Спосіб термічної переробки побутових відходів і пристрій для його здійснення

1. Спосіб термічної переробки побутових відходів, що включає їх підготовку, завантаження в шахту, нагрівання у плазмових струменях в окисному середовищі з циркуляцією газів у герметизованому реакційному просторі з наступним випуском розплавів шлаку, металу і газів, що утворюються, з очищенням і утилізацією останніх, повернення частини газів, що відходять, у реакційний простір, який відрізняється тим, що підготовлені відходи піддають об'ємному стисненню, нейтралізують виділену рідку фазу, а отриманий твердий продукт направляють на підсушування, яке здійснюють тепловим впливом газу, що відходить після утилізації, потім періодично завантажують підсушений продукт у шахтну піч без теплового впливу плазмових струменів, а після повного завантаження печі продукт ущільнюють при одночасному нагріванні продуктів плазмовими струменями, при цьому в процесі ущільнення знижують вихідний рівень стовпа продуктів у реакційному просторі печі зі швидкістю, пропорційною швидкості газифікації, а отриманий піролізний газ за рахунок тиску в шахтній печі, що створюють плазмотронами, відводять з верхньої частини шахтної печі, перепускають через систему газоочищення, акумулюють в ресивері і направляють на утилізацію теплової та хімічної енергії, при цьому робочим тілом плазмотронів служать очищений, стиснутий у компресорі газ, що відходить після підсушування, і вода, а відходи, що залишилися в шахтній печі, ущільнюють і плавлять плазмовим струменем, після чого зливають метал і шлак з шахтної печі. 2. Пристрій для термічної переробки побутових відходів, що включає шахтну піч із завантажуваль 2 (19) 1 3 77108 4 нана з пристроєм для сушіння через керуючий вентиль. 4. Пристрій за п.2, який відрізняється тим, що додатковий плазмотрон, встановлений у накопичувачі, підключений до балона зі зрідженим газом, наприклад пропаном, і до повітряного компресора. 5. Пристрій за п.2, який відрізняється тим, що пристрій для сушіння має пластинчастий конвеєр, установлений по довжині його внутрішньої порожнини. 6. Пристрій за п.2, який відрізняється тим, що пристрій утилізації теплової енергії виконано у вигляді газової турбіни. 7. Пристрій за п.2, який відрізняється тим, що пристрій утилізації теплової енергії виконано у вигляді двигуна внутрішнього згоряння. 8. Пристрій за п.2, який відрізняється тим, що прес-фільтр обладнаний ємністю для збору рідкої фази, яка зв'язана з баком нейтралізації. 9. Пристрій за п.2, який відрізняється тим, що поршень виконаний з можливістю охолоджування повітрям. Взаємозв'язана група винаходів належить до техніки переробки побутових і промислових відходів, що містять органічні речовини, а також рослинних відходів у сільськогосподарському виробництві. Відомий спосіб піролізу твердих побутових відходів, що включає завантаження відходів з наступним їхнім здрібнюванням і подачею в реактор піролізу, що обігрівається спалюванням у навколишній його оболонці піролітичного газоподібного палива, вивантаження відходів з відділенням фракцій чорних металів, введення солей у піролізний газ за реактором для зв'язування токсичних газоподібних речовин, наступне очищення газів від солей і подачу очищеного піролізного газу в камеру спалювання, розділення газів, що відходять, з камери спалювання на два потоки і подачу одного з них у котел-утилізатор для вироблення пари, а іншого в оболонку реактора, у якому здійснюють циркуляцію потоків газів шляхом добору частини очищених піролізних газів за газоочисником з наступним нагріванням її в камері спалювання і подачею в реактор, у якому здійснюють спільне пересипання і ворошіння відходів струменями очищених піролізних газів, а горючі гази, що відходять, із оболонки реактора відсмоктують, змішують зі свіжим повітрям і суміш газів подають у камеру спалювання [А.