RU2616630C1

RU2616630C1 - Method of thermal processing of household and industrial waste and device for its implementation

Info

Publication number: RU2616630C1
Application number: RU2016109578A
Authority: RU
Inventors: Владимир Архипович Кокарев; Виталий Вячеславович Челноков; Алексей Вячеславович Матасов; Елена Аркадьевна Никулина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТермоХимТех"
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-04-18

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: recycled household and industrial waste is sent by screw conveyor from the hopper to the metal heat-resistant pipe of the mobile pyrolysis chamber housing, where the screw conveyor moves it along the pyrolysis chamber with heating and maintaining the pyrolysis temperature in the range of 800-900°C. The heating of the waste is carried out by the exhaust gases of the diesel engine, which are reheated by an induction furnace from a temperature of 300-400°C to a temperature of 1100°C and heating the pyrolysis chamber from its outside under a protective sealed casing, where, after giving up heat, they are rendered harmless from harmful impurities into the atmosphere. Electric current from the diesel generator is supplied to the induction furnace and to the electric motors of the screw conveyors drives of the pyrolysis chamber, loading hopper, unloading device and cavitation pump. Smoky and combustible gases with moisture, like pyrolysis products, are collected by a gas collector in a pyrolysis chamber and sent through a pipeline to a heat exchanger with a condenser, wherece the resulting low octane-cetane fuel is sucked off by a cavitation pump with physico-chemical bound moisture up to 37% and sent to diesel engine combustion chambers equipped with an air intake of atmospheric air connected by a pipeline and a combustible gas from the air conditioner. The discharge device of the pyrolysis chamber is equipped with a pressure sensor from carbon black as the final product of pyrolysis accumulated at the end of the pyrolysis chamber connected to the final switch of the discharge screw conveyor drive electric motor and the rotary mechanism of the unloading chamber door flaps.

EFFECT: pyrolysis occurs without the emission of harmful substances present in the waste before burning them without access of oxygen at temperatures of 800-900 degrees.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области термической переработки бытовых и промышленных отходов методом пиролиза без выброса вредных веществ в окружающую среду.The invention relates to the field of thermal processing of household and industrial waste by pyrolysis without emission of harmful substances into the environment.

Известен способ очистки нефтезагрязненных слоев грунта, включающий запуск двигателя внутреннего сгорания и привод электрогенератора, нагрев теплоэлектронагревателей газогенераторов, пиролиз материала термической переработки в рабочей камере газогенератора с получением горючих и дымовых газов и продуктов термической переработки исходных материалов, газоотвод горючих дымовых газов в конденсатор и получение жидкого топлива для двигателя внутреннего сгорания и топлива для нагрева воды в бойлере для бытовых нужд и теплообменников жилых помещений, получение электроэнергии для бытовых нужд от электрогенератора двигателя путем использования в качестве жидкого топлива двигателя продуктов пиролиза, утилизацию вредных газов двигателя путем их катализа, причем охлаждение рабочей камеры газогенератора с внешней стороны производят отточной вентиляцией воздушной полости теплозащитного кожуха газогенератора с помощью отсоса воздухозаборников двигателя при поступлении воздуха из окружающей атмосферы через отверстия перфорированного кожуха газогенератора. Перед поступлением в воздухозаборник двигателя отточной вентиляцией смешивают нагретый воздух с оставшейся частью горючих и дымовых газов после их конденсации и направляют смесь газов в рабочую камеру двигателя. Нефтезагрязненный грунт размещают в рабочей камере газогенератора на перфорированных поддонах, загружаемых в съемную перфорированную кассету, которую устанавливают с воздушным зазором от внутренней стены рабочей камеры газогенератора. Воздушный зазор камеры газогенератора разогревают открытым теплоэлектронагревателем, газогенераторы устанавливают в кузове мобильного транспортного средства и при необходимости в его прицепе соединяют между собой газоотводами параллельно для очередного включения и выключения, а загрузку и выгрузку кассет осуществляют грузовым гидроманипулятором транспортного средства RU 2319074, опубл. 20.09.2007 г.A known method of cleaning oil-contaminated soil layers, including starting the internal combustion engine and driving an electric generator, heating the heat generators of gas generators, pyrolysis of thermal processing material in the working chamber of the gas generator to produce combustible and flue gases and products of thermal processing of raw materials, exhaust gas of combustible flue gases to a condenser and receiving liquid fuel for an internal combustion engine and fuel for heating water in a boiler for domestic use and heat exchangers rooms, receiving household electricity from the engine generator by using pyrolysis products as a liquid engine fuel, utilizing harmful engine gases by catalysis, and the working chamber of the gas generator is cooled from the outside by exhaust ventilation of the air cavity of the heat shield of the gas generator by suction of engine air intakes when air enters from the surrounding atmosphere through the holes of the perforated casing of the gas generator. Before entering the engine’s air intake by means of exhaust ventilation, heated air is mixed with the remaining part of combustible and flue gases after their condensation and the gas mixture is directed into the working chamber of the engine. Oil-contaminated soil is placed in the working chamber of the gas generator on perforated pallets loaded into a removable perforated cassette, which is installed with an air gap from the inner wall of the working chamber of the gas generator. The air gap of the gas generator chamber is heated by an open heat electric heater, the gas generators are installed in the back of a mobile vehicle and, if necessary, connected to each other by gas outlets in parallel for next switching on and off, and the loading and unloading of cartridges is carried out by the cargo crane of the vehicle RU 2319074, publ. September 20, 2007

Недостатком известного способа является снижение производительности технологического процесса за счет периодической перезагрузки и выгрузки газогенераторов, а также детонация в двигателе внутреннего сгорания получаемого в процессе пиролиза нефтезагрязненных грунтов жидкого топлива.The disadvantage of this method is to reduce the productivity of the process due to periodic reloading and unloading of gas generators, as well as detonation in the internal combustion engine obtained in the process of pyrolysis of oil-contaminated liquid fuel soils.

