RU2804078C1 - Установка для переработки твёрдых бытовых отходов - Google Patents
Установка для переработки твёрдых бытовых отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804078C1 RU2804078C1 RU2022129048A RU2022129048A RU2804078C1 RU 2804078 C1 RU2804078 C1 RU 2804078C1 RU 2022129048 A RU2022129048 A RU 2022129048A RU 2022129048 A RU2022129048 A RU 2022129048A RU 2804078 C1 RU2804078 C1 RU 2804078C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- window
- installation
- housing
- instrument
- charge
- Prior art date
Links
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 title abstract description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 33
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 claims description 31
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 20
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 4
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010052164 Sodium Channels Proteins 0.000 description 1
- 102000018674 Sodium Channels Human genes 0.000 description 1
- 235000017899 Spathodea campanulata Nutrition 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010073 coating (rubber) Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способам и устройствам для переработки твердых бытовых отходов. Установка для переработки твердых бытовых отходов содержит вертикально ориентированный расположенный в грунте стальной корпус, выполненный с возможностью размещения заряда в его центре, загрузочное окно в его верхней части. Корпус установки в центральной части выполнен цилиндрическим, трапецеидально сужающимся к его торцам, с возможностью вывода через нижний открытый торец корпуса в приямок под корпусом расплава металлов, образующихся при переработке твердых бытовых отходов. В боковой стенке приямка выполнено окно выпуска расплава, снабженное затвором. Внутри в боковых стенках корпуса смонтированы форсунки для сжигания кокса, между которыми смонтированы элементы активной защиты от взрывной волны, возникающей при взрыве заряда. В верхнем торце корпуса установки кроме загрузочного окна выполнено приборно-зарядное окно и окно для вывода газов, а в нижнем торце корпуса у приямка для расплава металла выполнено окно выгрузки кокса. Загрузочное, приборно-зарядное окна и окна для вывода газов и выгрузки кокса снабжены защитными крышками. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности создания технологичной многоразовой установки для переработки твердых бытовых отходов со сниженной материалоемкостью. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для переработки твердых бытовых отходов [B09B 3/00, B09B 5/00, F23G 5/00, F23G 5/24].
Из уровня техники известен СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ [RU 2156406 C1, опубл.: 20.09.2000], включающий отделение неуглеродсодержащей фракции и последующее их газифицирование в подземном газогенераторе, отличающийся тем, что перед вводом в подземный газогенератор, углеродсодержащую фракцию отходов подвергают пиролизу при температуре 500 - 600°C, при этом газообразные продукты пиролиза смешивают с газообразными продуктами процесса газификации, а оставшуюся твердую фракцию и (или) продукты очистки газообразных продуктов пиролиза вводят в подземный газогенератор, причем для осуществления процесса пиролиза утилизируют тепло отводимых газов-продуктов газификации и (или) продуктов их сгорания.
Также известен СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ [RU 2230093 C1, опубл.: 10.06.2004], включающий сортировку, дробление, прессование, пиролиз твердых бытовых отходов , отличающийся тем, что после прессования твердые бытовые отходы смешивают с вязкотекучими отходами коксохимического производства в соотношении 1:1, полученную смесь подают в угольную шихту в количестве 0,8-1,0% от массы шихты, а пиролиз проводят путем коксования шихты c получением металлургического кокса.
Недостатком аналогов является необходимость предварительной сортировки твердых бытовых отходов, смешивания с другими компонентами, низкая эффективность их сгорания, обусловленная недостаточностью температуры для полного разложения вредных веществ, сложность утилизации продуктов пиролиза и малая производительность.
Наиболее близким по технической сущности является КОТЕЛ ВЗРЫВНОГО СГОРАНИЯ [Л.И.Шибаршов, Н.П.Волошин, А.С.Ганеев, Г.А.Иванов, Ф.П.Крупин, С.Ю.Кузьминых, Б.В.Литвинов, А.И.Свалухин. Взрывная дейтериевая энергетика. Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ № 8 (40), 2006], представляющий собой подземную полость, облицованную стальной оболочкой и заполненную инертным газом, стальная оболочка выполнена для герметизации и компенсации удара по бетонному слою между полостью и грунтом, стальная оболочка защищена завесой из фонтанов жидкого натрия от нейтронов и прямого действия излучения огненного шара, образующегося при взрыве. Энергия взрыва уходит на нагрев натрия, в дальнейшем играющего теплоносителя первого контура. Квазистатическое давление внутри камеры после взрыва составляет несколько десятков атмосфер и по мере испарения натрия спадает примерно до 1 атм. Температура натрия перед взрывом около 500°С, после взрыва – 550°С. После взрыва он циркулирует в первом контуре системы теплообмена АЭС, охлаждаясь до проведения следующего взрыва. Функционирование котла взрывного сгорания обеспечивается шлюзами для опускания очередного энергозаряда в полость, устройства постоянной и периодической очистки натрия, каналы поступления натрия, каналы вывода натрия и очистки дна камеры от твердых остатков.