С. СРСР №1548601, кл. F 23 G 5/027, пріоритет 20.01.88, дата публікації Бюл. №9, 1990]. Недолік способу полягає в складності технологічної схеми, а отримані продукти мають потребу в подальшій нейтралізації і переробці, що частково веде до значних навантажень на навколишнє середовище. Найбільш близьким по технічній сутності і результатові, що досягається, (прототип) прийнятий спосіб термічної переробки побутових відходів у шахтній печі, що включає підготовку, завантаження в шахту, нагрівання у плазмових струменях в окисному середовищі з наступним випуском розплавів шлаку, що утворяться, металу і газів з очищенням і утилізацією останніх, відповідно до винаходу, переробку ведуть у герметизованому реакційному просторі, а гази пропускають спочатку через розплав, що утворився, після чого впливають на них електроіскровим розрядом, а частину газів, що відходять після очищення, повертають у реакційний простір, при цьому в реакційній зоні здійснюють циркуляцію газів, а шлак перед випуском підігрівають [Патент Росії №1836603, кл. F 23 G 5/00, пріоритет 24.06.91, дата публікації Бюл. №31, 1993]. Однак відомий спосіб не придатний для обробки пастоподібних відходів, а також рідких субстанцій, як з погляду техніки і рентабельності, так і в екологічному відношенні, одержуючи при цьому придатні для повторного застосування сировинні матеріали, крім того, до недоліків варто віднести низьку ефективність використання фізичної теплоти піролізних газів. Відомий пристрій для переробки сміття і побутових відходів, що містить корпус, футерований вогнетривким матеріалом, завантажувальний бункер, звужений донизу з вікном у нижній частині, пов'язаним з корпусом, і кришкою у верхній частині, патрубки подачі газу і повітря і відводу газів, при цьому корпус по висоті розділений на зони сушіння, піролізу і спалювання за допомогою парних стулок, розташованих під кутом одна до одної, причому пари стулок, розташовані на вході і виході в корпус, виконані суцільними, а пари стулок, що розділяють зони, виконані з отворами, патрубок подачі газу і повітря розташований над парою стулок, розташованих на виході, а патрубок відводу газів, що відходять - над парою стулок, розташованих на вході, а бункер постачений патрубком відводу повітря [Патент Росії №2023211, кл. F 23 G 5/00, пріоритет 18.06.92, дата публікації Бюл. №21, 1994]. Технологія переробки сміття і побутових відходів, здійснювана в описаному реакторі, є непродуктивною і неефективною внаслідок низького ступеня керування і підтримки температурного рівня процесів, що відбуваються паралельно в сусідніх зонах з урахуванням визначених вимог до складу і розмірів вихідної сировини. Найбільш близьким по технічній сутності і результатові, що досягається, (прототип) прийнято пристрій для термічної переробки побутових відходів, що включає шахту з завантажувальним пристроєм у верхній частині, плазмові пальники, встановлені в опуклій зоні шахти по її периметру, льотку для випуску шлаку і газохід для газів, що відходять, відповідно до винаходу, він постачений пов'язаною з горном шахти підсклепінною ванною 5 з льоткою для випуску розплаву металу, а герметизовані робочі простори шахти і ванни розділені вертикальною перегородкою з вікном у придонній частині з утворенням гідрозатвора, причому льотка для випуску шлаку виконана сифонною і розташована на дальньому від шахти кінці ванни з рівнем зливального порога вище вікна перегородки, а газохід установлений перед льоткою, у якому встановлено електророзрядний пристрій, при цьому у ванні зі зливальним порогом сифонної льотки встановлено один електропічний електрод або плазмотрон, а по периметру шахти над плазмотронами розташовані паливні пальники [Патент Росії №1836603, кл. F 23 G 5/00, пріоритет 24.06.91, дата публікації Бюл. №31, 1993]. Недоліком пристрою є низька продуктивність печі, обумовлена двоступінчастим процесом - спалювання і піроліз, крім того, пристрій не призначений для переробки таких відходів, як рідкі субстанції, пастоподібні відходи й інші матеріали, що володіють високими вязкопружними властивостями. В основу