[go: up one dir, main page]

RU2809374C1 - Method of plasmothermal processing of solid waste - Google Patents

Method of plasmothermal processing of solid waste Download PDF

Info

Publication number
RU2809374C1
RU2809374C1 RU2023112938A RU2023112938A RU2809374C1 RU 2809374 C1 RU2809374 C1 RU 2809374C1 RU 2023112938 A RU2023112938 A RU 2023112938A RU 2023112938 A RU2023112938 A RU 2023112938A RU 2809374 C1 RU2809374 C1 RU 2809374C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working chamber
cone
truncated
waste
plasma
Prior art date
Application number
RU2023112938A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Смирнов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛОГИСТИКА"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛОГИСТИКА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛОГИСТИКА"
Application granted granted Critical
Publication of RU2809374C1 publication Critical patent/RU2809374C1/en

Links

Abstract

FIELD: waste disposal.
SUBSTANCE: invention can be used in industry and municipal services when processing waste of various compositions and physical states. A method of plasma-thermal processing of solid waste, in which there is a continuous supply of air into the upper working chamber of a furnace reactor, supply of raw materials for ignition into the upper working chamber onto the outer truncated-cone-shaped surface of the middle working chamber of the furnace reactor, ignition and heating of the middle working chamber. Subsequent feeding of waste into the upper working chamber, drying, heating and burning until flammable pyrolysis gases are formed, which are then directed through the gas outlet openings through recirculation pipes from the upper working chamber through the lower working chamber into the middle working chamber, limited by an internal truncated-cone-shaped space, inside which a plasma cloud is formed, heating the truncated cone-shaped surface from the inside. At the same time, the air continuously supplied through the lower working chamber is pushed into the internal truncated-cone-shaped space of the middle working chamber, under the pressure of which the plasma cloud is transferred through holes in the truncated-cone-shaped surface in the form of plasma jets into the upper working chamber, ensuring thermal destruction of waste throughout the truncated-cone-shaped area at the temperature of the superadiabatic combustion conditions. The resulting pyrolysis gases are additionally enriched with air along the perimeter of the truncated part of the cone, after which a flow of heated air-enriched pyrolysis gases is thrown into the lower working chamber, returning the upward gas flow to the operating cycle carried out in the furnace reactor. Downward flow of contaminated pyrolysis gases under pressure is directed into the afterburning chamber, where they are heated to the temperature at which harmful substances decompose into molecules, and the clean gases are cooled and discharged into the exhaust pipe.
EFFECT: increased efficiency of the separation process.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области утилизации отходов и может быть использовано в промышленности, коммунальном хозяйстве при переработке отходов различного состава и агрегатного состояния.The invention relates to the field of waste disposal and can be used in industry and municipal services when processing waste of various compositions and physical states.

В 21 веке проблема мусорных свалок грозит перерасти в глобальную катастрофу. Свалки занимают сотни гектар земли, чадят, дымят, загрязняют землю, воздух, воду, выделяют ядовитые и вредные вещества, образующиеся в результате самопроизвольного неорганизованного горения и разложения мусора.In the 21st century, the problem of landfills threatens to develop into a global catastrophe. Landfills occupy hundreds of hectares of land, smoke, smoke, pollute the land, air, water, and emit toxic and harmful substances resulting from spontaneous unorganized combustion and decomposition of garbage.

Захоронение мусора в землю не решает проблему, а усугубляет ее, т.к. позволяет только спрятать утиль, не защитив от него окружающую среду. Гниение мусора может продолжаться десятилетиями, загрязняя грунтовые воды и выделяя в атмосферу токсичные газы.Burying garbage in the ground does not solve the problem, but aggravates it, because... It only allows you to hide waste without protecting the environment from it. Rotting waste can continue for decades, polluting groundwater and releasing toxic gases into the atmosphere.

Также не решает проблему и сжигание мусора на мусороперерабатывающих заводах, т.к. при сжигании отходов в атмосферу выбрасываются тонны вредных веществ, в том числе диоксины и фураны, представляющие угрозу всему живому.Also, burning waste at waste treatment plants does not solve the problem, because... When waste is burned, tons of harmful substances are released into the atmosphere, including dioxins and furans, which pose a threat to all living things.

В настоящее время перспективным направлением переработки и обезвреживания отходов является плазменная переработка мусорных завалов.Currently, a promising area of waste processing and disposal is plasma processing of garbage rubble.