Наиболее близким по технологической сути к предлагаемому является способ термической переработки бытовых и промышленных отходов, включающий запуск двигателя внутреннего сгорания и привод электрогенератора, нагрев газогенератора, пиролиз материалов термической переработки в рабочей камере газогенератора с получением горючих и дымовых газов и продуктов термической переработки исходных материалов, газоотвод горючих и дымовых газов и продуктов термической переработки исходных материалов, газоотвод горючих и дымовых газов в конденсатор и получение жидкого топлива для двигателя внутреннего сгорания и топлива для нагрева воды в бойлере для бытовых нужд и теплообменников жилых помещений, получение электроэнергии для бытовых нужд от электрогенератора двигателя путем использования в качестве жидкого топлива для двигателя продуктов пиролиза, утилизацию вредных газов двигателя путем их катализа, причем пиролиз материалов термической переработки в рабочей камере газогенератора производят при температуре не более 800°C при их поступательном перемещении в сквозном гладкоствольном корпусе под давлением перемещаемых вращающимся шнеком из загрузочной камеры бытовых и промышленных отходов, проходящих перед поступлением в рабочую камеру газогенератора сушку в сушильной камере выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания при температуре не свыше 200°C - с одной стороны, и сопротивлением поступательному перемещению продуктов пиролиза в шламовой камере - с другой стороны, загрузочную, сушильную и шламовую камеры выполняют как одно целое с гладкоствольным корпусом рабочей камеры газогенератора, гладкоствольный корпус загрузочной и шламовой камер в процессе работы герметично закрывают, причем высушенную влагу с воздухом из сушильной камеры после теплообменника пропускают через фильтр и подают в всасывающий коллектор двигателя внутреннего сгорания, а сушку производят выхлопными газами двигателя, обогревающими гладкоствольный корпус сушильной камеры, охлаждение шлама производят подогреваемой для производственных и бытовых нужд водой, омывающей гладкоствольный корпус шламовой камеры, при этом после сушильной камеры выхлопные газы для охлаждения перед катализом направляют через теплообменник для нагрева используемой для производственных и бытовых нужд воды, а горючие дымовые газы - продукты пиролиза для конденсации отсасывают последовательно через водяной теплообменник с нагревом воды, используемой для производственных и бытовых нужд, и аммиачный холодильник, оставшуюся газообразную часть компрессором направляют в камеру сжигания для обогрева воды RU 2353856, опубл. 27.04.2009 г.Closest to the technological essence of the proposed method is a thermal processing of domestic and industrial waste, including starting an internal combustion engine and driving an electric generator, heating a gas generator, pyrolyzing thermal processing materials in a working chamber of a gas generator to produce combustible and flue gases and products of thermal processing of raw materials, gas venting combustible and flue gases and products of thermal processing of raw materials, gas exhaust of combustible and flue gases to condensation OR and receiving liquid fuel for an internal combustion engine and fuel for heating water in a boiler for domestic needs and residential heat exchangers, generating electricity for domestic needs from an engine generator by using pyrolysis products as liquid fuel for an engine, utilizing harmful engine gases by catalysis moreover, the pyrolysis of thermal processing materials in the working chamber of the gas generator is carried out at a temperature of not more than 800 ° C with their translational movement in a through smooth on the one hand, and resistance to the translational movement of the pyrolysis products in the barrel casing under pressure of household and industrial wastes moved by the rotating screw from the loading chamber, passing before entering the working chamber of the gas generator, dried in the drying chamber by the exhaust gases of the internal combustion engine at a temperature not exceeding 200 ° C sludge chamber - on the other hand, the loading, drying and sludge chambers are made integrally with the smooth-bore body of the working chamber of the gas generator, smoothness the olny housing of the loading and slurry chambers is hermetically closed during operation, and the dried moisture with air from the drying chamber after the heat exchanger is passed through a filter and fed to the intake manifold of the internal combustion engine, and drying is carried out by engine exhaust gases heating the smooth-barrel housing of the drying chamber, and sludge is cooled heated with water for industrial and domestic needs, washing the smooth-bore body of the sludge chamber, while after the drying chamber the exhaust gases for cooling before catalysis is directed through a heat exchanger to heat water used for industrial and domestic needs, and combustible flue gases - pyrolysis products for condensation are sucked off sequentially through a water heat exchanger with heating water used for industrial and domestic needs, and an ammonia refrigerator, the remaining gaseous part by the compressor sent to the combustion chamber for heating water RU 2353856, publ. 04/27/2009

Получение по предлагаемому способу пиролизной переработки отходов высокооктанового жидкого топлива трудоемкая, малоэффективная и экономически нецелесообразная операция, что связано с необходимостью отделения получаемого топлива от водной фракции. Цикличность подачи исходного сырья в виде отходов из загрузочной в рабочую камеру пиролизной установки снижает производительность переработки отходов. Механизация загрузочной камеры установки отсутствует.Obtaining the proposed method for pyrolysis processing of waste high-octane liquid fuel is a laborious, inefficient and economically inexpedient operation, which is associated with the need to separate the resulting fuel from the aqueous fraction. The cycling of the supply of raw materials in the form of waste from the pyrolysis unit loading into the working chamber reduces the productivity of waste processing. Mechanization of the loading chamber of the installation is missing.