першого з групи винаходів поставлено завдання удосконалення способу термічної переробки побутових відходів, у якому за рахунок створення замкнутої технологічної системи переводу відходів у металеву, шлакову і газову складові та утилізації при цьому тепла і хімічної енергії газів, що відходять, для енергоперетворювальних пристроїв, нейтралізації виділеної рідкої фази з відходів, забезпечити ефективність переробки відходів, скоротити шкідливі викиди в атмосферу і підвищити продуктивність процесу. В основу другого з групи винаходів поставлено завдання удосконалення пристрою для термічної переробки побутових відходів, у якій шляхом зміни конструкції реактора, а також технологічної схеми компонування вузлів і зв'язків між ними, забезпечити економічно вигідний режим роботи пристрою, підвищити його питому продуктивність і знизити забруднення навколишнього середовища. Перше поставлене завдання вирішується тим, що в способі термічної переробки побутових відходів, що включає підготовку, завантаження в шахту, нагрівання у плазмових струменях в окисному середовищі з циркуляцією газів у герметизованому реакційному просторі з наступним випуском розплавів шлаку, металу і газів, що утворюються, з очищенням і утилізацією останніх, повернення частини газів, що відходять, у реакційний простір, відповідно до винаходу, підготовлені відходи піддають об'ємному стисненню, нейтралізують виділену рідку фазу, а отриманий твердий продукт направляють на підсушування, яке здійснюють тепловим впливом газу, що відходить після утилізації, періодично завантажують підсушений продукт у шахтну піч без теплового впливу плазмових струменів, а після повного завантаження печі продукт ущільнюють при одночасному нагріванні продуктів плазмовими струменями, при цьому в процесі ущільнення знижують вихідний рівень стовпа продуктів у реакційному просторі печі зі швидкістю, пропорційною швидкості газифікації, а отриманий піролізний газ за рахунок тиску в шахтній печі, що створюють плазмотронами, відводять з верхньої 77108 6 частини шахтної печі, перепускають через систему газоочищення, акумулюють в ресивері і направляють на утилізацію теплової та хімічної енергії, при цьому робочим тілом плазмотронів служать очищений, стиснутий у компресорі газ, що відходить після підсушування, і вода, а відходи, що залишилися в шахтній печі, ущільнюють і плавлять плазмовим струменем, після чого зливають метал і шлак із шахтної печі. Спосіб включає чотири етапи: - підготовка відходів, екологічне знешкодження в них рідкої фази і сушіння; - завантаження, ущільнення осушених відходів у шахтній печі з одночасним нагріванням їх в окисному середовищі плазмовими струменями, піроліз і одержання піролізного газу; - транспортування піролізного газу по замкнутому тракту, що включає очищення й утилізацію тепла, використання газів, що відходять, для одержання електроенергії і пари, виділення й акумулювання конденсату води, використання її і піролізного газу для роботи плазмотронів, повернення частини води в теплообмінник і відбір з нього нагрітого газу для сушіння відходів; - одержання металу і шлаку в результаті впливу плазмовим струменем на ущільнений шар відходів у печі, отриманих після піролізу. Послідовність дій даного процесу, регулювання теплового режиму в печі шляхом зміни потужності і витрат плазмоутворюючого газу в плазмотронах, забезпечують достатню гнучкість технологічного процесу у відношенні температурних умов на окремих етапах, що приводить до повної утилізації відходів у заданому режимі і завершеності всього технологічного циклу при збереженні чистоти навколишнього середовища. Друге поставлене завдання вирішується тим, що пристрій для термічної переробки побутових відходів, що включає шахтну піч із завантажувальним пристроєм, плазмотрони, встановлені в нижній частині печі, льотки для випуску шлаку і розплаву металу, додатковий плазмотрон і газохід для газів, що відходять, відповідно до винаходу, шахтна піч у верхній торцевій