Ключевым преимуществом плазменной технологии являются высокие температуры, получаемые при плазменном горении, составляющие от 1200°С и выше. Сущность такой технологии - это термохимическое разложение органических компонентов до атомного уровня и их ионизация с последующим получением газа (смесь водорода, монооксида углерода с примесями других горючих газов), который может в дальнейшем применяться в качестве чистого топлива или как первичный продукт для органического синтеза. Выбросы токсинов сокращаются на 99%. При этом неорганический компонент - твердые отходы (шлак) представляет собой экологически безопасный материал, который может применяться как композитный материал в строительстве. Таким образом, плазменная утилизация отходов позволяет полностью разлагать мусор на безопасные и ценные соединения. Другое важное преимущество такой технологии - его практическая универсальность, т.е. широкий спектр перерабатываемых материалов: твердые, жидкие, газообразные.The key advantage of plasma technology is the high temperatures obtained during plasma combustion, ranging from 1200°C and above. The essence of this technology is the thermochemical decomposition of organic components to the atomic level and their ionization with the subsequent production of gas (a mixture of hydrogen, carbon monoxide with admixtures of other flammable gases), which can subsequently be used as pure fuel or as a primary product for organic synthesis. Toxin emissions are reduced by 99%. At the same time, the inorganic component - solid waste (slag) is an environmentally friendly material that can be used as a composite material in construction. Thus, plasma waste recycling allows you to completely decompose waste into safe and valuable compounds. Another important advantage of this technology is its practical versatility, i.e. wide range of processed materials: solid, liquid, gaseous.

Из уровня техники известны различные способы переработки отходов с использованием плазменных технологий (патенты РФ на изобретение №№2038537, 2108517, 2143086, 2183794, 2246072, 2716652).Various methods of waste processing using plasma technologies are known from the prior art (RF patents for invention No. 2038537, 2108517, 2143086, 2183794, 2246072, 2716652).

Как правило, установки, реализующие известные способы, содержат генераторы плазмы (плазмотроны) или применяется стороннее топливо и систему очистки газов. Они обладают высокой эффективностью, но в то же время представляют собой достаточно сложные конструкции, а также требуют больших энергозатрат, что приводит к существенному удорожанию как самих конструкций, так и процесса переработки отходов.As a rule, installations implementing known methods contain plasma generators (plasmatrons) or use third-party fuel and a gas purification system. They are highly efficient, but at the same time they are quite complex structures and also require high energy consumption, which leads to a significant increase in the cost of both the structures themselves and the waste recycling process.

Известен способ утилизации топлива в сверхадиабатическом режиме (патент РФ на изобретение №2305129, МПК C10L9/08, опубл. 27.08.2007 г.) посредством двухстадийного фильтрационного горения с образованием синтез-газа, с последующей его утилизацией с избытком окислителя, отличающийся тем, что температуру процесса поддерживают на уровне 2000-2300 К путем увеличения температуры подогрева топлива Тн в пределах 350°С<Тн<500°С за счет дополнительной рекуперации тепла с достижением стадии диссоциации воды с получением водорода, вовлекаемого в процесс горения в качестве топлива.There is a known method of fuel utilization in a superadiabatic mode (RF patent for invention No. 2305129, IPC C10L9/08, published on August 27, 2007) through two-stage filtration combustion with the formation of synthesis gas, followed by its utilization with an excess of oxidizer, characterized in that the process temperature is maintained at the level of 2000-2300 K by increasing the fuel heating temperature Tn within 350°C<Tn<500°C due to additional heat recovery with reaching the stage of water dissociation to produce hydrogen involved in the combustion process as fuel.

Недостатком известного решения является то, что конструктивные особенности установки, реализующей способ, не позволяют переработать без дополнительных затрат топлива отходы как без их предварительной подготовки, так и за рамками жестких ограничений их по влажности и узкого диапазона соотношения органических и неорганических компонентов, а также с учетом экологических требований.The disadvantage of the known solution is that the design features of the installation that implements the method do not allow waste to be processed without additional fuel costs, both without their preliminary preparation and beyond the strict limits of their moisture content and a narrow range of the ratio of organic and inorganic components, as well as taking into account environmental requirements.