Поставленная цель - обеспечение непрерывности процесса переработки отходов методом пиролиза с получением жидкого низкооктанового топлива и газообразного топлива, необходимых для проведения пиролиза отходов.The goal is to ensure the continuity of the waste processing by the pyrolysis method to obtain liquid low-octane fuel and gaseous fuel necessary for the pyrolysis of waste.

Технический результат - расширение ассортимента способов термической переработки бытовых и промышленных отходов, за счет разработки способа, включающего запуск двигателя внутреннего сгорания и привода электрогенератора, подачу выхлопных газов от двигателя под рабочую камеру пиролизной установки с подогревом их от температуры 300-400°C до температуры 1100°C, разогрев отходов до температуры не ниже начала процесса пиролиза 800°C в рабочей камере, пиролиз материалов термической переработки в рабочей камере газогенератора с получением смеси горючих и дымовых газов и продуктов термической переработки исходных материалов, газоотвод смеси горючих и дымовых газов и выброс продуктов термической переработки исходных материалов, газоотвод смеси горючих и дымовых газов с парами влаги в конденсатор и получение жидкого топлива и горючего газа в смеси с кислородом атмосферного воздуха для двигателя, нагрева воды в бойлере для бытовых нужд и теплообменников жилых помещений, получение электроэнергии для бытовых нужд от электрогенератора двигателя, утилизацию вредных выхлопных газов двигателя, в котором контроль температуры режима пиролиза и загрузочно-разгрузочных работ пиролизной рабочей камеры достигается тем, что загрузку и перемещение отходов и продуктов их пиролизной переработки в рабочей камере до места разгрузки осуществляют раздельными винтовыми загрузочным и рабочим конвейерами, привод которых осуществляют от электромоторов с электропитанием от электрогенератора двигателя через механические редукторы, электромоторы приводов конвейеров электрической связью соединяют с датчиком давления конечного выключателя, который устанавливают во внутренней полости рабочей камеры пиролизной установки на торцевой крышке перед разгрузочным проемом, разгрузочный проем механически открывают по сигналу от датчика конечного выключателя, в качестве двигателя внутреннего сгорания используют дизель, нагретые до 300-400°C выхлопные газы дизеля направляют в индукционную печь и разогревают до температуры 1100°C токами высокой частоты, после чего их направляют под термоизолированный базальтовой стекловатой герметичный кожух вдоль рабочей камеры с разогревом перемещаемых в ней рабочим винтовым конвейером отходов до температуры 800-900°C и проведения процесса пиролиза отходов, где через верхние отводные отверстия в рабочей камере смесь горючих и дымовых газов с водяными парами общей влажностью (ω) ω ~ 37% отсасывают кавитационным насосом и направляют далее в теплообменник, откуда полученный конденсат в виде низкооктано-цетанового топлива в горючей смеси с физико-химически связанной водой направляют под воздействием вакуума в разряженную камеру сгорания дизеля, а электропривод кавитационного насоса осуществляют от электрогенератора дизеля.EFFECT: expanding the assortment of methods for the thermal processing of household and industrial waste, by developing a method that includes starting an internal combustion engine and driving an electric generator, supplying exhaust gases from the engine to the working chamber of the pyrolysis unit, heating them from a temperature of 300-400 ° C to a temperature of 1100 ° C, heating the waste to a temperature not lower than the start of the pyrolysis process at 800 ° C in the working chamber, pyrolyzing the materials of thermal processing in the working chamber of the gas generator to obtain a mixture of combustible and flue gases and products of thermal processing of raw materials, gas removal of a mixture of combustible and flue gases and the discharge of products of thermal processing of raw materials, gas removal of a mixture of combustible and flue gases with moisture vapor into a condenser and receiving liquid fuel and combustible gas mixed with atmospheric oxygen for engine, heating water in a boiler for domestic use and residential heat exchangers, generating electricity for domestic use from an engine generator, utilizing harmful exhaust gases for a needle, in which the temperature control of the pyrolysis mode and loading and unloading operations of the pyrolysis working chamber is achieved by loading and moving the waste and products of their pyrolysis processing in the working chamber to the discharge point by separate screw loading and working conveyors, which are driven from electric motors with power supply from the engine generator through mechanical gearboxes, the electric motors of the conveyor drives are connected by an electrical connection to the pressure sensor of the final of the casing, which is installed in the inner cavity of the working chamber of the pyrolysis installation on the end cap in front of the discharge opening, the discharge opening is mechanically opened by a signal from the limit switch sensor, a diesel engine is used as an internal combustion engine, the diesel exhaust gases heated to 300-400 ° C are sent to the induction furnace and heated to a temperature of 1100 ° C by high-frequency currents, after which they are sent under a thermally insulated basalt glass wool sealed casing along the working chamber with heating m of waste transported in it with a working screw conveyor to a temperature of 800-900 ° C and the process of pyrolysis of waste, where through the upper outlet openings in the working chamber a mixture of combustible and flue gases with water vapor with a total humidity (ω) ω ~ 37% is sucked off by a cavitation pump and further sent to a heat exchanger, from where the condensate obtained in the form of low-octane-cetane fuel in a combustible mixture with physically-chemically bound water is sent under vacuum to a discharged diesel combustion chamber, and the electric cavitation drive Sos performed by diesel power generator.