частині постачена штоком з перфорованим поршнем з розміщеними в ньому термопарами і встановленим у порожнині печі з можливістю фіксованого поздовжнього переміщення по висоті реакційного простору печі, при цьому термопари електричне зв'язані з блоком пам'яті, механізмом привода поршня і перемикачем режиму роботи печі, взаємодіючим з упором на штоку під час його переміщення, а в нижній частині шахтної печі розташований копальник з додатковим плазмотроном, а вище копильника, по зовнішньому периметру шахтної печі, розташований газовий колектор, зв'язаний із плазмохімічним газогенератором із встановленими в ньому плазмотронами, при цьому завантажувальний пристрій сполучений із прес-фільтром для зневоднювання відходів, з яким послідовно з'єднані пристрій для сушіння, шлюзовий пристрій, виконаний у вигляді прийомної ємності осушених відходів із двома приводними шиберами, у нижній частині якої встановлений шнековий живильник, зв'язаний із внутрішньою порожниною печі через отвір, виконаний у 7 її бічній стінці, нижче межі верхнього положення поршня, а у верхній частині печі розташований трубопровід відводу піролізного газу, який через зворотний клапан сполучений з газоочисником циклонного типу, пристроєм для відділення сірки і ресивером, вихід якого через керований вентиль і компресор зв'язаний із пристроєм утилізації теплової та хімічної енергії піролізного газу, трубопровід відхідного з пристрою утилізації газу через теплообмінник парогенератора з'єднаний із пристроєм для сушіння, а контур газу, що відходить із пристрою сушіння, через повітродувку підключений до плазмохімічного газогенератора і через додатковий теплообмінник, фільтр і компресор -доплазмотронів плазмохімічного газогенератора, при цьому плазмотрони плазмохімічного газогенератора, у момент розігріву шахтної печі, підключені до зовнішнього джерела електричної енергії і до повітряного компресора, а внутрішня порожнина печі через допоміжну систему підведення з'єднана з пристроєм для сушіння через керуючий вентиль, додатковий плазмотрон, встановлений у копильнику, підключений до балона зі зрідженим газом, наприклад, пропаном, і до повітряного компресора, а пристрій для сушіння постачено пластинчастим конвеєром, установленим по довжині його внутрішньої порожнини. Пристрій утилізації теплової енергії може бути виконаний у вигляді газової турбіни або двигуна внутрішнього згоряння, а прес-фільтр постачений ємністю для збору рідкої фази, яка зв'язана з баком нейтралізації, при цьому поршень виконаний водоохолоджуваним. Поршень у шахтній печі виконаний перфорованим для забезпечення під час його переміщення перетікання газу, а завдяки наявності встановлених на поршні термопар, електричне зв'язаних з механізмом привода штока, блоком пам'яті, перемикачем режиму роботи, забезпечується керований реверсивний хід поршня, стиснення відходів у печі при одночасному їхньому нагріванні, що приводить до зменшення розмірів порожнеч у завантажених відходах, збільшенню теплопровідності відходів і прискоренню їхнього розігріву. Наявність поршня з автономним приводом дозволяє в більш широких межах варіювати режим деформації стиску відходів у шахтній печі, що в комплексі забезпечує істотне підвищення питомої продуктивності печі по відходам, що переробляються, знижує питомі витрати тепла на переробку та підвищує якість і енерговміст піролізного газу. Газовий колектор призначений для формування спрямованих нагрітих газових струменів у герметизованому реакційному просторі печі. Запропонована конструкція шахтної печі забезпечує заданий тепловий режим плазмотронами плазмохімічного газогенератора шляхом зміни їхньої потужності і витрат плазмоутворюючого газу, а при значному збільшенні висоти шахтної печі і її діаметра, кількість плазмохімічних газогенераторів установлюється з урахуванням масштабного фактора. Система підготовки відходів включає пресфільтр, у якому відбувається пресування відходів і відділення рідини від твердої маси, при