Известен способ плазмотермической переработки твердых отходов (патент РФ на изобретение №2772320, МПК F23G 5/027, F23G 5/24, опубл. 18.05.2022), включающий непрерывную подачу воздуха в верхнюю рабочую камеру печного реактора, подачу сырья для розжига в верхнюю рабочую камеру на внешний конусообразный контур колосниковой решетки, розжиг и прогрев колосниковой решетки, подачу отходов в верхнюю рабочую камеру, их подсушку, разогрев и сжигание до образования из отходов горючих пиролизных газов, последующее их вбрасывание по рециркуляционным патрубкам под действием давления, создаваемого дымососом и подаваемым воздухом, нисходящего газового потока в нижнюю камеру сгорания, в которой формируется вихревой восходящий поток разогретых до высокой температуры газов, который, поднимаясь, попадает во внутреннее конусообразное пространство колосниковой решетки, формируя внутри нее плазменное облако, которое разогревает изнутри колосниковую решетку и поступающие на внешний контур колосниковой решетки отходы до достижения температуры термической деструкции, после чего поток разогретых пиролизных газов через рециркуляционные патрубки снова вбрасывают в нижнюю рабочую камеру, возвращая восходящий поток газа повышенной температуры в рабочий цикл плазмотермической переработки в печном реакторе, а нисходящий поток загрязненных пиролизных газов пониженной температуры под давлением, создаваемым дымососом, направляют в верхнюю часть камеры дожита, где их подогревают до температуры 1200-1700°С, в результате чего все вредные вещества распадаются на молекулы, а чистые газы опускаются вниз камеры дожита, где их охлаждают до 350°С и выводят в выхлопную трубу.There is a known method for plasma-thermal processing of solid waste (RF patent for invention No. 2772320, IPC F23G 5/027, F23G 5/24, publ. 05/18/2022), including continuous supply of air to the upper working chamber of the furnace reactor, supply of raw materials for ignition to the upper working chamber onto the outer cone-shaped contour of the grate, ignition and warming up of the grate, feeding waste into the upper working chamber, drying it, heating and burning until flammable pyrolysis gases are formed from the waste, their subsequent injection through the recirculation pipes under the influence of pressure created by the smoke exhauster and supplied air , a downward gas flow into the lower combustion chamber, in which a vortex ascending flow of gases heated to a high temperature is formed, which, rising, enters the internal cone-shaped space of the grate, forming a plasma cloud inside it, which heats the grate from the inside and enters the external contour of the grate waste grates until the temperature of thermal destruction is reached, after which the flow of heated pyrolysis gases through the recirculation pipes is again thrown into the lower working chamber, returning the upward flow of gas at elevated temperature to the working cycle of plasma-thermal processing in the furnace reactor, and the downward flow of contaminated pyrolysis gases at low temperature under pressure, created by a smoke exhauster, are directed to the upper part of the dozhit chamber, where they are heated to a temperature of 1200-1700 ° C, as a result of which all harmful substances disintegrate into molecules, and clean gases fall down to the bottom of the dozhit chamber, where they are cooled to 350 ° C and discharged into the exhaust pipe.

К недостаткам известного способа относится недостаточная эффективность процесса переработки отходов.The disadvantages of this known method include the insufficient efficiency of the waste recycling process.

Задачей, решаемой изобретением, является создание способа плазмотермической переработки твердых отходов, существенно повышающего эффективность процесса, при этом не требующего больших энергозатрат. The problem solved by the invention is to create a method for plasma-thermal processing of solid waste, which significantly increases the efficiency of the process, while not requiring large energy consumption.

Для решения поставленной задачи предлагается способ плазмотермической переработки твердых отходов, при котором осуществляют непрерывную подачу воздуха в верхнюю рабочую камеру печного реактора, подачу сырья для розжига в верхнюю рабочую камеру на внешнюю усеченно-конусообразную поверхность средней рабочей камеры печного реактора, розжиг и прогрев средней рабочей камеры, последующую подачу отходов в верхнюю рабочую камеру, их подсушку, разогрев и сжигание до образования горючих пиролизных газов, которые затем направляют через отверстия вывода газа по рециркуляционным патрубкам из верхней рабочей камеры через нижнюю рабочую камеру в среднюю рабочую камеру, ограниченную внутренним усеченно-конусообразным пространством, внутри которого формируют плазменное облако, разогревающее изнутри усеченно-конусообразную поверхность, параллельно обеспечивают выталкивание непрерывно подаваемого через нижнюю рабочую камеру воздуха во внутреннее усеченно-конусообразное пространство средней рабочей камеры, под давлением которого плазменное облако через отверстия в усеченно-конусообразной поверхности в виде плазменных струй переносят в верхнюю рабочую камеру, обеспечивая термическую деструкцию отходов по всей усеченно-конусообразной площади при температуре сверхадиабатического режима горения, при этом образуемые пиролизные газы дополнительно обогащают воздухом по периметру усеченной части конуса, после чего поток разогретых обогащенных воздухом пиролизных газов вбрасывают в нижнюю рабочую камеру, возвращая восходящий поток газа в рабочий цикл, осуществляемый в печном реакторе, а нисходящий поток загрязненных пиролизных газов под давлением направляют в камеру дожига, где их подогревают до температуры распада вредных веществ на молекулы, а чистые газы охлаждают и выводят в выхлопную трубу.To solve this problem, a method of plasma-thermal processing of solid waste is proposed, in which air is continuously supplied to the upper working chamber of the furnace reactor, raw materials for ignition are supplied to the upper working chamber on the outer truncated-cone-shaped surface of the middle working chamber of the furnace reactor, ignition and heating of the middle working chamber , subsequent feeding of waste into the upper working chamber, drying, heating and burning until flammable pyrolysis gases are formed, which are then directed through the gas outlet openings through recirculation pipes from the upper working chamber through the lower working chamber into the middle working chamber, limited by an internal truncated-cone-shaped space , inside of which a plasma cloud is formed, heating the truncated-cone-shaped surface from the inside; in parallel, the air continuously supplied through the lower working chamber is pushed into the internal truncated-cone-shaped space of the middle working chamber, under the pressure of which the plasma cloud through the holes in the truncated-cone-shaped surface in the form of plasma jets transferred to the upper working chamber, ensuring thermal destruction of the waste over the entire truncated cone-shaped area at the temperature of the superadiabatic combustion regime, while the resulting pyrolysis gases are additionally enriched with air along the perimeter of the truncated part of the cone, after which a flow of heated air-enriched pyrolysis gases is thrown into the lower working chamber, returning the upward flow of gas to the operating cycle carried out in the furnace reactor, and the downward flow of contaminated pyrolysis gases under pressure is sent to the afterburning chamber, where they are heated to the temperature of the decomposition of harmful substances into molecules, and the clean gases are cooled and discharged into the exhaust pipe.