Основной технической проблемой является значительные массогабаритные показатели корпуса котла, выполнение стальной оболочки и бетонного слоя большой толщиной, необходимость использования до десяток тысяч тонн жидкого натрия в качестве теплоносителя первого контура, сложность расчета ядерного заряда, ошибки в которых могут привести к выходу котла из строя. Кроме того, конструкция котла прототипа не предполагает технологических элементов для выгрузки продуктов, образовавшихся после переработки твердых бытовых отходов, что снижает его срок службы.
Задача изобретения состоит в устранении недостатков прототипа.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности создания технологичной многоразовой установки для переработки твердых бытовых отходов со сниженной материалоемкостью.
Указанный технический результат достигается за счет того, что установка для переработки твердых бытовых отходов, содержащая вертикально ориентированный расположенный в грунте стальной корпус, загрузочное окно в его верхней части, заряд, помещенный в центр корпуса, отличающийся тем, что корпус установки выполнен в его центральной части цилиндрическим, трапецеидально сужающийся к его торцам с возможностью вывода через нижний открытый торец корпуса в приямок под корпусом расплава металлов, образующихся при переработке твердых бытовых отходов, при этом в боковой стенке приямка выполнено окно выпуска расплава, снабженное затвором, внутри в боковых стенках корпуса смонтированы форсунки для сжигания кокса между которыми смонтированы элементы активной защиты от взрывной волны, возникающей при взрыве заряда, помещенного в центре корпуса установки, в верхнем торце корпуса установки кроме загрузочного окна выполнено приборно-зарядное окно и окно для вывода газов, а в нижнем торце корпуса у приямка для расплава металла выполнено окно выгрузки кокса, загрузочное, приборно-зарядное окна и окна для вывода газов и выгрузки кокса снабжены защитными крышками.
В частности, внутренний радиус корпуса установки выполнен половиной длины его цилиндрической части.
В частности, элементы взрывной защиты выполнены направленными в центр корпуса установки в виде пустотелых элементов, снабженных зарядами взрывчатого вещества.
В частности, установка размещена в грунте с открытым сверху для доступа верхним торцом корпуса с приборно-зарядным окном.
В частности, поверх приборно-зарядного окна смонтирован приборно-зарядный павильон, предназначенный для размещения оборудования управления элементами установки.
В частности, через окно для вывода газов к установке подключен дымосос для откачки воздуха, паров воды и летучих фракций с возможностью повышения эффективности разложения органических природных соединений.
В частности, количество заряда взрывчатого вещества PВВ определяют как отношение количества тепла Qпир, требуемого для пиролиза твердых бытовых отходов исходя из массы m загружаемых твердых бытовых отходов внутрь установки, их удельной теплоемкости Qуд.тбо и температуры пиролиза Тпир твердых бытовых отходов к теплоте взрыва взрывчатого вещества QV по формуле:
На фигуре схематично показана установка для переработки твердых бытовых отходов, на которой обозначено: 1 – корпус, 2 – приямок для расплава металлов, 3 – окно выпуска расплава, 4 – затвор, 5 – форсунки, 6 – элементы активной защиты, 7 – приборно-зарядное окно, 8 – загрузочное окно, 9 – окно для вывода газов, 10 – окно для выгрузки кокса, 11 – защитные крышки, 12 – приборно-зарядный павильон, 13 – заряд.
Осуществление изобретения.
Установка для переработки твёрдых бытовых отходов содержит вертикально ориентированный стальной корпус 1, выполненный в его центральной части цилиндрическим, трапецеидально сужающийся к его торцам. В преимущественном варианте внутренний радиус корпуса установки примерно равен половине длины цилиндрической части. Нижний торец корпуса 1 выполнен открытым к которому смонтирован цилиндрический приямок для расплава металлов 2, в боковой стенке которого выполнено окно выпуска расплава 3, снабженное затвором 4.