цьому рідка фаза надходить в бак, де її нейтралізують, а 77108 8 тверда маса попадає у пристрій для сушіння, обладнаний, наприклад, пластинчастим конвеєром, і через шлюзовий пристрій - у внутрішню порожнину печі. Енергія відхідного з печі піролізного газу реалізується за допомогою пристроїв утилізації теплової енергії, наприклад, двигуна внутрішнього згоряння або газової турбіни з електрогенератором. Газ, що відходить із пристрою утилізації, надходить у теплообмінник парогенератора, з якого газ надходить у пристрій для сушіння. Частина газу, що відходить із пристрою для сушіння, через газодувку, фільтр, додатковий теплообмінник і компресор надходить у плазмотрони плазмохімічного газогенератора, а друга частина - безпосередньо в плазмохімічний газогенератор, При значних розмірах шахтної печі і, як наслідок одержання великих об'ємів піролізного газу, для додаткової утилізації тепла, у пристрої після теплообмінника парогенератора установлена парова турбіна з електрогенератором, відпрацьована пара з якої конденсується в конденсаторі і надходить у резервуар живильної води, з якого насосом подається назад у теплообмінник парогенератора і через керований регулятор на плазмотрони плазмохімічного газогенератора. Таким чином, пристрій дозволяє цілком використовувати тепловміст відпрацьованого газу, навіть якщо його енергетичний вміст не дуже високий, що виключає вплив на навколишнє середовище. Пристрій забезпечує високу продуктивність переробки сміття з підвищеними екологічними параметрами, переробку нерозсортованих відходів, створює умови збільшення обсягів переробки відходів у міру зростання потреб і, при цьому вироблену в самому пристрої електроенергію перетворювати в тепло плазмотронами і - у механічну енергію, за рахунок підключення електроустаткування, задіяного в технологічній схемі. Спосіб здійснюється таким чином. Спосіб термічної переробки побутових відходів включає попередній прогрів шахтної печі плазмотронами плазмохімічного газогенератора, які на час прогріву працюють від зовнішнього джерела електроенергії і повітряного компресора без відводу відхідних з печі піролізних газів. Після прогріву шахтної печі до температури 150-200°С тверді і рідкі побутові відходи направляють у завантажувальний пристрій прес-фільтра, у якому їх піддають об'ємному стискові з одночасним вижиманням рідкої фази, що збирають в окрему ємність і нейтралізують хімічним розчином. Отриманий твердий продукт направляють на сушіння, де як нагрівач служать нагріті в реакційній зоні печі гази, що надходять через допоміжну систему підведення. При досягненні значень температури внутрішніх стінок печі в діапазоні 300-400°С в зоні піролізу, підсушений твердий продукт через шлюзову камеру завантажують у піч без теплового впливу на нього плазмовими струменями. Замикають допоміжну систему підведення агента сушіння і включають контур відхідних з печі піролізних газів. Після повного завантаження печі підсушеним продуктом його ущільнюють при одночасному на 9 гріванні плазмовими струменями з регульованою температурою газів на вході в піч від 300 до 600°С. У процесі нагрівання йде піроліз органічної складової відходів. В міру піролізу в процесі ущільнення знижують вихідний рівень стовпа продуктів у реакційному просторі печі зі швидкістю, пропорційною швидкості газифікації. Вплив тиску і зсувних деформацій на твердий продукт відбувається в процесі його нагрівання. Матеріал піддають поступовому стисненню, при цьому зменшуються розміри наявних у матеріалі порожнеч. У результаті збільшується теплотворність матеріалу, починається інтенсивне тепловиділення у всьому обсязі матеріалу, який переробляється, що приводить до швидкого розігріву. Піролізний газ у шахтній печі йде знизу уверх під тиском, необхідним для подолання гідравлічного опору всього стовпа завантаженого матеріалу, і який при цьому забезпечує тиск, заданий споживачем піролізного газу на виході, при цьому тиск газових струменів, що надходять у шахтну