Сущность изобретения подробно поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated in detail by drawings, where:

- на Фиг. 1 изображена схема установки для реализации способа плазмотермической переработки отходов;- in Fig. 1 shows a diagram of the installation for implementing the method of plasma-thermal waste processing;

- на Фиг. 2 - общий вид колосниковой решетки в составе установки для реализации способа плазмотермической переработки отходов;- in Fig. 2 - general view of the grate as part of the installation for implementing the method of plasma-thermal waste processing;

- на Фиг. 3 - общий вид лопатки колосниковой решетки в составе установки для реализации способа плазмотермической переработки отходов.- in Fig. 3 - general view of the grate blade as part of the installation for implementing the method of plasma-thermal waste processing.

Предложенный способ реализуется посредством установки для плазмотермической переработки отходов (Фиг. 1), которая содержит технологически последовательно соединенные патрубками печной реактор (1), камеру дожига (2), дымосос (3) и выхлопную трубу (4). Печной агрегат (1) выполнен в виде цилиндра, вертикально расположенного внутри футерованного корпуса, снабженного крышкой (5) и дверным блоком (6) с технологическим отверстием (7) для поступления нагнетаемого воздуха. Корпус печного реактора (1) разделен на верхнюю (8) и среднюю (9) рабочие камеры усеченно-конусообразной поверхностью колосниковой решетки (10), а также на среднюю (9) и нижнюю (11) рабочие камеры жестко закрепленной кольцевой подставкой (12) с опорными элементами (13), на которой установлена колосниковая решетка (10).The proposed method is implemented through an installation for plasma-thermal waste processing (Fig. 1), which contains a furnace reactor (1), an afterburner chamber (2), a smoke exhauster (3) and an exhaust pipe (4) technologically connected in series by pipes. The furnace unit (1) is made in the form of a cylinder, vertically located inside a lined housing, equipped with a lid (5) and a door block (6) with a technological hole (7) for the intake of forced air. The furnace reactor body (1) is divided into the upper (8) and middle (9) working chambers by a truncated cone-shaped surface of the grate (10), as well as into the middle (9) and lower (11) working chambers by a rigidly fixed ring stand (12) with supporting elements (13), on which a grate (10) is installed.

