, ршує економічні та екологічні показники утилізації що містять реактор у виді шахтної печі, пристрії відходів. завантаження та розвантаження. Це установки У основу винаходу покладена задача створенТоракс, Пьюрокс, Лангард (див. П.П. Пальгунов, ня установки піролізу, що забезпечує безперервну, М.В. Сумароков, бібліотечка «Охорона навколишповну, керовану утилізацію промислових та побунього середовища». Утилізація промислових відтових відходів, що вміщують речовини органічного ходів, Стройіздат, 1990, с.75). Недоліком відомих походження, у режимі теплового удару з викорисустановок є низька ефективність піролізу органічтанням ефекту абляційного тепло-масообміну без них речовин в наслідок того, що не повністю виковикористання зовнішніх енергоносіїв шляхом виристовуються фізико-хімічні властивості відходів, а робництва альтернативних енергоносіїв, електритакож залишається небезпека забруднення дочної, теплової енергії, сировини для органічного вкілля продуктами піролізу. синтезу та різноманітних товарних продуктів без Найбільш близькою до заявленої, прийнятою шкідливого впливання на екологічний стан довкілза прототип, є установка для піролізу промислових ля. та побутових відходів (див. SU 1038721 А, МПК Рішення поставленої задачі досягається тим, F23G5/00 от 30.08.83, Бюл. №32), що містить пірощо установка піролізу відходів що містить піролізлізний реактор, розташований у корпусі камери ний реактор, розташований у корпусі камери згозгоряння, завантажувальний пристрій, обладнаний ряння, завантажувальний пристрій, обладнаний послідовно розташованими завантажувальним послідовно розташованими завантажувальним бункером та шнеком підведення відходів, систему бункером та шнеком підведення відходів, систему пальників, яка знаходиться у камері згоряння, гапальників, яка знаходиться у камері згоряння, газову магістраль, що має засоби живлення системи зову магістраль, що має засоби живлення системи пальників від зовнішнього джерела газу та відвепальників від зовнішнього джерела газу та відведення димових газів з корпусу камери згоряння та дення димових газів з корпусу камери згоряння та газів піролізу з піролізного реактору, вивантажувагазів піролізу з піролізного реактору, вивантажувальний пристрій, що містить шнек виведення тверльний пристрій, що містить шнек виведення твердого продукту. Спресовані у шнеку відходи надходого продукту, відповідно до винаходу, містить дять до розширеної частини, виконаного у вигляді послідовно з'єднані поміж собою бункер відходів, зрізаного конусу піролізного реактору, який змонекструдер із зеєром, повітрозабірником, вентилятовано під кутом 20° до горизонту, де за рахунок тором, ємністю брудної рідини та насосом, дросил деформації встановлюють власний об'єм та сель, голівку привідну з одним чи більш нескінченвзаємодіють з газоподібними продуктами піролізними гнучкими тяговими елементами на яких, з ної переробки. визначеним кроком, у разі потреби, закріплені поОднак, ця технологічна операція зменшує перечні шкребки, та електронагрівачем, з'єднаним щільність відходів, що погіршує теплопередачу та завдяки електромережі з електрогенератором, збільшує час, необхідний для проведення деструякий має кінематичний зв'язок з двигуном теплокції молекул вуглеводневих речовин. Крім того, вим, камеру згоряння у зовнішній стінці котрої розпри пресуванні у корпусі шнеку із відходів відділяташовані пальники піролізного газу, піролізної вугються рідина та повітря, які мають, переважно, леводневої рідини, генераторного газу, штуцер неприємний запах, та шкідливий склад. У відомій підводу вихлопних газів та штуцер виводу димових установці не передбачено ніякого пристрою для їх газів, що з'єднаний з фільтром димових газів, при використання або знешкодження, що негативно цьому, внутрішня стінка камери згоряння є, одновпливає на довкілля. часно, зовнішньою стінкою реактору піролізу, який У відомій установці пролізу у розширеній часоздоблено штуцером відводу пари та газу продуктині піролізної камери створюється температура тів піролізу, що з'єднаний з ректифікаційною коло200-300°С для підсушки відходів, а у