піч із плазмохімічного газогенератора, регулюють у межах 0,05-0,1МПа через відносно низький вміст вологи в підсушених твердих продуктах. За рахунок тиску в реакційному просторі печі піролізний газ відводять з її верхньої частини й акумулюють у ресивері. Температура газу на виході з печі складає 200-500°С. При нагромадженні в ресивері достатньої кількості газу, останній, після очищення від твердих часток і сірки утилізують, наприклад, у двигуні внутрішнього згоряння або в газовій турбіні, з метою одержання електроенергії. Відпрацьований після утилізації газ відводять у теплообмінник парогенератора, а пару подають у парову турбіну, що приводить в обертання електрогенератор. Для утворення замкнутого термодинамічного циклу, відпрацьована у паровій турбіні пара конденсується, а конденсат акумулюють у резервуарі живильної води, з якого воду знову підводять до теплообмінника парогенератора. Нагрітий у теплообміннику газ з температурою 150-200°С направляють у зону сушіння підготовлених відходів. Частину газу після сушіння, із залишковою температурою 50-120°С, за допомогою газодувки направляють у плазмохімічний газогенератор, а другу частину газу фільтрують, знижують його температуру до значення менш 30°С и подають на плазмотрони плазмохімічного газогенератора. Воду з резервуара живильної води під тиском до 4 атм подають на плазмотрони плазмохімічного газогенератора і додатковий плазмотрон. При потужності плазмотрона 0,5МВт, витрата води складає до 10г/с. Після кожного повного завантаження печі і термічного розкладання підготовлених твердих відходів, процес піролізу завершується утворенням і нагромадженням твердих відходів у копильнику та у нижній частині печі. Залишені в результаті піролізу тверді відходи осідають в нижній частині печі, а іншу частину печі завантажують новими порціями підсушеного твердого продукту, який піддають ущільненню і нагріванню так, як це описано вище. В міру нагромадження відходів, що залишилися після піролізу, їх ущільнюють і нагрівають при температурі 15002000°С плазмовим струменем плазмотрона, вста 77108 10 новленого в копильнику, до утворення розплаву, після чого зливають одержаний метал і шлак. Таким чином, для забезпечення екологічної чистоти газів, що відходять, побутові відходи піддаються дворазовому розкладанню при температурах, що виключають утворення або збереження складних хімічних сполук. Енергія отриманого піролізного газу може бути використана різними способами, а також сполученням декількох способів використання. Запропонований спосіб дозволяє в енергоперетворювальних пристроях використовувати електроенергію, яка вироблена в самій системі переробки відходів, і пускати в хід механізми, задіяні для реалізації способу. На кресленні представлена принципова схема пристрою для термічної переробки побутових відходів. Пристрій включає шахтну піч 1, виконану з металевого вертикально розташованого корпуса, футерованого вогнетривкою цеглою. У верхній торцевій частині печі на штоку 2 розташований поршень 3, установлений у внутрішній порожнині печі з можливістю фіксованого поздовжнього переміщення за допомогою механізму 4 привода. Поршень виконаний з наскрізними отворами 5 для перетікання газу і внутрішніми каналами для охолоджувального агента (на кресленні не показано). На поршні 3 установлені термопари 6 і 7. Пристрій також включає блок пам'яті 8, електричне зв'язаний з термопарами 6 і 7, механізмом привода 4 і перемикачем 9 режиму роботи печі, який взаємодіє з упором 10 на штоку 2 під час переміщення останнього. У нижній частині шахтної печі 1 розташований копильник 11 з додатковим плазмотроном 12. У копильнику розміщені льотки 13 і 14 для випуску металу і шлаку. По зовнішньому периметру печі 1, вище копильника, розташований газовий колектор 15, з'єднаний теплоізольованим каналом із плазмохімічним газогенератором 16 із встановленими в ньому плазмотронами 17. У верхній частині печі розташований трубопровід 18 відводу піролізного газу з