Способ брикетирования отходов

 

Изобретение относится к технологии обработки отходов в установках с использованием отходящих газов и может быть применено в топливно-энергетическом комплексе. Способ включает измельчение отходов, обработку теплоносителем и последующее прессование, причем после измельчения отходы увлажняют до влажности 5-50 мас.% путем подачи воды, а в качестве теплоносителя используют парогазовую смесь, содержащую водяной пар и продукты термического разложения отходов в массовом соотношении (1-20):1, которую получают путем испарения влаги из отходов и термического разложения последних при температуре 180-320^oС и давлении 1-10 кгс/см². Способ позволяет снизить энергоемкость процесса и уменьшить количество вредных выбросов в окружающую среду. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к технологии обработки отходов в установках с использованием отходящих газов и может быть применено в топливно-энергетическом комплексе.

Известна установка, в которой древесные отходы измельчают до размеров частиц (0,04 - 10,9)•10^-3 м, обрабатывают перегретым водяным паром при температуре до 300^oС в режиме фильтрации и прессуют. Для обработки используют перегретый пар с температурой 100-300^oС при скорости фильтрации его через слой отходов 2,48 м/с (патент РФ 2046821, 1995).

Недостатками данного способа являются: - высокая энергоемкость процесса, вызванная необходимостью затрат энергии на производство перегретого водяного пара, а также тем, что в процессе обработки используется только теплота перегрева пара, а теплота испарения (составляет более 80% затрат энергии на получение перегретого пара) не используется; - большие расходы водяного пара, обусловленные высокой (2,48 м/с) скоростью фильтрации его через слой отходов; - образование больших количеств жидких продуктов, которые необходимо очищать перед возвратом в парогенератор для получения пара; - наличие специальной системы перегрева водяного пара до 300^oС, что усложняет оборудование для получения топливных брикетов по данному способу.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости и уменьшение количества выбросов в окружающую среду.

Поставленная задача решается тем, что после измельчения отходы увлажняют до влажности 5÷50 мас.% путем подачи воды, а в качестве теплоносителя используют парогазовую смесь, содержащую водяной пар и продукты термического разложения отходов в массовом соотношении (1÷20):1, которую получают путем испарения влаги из отходов и термического разложения последних при температуре 180-320^oС и давлении 1÷10 кгс/см².

Кроме того, новым является то, что для увлажнения отходов используют конденсат в количестве (0,053÷1,0)кг на килограмм отходов, который получают путем конденсации отработавшей парогазовой смеси.

На чертеже изображена парогазовая установка для осуществления предлагаемого способа.

Установка содержит измельчитель отходов 1, соединенный невмотранспортом с бункером-накопителем 2, в котором установлен влагомер 3, емкость для конденсата 4, расходомер воды 5, кран 6, шнек 7, установленный в бункере-накопителе 2, дозатор для подачи отходов 8 в камеру термообработки 9, топку 10, рубашку 11 камеры 9, дымосос 12, подключенный к дымовой трубе 13, двигатель 14, соединенный со шнеком 15, датчик температуры 16 и газоанализатор 17, установленные в камере 9, дозатор 18 для подачи отходов в пресс 19, рольганг 20, манометр-регулятор 21 и исполнительный механизм 22, кран 23 для регулирования подачи парогазовой смеси в конденсатор 24, вентилятор 25, кран 26, кран 27 для подачи парогазовой смеси в топку 10.

Установка работает следующим образом.

В измельчитель 1 подают древесные отходы и измельчают их. Кроме того, перерабатываться могут такие отходы биомассы как солома, шелуха семян подсолнечника, початки кукурузы, рисовая шелуха и пр. Далее пневмотранспортом измельченные отходы подают в бункер-накопитель 2, где с помощью влагомера измеряют влажность отходов. Из емкости 4 через расходомер 5 и кран 6 в бункер 2 подают воду (конденсат). С помощью шнека 7 отходы перемешивают для достижения равномерного увлажнения и затем через дозатор 8 подают в камеру 9.

Одновременно в топке 10 сжигают сухие древесные отходы и продукты сгорания подают в рубашку 11, а далее с помощью дымососа 12 продукты сгорания выводят в дымовую трубу 13. Одновременно с подачей отходов в камеру 9 с помощью двигателя 14 приводят во вращение шнек 15, который перемещает отходы от входа в камеру 9 к выходу из нее. За температурой в камере наблюдают по показаниям датчика температуры 16, а за составом парогазовой смеси - по показаниям газоанализатора 17.