звуженій ною, яка, у свою чергу, з'єднана з ємностями піро900-1000°С, за рахунок якої відбувається їх розлізної рідини, що розподілена по фракціям та клад. Потім продукти піролізу надходять до водонасосом, ємністю піролізної води з насосом, та охолоджувальної дробильної камери після якої завдяки компресору, з газгольдером, голівку кінцевивантажуються. Недоліком такого рішення є те, ву, шлюз-дозатор розвантаження пірокарбону, що неможливо у режимі теплового удару з абляз'єднаний із газогенератором, та бункером пірокаційним ефектом миттєво надати відходам темпербону, при цьому, газогенератор з'єднаний з бунратуру вище 350-400°С, саме за якою й починакером попелу. ється процес пролізу, поки поступово не будуть Крім того: випарені вода та легко киплячі речовини, а це по- екструдер через зеєр, повітрозабірник та ветребує багато часу та енергії. нтилятор додатково з'єднаний з газогенератором; Використання у відомій установці пролізу реа- екструдер через зеєр, ємність брудної рідини ктору з теплотехнічними характеристиками, що не та насос додатково з'єднаний з газогенератором; можна змінювати, ураховуючи фізико-хімічні влас- камера згоряння оздоблена пальниками пітивості відходів, веде до надмірної витрати енергії, ролізного газу, вуглеводневих піролізних рідин та часу та погіршує якість продуктів піролізу. генераторного газу, які, у свою чергу, з'єднані з Крім того, у відомій установці не передбачено газгольдером та, завдяки насосу, з ємностями півикористання усіх продуктів піролізу, а саме: вугролізних вуглеводневих рідин та газогенератором, леводневої рідини піролізу та пірокарбону, для відповідно, з можливістю регулювання їхньої тепавтоенергетичного забезпечення технологічного лопродуктивності; процесу, що не сприяє енергозбереженню та погі 5 87162 6 - газогенератор за допомогою насоса з'єдназавдяки застосуванню двигуна теплового з електний з ємність пиролизної води. рогенератором та пальників, що працюють на альНаряду з цим, установка піролізу відходів містернативних енергоносіях, які виробляють у протить голівку привідну з одним чи більш нескінченцесі піролізу відходів та у газогенераторі. ними гнучкими тяговими елементами, на які, з виСприяє організації нових виробництв та робозначеним кроком, у разі потреби, закріплені чих місць. поперечні шкребки, котрі мають можливість переПозитивно впливає на соціальну обстановку сування через електронагрівач та реактор піролізу та стан довкілля в регіоні застосування. зі зміненням швидкості руху та температури нагріУ запропонованому рішенні відмітні ознаки не ву. При цьому, установка піролізу відходів оздобє характеристикою цілих частин цілого об'єкта, що лена електрогенератором з можливістю забезпесамі можуть бути цілими й самостійними об'єктачення електроенергією усіх споживачів установки ми, зі своїми функціями. Тому у відриві від інших піролізу відходів. частин (ознак) вони не класифікуються, а сукупЗапропонований винахід, на відміну від протоність ознак, викладених у відмітній частині формутипу, має наступні переваги. ли, не була виявлена у відомих рішеннях, тому При використанні будь-яких відходів органічзапропоноване рішення відповідає вимозі "винахіного походження виключає несанкціоноване подницького рівня". трапляння шкідливих продуктів піролізу у довкілля Результатом винаходу є забезпечення безпезавдяки герметизації усього технологічного обладрервної, повної та керованої утилізації відходів у нання. автоенергетичному режимі з одночасним виробЗастосування в процесі піролізу принципу тепництвом альтернативних енергоносіїв, теплової, лового удару, тобто швидкісного нагріву, кероваелектричної енергії та цілої низки товарних продуного за допомогою голівки привідної та електронактів з позитивними економічними, екологічними, грівача при можливості вибору необхідних санітарно-гігієнічними та соціальними ефектами. температури, швидкості нагріву та пересування Уся сукупність істотних ознак запропонованого відходів вздовж реактору піролізу нескінченними рішення дає можливість здійснювати повну утилігнучкими тяговими елементами на які, з визначезацію відходів