витратоміром 19, що через контролер 20 зв'язаний з механізмом привода 4. Трубопровід 18 через зворотний клапан 21 з'єднаний з газоочисником 22 циклонного типу, пристроєм 23 для відділення сірки та її з'єднань і ресивером 24. Завантажувальний пристрій 25 сполучений із пресфільтром 26, який призначений для зневоднювання відходів і відводу рідкої фази в ємність 27. Бак 28 заповнений речовиною для нейтралізації рідкої фази. З прес-фільтром 26 послідовно з'єднані пристрій 29 для сушіння, шлюзовий пристрій 30, виконаний у вигляді прийомної ємності осушених відходів із двома приводними шиберами 31 і 32, у нижній частині якої встановлений шнековий живильник 33, зв'язаний із внутрішньою порожниною печі 1 через отвір 34, виконаний у її бічній стінці нижче межі верхнього положення поршня 3. Пристрій 29 для сушіння постачено пластинчастим конвеєром 35, установленим по довжині його внутрішньої порожнини. Додатковий плазмотрон 12, встановлений у копильнику 11, приєднаний до балона 36 зі зрідженим газом, наприклад, пропаном і до повітряного компресора 37. 11 У запропонованому винаході можливе використання будь-яких пристроїв утилізації теплової енергії, що диктується запитами споживача. На приведеній схемі пристрою для термічної переробки побутових відходів ресивер 24 через керований вентиль 38 з'єднаний з компресором 39, який сполучений з камерою 40 спалювання газотурбінної установки 41, до якої приєднаний електрогенератор 42. Трубопровід відводу з турбіни з'єднаний з теплообмінником парогенератора 43. Теплообмінник 43 паропроводом зв'язаний з паровою турбіною 44, що служить для обертання електрогенератора 45. Трубопровід відводу пари з парової турбіни 44 підключений до конденсатора 46 і далі через конденсатний насос 47 - до резервуару живильної води 48, з якого вода за допомогою живильного насоса 49 підводиться назад до теплообмінника 43 і через керований регулятор 50 до плазмотронів 17 плазмохімічного газогенератора 16 і до додаткового плазмотрона 12. Теплообмінник 43, крім того, газопроводом підключений до пристрою 29 для сушіння, з якого відвідний газопровід через газодувку 51 розгалужується - одна галузь підведена до плазмохімічного газогенератора 16, а друга - через фільтр 52, додатковий теплообмінник 53, компресор 37 на плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора 16 і додатковий плазмотрон 12. Плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора 16, у момент розігріву шахтної печі підключені до зовнішнього джерела електричної енергії і до повітряного компресора 37, а внутрішня порожнина печі 1 через допоміжну систему 54 з'єднана з пристроєм 29 для сушіння через керований вентиль 55. Пристрій працює таким чином. Прогрів шахтної печі 1 здійснюють низькотемпературною плазмою, генерованою плазмохімічним газогенератором 16, у якому на час прогріву печі плазмотрони 17 живляться від зовнішнього джерела електроенергії і повітряного компресора 37. Зворотний клапан 21 трубопроводу 18 відводу піролізного газу закритий. Через завантажувальний пристрій 25 побутові відходи надходять у прес-фільтр 26, у якому відходи пресують і при цьому відокремлюють рідину від твердої маси. Рідка фаза відводиться в ємність 27, куди одночасно подається нейтралізуюча речовина з бака 28. Тверді відходи після прес-фільтра надходять у пристрій 29 для сушіння, безпосередньо на пластинчастий конвеєр 35. Під час прогріву печі включають допоміжну систему підведення гарячого газу 54, що зв'язує внутрішню порожнину печі 1 із пристроєм 29 для сушіння. Прогрів печі 1 здійснюють до одержання значень температур 500-700°С внутрішніх стінок. Після прогріву печі відключають керованим вентилем 55 допоміжну систему 54, відкривають шибер 31 і за допомогою конвеєра 35 перевантажують осушений матеріал у прийомну ємність 30. Відключають плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора 16, відкривають шибер 32, включають шнековий живильник 33 і через отвір 34 матеріал надходить у шахтну піч