Колосниковая решетка (10) (Фиг. 2) в предпочтительном варианте выполнена из жаропрочной стали 20Х25Н19С2Л или высоколегированного чугуна ЧЮ22Ш и представляет собой усеченный конус с расположенными коаксиально сверху круглой пластиной (14), образующей верхнее основание, и снизу кольцевым элементом (15), образующим нижнее основание, а также равномерно установленных по их окружностям полых трехгранных лопаток (16). Лопатки (минимум 12) имеют трапециевидный профиль, с углом расположения трапециевидных плоскостей от 25 до 30° к радиусам оснований. При этом смежные трапециевидные грани (17), (18) (Фиг. 3) лопатки (16), одна из которых (18) обращена вовнутрь конуса, а другая (17) (Фиг. 2) - наружу, формируют в месте схождения входную кромку (19) (Фиг. 3), которая выполнена под углом к плоскости нижнего основания от 75 до 85°. Третья грань (20) (Фиг. 2) обращена наружу конуса и формирует выходную кромку (21) (Фиг. 3), которая расположена под углом к плоскости нижнего основания от 50 до 70°. Каждая лопатка (16) снабжена сквозным, ограниченным внутренней полостью лопатки продольным каналом (Фиг. 2) с нижним входным (22) и верхним выходным (23) отверстиями, а также выходными щелевыми отверстиями (24) (Фиг. 3), выполненными в трапециевидной гране (18).The grate (10) (Fig. 2) is preferably made of heat-resistant steel 20Х25Н19С2Л or high-alloy cast iron ChYu22Sh and is a truncated cone with a round plate (14) located coaxially on top, forming the upper base, and a ring element (15) at the bottom, forming lower base, as well as hollow triangular blades (16) evenly installed around their circumferences. The blades (minimum 12) have a trapezoidal profile, with the angle of the trapezoidal planes from 25 to 30° to the radii of the bases. In this case, the adjacent trapezoidal faces (17), (18) (Fig. 3) of the blades (16), one of which (18) faces inward of the cone, and the other (17) (Fig. 2) faces outward, form the entrance edge (19) (Fig. 3), which is made at an angle to the plane of the lower base from 75 to 85°. The third face (20) (Fig. 2) faces outside the cone and forms the exit edge (21) (Fig. 3), which is located at an angle to the plane of the lower base from 50 to 70°. Each blade (16) is equipped with a through, limited by the internal cavity of the blade, longitudinal channel (Fig. 2) with a lower inlet (22) and an upper outlet (23) holes, as well as outlet slotted holes (24) (Fig. 3), made in a trapezoidal shape. facet (18).

Крышка (5) корпуса печного реактора (1) может быть снабжена подъемным механизмом (25). На крышке имеется отверстие с фиксированной дверцей для подачи жидких или газообразных отходов (на чертежах не показаны), в том числе и истекающих выхлопных газов установки. На корпусе также может быть расположен дверной блок с технологическим отверстием для визуального наблюдения процесса (на чертежах не показаны).The cover (5) of the furnace reactor body (1) can be equipped with a lifting mechanism (25). The cover has a hole with a fixed door for supplying liquid or gaseous waste (not shown in the drawings), including the exhaust gases of the installation. A door block with a technological hole for visual observation of the process (not shown in the drawings) can also be located on the body.

Один из предпочтительных вариантов реализации способа плазмотермической переработки отходов продемонстрирован далее на примере.One of the preferred options for implementing the method of plasma-thermal waste processing is demonstrated below with an example.