при максимальному отриманні коним кроком, закріплені поперечні шкребки, дозворисних товарних продуктів із непотрібних, шкідлиляє досягти абляційного ефекту теплових та небезпечних речовин з виключенням масообміну, одержати продукти піролізу із заданегативного впливу на довкілля при покращенні ними властивостями, та змінювати співвідношення соціального становища у регіоні. поміж газом, рідиною та пірокарбоном на виході Запропоновану установку піролізу відходів реакції, з максимальним одержанням альтернатисхематично представлено на Фіг. вних енергоносіїв у вигляді піролизного та генераУстановка складається із бункеру відходів - 1, торного газів, нафтоподібних вуглеводневих піроекструдеру - 2, зеєру - 3, повітрозабірника - 4, венлізних рідин, палива для двигунів теплових та тилятору - 5, ємності брудної води - 6, насосу - 7, пірокарбону (напівкоксу). дроселю - 8, привідної голівки - 9, електронагріваКрім того, завдяки використанню ректифікача - 10, нескінченних гнучких тягових елементів із ційної колони, також виробляють цілу низку товарпоперечними шкребками - 11, реактору піролізу них продуктів, наприклад: гази замісники метану 12, кінцевої голівки - 13, штуцеру відводу пари та та пропан-бутану, сольвент, ксилол, толуол, бенгазу продуктів піролізу - 14, камери згоряння - 15, зол, то що, а попіл використовують для виробницшлюз-дозатору розвантаження пірокарбону - 16, тва рудних концентратів кольорових та рідкісних бункеру пірокарбону - 17, пальника піролізного металів, будівельних матеріалів, керамічних та газу - 18, пальника піролізної вуглеводневої рідини шлакоситалових виробів, що значно зменшує за- 19, пальника генераторного газу - 20, штуцеру йману площу, або повністю виключає необхідність подання вихлопних газів - 21, штуцеру виводу диу майданчиках для складуванні відходів та надає мових газів - 22, фільтру димових газів - 23, рекпозитивного впливу на економіку й покращує стан тифікаційної колони - 24, компресору - 25, газгольдовкілля. деру - 26, ємностей піролізних вуглеводневих Завдяки застосуванню газогенератору дозворідин - 27, насосу - 28, ємності піролізної води - 29, ляє здійснити перетворення усього вуглецю піронасосу - 30, газогенератору - 31, бункеру попелу карбону у генераторний газ, який використовують 32, двигуна теплового - 33, електрогенератору як паливо для двигунів та сировину для органічно34, електричної мережі - 35. го синтезу. На Фіг. стрілкою з літерою «с» позначені часКрім того, шкідливі рідину та повітря, одержані тини установки піролізу відходів, з яких продукти завдяки зеєру при пресуванні відходів у екструдепіролізу відправляють споживачам. рі, спрямовують до газогенератору, де їх при висоУсі технологічні частини установки з'єднують кій температурі газифікації знешкоджують з одерпоміж собою відповідними трубопроводами, кабежанням складових генераторного газу, а тверді лями, оздоблюють необхідними пристроями, прискладові відводять разом із попелом. борами контролю та теплоізоляцією. Використання фільтру очищення вихлопних Установка піролізу відходів працює за таким газів виключає потрапляння у довкілля будь яких чином. шкідливих викидів. Відходи через бункер відходів - 1 подають до Забезпечує здійснення усіх технологічних проекструдеру - 2, пресують, та після утворення корки цесів у автоенергетичному режимі, базуючись на з відходів, щільність якої регулюють дроселем - 8, електричній та тепловій енергії, які виробляють спрямовують до голівки привідної - 9, чим унемож 7 87162 8 ливлюють вихід продуктів піролізу назустріч струкерованого спалювання відповідних продуктів піму відходів. При цьому, практично, більшу частку ролізу у пальниках піролізного газу - 18, вуглеводрідини та повітря, що містяться у відходах, вилуневої піролізної рідини - 19, генераторного газу чають, та через щілини зеєру - 3 подають до пові20, та крім того, додатково підводять, через штутрозабірника - 4 та ємності брудної рідини - 6. цер підводу вихлопних газів - 21 гарячі вихлопні Далі, відходи спрямовують до голівки привідгази двигуна теплового - 33, внаслідок чого керуної - 9, куди завдяки переміщенню