RU2097654C1

RU2097654C1 - Plant for reworking domestic garbage and gasification of fine-grained solid fuel

Info

Publication number: RU2097654C1
Application number: RU93009517A
Authority: RU
Original assignee: Мечев Валерий Валентинович; Сухолискина Светлана Павловна; Мечев Павел Валерьевич; Лобачев Игорь Владимирович; Просняков Сергей Михайлович
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: equipment for thermal reworking of domestic garbage and gasification of solid fuel. SUBSTANCE: plant includes gas generators mounted between incinerator shaft and chimney to which coal dust is fed towards waste gas flow. Gas generators are provided with gate valves which disconnect them from furnace or control gas flow from the furnace space and coal burners which may be fixed at different heights. EFFECT: enhanced efficiency. 4 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к устройствам по переработке бытовых отходов и газификации твердого топлива и может быть использовано в коммунальном хозяйстве, энергетике, химической промышленности. The invention relates to a device for the processing of household waste and gasification of solid fuel and can be used in utilities, energy, and the chemical industry.

Известно устройство для огневого обезвреживания жидких отходов [1] содержащее ванну и камеру сгорания. A device for fire neutralization of liquid waste [1] containing a bath and a combustion chamber.

Однако устройство не позволяет использовать неподготовленные отходы, а также не обеспечивает высоких температур сжигания. Газы не используются, кроме как только для утилизации тепла. However, the device does not allow the use of unprepared waste, and also does not provide high combustion temperatures. Gases are not used except for heat recovery.

Известны газогенераторы, где в качестве теплоносителя и реагента, в основном для получения синтеза-газа и водорода, используются перегретый до 850 900^oC пар, например, с помощью атомного реактора [2]
Однако, во-первых, атомные реакторы есть не везде во-вторых, пар, получаемый с их помощью, имеет температуру не выше 900 950^oC.Gas generators are known, where superheated steam up to 850 900 ^o C, for example, using an atomic reactor, is used as a coolant and a reagent, mainly for synthesis gas and hydrogen [2]
However, firstly, nuclear reactors are not everywhere; secondly, the steam obtained with their help has a temperature of no higher than 900 950 ^o C.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому, является установка по переработке бытовых отходов [3] В этой установке отходящие газы используются для подогрева исходного сырья. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is the household waste processing plant [3] In this installation, the exhaust gases are used to heat the feedstock.

Однако отходящие газы здесь также не является химическим реагентом. Кроме того, установка является громоздкой. However, the exhaust gases here are also not a chemical reagent. In addition, installation is cumbersome.

Цель изобретения создание экологически надежной, высокоэкономичной установки утилизации неподготовленных бытовых отходов, содержащих в том числе и опасные соединения органического и неорганического характера и получения при этом ценных продуктов генераторного газа, шлака, металла. The purpose of the invention is the creation of an environmentally reliable, highly economical installation for the disposal of unprepared household waste, including hazardous compounds of an organic and inorganic nature, and to obtain valuable products of generator gas, slag, metal.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, достигается путем создания установки, состоящей из печи с барботируемым шлаковым расплавом со сводом специальной конструкции, обеспечивающим условия для взаимодействия отходящих газов из печи с пылеуглем. The technical result that can be obtained by using the invention is achieved by creating an installation consisting of a furnace with bubbling slag melt with a specially designed arch providing conditions for the interaction of exhaust gases from the furnace with coal dust.

На фиг. 1 и 2 дана схема установки. In FIG. Figures 1 and 2 show the installation diagram.

Установка содержит кессонированную барботажную печь с фурами 12 для подачи кислородосодержащего газа в расплав, устройство 13 для выпуска расплава, бункер для бытовых отходов 3 с загрузочным герметичным устройством 2. В своде печи устанавливаются кессонированные цилиндрические реакторы 4 с шибером 14 с подвижной форсункой 5 для подачи пылеугля, сборным газоходом 6, снабженным устройством 11 для сбора и транспортировки пыли к течке 10 циклона 8. Пылеуголь через газоход 9 поступает потребителю. Газоход снабжен взрывным клапаном 7. The installation contains a coffered bubbler furnace with wagons 12 for supplying oxygen-containing gas to the melt, a device 13 for discharging the melt, a hopper for household waste 3 with a loading hermetic device 2. In the roof of the furnace, coffered cylindrical reactors 4 with a slide 14 with a movable nozzle 5 for supplying coal dust are installed , a combined flue 6, equipped with a device 11 for collecting and transporting dust to the estrus 10 of the cyclone 8. Dust coal through the flue 9 enters the consumer. The flue is equipped with an explosive valve 7.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