Для начала процесса переработки отходов нажатием соответствующей кнопки на панели управления (26) (Фиг. 1) блока управления (27) запускают подъемный механизм (25) открытия крышки (5) корпуса печного реактора (1). Затем засыпают в верхнюю рабочую камеру (8) на колосниковую решетку (10) сырье для розжига. Уровень сырья розжига должен полностью закрывать верхний край колосниковой решетки (3). Затем нажатием соответствующей кнопки на панели управления (26) выбирают пусковой режим, который осуществляется при частоте вращения вентилятора (27) дымососа (3) 150 Гц. Далее производят розжиг колосниковой решетки (10), после чего закрывают крышку (5) нажатием соответствующей кнопки на панели управления (26) и осуществляют прогрев. Через 20-40 минут переводят установку в рабочий режим при частоте вращения вентилятора (27) дымососа (3) 240-320 Гц и в верхнюю рабочую камеру (8) загружают отходы, которые, попадая на разогретую колосниковую решетку (10), проходят стадию подсушки и разогрева. При горении отходов образуется пиролизный газ, который под давлением, создаваемым дымососом (3) и воздухом, поступающим через технологическое отверстие (7) дверного блока (6), направляют через отверстия (28) вывода газа по рециркуляционным патрубкам (29) из верхней рабочей камеры (8) через нижнюю рабочую камеру (11) в среднюю рабочую камеру (9), ограниченную внутренней частью колосниковой решетки (10), образуя внутри нее плазменное облако. Параллельно за счет давления дымососа обеспечивается всасывание воздуха через технологическое отверстие (7) дверного блока (6) во внутренние полости лопаток (16) (Фиг. 2) колосниковой решетки (10) через нижние входные (треугольные) отверстия (22). При этом часть воздуха выталкивается через внутренние щелевые отверстия (24) (Фиг. 3) лопаток (16) во внутреннюю часть колосниковой решетки (10) (Фиг. 2), под давлением которого плазменные струи через щелевые зазоры между лопатками (16), огибая со стороны входных кромок (19) (Фиг. 3) трапециевидные грани (18), (17) (Фиг. 2) и выходные кромки (21) (Фиг. 3), под оптимальным углом переносятся на внешний контур колосниковой решетки (10) (Фиг. 2), обеспечивая равномерное распределение потока по всей поверхности внешнего контура, максимально увеличивая тем самым площадь термической деструкции отходов и повышая температуру сгорания до 1700-3200°С в сверхадиабатическом режиме горения. При этом часть всасываемого во внутренние полости лопаток (16) воздуха через выходные отверстия (23) обогащает образуемые пиролизные газы по периметру верхней усеченной конусной части колосниковой решетки (10). Причем дополнительно используется энергия микроразрядов статического электричества, образованная при динамике движении сырья по колосниковой решетке за счет ее конструктивных особенностей, а также за счет деструкции частиц утилизируемой органики на углеводороды и оксид углерода, что позволяет максимально увеличить адиабатические характеристики процесса горения, а, следовательно, уменьшить временной цикл деструкции отходов, что в конечном счете позволяет работать с более сложным морфологическим составом входящего сырья и отходов.To start the waste recycling process, pressing the corresponding button on the control panel (26) (Fig. 1) of the control unit (27) starts the lifting mechanism (25) for opening the cover (5) of the furnace reactor body (1). Then the raw materials for ignition are poured into the upper working chamber (8) onto the grate (10). The level of ignition material must completely cover the upper edge of the grate (3). Then, by pressing the corresponding button on the control panel (26), the starting mode is selected, which is carried out at a rotation speed of the fan (27) of the smoke exhauster (3) of 150 Hz. Next, the grate (10) is ignited, after which the lid (5) is closed by pressing the corresponding button on the control panel (26) and warmed up. After 20-40 minutes, the installation is switched to operating mode at a rotation speed of the fan (27) of the smoke exhauster (3) of 240-320 Hz and waste is loaded into the upper working chamber (8), which, falling onto the heated grate (10), goes through the drying stage and warming up. When burning waste, pyrolysis gas is formed, which, under the pressure created by the smoke exhauster (3) and the air entering through the technological opening (7) of the door block (6), is directed through the gas outlet openings (28) through the recirculation pipes (29) from the upper working chamber (8) through the lower working chamber (11) into the middle working chamber (9), limited by the inner part of the grate (10), forming a plasma cloud inside it. In parallel, due to the pressure of the smoke exhauster, air is sucked through the technological hole (7) of the door block (6) into the internal cavities of the blades (16) (Fig. 2) of the grate (10) through the lower inlet (triangular) holes (22). In this case, part of the air is pushed through the internal slotted openings (24) (Fig. 3) of the blades (16) into the inner part of the grate (10) (Fig. 2), under the pressure of which the plasma jets through the slotted gaps between the blades (16), bending around from the side of the inlet edges (19) (Fig. 3), trapezoidal edges (18), (17) (Fig. 2) and outlet edges (21) (Fig. 3), at an optimal angle, are transferred to the outer contour of the grate (10) (Fig. 2), ensuring uniform flow distribution over the entire surface of the external circuit, thereby maximizing the area of thermal destruction of waste and increasing the combustion temperature to 1700-3200 ° C in a superadiabatic combustion mode. In this case, part of the air sucked into the internal cavities of the blades (16) through the outlet holes (23) enriches the generated pyrolysis gases along the perimeter of the upper truncated conical part of the grate (10). Moreover, the energy of micro-discharges of static electricity is additionally used, formed during the dynamics of the movement of raw materials along the grate due to its design features, as well as due to the destruction of particles of recycled organic matter into hydrocarbons and carbon monoxide, which makes it possible to maximize the adiabatic characteristics of the combustion process, and, consequently, reduce time cycle of waste destruction, which ultimately makes it possible to work with a more complex morphological composition of incoming raw materials and waste.

Далее поток разогретых и обогащенных воздухом пиролизных газов через рециркуляционные патрубки (29) (Фиг. 1) снова вбрасывают в нижнюю рабочую камеру (11) с последующим повторением в печном реакторе (1) цикла для восходящего потока газа повышенной температуры. При этом нисходящий поток загрязненных пиролизных газов пониженной температуры под давлением, создаваемым дымососом (3), по патрубку (30) истекает в верхнюю часть камеры дожита (2) и закручивается по спирали вокруг патрубка (31). Температура в верхней части камеры дожита (2) достигает 1200-1700°С. При такой температуре все вредные вещества (диоксины, фураны) распадаются на молекулы. Чистые газы опускаются вниз камеры дожига (2), охлаждаясь до 350°С и через входное отверстие патрубка (31) выводятся через дымосос (3) в выхлопную трубу (4).Next, the flow of heated and air-enriched pyrolysis gases through the recirculation pipes (29) (Fig. 1) is again thrown into the lower working chamber (11), followed by the repetition of the cycle in the furnace reactor (1) for an upward flow of gas at an elevated temperature. In this case, a downward flow of contaminated pyrolysis gases at low temperature under pressure created by the smoke exhauster (3) flows through the pipe (30) into the upper part of the exhaust chamber (2) and twists in a spiral around the pipe (31). The temperature in the upper part of the chamber (2) reaches 1200-1700°C. At this temperature, all harmful substances (dioxins, furans) break down into molecules. Clean gases fall down the afterburning chamber (2), cooling to 350°C and through the inlet of the pipe (31) are discharged through the smoke exhauster (3) into the exhaust pipe (4).