Известно устройство для очистки нефтезагрязненных слоев грунта, содержащее газогенераторы с теплоизолирующим кожухом и откидной крышкой, емкости рабочей камеры дозированной загрузки материалов термической обработки, выполненной с кольцевыми полостями и встроенными в них теплоэлектронагревателями, образующими воздухонагреватель замкнутого контура, электрогенератор питания теплоэлектронагревателей и электрических сетей рабочих и жилых помещений с приводом от двигателя внутреннего сгорания с топливной системой и системой водяного охлаждения, соответственно сообщающимися с конденсатором жидкого топлива из горючих и дымовых газов и бойлера горячей воды, выполненным заодно целое с конденсатором и связанным трубопроводом с теплообменниками рабочих и жилых помещений, а также выполненного с отсосом воздухозаборника и коллекторными трубами для отвода выхлопных газов из рабочих камер двигателя через катализатор вредных газов в атмосферу, газоотводы, соединяющие кольцевые полости рабочей камеры газогенератора с конденсатором жидкого топлива, причем теплоизолирующий кожух емкости и крышки рабочей камеры газогенератора дополнительно к теплоизолирующим материалам оснащен воздушным изолятором замкнутого контура, выполненным с отточной вентиляцией с приводом от воздухозаборника двигателя и сообщающимся с атмосферой через отверстия перфорированного кожуха, вентиляционный трубопровод соединяет последовательно полости кожухов газогенераторов с воздушной емкостью бака конденсатора жидкого топлива и далее от бака конденсатора подходит к воздухозаборнику двигателя, газоотводы горячих дымовых газов параллельно соединяют рабочие камеры газогенераторов с конденсатором жидкого топлива и выходят в воздушную емкость из бака, рабочая камера газогенератора выполнена с перфорированной съемной кассетой с загруженным в нее на перфорированных поддонах нефтезагрязненным грунтом, при этом емкость рабочей камеры газогенератора выполнена с перфорированными ребрами жесткости, между которыми установлена кассета с зазором от емкости рабочей камеры и образующими кольцевую полость воздухонагревателя, в которой открыто установлен теплоэлектронагреватель, причем газогенераторы установлены в кузове мобильного транспортного средства, снабженного грузовым гидроманипулятором RU 2319074.A device for cleaning oil-contaminated soil layers, containing gas generators with a heat-insulating casing and a hinged lid, the capacity of the working chamber of the dosed loading of heat-treated materials made with annular cavities and integrated electric heaters forming a closed-circuit air heater, a power generator for supplying heaters and electric networks for working and residential rooms driven by an internal combustion engine with a fuel system and a system of water droplets cooling, respectively communicating with a liquid fuel condenser from combustible and flue gases and a hot water boiler, made integrally with a condenser and connected pipe with heat exchangers for working and residential premises, as well as made with an air intake suction and manifold pipes for exhaust exhaust from working chambers engine through a catalyst for harmful gases into the atmosphere, gas outlets connecting the annular cavity of the working chamber of the gas generator with a liquid fuel capacitor, and heat insulating In addition to heat-insulating materials, the casing of the container and the lid of the working chamber of the gas generator is equipped with a closed-circuit air insulator made with exhaust ventilation driven by the engine air intake and communicating with the atmosphere through the openings of the perforated casing, the ventilation pipe connects in series the cavities of the gas generator casings with the air capacity of the liquid fuel condenser tank and further from the condenser tank it approaches the air intake of the engine, gas ducts of hot smoke In parallel, the working chambers of the gas generators are connected with the liquid fuel condenser and exit the air tank from the tank, the working chamber of the gas generator is made with a perforated removable cassette with oil-contaminated soil loaded on perforated pallets, while the capacity of the working chamber of the gas generator is made with perforated stiffeners between which a cassette is installed with a gap from the capacity of the working chamber and forming an annular cavity of the air heater, in which the heat electric set is open ronagrevatel, the gas generators are installed in a mobile vehicle body, equipped with a hydraulic crane truck RU 2319074.