В печь из бункера 3 через герметичное газлифтное устройство 2 поступают неподготовленные отходы на ванну предварительно наведенного шлака. Шлак продувается кислородсодержащим газом и отходы сгорают в глубине ванны. Температура, развиваемая в шлаке, может достигать 1500 1600^oC, что зависит от содержания кислорода в дутье. Влага, содержащаяся в отходах (40 - 55% их веса), мгновенно испаряется. Газовая фаза, состоящая из 50 55% влаги, 20 25% CO₂ и примесей, поступает в реактор 4, где навстречу противотоком вдувается пылеуголь через форсунки 5. Здесь при температурах 1400 1500^oC происходят реакции
CO₂ + C 2CO
H₂O + C CO + H₂
Если с газами будут оксиды азота или летучие оксиды тяжелых металлов, они также восстановятся.Into the furnace from the hopper 3 through a sealed gas-lifting device 2, unprepared waste enters the bath of the previously induced slag. The slag is purged with oxygen-containing gas and the waste is burnt in the depths of the bath. The temperature developed in the slag can reach 1500 1600 ^o C, which depends on the oxygen content in the blast. The moisture contained in the waste (40 - 55% of its weight) instantly evaporates. The gas phase, consisting of 50 55% moisture, 20 25% CO ₂ and impurities, enters reactor 4, where dust coal is injected countercurrently through nozzles 5. Here, reactions occur at temperatures of 1400 1500 ^o C
CO ₂ + C 2CO
H ₂ O + C CO + H ₂
If there are nitrogen oxides or volatile oxides of heavy metals with the gases, they will also be reduced.

При этих температурах также обезвредятся диоксины и другие ксенобиотики. Вторичного их образования не произойдет это происходит при 900-1200^oC, но до этих температур в системе уже образуется много водорода, и он прореагирует с хлором, фтором и другими элементами с образованием термодинамически устойчивых и легко улавливаемых далее при промывке газов соединений (HCl, HP и т. д.).At these temperatures, dioxins and other xenobiotics will also be neutralized. Their secondary formation will not occur; this occurs at 900-1200 ^o C, but to these temperatures a lot of hydrogen is already formed in the system, and it will react with chlorine, fluorine and other elements with the formation of compounds (HCl, thermodynamically stable and easily captured further when washing the gases) HP, etc.).

Выносимая пыль и зола отчасти уловятся в газоходе 6, отчасти в циклоне 8 и вернуться через течку 10 для дожигания в печь. The carried out dust and ash are partially caught in the gas duct 6, partly in cyclone 8 and returned through estrus 10 for afterburning into the furnace.

Установка была опробована в опытно-промышленных условиях (см. таблицу). The installation was tested in pilot industrial conditions (see table).

В случае необходимости изменять объем газов, поступающих из печи в газогенераторы и из газогенераторов в газоход, что может иметь место при изменении производительности печи, качества бытовых отходов, реакционноспособности угля, установка снабжена механизмом регулирования шиберами-заслонками 14. If necessary, change the volume of gases coming from the furnace to the gas generators and from the gas generators to the gas duct, which can occur when the furnace productivity, the quality of household waste, and the reactivity of coal change, the installation is equipped with a control mechanism for slide gates 14.

Изменяя высоту расположения форсунок для пылеугля 5, по высоте можно менять объем реакционного пространства в газогенераторах. By changing the height of the nozzles for pulverized coal 5, the height of the reaction space in the gas generators can be changed in height.

Установка позволяет получить высококалорийный газ с 50-55% H₂ и 30-35% CO, если работать на обогащении дутья кислородом до 70% Причем такие газы будут получаться благодаря высоким температурам без использования катализатора.The installation allows you to get high-calorie gas with 50-55% H ₂ and 30-35% CO, if you work on the enrichment of the blast with oxygen up to 70%. Moreover, such gases will be produced due to high temperatures without the use of a catalyst.

Составляющие отходов частью перейдут в шлак, частью в металл. Установка позволяет при площади печи 30 м² получать 100 120 тыс•нм³ газа в час при сжигании 30 40 т бытовых отходов.Part of the waste will partly go to slag, partly to metal. The installation allows for a furnace area of 30 m ² to receive 100 120 thousand • nm ³ gas per hour when burning 30 40 tons of household waste.

Таким образом, предложенная конструкция установки позволяет:
1) комплексно использовать составляющие бытовых отходов и угля, включая использование тепла отходящих газов для технологических целей;
2) обеспечить экологическую надежность;
3) экономить при газификации до 50-50% угля, используемого в обычных газификаторах;
4) обеспечить непрерывность процесса;
5) перерабатывать химически вредные вещества;
6) получать генераторный газ высокой калорийности.Thus, the proposed installation design allows you to:
1) comprehensively use the components of household waste and coal, including the use of heat of exhaust gases for technological purposes;
2) ensure environmental reliability;
3) save up to 50-50% of coal used in conventional gasifiers during gasification;
4) ensure the continuity of the process;
5) to process chemically harmful substances;
6) receive high-calorie generator gas.

Claims

1. Installation for the processing of household waste and gasification of fine-grained solid fuel, including a coffered mine equipped with tuyeres for supplying oxygen-containing gas, a device for loading household waste, and the release of melts, a flue for transporting exhaust gases, characterized in that the device for loading crushed coal is made in in the form of cylindrical coffered gas generators with nozzles for supplying coal to meet the gas flow from the furnace and the exhaust gases installed between the gas duct and the furnace roof.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the gas generators are located along the entire length of the furnace vault and are equipped with gate devices for disconnecting them from the gas duct and from the furnace under-water space and regulating the cross section at the gas inlet and outlet from the gas generators.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the flue gas duct is provided with a cyclone having a nozzle for unloading dust directly into the furnace on the surface of the melt.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the nozzle for pulverized coal is arranged to move in a vertical plane.