Для обеспечения заданного состава парогазовой смеси и температуры на выходе из камеры регулируют число оборотов шнека и изменяют количество прокачиваемых через рубашку 11 продуктов сгорания с помощью дымососа 12. При уменьшении содержания продуктов разложения в парогазовой смеси (увеличении количества водяного пара, что показывает прибор 17) уменьшают число оборотов шнека, что увеличивает время пребывания отходов в камере, и увеличивают расход продуктов сгорания через рубашку термокамеры.

При достижении заданных параметров (температура и состав парогазовой смеси) с помощью дозатора 18 обработанные отходы выводят в пресс 19 и прессуют в брикеты, которые по рольгангу 20 направляют на склад. Образующаяся в камере смесь создает давление, за величиной которого наблюдают по показаниям манометра-регулятора 21. При превышении давления в камере 9 через клапан 22 и кран 23 смесь подают частично в конденсатор 24, где ее конденсируют охлаждая воздухом, подаваемым вентилятором 25. Часть смеси и неконденсирующиеся газы через клапан 22, краны 26 и 27 подают в топку 10 и сжигают.

При обработке отходов перегретым водяным паром полезно используется только теплота перегрева пара, которая расходуется на нагрев отходов, испарение влаги отходов, перегрев образовавшегося из влаги отходов водяного пара, термическое разложение древесины.

Отношение теплоты перегрева пара к теплоте, затрачиваемой на его получение, составляет величину (см. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник/Под ред. В.А. Григорьева, В.М.Зорина - 2-е изд. , перераб. М.: Энергоатомиздат, 1988, с.211, кн.2, табл.3.15; стр. 127, табл.2.10) где С_р ^п = 2 кДж/кг^oС - удельная теплоемкость водяного пара; Т_пер. = (Т_пара - 100^oС) - величина перегрева пара; С_р ^в= 4,18 кДж/кг^oС - удельная теплоемкость воды; ΔT_нагр = 100°C; R_ф=2257 кДж/кг - теплота испарения воды.

Из (1) следует, что величина теплоты перегрева может быть сравнимой с затратами тепла на производство пара лишь при значительном перегреве. Например, теплота перегрева равняется теплу, затрачиваемому на получение пара, при Т_пер.= 1337^oС. При использовании перегретого пара с Т=1437^oС (Т_пер.= 1337^oС) для обработки древесных отходов коэффициент полезного действия, представляющий отношение теплоты перегрева пара к общему количеству тепла, затрачиваемому на получение и перегрев пара, не превысит 50%.

В тоже время, для получения пара с высокой температурой (Т=1000^oС) требуется специальное оборудование из жаропрочных материалов, а использование такого пара в качестве теплоносителя может привести к перегревам и газификации, т. е. превращению части древесины в газ в результате реакций взаимодействия водяного пара с обуглившейся древесиной, что повлечет за собой снижение прочности брикетов при последующем прессовании и выделении вредных газов (в газах газификации содержится СO) в атмосферу.

Использование в качестве теплоносителя вместо перегретого водяного пара парогазовой смеси, получаемой путем испарения влаги из отходов и термического разложения последних обеспечивает снижение энергозатрат на процесс обработки, уменьшение расхода пара и снижение количества вредных выбросов в окружающую среду.

Это обусловлено тем, что теплоноситель для обработки отходов получают не в парогенераторе, а в массе отходов, в результате чего одновременно удаляется влага из отходов и генерируется перегретый водяной пар. В этом случае тепло, расходуемое на нагрев и испарение воды (влаги отходов), используется полезно. Одновременно снижается и расход перегретого водяного пара за счет использования пара, генерируемого из влаги отходов. Таким образом, для обработки отходов используется не только тепло перегрева пара, но и тепло нагрева и испарения воды, так как нагревается и испаряется собственная влага отходов. Величина полезного использования тепла (кпд), подводимого к отходам в этом случае определяется лишь величиной теплопотерь в процессе обработки и может достигать (при хорошей теплоизоляции) 80-85%.