Недостатком известного устройства является периодичность выполняемых технологических циклов, что резко сказывается на его производительности. Сильно обогащенное получаемое после пиролиза жидкое топливо имеет свойство детонации в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, что приводит к снижению его моторесурса и работоспособности всего устройства в целом.A disadvantage of the known device is the frequency of the performed technological cycles, which dramatically affects its performance. The highly enriched liquid fuel obtained after pyrolysis has the property of detonation in the combustion chamber of an internal combustion engine, which leads to a decrease in its motor resource and the operability of the entire device as a whole.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство термической переработки бытовых и промышленных отходов, состоящее из мобильного корпуса газогенератора с пиролизной камерой и термоизолирующим кожухом, образующим кольцевую полость со встроенными в нее теплоэлектронагревателями, образующими воздухонагреватель замкнутого контура вокруг корпуса газогенератора, загрузочной камеры материалов термической обработки, электрогенератора питания теплоэлектронагревателей и электрических сетей рабочих и жилых помещений с приводом от двигателя внутреннего сгорания с топливной системой и системой водяного охлаждения, соответственно сообщающимися с конденсатором жидкого топлива из горючих дымовых газов и бойлером горячей воды, выполненным заодно целое с конденсатором и связанным трубопроводом с теплообменниками рабочих и жилых помещений, а также выполненного с воздухозаборником и отборником горючих газов из конденсатора, и коллекторными трубами для отвода выхлопных газов из рабочей камеры двигателя через катализатор вредных газов в атмосферу, откидную крышку корпуса и газоотводы, соединяющие кольцевую полость пиролизной камеры газогенератора с конденсатором жидкого топлива, причем корпус пиролизной камеры газогенератора выполнен заодно целое с корпусами загрузочной и установленной между ними сушильной камер с одной стороны, а также заодно целое с корпусом шламовой камеры - с другой стороны, выполненными в виде гладкоствольной единой горизонтальной или наклонно установленной к горизонту металлической трубы, герметично закрывающейся откидной крышкой со стороны шламовой камеры и заваренной со стороны загрузочной камеры металлическим листом с центральной направляющей вала шнека винтового конвейера загрузочной камеры, шламовая камера закрыта герметичным кожухом с проточной водой охлаждения, а сушильная камера - термоизолированным герметичным кожухом для выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания с установленным в нем отсосом продуктов сушки отходов, соединенным газоотводом через теплообменник охлаждения с фильтром всасывающего коллектора двигателя, перед катализатором выбрасываемых из сушильной камеры вредных выхлопных газов двигателя установлен теплообменник с подогреваемой водой, конденсатор пиролизной камеры связан с баком жидкого топлива, как продукта пиролиза через аммиачный холодильник, а воздушная полость бака жидкого топлива через компрессор газоотвода связана с форсункой дожигания продуктов пиролиза в камере сгорания водонагревателя RU 2353856.Closest to the proposed device is a thermal treatment of domestic and industrial waste, consisting of a mobile gas generator housing with a pyrolysis chamber and a thermally insulating casing, forming an annular cavity with heat-electric heaters built into it, forming a closed-loop air heater around the gas generator housing, a heat treatment materials loading chamber, a power electric generator heat electric heaters and electric networks of working and residential premises with drive from an internal combustion engine with a fuel system and a water cooling system, respectively communicating with a liquid fuel condenser from combustible flue gases and a hot water boiler, made integrally with a condenser and connected pipe to heat exchangers of working and residential premises, as well as made with an air intake and a combustible gas sampler from the condenser, and collector pipes for exhaust gas exhaust from the engine’s working chamber through the catalyst for harmful gases into the atmosphere, hinged lid and gas outlets connecting the annular cavity of the pyrolysis chamber of the gas generator with a liquid fuel condenser, the housing of the pyrolysis chamber of the gas generator being integral with the housings of the loading and drying chambers installed between them on the one hand, and also integrally with the slurry chamber housing, on the other hand, made in the form of a smooth-bore single horizontal or oblique metal pipe mounted to the horizon, hermetically sealed by a hinged lid on the side of the slurry chamber and welded with the chambers of the loading chamber with a metal sheet from the central guide shaft of the screw of the screw conveyor of the loading chamber, the slurry chamber is closed by a hermetic casing with running cooling water, and the drying chamber is closed by a thermally insulated hermetic casing for exhaust gases of an internal combustion engine with a suction of waste drying products installed in it, connected by a gas outlet through cooling heat exchanger with filter of the intake manifold of the engine, in front of the catalyst harmful exhausts discharged from the drying chamber pnyh gases of the engine a heat exchanger with heated water, the capacitor is connected to the pyrolysis chamber a liquid fuel tank, as a pyrolysis product through ammonia cooler, and an air cavity vessel of the liquid fuel through the vent compressor is connected with the nozzle afterburning pyrolysis products in the cylinder combustion chamber RU 2,353,856.

Известное пиролизное устройство имеет сложную конструкцию, связанную с отделением получаемого высокооктанового топлива как продукта пиролиза отходов от водной фракции. Пиролиз отходов мало механизирован и требует больших затрат ручного труда по загрузке-выгрузке отходов и продуктов их пиролиза, очистке рабочей камеры пиролизной установки. Пиролизное устройство должно быть оснащено контрольно-измерительными приборами для обеспечения безопасности работы в процессе пиролиза отходов. Устройство мало механизировано и, как следствие, малоэффективно по производительности переработки отходов.The known pyrolysis device has a complex structure associated with the separation of the obtained high-octane fuel as a product of waste pyrolysis from the aqueous fraction. Waste pyrolysis is not mechanized enough and requires a lot of manual labor for loading and unloading waste and products of their pyrolysis, cleaning the working chamber of the pyrolysis installation. The pyrolysis device should be equipped with instrumentation to ensure safe operation during the pyrolysis of waste. The device is little mechanized and, as a result, ineffective in terms of waste processing productivity.