В боковых стенках корпуса 1 внутри смонтированы форсунки 5 для сжигания кокса. Между форсунками 5 на боковых стенках внутри установки смонтированы элементы активной защиты 6 от взрывной (ударной) волны. Упомянутые элементы 6 выполнены направленными в центр корпуса 1 установки в виде коробчатых, трубчатых или иной формой пустотелых элементов, снабженных зарядами взрывчатого вещества.
В верхнем торце корпуса 1 установки по центру выполнено приборно-зарядное окно 7, загрузочное окно 8 и окно для вывода газов 9, а в нижнем торце корпуса 1 у приямка для расплава металла 2 выполнено окно выгрузки кокса 10.
Окна 7-10 снабжены защитными крышками 11.
Установку для переработки твердых бытовых отходов размещают в грунте, оставляя снаружи верхний торец корпуса 1 установки с приборно-зарядным окном 7. Поверх приборно-зарядного окна 7 смонтирован приборно-зарядный павильон 12, предназначенный для размещения оборудования управления элементами установки.
Переработку твердых бытовых отходов с помощью установки для переработки твердых бытовых отходов осуществляют следующим образом.
Твердые бытовые отходы через загрузочное окно 8 загружают внутрь корпуса 1 установки, снабженный зарядом 13, размещаемым в центральной части корпуса 1 установки на тросе через приборно-зарядное окно 7, при этом обеспечивают нагрев отходов внутри установки примерно до 300-500 °С, при котором происходит выпаривание массы твердых бытовых отходов. Данное условие необходимо для исключения взрывного высвобождения воды (влаги), присутствующей в отходах в момент взрыва. При температуре от 300 °С происходит активное испарение влаги и ее выход из котла при загрузке. Верхний порог температуры в 500 °С обусловлен исключением самовозгорания отдельных видов отходов, является условным и зависит от состава твердых бытовых отходов и температуры их самовозгорания которую нельзя превышать при загрузке отходов в установку.
Крышка 11 окна выгрузки кокса 10 и затвор 4 окна выпуска расплава 3 установки при загрузке твердых бытовых отходов закрыты.
При нагреве твердых бытовых отходов осуществляют откачка воздуха, образовавшихся от нагрева паров воды и летучих фракций с помощью дымососа (на фигурах не показан), подключенного через окно для вывода газов 9 с возможностью повышения эффективности разложения органических природных соединений. Откачиваемые воздух и пары подают в топливный тракт действующей тепловой схемы. Откачка производят до достижения нижней границы нормативного разрежения на всасывающем патрубке дымососа.
Количество заряда 13 взрывчатого вещества PВВ определяют как отношение количества тепла Qпир, требуемого для пиролиза твердых бытовых отходов исходя из массы m загружаемых твердых бытовых отходов внутрь установки, их удельной теплоемкости Qуд.тбо и температуры пиролиза Тпир твердых бытовых отходов к теплоте взрыва взрывчатого вещества QV по формуле:
Например, для массы твердых бытовых отходов весом m = 25000 тонн, удельной теплоемкостью QУД.ТБО = 2000 Дж/кг⋅град и температуры пиролиза ТПИР = 3000 °С количество тепла, необходимое для пиролиза твердых бытовых отходов будет равно:
QПИР =2000⋅25 000 000⋅3000 = 150 000 000 МДж.
Для уничтожения такого количества твердых бытовых отходов наиболее предпочтителен термоядерный заряд 13, состоящий из оболочки (конструктивная часть), инициатора (233U) для зажигания термоядерного заряда и термоядерного заряда (2Н). Теплота взрыва дейтерия (2Н) составляет QV = 630 ГДж/г. С учетом этого, для образования рассчитанного количества тепла QПИР для пиролиза указанной в примере массы твердых бытовых отходов необходимо примерно 200 грамм дейтерия (2Н).
При уничтожении небольшого количества твердых бытовых отходов в качестве заряда 13 используют взрывчатое вещество, например, тротил или другое, наиболее оптимальной, исходя из объема установки, массы твердых бытовых отходов и габаритных размеров заряда 13, теплотой взрыва.
Например, требуется уничтожить 10 тонн твердых бытовых отходов, удельной теплоемкостью QУД.ТБО = 2000 Дж/(кг⋅град) и при температуре пиролиза ТПИР = 3000 °С.
QПИР =2000⋅10000⋅3000 = 60 МДж.
