RU16193U1 - Установка для переработки отходов - Google Patents

Abstract

1. Установка для переработки отходов, содержащая газификатор, топку, камеру дожигания, каталитический дожигатель, теплообменник, скруббер и дымосос, отличающаяся тем, что горизонтально расположенный газификатор с обогревательной камерой снабжен шнеком-ворошителем, размещенным по продольной оси его внутреннего объема, соединенного с верхней частью внутреннего объема вертикальной камеры дожигания и с двухконтурной горелкой топки, причем вход обогревательной камеры соединен с топкой, а выход с каталитическим дожигателем, выход из которого соединен с газовым объемом теплообменника, нижняя часть которого, выполненная в виде вертикального канала, является входным соплом скруббера ударного действия.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера дожигания снабжена каналом для подачи газообразного окислителя в ее нижнюю часть.3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что ось канала для подачи окислителя в нижнюю часть камеры дожигания направлена в сторону устройства для вывода коксозольного остатка.4. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что нижний срез вертикального канала теплообменника, входящего в скруббер ударного действия, расположен на расстоянии 3-5 калибров от уровня заполняющей его жидкости.

Description

УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области переработки твердых отходов в коммунальном хозяйстве и промышленности путем их газификации и сжигания в условиях, обеспечивающих экологически чистый состав конечных продуктов - дымовых газов и коксозольного остатка.

Установка для переработки отходов содержит газификатор, топку, камеру дожигания, каталитический дожигатель, теплообменник, скруббер и дымосос. Горизонтально расположенный газификатор с обогревательной камерой снабжен шнеком-ворошителем, размещенным по продольной оси его внутреннего объема, соединенного с верхней частью внутреннего объема вертикальной камеры дожигания и с 2-х контурной горелкой топки,-причем вход обогревательной камеры соединен с топкой, а выход с каталитическим дожигателем, выход из которого соединен с газовым объемом теплообменника нижняя часть которого, выполненная в виде вертикального канала, является входным соплом скруббера ударного действия.

Известно устройство для газификации бытовых и промышленных отходов, содержащее горизонтальный корпус, средства для подачи сырья и выгрузки коксозольного остатка, расположенную снаружи корпуса обогревательную камеру в которую подаются дымовые газы из выносного топочного устройства, снабженного средствами для подачи и сжигания топлива, подачи воздуха и вывода продуктов сгорания.( Baur A, Atzger J,Energiegewinnung aus Kunststoffabfallen - Kunststoffe,73 (1983),7,349-351).

Недостатком данного устройства является то, что при влажном сырье в нем трудно обеспечить эффективные сушку и пиролиз только за счет внешнего обогрева корпуса газовым теплоносителем из-за плохих условий теплопередачи через стенку. При этом существует предельное значение влажности исходного сырья выше которой данный процесс вообще неосуществим из-за необходимости увеличения тёшюобменной поверхности аппарата или температуры его стенок де г нереальных значений.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования, принципу работы и достигаемому результату является устройство для переработки твердых отходов, содержащее горизонтально расположенный корпус, средства для подачи сырья и выгрузки коксозольного остатка и расположенную снаружи корпуса обогревательную камеру с топкой и средствами для подачи и сжигания топлива, подачи воздуха и вывода продуктов сгорания, причем устройство-., j

снабжено системой перемычек и каналов, обеспечивающих внутренний нагрев отходов газовым теплоносителем, поступающим из зоны дожигания и фильтрующимся через их слой. (Патент РФ N 2076272 Устройство для переработки твердых отходов).

Недостатком данного устройства являются повышенные энергетические затраты на проталкивание массы отходов по всей протяженности газификатора. Кроме того, возникающие при проталкивании реактивные усилия на горячие стенки устройства предъявляют повышенные требования к их прочностным характеристикам.

Недостатком устройства является также то, что, поскольку отходы внутри корпуса перемещаются путем проталкивания они приобретают вид сильно спрессованной ленты, теплопередача внутри которой затруднена, что увеличивает продолжительность технологического цикла. Кроме того спрессованная масса материала оказывает повышенное гидравлическое сопротивление движению газового потока.

Настоящая полезная модель предназначена для переработки отходов с снижением энергетических затрат на их перемещение, снижением механических нагрузок на стенки газификатора, снижением гидравлического сопротивления движению газового потока, уменьшением продолжительности технологического цикла и обеспечением экологически чистых выбросов, за счет создания в газификаторе рыхлого, подвижного слоя материала, интенсификации теплообменных процессов, организации квалифицированного сжигания парогазовых продуктов термического разложения и качественной очистки продуктов сгорания.