Основными преимуществами заявленного способа являются:The main advantages of the claimed method are:

- повышение температуры утилизации различных органических отходов с высоким содержанием негорючих компонентов без их измельчения, без использования дополнительного топлива, а также без экологических ограничений по применению зольного остатка;- increasing the temperature of disposal of various organic wastes with a high content of non-combustible components without grinding them, without the use of additional fuel, and also without environmental restrictions on the use of bottom ash;

- использование энергии статического электричества, с последующей рекуперацией получаемого тепла;- use of static electricity energy, followed by recovery of the resulting heat;

- соблюдение экологических требований к выбросам загрязняющих веществ в атмосферу.- compliance with environmental requirements for emissions of pollutants into the atmosphere.

Представленные заявочные материалы не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения и использования в объеме заявляемой формулы.The submitted application materials do not exhaust the possible implementation options and do not limit in any way the scope of the proposed technical solution. Other options for execution and use are possible within the scope of the claimed formula.

Claims (1)

Способ плазмотермической переработки твердых отходов, при котором осуществляют непрерывную подачу воздуха в верхнюю рабочую камеру печного реактора, подачу сырья для розжига в верхнюю рабочую камеру на внешнюю усеченно-конусообразную поверхность средней рабочей камеры печного реактора, розжиг и прогрев средней рабочей камеры, последующую подачу отходов в верхнюю рабочую камеру, их подсушку, разогрев и сжигание до образования горючих пиролизных газов, которые затем направляют через отверстия вывода газа по рециркуляционным патрубкам из верхней рабочей камеры через нижнюю рабочую камеру в среднюю рабочую камеру, ограниченную внутренним усеченно-конусообразным пространством, внутри которого формируют плазменное облако, разогревающее изнутри усеченно-конусообразную поверхность, параллельно обеспечивают выталкивание непрерывно подаваемого через нижнюю рабочую камеру воздуха во внутреннее усеченно-конусообразное пространство средней рабочей камеры, под давлением которого плазменное облако через отверстия в усеченно-конусообразной поверхности в виде плазменных струй переносят в верхнюю рабочую камеру, обеспечивая термическую деструкцию отходов по всей усеченно-конусообразной площади при температуре сверхадиабатического режима горения, при этом образуемые пиролизные газы дополнительно обогащают воздухом по периметру усеченной части конуса, после чего поток разогретых обогащенных воздухом пиролизных газов вбрасывают в нижнюю рабочую камеру, возвращая восходящий поток газа в рабочий цикл, осуществляемый в печном реакторе, а нисходящий поток загрязненных пиролизных газов под давлением направляют в камеру дожига, где их подогревают до температуры распада вредных веществ на молекулы, а чистые газы охлаждают и выводят в выхлопную трубу.A method of plasma-thermal processing of solid waste, in which there is a continuous supply of air into the upper working chamber of a furnace reactor, supply of raw materials for ignition into the upper working chamber onto the outer truncated-cone-shaped surface of the middle working chamber of the furnace reactor, ignition and heating of the middle working chamber, subsequent supply of waste to the upper working chamber, their drying, heating and combustion until the formation of flammable pyrolysis gases, which are then directed through the gas outlet openings through recirculation pipes from the upper working chamber through the lower working chamber into the middle working chamber, limited by an internal truncated-cone-shaped space, inside which a plasma plasma is formed the cloud, heating the truncated-cone-shaped surface from the inside, in parallel ensures the pushing of air continuously supplied through the lower working chamber into the internal truncated-cone-shaped space of the middle working chamber, under the pressure of which the plasma cloud is transferred through holes in the truncated-cone-shaped surface in the form of plasma jets to the upper working chamber , providing thermal destruction of waste over the entire truncated cone-shaped area at the temperature of the superadiabatic combustion mode, while the resulting pyrolysis gases are additionally enriched with air along the perimeter of the truncated part of the cone, after which the flow of heated air-enriched pyrolysis gases is thrown into the lower working chamber, returning the upward flow of gas to operating cycle carried out in a furnace reactor, and a downward flow of contaminated pyrolysis gases under pressure is sent to the afterburning chamber, where they are heated to the temperature of the decomposition of harmful substances into molecules, and clean gases are cooled and discharged into the exhaust pipe.
RU2023112938A 2023-05-18 Method of plasmothermal processing of solid waste RU2809374C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2809374C1 true RU2809374C1 (en) 2023-12-11