Для уничтожения такого количества твердых бытовых отходов наиболее предпочтителен тротиловый заряд. Теплота взрыва тротила составляет QV =5,54 МДж/кг. С учетом этого, для образования рассчитанного количества тепла QПИР для пиролиза указанной в примере массы твердых бытовых отходов необходим примерно 10 килограмм тротила.
После загрузки отходов закрывают крышки 11 загрузочного окна 8, приборно-зарядного окна 7 и окна для вывода газов 9 установки. Подрывают дистанционно ядерный заряд 13. В момент взрыва заряда 13 выделяется мощное излучение и возникает ударная волна. Твердые бытовые отходы под действием излучения пиролизуются и отбрасываются к боковым стенкам корпуса 1 установки, превращаясь в защитный поверхностный слой. В момент взрыва заряда 13 активируют заряды элементов активной защиты 6, образованная ударная волна при взрыве которых разрушает и тормозит ударную волну, образованную взрывом заряда 13, что в свою очередь позволяет уменьшить размеры взрывной камеры и толщину стенок корпуса 1 установки. Кроме того, в установке, заполненной отходами, воздействие защитных зарядов способствует разрыхлению пиролизуемой массы и предотвращает ее спекание. Для усиления эффекта движение взрывов элементов активной защиты 6 направляют под углом от стенок корпуса 1, создавая тем самым вихревое движения ударных волн.
Расчетная температура пиролиза составляет около 3000 оС. При этой температуре происходит распад сложных соединений, расплавление или испарение всех компонентов кроме углерода. Углерод осаждается на боковых стенках корпуса 1 установки в виде кокса зольностью 0,2%-0,8%, а черные, цветные и редкоземельные металлы стекут в нижнюю часть установки в приямок для расплава металлов 2, откуда через окно выпуска расплава 3 после открытия затвора 4 будут направлены на сепарацию металлургическими методами. Тем же путем выводят расплав минеральных веществ. При разложении углеводородов выделяется водород и оксид углерода, которые отводят сразу или используют при кислородном сжигании углерода (кокса) по следующей схеме. После снижения температуры в объеме установки до температуры воспламенения кокса 500-600 оС включают подачу воздуха в нижнюю зону котла, где происходит выгорание кокса. Кокс могут использовать также в металлургической промышленности. Продукты горения в виде двуокиси углерода и незначительного количества золы-уноса направляют через окно для вывода газов 9 в парогенератор или водонагреватель для выработки пара или горячей воды. В результате происходит полная очистка установки и начинают подготовку к следующему циклу переработки твердых бытовых отходов.
Кроме того, предложенным способом возможна утилизация подводных лодок, в особенности атомных, проблема которых не решена в настоящее время. В настоящее время утилизация подводных лодок происходит следующим образом:
в процессе разделки из корпуса удаляют неметаллические материалы (пластик, резина, дерево и т. п.), с наружной поверхности – резиновое покрытие и отправляют на захоронение на полигон;
металлические конструкции разрезают и отправляют на металлолом;
реакторный отсек вырезают и направляют на хранение в специальном контейнере. Современные АПЛ состоят из двух корпусов: наружного – легкого и внутреннего – прочного. Прочный корпус выполнен из высокопрочной стали и имеет следующие размеры: толщина стенки – 50-70 мм и более, диаметр – 18 м и более, длина – 70 м и более. Для усиления жесткости имеются внутренние и наружные шпангоуты с шагом 600-1200 мм.
Технический результат - обеспечение возможности создания технологичной многоразовой установки для переработки твердых бытовых отходов со сниженной материалоемкостью достигается за счет того, что корпус 1 установки снабжен приямком для расплава металлов 2 с окном выпуска расплава 3 в его боковой стенке, снабженным затвором 4, приборно-зарядным окном 7, загрузочным окном 8, окном для вывода газов 9, окном выгрузки кокса 10, которые снабжены защитными крышками 11, что позволяет многократно загружать в установку твердые бытовые отходы и устанавливать заряд 13 и полностью выгружать продукты, образованные в результате подрыва заряда. Также заявленный технический результат достигается за счет того, что в боковых стенках внутри корпуса смонтированы форсунки 5 для сжигания кокса, и направленные элементы активной защиты 6 от взрывной (ударной) волны, снижающие взрывную нагрузку на боковые стенки корпуса 1.