Технический результат по устройству заключается в расширении ассортимента способов термической переработки бытовых и промышленных отходов за счет разработки способа, состоящего из установленного на мобильной базе цилиндрического корпуса газогенератора с пиролизной камерой и термоизолирующим герметичным кожухом, образующим замкнутую кольцевую полость кожуха вокруг трубы корпуса газогенератора со встроенным в нее патрубком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и выхлопным патрубком в атмосферу, из перфорированного газо-влагосборника, встроенного в верхнюю часть цилиндра корпуса пиролизной камеры, с отводным патрубком, проходящим сквозь кольцевую полость кожуха в теплообменник с кондиционером и далее подсоединенным к фильтру воздухозаборника двигателя внутреннего сгорания, из двигателя внутреннего сгорания с генератором электрического тока и с камерами сгорания жидкого топлива в виде продукта пиролиза, связанными через подводной патрубок с конденсатором жидкого топлива, из размещенного в цилиндрическом корпусе пиролизной камеры винтового конвейера с электроприводом через шестеренчатый редуктор, загрузочного бункера и разгрузочного окна с крышками, контрольно-измерительных приборов, достигается тем, что конденсатор жидкого топлива связан патрубком с камерой сгорания двигателя, через кавитационный насос, причем двигатель внутреннего сгорания выполнен в виде дизеля, выхлопные патрубки которого связаны с кольцевой полостью кожуха пиролизной камеры через индукционную печь, разогревающую выхлопные газы дизеля токами высокой частоты, а загрузочное окно с бункером для исходного сырья и разгрузочное окно оснащены винтовыми конвейерами.The technical result of the device is to expand the range of methods for the thermal processing of household and industrial waste by developing a method consisting of a cylindrical gas generator casing installed on a mobile base with a pyrolysis chamber and a thermally insulating hermetic casing forming a closed annular cavity of the casing around the gas generator casing pipe with a built-in exhaust pipe of an internal combustion engine and an exhaust pipe into the atmosphere from perforated gas lag collector, built into the upper part of the cylinder of the pyrolysis chamber body, with a branch pipe passing through the annular cavity of the casing into the air conditioning heat exchanger and then connected to the air intake filter of the internal combustion engine, from an internal combustion engine with an electric current generator and with liquid fuel combustion chambers in the form pyrolysis product, connected through an underwater pipe with a liquid fuel condenser, from a screw conveyor located in a cylindrical pyrolysis chamber and with an electric drive through a gear reducer, a loading hopper and an unloading window with covers, instrumentation, it is achieved by the fact that the liquid fuel condenser is connected by a nozzle to the engine combustion chamber through a cavitation pump, the internal combustion engine being made in the form of a diesel engine, the exhaust pipes of which connected with the annular cavity of the casing of the pyrolysis chamber through an induction furnace that heats the exhaust gases of the diesel engine with high-frequency currents, and a loading window with a hopper for the initial sy The rye and the discharge window are equipped with screw conveyors.

Изобретения поясняются чертежом, где на Фиг. 1 представлена схема устройства для термической переработки бытовых и промышленных отходов, реализующего предлагаемый способ.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a diagram of a device for the thermal processing of household and industrial wastes that implements the proposed method.

Устройство для термической переработки бытовых и промышленных отходов (Фиг. 1) состоит из установленного на мобильной базе цельнометаллического корпуса 1, например, в виде гладкоствольной жаропрочной металлической трубы, газогенератора 2 с пиролизной камерой 3 и термоизолирующим герметичным кожухом 4, образующим замкнутую кольцевую полость 5 вокруг трубы корпуса 1 газогенератора 2 со встроенным в нее патрубком 6 выхлопных газов двигателя 7 внутреннего сгорания с воздухозаборником 8 и выходным патрубком 9 в атмосферу, из перфорированного газо-влагосборника 10, встроенного в верхнюю часть цилиндра корпуса 1 пиролизной камеры 3, с отводным патрубком 11, проходящим сквозь кольцевую полость 5 кожуха 4 в теплообменник 12 с конденсатором 13 газообразных продуктов пиролиза, соединенным патрубком 14 с воздухозаборником 8 двигателя 7 и патрубком 15 с кавитационным насосом 16 и далее через трубопровод 17 жидкого низкооктано-цетанового топлива с двигателем 7 внутреннего сгорания в виде дизеля с электрогенератором 18 питания электрическим током приводимых электродвигателей 19 привода вращательного движения через зубчатый редуктор 20 винтового конвейера 21 в полости корпуса 1 пиролизной камеры, электродвигателя (не показан) привода вращательного движения через зубчатый редуктор (не показан), винтового конвейера 22, загрузочного бункера 23, электродвигателя (не показан) привода кавитационного насоса 16 и электродвигателя (не показан) привода винтового конвейера 24 перемещения технического углерода как продукта пиролиза отходов из полости корпуса 1 пиролизной камеры через разгрузочное окно 25 со створчатой крышкой 26, открывающейся от привода (не показан) по сигналу датчика давления конечного выключателя 27 с электропитанием от электрогенератора 18, при этом патрубок 6 выхлопных газов от двигателя 7 связан с патрубком 28 коллектора выхлопных газов дизеля как двигателя 7 внутреннего сгорания через индукционную печь 29 с подогревом выхлопных газов дизеля до температуры ~1100°C токами высокой частоты преобразователем от электрогенератора 18, а устройство оснащено контрольно-измерительными приборами режима пиролиза (не показаны).A device for the thermal processing of household and industrial waste (Fig. 1) consists of an all-metal casing 1 mounted on a mobile base, for example, in the form of a smooth-bore heat-resistant metal pipe, a gas generator 2 with a pyrolysis chamber 3 and a thermally insulating hermetic casing 4, forming a closed annular cavity 5 around pipes of the housing 1 of the gas generator 2 with a built-in pipe 6 of the exhaust gases of an internal combustion engine 7 with an air intake 8 and an outlet pipe 9 into the atmosphere, from perforated gas o-moisture collector 10, built into the upper part of the cylinder of the housing 1 of the pyrolysis chamber 3, with a branch pipe 11 passing through the annular cavity 5 of the casing 4 into the heat exchanger 12 with a condenser 13 of gaseous pyrolysis products, connected by a pipe 14 to the air intake 8 of the engine 7 and the pipe 15 s by a cavitation pump 16 and further through a pipeline 17 of liquid low-octane-cetane fuel with an internal combustion engine 7 in the form of a diesel engine with an electric generator 18 for supplying electric current to the rotational drive electric motors 19 movement through the gear reducer 20 of the screw conveyor 21 in the cavity of the housing 1 of the pyrolysis chamber, the electric motor (not shown) of the rotary drive through the gear reducer (not shown), the screw conveyor 22, the loading hopper 23, the electric motor (not shown) of the cavitation pump drive 16 and an electric motor (not shown) of a drive of a screw conveyor 24 for transferring carbon black as a product of pyrolysis of waste from the cavity of the housing 1 of the pyrolysis chamber through an unloading window 25 with a wing lid 26 opening from the supply (not shown) by the signal of the pressure switch of the limit switch 27 with power from the generator 18, while the exhaust pipe 6 from the engine 7 is connected to the pipe 28 of the diesel exhaust manifold as an internal combustion engine 7 through an induction furnace 29 with a heating of the diesel exhaust gas to temperature ~ 1100 ° C with high-frequency currents from a generator 18, and the device is equipped with pyrolysis control and measuring instruments (not shown).