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2154237C1 (en) * 1999-06-29 2000-08-10 Колесников Юрий Михайлович Device for burning combustible materials and wastes
RU2183794C2 (en) * 1999-08-24 2002-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Огневая технология" Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method
RU182276U1 (en) * 2017-10-31 2018-08-10 Станислав Александрович Малютин Gas-vapor destructor of low pressure
RU2716652C1 (en) * 2019-08-19 2020-03-13 Александр Васильевич Миронос Smw disposal furnace
RU2725411C2 (en) * 2018-12-17 2020-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" Method of solid domestic wastes plasma recycling and mobile installation for implementation thereof
CN211902912U (en) * 2019-12-31 2020-11-10 成都启川新能源科技有限公司 High-calorific-value dangerous waste treatment system based on plasma treatment
RU2772320C1 (en) * 2021-11-11 2022-05-18 Акционерное общество «Ару-Кей» Installation for plasma-thermal processing of waste

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2154237C1 (en) * 1999-06-29 2000-08-10 Колесников Юрий Михайлович Device for burning combustible materials and wastes
RU2183794C2 (en) * 1999-08-24 2002-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Огневая технология" Method of plasmathermal processing of solid waste and device for realization of this method
RU182276U1 (en) * 2017-10-31 2018-08-10 Станислав Александрович Малютин Gas-vapor destructor of low pressure
RU2725411C2 (en) * 2018-12-17 2020-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" Method of solid domestic wastes plasma recycling and mobile installation for implementation thereof
RU2716652C1 (en) * 2019-08-19 2020-03-13 Александр Васильевич Миронос Smw disposal furnace
CN211902912U (en) * 2019-12-31 2020-11-10 成都启川新能源科技有限公司 High-calorific-value dangerous waste treatment system based on plasma treatment
RU2772320C1 (en) * 2021-11-11 2022-05-18 Акционерное общество «Ару-Кей» Installation for plasma-thermal processing of waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103953931B (en) Incineration cracking type innocent garbage treatment device and process
CN103438461B (en) A kind of integral type pyrolysis restoring system and waste disposal method
CN105202545A (en) Garbage pyrolysis gasification incineration treatment device
JP2002155287A (en) Melting furnace for dry distillation and gasification of industrial waste and gas turbine power generator utilizing dry-distilled gas and continuous power generation method for the generator
CN203893189U (en) Incineration cracking type garbage harmless treatment device
CN207893761U (en) A kind of dangerous waste incineration processing system
CN110186055B (en) A garbage incinerator for purifying dioxin flue gas
CN110081442B (en) Combustion-supporting device for disposing nitrous gas and three-waste integrated reactor
RU2809374C1 (en) Method of plasmothermal processing of solid waste
RU2700614C1 (en) Apparatus for heat treatment of solid municipal wastes by pyrolysis
RU2807829C1 (en) Inductor - grate of reactor installation for plasmothermal waste processing
RU2772320C1 (en) Installation for plasma-thermal processing of waste
RU2502017C1 (en) Method of environmentally safe treatment of solid domestic wastes with production of thermal energy and building materials and waste burning plant for its realisation
WO2015191019A1 (en) Device for incineration of waste
CN203807414U (en) Household garbage pyrolyzing and gasifying furnace
EP1071912B1 (en) Method and apparatus for the prevention of global warming, through elimination of hazardous exhaust gases of waste and/or fuel burners
KR200146872Y1 (en) Continuous Carbon Dioxide Pyrolysis Incinerator
CN111412475A (en) Fluidized bed environment-friendly device for burning industrial hazardous waste and waste oil sludge
RU2809376C1 (en) Waste processing method and system for its implementation
CN223537641U (en) An integrated solid waste pyrolysis and melting treatment system
RU2745945C1 (en) Installation of neutralization of solid bioorganic waste
CN104119933A (en) Garbage disposal device with power generation device
WO2019184592A1 (en) Household refuse gasification pyrolysis treatment device for saving energy and decreasing energy consumption
RU2476771C1 (en) Plant for thermal processing and destruction of wastes
EP0687862A1 (en) Method for the disposal of solid municipal waste by gasification and slagging and an apparatus for performing this method