Автором изобретения предлагается использовать корпуса утилизируемых АПЛ в качестве установки для переработки твердых бытовых отходов с применением как обычных взрывчатых веществ, так и ядерных зарядов. Для усиления корпуса котла предлагается выполнить внутреннюю и наружную облицовку тюбингами из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) по аналогии с ж/д тоннелями и метро. Эти элементы технологичны в производстве, монтаже, транспортабельны. Остальные элементы конструкции - в соответствии с описанной выше конструкцией установки. В этом варианте значительно снижается материалоемкость корпуса 1 установки для переработки твердых бытовых отходов.
Автором изобретения был разработана с помощью прикладного программного инструмента установка для переработки твердых бытовых отходов с моделированием процессов переработки. Получено, что для уничтожения 50 000 куб.м. твердых бытовых отходов объемной плотностью 0,5 тонн/куб.м, удельной теплоемкостью 2000 Дж/кг⋅°С при температуре пиролиза 3000 °С потребуется изготовление установки с объемом камеры сжигания 60 000 куб.м., толщиной стальной стенки не менее 0,5 м., при этом вес установки не менее 30 000 тонн. В прототипе же не рассматривается изготовление котлов небольших размеров для уничтожения такого же объема твердых бытовых отходов. Размеры котла КВС-25 прототипа составляет около 130 м в диаметре и около 250 м в высоте. Кроме того, для переработки твердых бытовых отходов требуется большое количество (десятки тыс. тонн) жидкого натрия в качестве теплоносителя первого контура, а также защитной стенки для корпуса, образуемой путем разбрызгивания в объеме котла.
Claims (8)
1. Установка для переработки твердых бытовых отходов, содержащая вертикально ориентированный расположенный в грунте стальной корпус, выполненный с возможностью размещения заряда в его центре, загрузочное окно в его верхней части, отличающаяся тем, что корпус установки в центральной части выполнен цилиндрическим, трапецеидально сужающимся к его торцам, с возможностью вывода через нижний открытый торец корпуса в приямок под корпусом расплава металлов, образующихся при переработке твердых бытовых отходов, при этом в боковой стенке приямка выполнено окно выпуска расплава, снабженное затвором, внутри в боковых стенках корпуса смонтированы форсунки для сжигания кокса, между которыми смонтированы элементы активной защиты от взрывной волны, возникающей при взрыве заряда, в верхнем торце корпуса установки кроме загрузочного окна выполнено приборно-зарядное окно и окно для вывода газов, а в нижнем торце корпуса у приямка для расплава металла выполнено окно выгрузки кокса, загрузочное, приборно-зарядное окна и окна для вывода газов и выгрузки кокса снабжены защитными крышками.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутренний радиус корпуса установки выполнен половиной длины его цилиндрической части.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что элементы взрывной защиты выполнены в виде направленных в центр корпуса установки пустотелых элементов, снабженных зарядами взрывчатого вещества.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что установка размещена в грунте с открытым сверху для доступа верхним торцом корпуса с приборно-зарядным окном.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что поверх приборно-зарядного окна смонтирован приборно-зарядный павильон, предназначенный для размещения оборудования управления элементами установки.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что через окно для вывода газов к установке подключен дымосос для откачки воздуха, паров воды и летучих фракций с возможностью повышения эффективности разложения органических природных соединений.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что количество заряда взрывчатого вещества PВВ определяют как отношение количества тепла Qпир, требуемого для пиролиза твердых бытовых отходов исходя из массы m загружаемых твердых бытовых отходов внутрь установки, их удельной теплоемкости Qуд.тбо и температуры пиролиза Тпир твердых бытовых отходов к теплоте взрыва взрывчатого вещества QV по формуле
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2804078C1 true RU2804078C1 (ru) | 2023-09-27 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU976222A1 (ru) * | 1981-04-06 | 1982-11-23 | За витель | Печь дл сжигани отходов |