Способ термической переработки бытовых и промышленных отходов с естественной влажностью реализуется предлагаемым устройством следующим образом. Производят запуск дизеля 7 Фиг. 1 и электрогенератора 18, включают электродвигатель 19 привода винтового конвейера 22 загрузочного бункера 23 и бытовые и промышленные отходы перемещают в полость пиролизной камеры 3 с цилиндрическим корпусом 1 газогенератора 2, где их подхватывают винтовым конвейером 21 при включении электродвигателя 19 с зубчатым редуктором 20. Скорость вращения винтового конвейера 21 и поступательного движения перерабатываемых методом пиролиза отходов согласована с завершением в пиролизной камере 3 полной переработки отходов при температуре пиролиза 800-900°C. Поступательное перемещение отходов в пиролизной камере 3 и продуктов пиролиза осуществляют медленно с уплотнением продуктов пиролиза в виде технического углерода в конце камеры 3 до момента повышения давления на датчике и включения конечного выключателя 27 с поворотом створчатой крышки 26 разгрузочного окна 25 и разгрузкой технического углерода на винтовой конвейер 24, работающий от электродвигателя (не показан). Температуру 800-900°C в пиролизной камере 3 достигают путем разогрева перемещаемых отходов через металлические стенки цилиндрического корпуса 1 выхлопными газами дизеля 7, поступающими под давлением в полость герметичного металлического кожуха 4, охватывающего пиролизную камеру 3, и выбрасываемыми обезвреженными в атмосферу через выходной патрубок 9, с предварительным разогревом газов при выхлопе из дизеля с температурой 300-400°C в индукционной печи 29 до температуры ~1100°C токами высокой частоты, полученными от электрогенератора 18.The method of thermal processing of household and industrial waste with natural humidity is implemented by the proposed device as follows. The diesel engine 7 is started. FIG. 1 and an electric generator 18, include an electric motor 19 for driving a screw conveyor 22 of a loading hopper 23, and household and industrial waste is transferred to the cavity of the pyrolysis chamber 3 with a cylindrical body 1 of a gas generator 2, where they are picked up by a screw conveyor 21 when the electric motor 19 is turned on with a gear reducer 20. Rotational speed screw conveyor 21 and the progressive movement of the waste processed by the pyrolysis method is consistent with the completion in the pyrolysis chamber 3 of the complete waste processing at a pyrolysis temperature of 800-900 ° C . The translational movement of waste in the pyrolysis chamber 3 and the pyrolysis products is carried out slowly with compaction of the pyrolysis products in the form of carbon black at the end of the chamber 3 until the pressure on the sensor increases and the end switch 27 is turned on with the shutter lid 26 of the discharge window 25 turned on and the carbon black is unloaded to the screw conveyor 24, powered by an electric motor (not shown). The temperature of 800-900 ° C in the pyrolysis chamber 3 is achieved by heating the waste transported through the metal walls of the cylindrical body 1 with the exhaust gases of diesel 7, which are supplied under pressure into the cavity of the sealed metal casing 4, covering the pyrolysis chamber 3, and released into the atmosphere through the outlet pipe 9 , with preliminary heating of gases during exhaust from a diesel engine with a temperature of 300-400 ° C in an induction furnace 29 to a temperature of ~ 1100 ° C by high-frequency currents obtained from an electric generator 18.