Поскольку теплопотери зависят не только от качества теплоизоляции, но и от температурного уровня процесса (с уменьшением температуры процесса уменьшаются теплопотери), то для повышения кпд необходимо снижать температуру обработки, а значит и температуру теплоносителя. Снижение температуры обработки отходов приводит к снижению количества газообразных продуктов, образующихся в результате обработки, что влечет снижение вредных выбросов в окружающую среду.

Применение в качестве теплоносителя парогазовой смеси (перегретый водяной пар и продукты термического разложения древесины) приводит к повышению интенсивности процессов теплопередачи и ускорению нагрева отходов, а значит - к снижению времени обработки, расходу теплоносителя и, как следствие, уменьшению энергозатрат.

Интенсификация теплопередачи от теплоносителя к древесным отходам обеспечивается тем, что парогазовая смесь имеет плотность большую по сравнению с перегретым водяным паром.

Известно, что плотность перегретого водяного пара уменьшается с ростом температуры (см. табл.).

Для увеличения плотности теплоносителя необходимо к перегретому водяному пару добавлять газообразные компоненты с более высокой плотностью чем водяной пар. Такими компонентами в нашем случае являются газообразные продукты термического разложения отходов.

Таким образом, парогазовая смесь будет иметь тем большую плотность, чем большее количество газов термического разложения древесины в ней содержится. В тоже время на производство газов термического разложения расходуется тепло и углерод, содержащийся в древесине и являющийся горючим элементом, а также кислород древесины. Удаление углерода из древесины приводит к снижению теплоты сгорания ее, а выход кислорода - к повышению теплоты сгорания обработанной древесины. Количество газов термического разложения древесины зависит также от температуры и с ростом температуры это количество возрастает.

Термическое разложение древесины со значительным выделением газов начинается при Т=180^oС. Поэтому для получения парогазовой смеси необходимо древесину нагревать до 180^oС и выше. При нагревании древесины ниже 180^oС выделяется только влага и небольшое количество СО и СО₂, т.е. при нагревании древесины ниже 180^oС невозможно получить парогазовую смесь с плотностью выше плотности водяного пара.

При нагревании древесины выше 320^oС резко возрастает удаление углерода из древесины и резко снижается выход кислорода, что влечет резкое падение теплоты сгорания обработанной древесины, т.к. значительное количество энергии в виде теплоты сгорания газов разложения удаляется из обработанной массы, а это приводит к росту энергозатрат на процесс брикетирования и в этом случае получаются брикеты с низкой теплотой сгорания.

Термическое разложение древесных отходов необходимо проводить при давлении Р=1-10 кгс/см² без доступа воздуха. При попадании воздуха в массу отходов образуется горючая смесь из газов разложения и воздуха, что может привести к взрыву, а также возгоранию отходов. Поэтому для предотвращения взрывов и возгораний давление парогазовой смеси при обработке отходов необходимо поддерживать не ниже 1 атм (1 кгс/см²).

Повышение давления выше 10 кгс/см² приведет к тому, что при нагревании до 180^o С влага отходов не будет испаряться (температура кипения воды при 10 кгс/см² составляет 180^oС), процесс термического разложения замедляется и парогазовая смесь не будет образовываться. Кроме того, повышение давления выше 10 кгс/см² потребует увеличения металлоемкости оборудования, а значит энергозатрат на нагревание и теплопотери.

Процесс термического разложения отходов протекает с поглощением тепла в диапазоне температур Т=180-275^oС и с выделением тепла в диапазоне 275-320^oС. Интенсивность процесса определяется теплообменом с теплоносителем, т.е. с ростом интенсивности теплообмена (ростом количества подводимого тепла) возрастает и скорость термического разложения. Одним из факторов, влияющих на теплообмен, является плотность теплоносителя, т.к. с ростом плотности теплоносителя возрастает количество переносимого тепла.

Использование парогазовой смеси, содержащей водяной пар и продукты термического разложения древесины в массовом соотношении (1-20):1 обеспечивает интенсификацию термообработки. При содержании продуктов термического разложения в парогазовой смеси в количестве меньшем, чем 0,05 кг на 1 кг водяного пара плотность существенно не изменяется, т.к. преобладает водяной пар. С ростом содержания продуктов термического разложения в парогазовой смеси возрастает ее плотность, в результате чего возрастает количество тепла, переносимого смесью, т.к.