Указанный технический результат достигается за счет того, что установка для переработки отходов содержит газификатор, топку, камеру дожигания, каталитический дожигатель, теплообменник, скруббер и дымосос. Горизонтально расположенный газификатор с обогревательной камерой снабжен шнеком-ворошителем, размещенным по продольной оси его внутреннего объема, соединенного с верхней частью внутреннего объема вертикальной камеры дожигания и с 2-х контурной горелкой топки, причем вход обогревательной камеры соединен с топкой, а выход с каталитическим дожигателем, выход из которого соединен с газовым объемом теплообменника нижняя часть которого, выполненная в виде., вертикального канала, является входным соплом скруббера ударного действия.

Нижний срез вертикального канала теплообменника, входящего в скруббер расположен на расстоянии 3-5 калибров от уровня жидкости, заполняющей скруббер. Камера дожигания снабжена каналом для подачи газообразного окислителя в ее нижнюю часть, а ось канала для подачи окислителя в нижнюю часть камеры дожигания направлена в сторону устройства для вывода коксозольного остатка.

Газообразные продукты горения из камеры дожигания, перемещаясь по газификатору навстречу движению отходов, обеспечивают необходимый для их термического разложения нагрев, а газообразные продукты термического разложения сжигаются в 2-х контурной горелке топки, продукты горения из которой используются для дополнительного нагрева отходов через стенку газификатора, после чего, пройдя каталитическое дожигание, поступают в вертикальный жаротрубный теплообменник нижняя выходная часть которого, выполненная в виде вертикального канала, является входным соплом «мокрого скруббера ударного действия.

Снабжение газификатора шнеком-ворошителем позволяет поддерживать.. в его внутреннем объеме существование рыхлого, подвижного слоя отходов, что способствует улучшению условий внешней теплопередачи от нагретых стенок газификатора в его внутренний объем и одновременно интенсифицирует условия внутреннего теплообмена между массой отходов и потоком горячих газов, поступающих из камеры дожигания. Интенсификация условий теплообмена, в свою очередь, приводит к уменьшению времени технологического цикла процесса термического разложения отходов.

Перемещение отходов по длине газификатора шнеком-ворошителем снижает энергетические затраты на преодоление трения и механические нагрузки на стенки по сравнению с перемещением путем проталкивания, а также гидравлическое сопротивление движению газового потока, так как в этом случае вместо спрессованной, протяженной ленты материала в газификаторе существует рыхлый, подвижный слой материала.I.

Снабжение установки камерой дожигания каналом для подачи в слои полукокса окислителя в виде «острой струи воздуха, паровоздушной или водовоздушой смеси обеспечивает интенсивный тепло- и массообмен и позволяет осуществлять эффективную газификацию и сжигание полукокса в режиме взвешенного слоя.

Снабжение установки каталитическим дожигателем обеспечивает ликвидацию остаточных концентраций органических компонентов в продуктах сгорания при высоких температурах, что исключает возможность прохождения вторичных реакций в процессе последующего охлаждения.

Снабжение установки 2-х контурной горелкой позволяет сжигать сильно забалластированные низкокалорийные газы в оптимальных условиях, обеспечивающих экологически чистый состав газовых выбросов.

Снабжение установки теплообменником, нижняя выходная части которого, выполненная в виде вертикального канала, является входным соплом «мокрого скруббера ударного действия, исключает необходимость в соединяющем эти аппараты газоходе, что уменьшает опасность образования пылеконденсатных пробок и позволяет поддерживать на

выходе из теплообменника низкую температуру, что повышает коэффициент теплоиспользования.

Полезная модель поясняется чертежом, рис. 1, где изображен продольный вертикальный разрез предлагаемой установки для переработки отходов.

Установка для переработки отходов содержит последовательно соединенные газификатор-1 с узлом ввода отходов-2, шнекомворошителем-3, каналом-4 для вывода парогазовых продуктов и обогревательной камерой-5 с каналом-6 для вывода продуктов сгорания; камеру дожигания-7 с вертикальным каналом-8 для подачи окислителя и устройством-9 для вывода коксозольного остатка; топку-утилизатор-10, снабженную 2-х контурной горелкой-И с контуром-12 для низкокалорийного газа, каналом-13 для топлива и канал ом-14 для воздуха; каталитический дожигатель-15; теплообменник-16 с вертикальным выходным каналом-17 для вывода продуктов сгорания и их ввода в скруббер-18 и дымосос-19 с каналом -20 для отвода газов.