| DE3224328C2 (de) * | 1982-01-18 | 1984-04-19 | SKF Steel Engineering AB, 81300 Hofors | Verfahren und Anlage zur Umwandlung von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare, chemische Substanzen enthalten |
| US5095829A (en) * | 1989-11-07 | 1992-03-17 | Nevels Leonardus M M | Method for combusting multifarious waste material, and an oven to be used thereby |
| US6260464B1 (en) * | 1998-12-03 | 2001-07-17 | Bechtel Corporation | In-situ implosion for destruction of dangerous materials |
| FR2937331A1 (fr) * | 2008-10-20 | 2010-04-23 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif de thermolyse de dechets industriels et/ou menagers |
| RU2592891C2 (ru) * | 2011-04-21 | 2016-07-27 | Тетроникс (Интернешнл) Лимитед | Способ обработки отходов |
| RU2729301C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2020-08-05 | Акционерное общество «Радиотехнические и Информационные Системы Воздушно-космической обороны (АО «РТИС ВКО») | Утилизатор бытовых отходов |
| RU201654U1 (ru) * | 2020-06-16 | 2020-12-25 | Иван Викторович Рыбаков | Пиролизный котел-утилизатор |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU976222A1 (ru) * | 1981-04-06 | 1982-11-23 | За витель | Печь дл сжигани отходов |
| DE3224328C2 (de) * | 1982-01-18 | 1984-04-19 | SKF Steel Engineering AB, 81300 Hofors | Verfahren und Anlage zur Umwandlung von Abfallstoffen, welche thermisch zersetzbare, chemische Substanzen enthalten |
| US5095829A (en) * | 1989-11-07 | 1992-03-17 | Nevels Leonardus M M | Method for combusting multifarious waste material, and an oven to be used thereby |
| US6260464B1 (en) * | 1998-12-03 | 2001-07-17 | Bechtel Corporation | In-situ implosion for destruction of dangerous materials |
| FR2937331A1 (fr) * | 2008-10-20 | 2010-04-23 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif de thermolyse de dechets industriels et/ou menagers |
| RU2592891C2 (ru) * | 2011-04-21 | 2016-07-27 | Тетроникс (Интернешнл) Лимитед | Способ обработки отходов |
| RU2729301C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2020-08-05 | Акционерное общество «Радиотехнические и Информационные Системы Воздушно-космической обороны (АО «РТИС ВКО») | Утилизатор бытовых отходов |
| RU201654U1 (ru) * | 2020-06-16 | 2020-12-25 | Иван Викторович Рыбаков | Пиролизный котел-утилизатор |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Л.И.Шибаршов, Н.П.Волошин, А.С.Ганеев, Г.А.Иванов, Ф.П.Крупин, С.Ю.Кузьминых, Б.В.Литвинов, А.И.Свалухин. Взрывная дейтериевая энергетика. Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология" АЭЭ N8 (40), 2006. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6178899B1 (en) | Waste treatment method and waste treatment apparatus | |
| EP0382673B1 (en) | Method and apparatus for cofiring hazardous waste in industrial rotary kilns | |
| US5582119A (en) | Treatment of explosive waste | |
| US3996044A (en) | Electro-pyrolytic upright shaft type solid refuse disposal and conversion process | |
| US6005149A (en) | Method and apparatus for processing organic materials to produce chemical gases and carbon char | |
| US5851246A (en) | Apparatus for gasifying organic materials | |
| KR20120128752A (ko) | 플라즈마를 이용한 방사성 폐기물 처리장치 및 처리방법 | |
| JPS60120300A (ja) | 放射性廃棄物の処理方法及び炉 | |
| GB2164733A (en) | Method of destroying hazardous wastes | |
| WO2006110706A2 (en) | Process and apparatus using a molten metal bath | |
| US5660123A (en) | Method and installation for the destruction of noxious materials | |
| CN107152684A (zh) | 废物焚烧方法 | |
| US3862887A (en) | Method for processing heat-decomposable non-gaseous materials | |
| CN214218661U (zh) | 一种等离子气化熔融炉的连续进料系统 | |
| RU2804078C1 (ru) | Установка для переработки твёрдых бытовых отходов | |
| JP2019003921A (ja) | Ｔｒｅ式廃ｎａｓ電池リサイクルプラント | |
| JP4440696B2 (ja) | 下水汚泥の炭化方法 | |
| Normatova et al. | Reducing dust pollution in the production of mass explosions in quarries | |
| US4436037A (en) | Continuous ignition source for controlled disposal of combustible polymer waste in a fluidized bed reactor | |
| EP0643817B1 (en) | Generation of electricity from waste material | |
| EA000230B1 (ru) | Устройство для взрывания, сжигания и пиролиза для экологически чистого устранения опасного материала | |
| van Ham | Recycling and disposal of munitions and explosives | |
| CN209655308U (zh) | 一种多功能直筒放射性废物控氧焚烧装置 | |
| RU2097855C1 (ru) | Устройство для переработки твердых радиоактивных отходов | |
| US20130105469A1 (en) | Reactive Waste Deactivation Facility |