навколо привідють швидкістю проведення реакції піролізу в цілоного барабану останньої, подають, також, нескінму, а витворені при цьому у реакторі піролізу - 12 ченні гнучкі тягові елементи із поперечними пару та газ піролізу з доданням пари та газу пірошкребками - 11, котрі розігрівають до необхідної лізу, що створилися у голівці привідній - 9, через температури за допомогою електронагрівача - 10, штуцер відводу пари та газу продуктів піролізу вільно спускають на відходи, завдяки чому пере14, спрямовують до ректифікаційної колони - 24. дають їм теплову енергію та забезпечують при У ректифікаційній колоні здійснюють розділенцьому протікання реакції піролізу у режимі теплоня паро-газової суміші на газ та рідкі фракції за вого удару, тобто, миттєво. температурою кипіння, звідки піролізний газ компКрім того, по волі обертання привідного бараресором - 25 через газгольдер - 26 направляють бану, нескінченні гнучкі тягові елементи із попереспоживачам, або до пальнику піролізного газу - 18, чними шкребками - 11 розчавлюють, розтирають світлі фракції вуглеводневої піролізної рідини, ната пересувають відходи разом з утвореним пірокаприклад: бензол, толуол, ксилол, сольвент напрарбоном, до реактору піролізу - 12, а потім вздовж вляють споживачам, а фракції, на котрі нема сьойого стінок з посиленням швидкості реакції піролігоденного попиту, спалюють у пальнику зу завдяки виникаючому абляційному ефекту тепвуглеводневої піролізної рідини - 19 або піддають ло-масообміну до шлюз-дозатору розвантаження газифікації у газогенераторі - 31. пірокарбону - 16, який розташовано під голівкою Одержаний генераторний газ направляють кінцевою - 13, звідки пірокарбон подають до газоспоживачам або використовують у якості палива у генератору - 31 або бункеру пірокарбону - 17, при пальнику генераторного газу - 20 чи спрямовують цьому, нескінченні гнучкі тягові елементи із попеу двигун тепловий - 33 з метою виробництва елекречними шкребками - 11, після обігу барабану готричної енергії за допомогою електрогенератору лівки кінцевої - 13, знов спрямовують до голівки 34, чим забезпечують живлення електрострумом привідної - 9. електронагрівач - 10 та інших споживачів. Крім Одержаний пірокарбон направляють споживатого, теплову енергію вихлопних газів використочам, або подають на газифікацію до газогенератовують для проведення реакції піролізу. ру - 31, у який додають, крім того, брудне повітря Димові гази, які містять продукти спалення із повітрозабірнику - 3 завдяки вентилятору - 5, відповідних пальників - 18, 19, 20 та вихлопні гази рідину із ємності брудної рідини - 4 завдяки насосу двигуна теплового - 33, після того, як вони відда- 7, воду з ємності піролізної води - 29 завдяки надуть теплову енергію відходам, подають через сосу - 30 та вуглеводневі піролізні рідини, із відпоштуцер виводу димових газів - 22 у фільтр димовідних ємностей, за допомогою насосу - 28, в навих газів - 23, де знешкоджують, а потім, надсиласлідок чого виробляють генераторний газ, та ють у атмосферу. знешкоджують шкідливі речовини, та використоУсе вищевказане, надає можливість здійснити вуючи можливості процесу газифікації вуглецю, безперервну, повну, швидкісну та керовану піролівиробляють цілу низку корисних продуктів для зну утилізацію відходів з виробництвом різноманіорганічного синтезу, металургії кольорових та рідтних альтернативних енергоносіїв, палива для кісних металів, та інше. двигунів, сировини та матеріалів для металургійТверді продукти газифікації у вигляді попелу ної, хімічної, нафтопереробної, машинобудівної, виводять до бункеру золи - 32. комунальної, сільськогосподарської та інших галуУ той же час, користуючись тим, що зовнішня зей промисловості, при повному виключенні негастінка реактору піролізу - 10 є, одночасно, внутрітивного впливу на екологію, санітарно-гігієнічні шньою стінкою камери згоряння - 15, до реактору умови та соціальну сферу регіону застосування. піролізу - 10 підводять теплову енергію за рахунок 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 87162 Підписне 10 Тираж 28 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