Установка работает следующим образом:

Через каналы-13 и 14 в горелку подают воздух и топливо, и образующиеся при сжигании топлива дымовые газы выводятся в обогревательную камеру- 5, проходя через которую они отдают часть тепла на нагрев стенок газификатора.

Во внутренний объем газификатора через узел ввода- 2 загружают исходное сырье - твердые органосодержащие отходы, которые перемещаются вдоль его продольной оси шнеком-ворошителем-3 в виде рыхлого подвижного слоя, что обеспечивает хорошие условия теплообмена. Прогреваясь, по мере продвижения из менее нагретой в более нагретые зоны газификатора, отходы первоначально подвергаются сушке а затем, по мере прогрева, из них начинают выделяться газообразные продукты термического разложения (пирогаз), которые вместе с парами воды через канал- 4 поступают во внешний контур-12 горелки- 11, конструкция которойобеспечивает сжигание

низкокалорийных газов за счет их предварительного смешения с горячим окислителем. Горючие компоненты пирогаза сгорают совместно с топливом, необходимым для поддержания процесса.

Образующийся в качестве конечного продукта пиролиза твердый остаток (полукокс) подается тем же шнеком-ворошителем- 3 в камеру дожигания-7, куда через канал- 8 подается воздух ( или паровоздушная или водовоздушная смесь). Подача окислителя на поверхность полукокса в виде «острой струи обеспечивает перевод основной его массы в состояние взвешенного слоя, что создает условия для интенсивного тепло- и массопереноса. В результате полукокс газифицируется и дожигаетя собразованием в качестве конечных продуктов коксозольного остатка который удаляется из зоны дожигания средством-9, и синтезгаза,

который поступает в зону пиролиза и далее вместе с пирогазом направляется в топку.

Газообразные продукты сгорания из обогревательной камеры-5 через канал-6 выводятся в каталитический дожигатель-7 где в режиме полного. окисления осуществляется сжигание окиси углерода и остаточных;-; концентраций органических компонентов, что предотвращает прохождение вторичных реакций.

После каталитического дожигателя газы поступают в жаротрубный теплообменник-16 где, отдав часть тепла на нагрев воды, циркулирующей в межтрубном пространстве, через вертикальный канал-17 подаются в виде «острой струи на поверхность жидкости, заполняющей скруббер-18, освобождаются от мелкой пыли, дополнительно охлаждаются и через дымосос- 19 и канал- 20 выбрасываются в атмосферу.

Поскольку нижняя выходная часть теплообменника выполнена в виде вертикального канала, являющегося одновременно входным соплом «мокрого скруббера ударного действия, исключается необходимость в газоходе, соединяющем эти аппараты, что уменьшает опасность образования пылеконденсатных пробок, увеличивает перепад температур и: повышает коэффициент теплоиспользования.

Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает снижение энергетических затрат на перемещение отходов, снижение механических нагрузок на стенки газификатора, снижение гидравлического сопротивления движению газового потока, интенсификацию, теплообменных процессов и уменьшение продолжительноститехнологическогоцикла,организацию

квалифицированного сжигания парогазовых продуктов термического разложения и обеспечение экологически чистых выбросов.

Источники информации: 1 .Baur A,Atzger J,- Energiegewinnung aus Kunststoffabfallen Kunststoffe,73 (1983),7,349-351. 2.Патент РФ N 2076272 Устройство для переработки твердых отходов ;::

Авторы: Г.И.Двоскин

. А.Д.Старостин И. В. Молчанова Ф.А.Дейнеко

Claims (4)

1. Установка для переработки отходов, содержащая газификатор, топку, камеру дожигания, каталитический дожигатель, теплообменник, скруббер и дымосос, отличающаяся тем, что горизонтально расположенный газификатор с обогревательной камерой снабжен шнеком-ворошителем, размещенным по продольной оси его внутреннего объема, соединенного с верхней частью внутреннего объема вертикальной камеры дожигания и с двухконтурной горелкой топки, причем вход обогревательной камеры соединен с топкой, а выход с каталитическим дожигателем, выход из которого соединен с газовым объемом теплообменника, нижняя часть которого, выполненная в виде вертикального канала, является входным соплом скруббера ударного действия.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера дожигания снабжена каналом для подачи газообразного окислителя в ее нижнюю часть.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что ось канала для подачи окислителя в нижнюю часть камеры дожигания направлена в сторону устройства для вывода коксозольного остатка.

4. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что нижний срез вертикального канала теплообменника, входящего в скруббер ударного действия, расположен на расстоянии 3-5 калибров от уровня заполняющей его жидкости.