до повного заповнення її об'єму. Закривають шибер 32 і включають плазмотрони 17. Включають механізм 4 привода штока 2. Поршень З опускається вниз і 77108 12 ущільнює осушений матеріал у порожнині печі при одночасному його нагріванні плазмовими струменями з регульованою температурою газів на вході в піч від 300 до 600°С. У процесі нагрівання відбувається піроліз органічної складової відходів і при підвищенні тиску газу в печі, спрацьовує зворотний клапан 21 і піролізний газ надходить через газоочисник 22, пристрій 23 для відділення сірки у ресивер 24. По величині електричного сигналу, що видає витратомір 19, визначають швидкість газифікації. Під час піролізу, матеріал піддається поступовому стисненню поршнем, що переміщається зі швидкістю, пропорційною швидкості газифікації. Термопарами 6 і 7 контролюють температуру нагрівання поршня в міру його переміщення убік зони піролізу. Режими реверса поршня визначаються значенням температури нагрівання нижньої його частини, яке відповідає відстані від перемикача 9 режиму роботи печі до місця установки на поршні упора 10, що підбирається експериментальне в залежності від типу матеріалу, який переробляється. Сигнали з термопар 6 і 7 і перемикача 9 режиму роботи печі введені в блок пам'яті 8, вихід якого зв'язаний з механізмом 4 привода. Якщо під час переміщення поршня його температура досягла 400°С після спрацьовування сигналу перемикача 9 режиму роботи печі, то блок пам'яті 8 виробляє сигнал повернення поршня у вихідне положення за допомогою механізму 4 привода і видає команду на повторне завантаження. Якщо під час переміщення поршня його температура досягла 400°С до спрацьовування сигналу перемикача 9, то блок пам'яті 8 видає сигнал на початок плавлення, при цьому відключається плазмохімічний газогенератор 16 і включається додатковий плазмотрон 12, а поршень продовжує рух униз до температури нагрівання 600°С його нижньої частини, і по досягненні температури цього значення, поршень повертається у вихідне положення, а плавка продовжується до закінчення плавлення відходів піролізу. Після заповнення ресивера піролізним газом уся система приведена в готовність. У цей момент відкривають керований вентиль 38, і газ після очищення через компресор 39 подають на його утилізацію, наприклад у двигун внутрішнього згоряння або на газову турбіну 41. Відпрацьований після утилізації газ відводять у теплообмінник парогенератора 43, пару з якого подають у парову турбіну 44, що обертає електрогенератор 45. Відібрану у турбіні пару направляють у конденсатор 46, а конденсат акумулюють у резервуарі 48 живильної води, з якого за допомогою живильного насоса 49 окремими трубопроводами воду подають у теплообмінник 43 і через керований регулятор 50 на плазмотрони 17 або додатковий плазмотрон 12. Газ з теплообмінника парогенератора 43 подають у пристрій 29 для сушіння. Газ, що відходить після сушіння, через газодувку 51 транспортують газовим трактом у плазмохімічний газогенератор 16, а через магістраль, що відходить з газового тракту, газ пропускають через фільтр 52, додатковий теплообмінник 53, у якому газ охолоджують до температури менш 30°С, і через комп 13 77108 ресор 37 направляють в залежності від режиму роботи печі на плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора або на додатковий плазмотрон 12. Підготовлений у плазмохімічному газогенераторі газ подають у газовий колектор 15 і далі в реакційну зону печі 1. Аналіз протікання фізико-хімічних і електротермічних процесів показує, що при використанні Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 14 заявлених способу і пристрою якісно змінюється механізм утилізації відходів, підвищується ефективність утилізації, збільшується коефіцієнт використання одержуваного тепла за рахунок вироблення електроенергії безпосередньо в процесі переробки відходів і забезпечується екологічна чистота процесу при замкнутій циркуляції теплоносія. 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