Полученные в процессе пиролиза отходов горючие и дымовые газы в верхней части цилиндрического корпуса 1 пиролизной камеры собирают через газо-влагосборник 10 и отводной патрубок 11 в теплообменнике 12 и конденсируют при пониженном давлении встроенным в него конденсатором 13, в жидкое низкооктаново-цетановое топливо влажностью до ω ~ 37%, а горючие газы отсасывают патрубком 14 в воздухозаборник 8 двигателя 7, при этом топливо отсасывают через патрубок 15 из конденсатора 13 кавитационным насосом 16 при физико-химическом связывании влаги с топливом и подачей под давлением жидкого низкооктано-цетанового топлива как продукта пиролиза, по трубопроводу 17 в камеру сгорания дизеля 7 с воздухозаборником 8.The combustible and flue gases obtained in the process of waste pyrolysis in the upper part of the cylindrical body 1 of the pyrolysis chamber are collected through a gas-moisture collector 10 and a branch pipe 11 in the heat exchanger 12 and condensed under reduced pressure with a built-in condenser 13 into liquid low-octane-cetane fuel with a humidity up to ω ~ 37%, and the combustible gases are sucked off by the nozzle 14 into the air intake 8 of the engine 7, while the fuel is sucked off through the nozzle 15 from the condenser 13 by a cavitation pump 16 during the physicochemical binding of moisture to the fuel and feeding under pressure a liquid low-octane-cetane fuel as a pyrolysis product through a pipe 17 to a combustion chamber of a diesel 7 with an air intake 8.

Непрерывный процесс пиролиза в пиролизной камере происходит при непрерывной подаче отходов в загрузочный бункер и их непрерывном перемещении вдоль цилиндрического корпуса пиролизной камеры до полного термического разложения в конце пиролизной камеры и сбора там до момента достижения давления выгрузки в разгрузочное окно установки.The continuous pyrolysis process in the pyrolysis chamber occurs when the waste is continuously fed into the loading hopper and continuously moved along the cylindrical body of the pyrolysis chamber until complete thermal decomposition at the end of the pyrolysis chamber and collection there until the discharge pressure is reached into the discharge window of the installation.

Получаемое октано-цетановое топливо с физико-химически связанной водой является достаточно горючей смесью для надежной работы дизеля.The resulting octane-cetane fuel with physically chemically bound water is a sufficiently combustible mixture for reliable diesel operation.

Предложенный способ успешно реализован на опытной пиролизной установке.The proposed method has been successfully implemented in an experimental pyrolysis installation.

Claims

1. The method of thermal processing of domestic and industrial waste, including starting the internal combustion engine and driving an electric generator, supplying exhaust gases from the engine under the working chamber of the pyrolysis installation with heating them from a temperature of 300-400 ° C to a temperature not lower than the start of the pyrolysis process of 800 ° C a working chamber with further emission into the atmosphere, pyrolysis of thermal processing materials in a working chamber of a gas generator to obtain a mixture of combustible and flue gases and products of thermal processing of raw materials, g exhaust gas mixture of combustible and flue gases and exhaust products of thermal processing of raw materials, exhaust gas mixture of combustible and flue gases with moisture vapor into a condenser and receive liquid fuel and combustible gas with atmospheric oxygen for the engine, water heating in a boiler for domestic use and heat exchangers for residential premises , obtaining electricity for household needs from an engine generator, utilizing harmful exhaust gases from an engine, controlling the temperature of the pyrolysis mode and loading and unloading pyrolysis working chamber, characterized in that the loading and transfer of waste and products of their pyrolysis processing in the working chamber to the place of unloading is carried out by separate screw loading and working conveyors, the drive of which is carried out from electric motors with power from the electric generator of the engine through mechanical gearboxes, the electric motors of the conveyors are connected by electrical connection to the pressure switch of the limit switch, which is installed in the inner cavity of the working chamber of the pyrolysis installation on the end wall in front of the discharge opening, the discharge opening is mechanically opened by a signal from the limit switch sensor, a diesel engine is used as an internal combustion engine, exhaust gases with a temperature of 300-400 ° C are sent to an induction furnace and heated to a temperature of 1100 ° C by high-frequency currents, after which they are sent under a thermally insulated basalt glass wool sealed casing along the working chamber with heating the waste transported in it with a working screw conveyor to a temperature of 800-900 ° C and the pyrolysis process waste, where through the upper outlet openings in the working chamber a mixture of combustible and flue gases with water vapor with a total humidity of up to 37% is sucked off by a cavitation pump and then sent to a heat exchanger, from where the condensate obtained is in the form of low-octane-cetane fuel in a combustible mixture with physically-chemically bound water sent under the influence of vacuum into the discharged combustion chamber of the diesel engine, and the electric drive of the cavitation pump is carried out from the diesel generator.

2. A device for the thermal processing of domestic and industrial waste, consisting of a cylindrical gas generator housing mounted on a mobile base with a pyrolysis chamber and a heat-insulating hermetic casing, forming a closed annular cavity of the casing around the gas generator housing pipe with an exhaust pipe for the internal combustion engine and an outlet pipe into it atmosphere, from a perforated gas-moisture collector integrated in the upper part of the cylinder of the pyrolysis chamber body, with a branch pipe, passing through the annular cavity of the casing into a heat exchanger with a condenser and then connected to the air intake filter of an internal combustion engine, from an internal combustion engine with an electric current generator and with liquid fuel combustion chambers in the form of a pyrolysis product, connected through an underwater branch pipe to a liquid fuel condenser in a heat exchanger, from an electric screw conveyor located in the cylindrical pyrolysis chamber of the screw conveyor through a gear reducer, a loading hopper and an unloading a window with covers, instrumentation, characterized in that the liquid fuel condenser is connected by a nozzle to the engine combustion chamber through a cavitation pump, the internal combustion engine being made in the form of a diesel engine, the exhaust pipes of which are connected to the annular cavity of the pyrolysis chamber casing through an induction furnace, heating diesel exhaust gases with high-frequency currents, and the loading window with a hopper for feedstock and the discharge window are equipped with screw conveyors.