Q_смеси = C^см_pρ_смG_смΔT, (2)
где Q_смеси - количество тепла, кДж/с; С_р ^см - удельная теплоемкость смеси, кДж/кг^oС; ρ_см - плотность смеси, кг/м³; G_см- расход смеси, кг/с; ΔT = T_входа-T_выхода - разность температур смеси на входе в слой отходов и на выходе из слоя.

Увеличение содержания продуктов термического разложения в парогазовой смеси более чем 1 кг на 1 кг водяного пара водяного пара приводит к росту энергозатрат на производство продуктов разложения, т.к. необходимо увеличивать температуру нагрева отходов выше 320^oС и затрачивать энергию на получение газов с высокой теплотой сгорания.

Для получения парогазовой смеси необходимо испарять влагу отходов. В случае обработки сухих отходов их необходимо увлажнять до определенной влажности. Минимальная влажность, до которой необходимо увлажнять сухие отходы, должна быть не ниже 5 мас.%, т.е. в 1 кг увлажненных отходов должно содержаться не менее 0,05 кг влаги.

При содержании в отходах влаги менее 5 мас.% невозможно получить парогазовую смесь с содержанием водяного пара и продуктов термического разложения 20:1, а также обеспечить давление не ниже 1 атм.

Увлажнение отходов до влажности более 50 мас.% потребует в процессе термообработки высоких затрат энергии на испарение влаги и, таким образом, резко возрастут энегозатраты на процесс брикетирования, а также возрастет количество парогазовой смеси, которую необходимо очищать перед выбросом в окружающую среду.

Для предотвращения выбросов газообразных и жидких продуктов в окружающую среду целесообразно для увлажнения отходов использовать конденсат, получаемый путем конденсации отработавшей парогазовой смеси. При этом для обеспечения влажности 5-50 мас.% необходимо на 1 кг сухих отходов расходовать 0,053-1,00 кг конденсата.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В измельчитель 1 подают 500 кг/ч абсолютно сухих древесных отходов и измельчают их до состояния опилок (1-5 мм в диаметре). Далее измельченные отходы пневмотранспортом из измельчителя 1 подают в бункер-накопитель 2, где с помощью влагомера 3 измеряют влажность отходов. Из емкости 4 через расходомер воды и кран 6 в бункер 2 подают (распыляют в бункере) 500 кг/ч воды, что соответствует влажности 50 мас.%. С помощью шнека 7 осуществляют перемешивание отходов для выравнивания их влажности, которую контролируют по показаниям влагомера 3. При достижении равномерного увлажнения отходов (влагомер постоянно показывает влажность 50 мас.%) с помощью дозатора 8 увлажненные древесные отходы с расходом 1000 кг/ч подают в камеру термообработки 9. Одновременно в топку 10 подают сухие древесные отходы в количестве 120,9 кг/ч, сжигают их, а продукты сгорания направляют в рубашку 11 камеры термообработки и далее с помощью дымососа 12 продукты сгорания выводят в дымовую трубу 13.

Одновременно с подачей в камеру 9 отходов с помощью двигателя 14 приводят во вращение шнек 15, который перемещает отходы от входа в камеру к выходу из нее.

В камере термообработки 9 за счет тепла дымовых газов (температура газов на входе в рубашку 1000^oС, а выходя из рубашки - 200^oС) осуществляют нагрев отходов, испарение 500 кг/ч влаги, перегрев пара, термическое разложение, в результате чего получают парогазовую смесь, содержащую 500 кг перегретого до 180^oС водяного пара и 500 кг•0,05=25 кг и продуктов термического разложения, что соответствует массовому соотношению водяного пара продуктов термического разложения 20:1.

Расход тепла на обработку отходов в камере 9 составит величину
Q_кам=(Q_нагр ^отх+Q_исп ^в+Q_терм)•1,1, (3)
Q_нагр ^отх=С_р ^отхМ_отхТ_отх=1,9 кДж/кг^oС•500 кг/ч•(180^oС-15^oС)=156750 кДж/ч
Q_исп ^в=С_р ^вМ_в(100^oС-15^oС)+С_р ^пМ_в(180^oС-100^oС)+2257 кДж/кг•М_в= 4,18 кДж/кг^oС•500кг/ч•85^oС+2 кДж/кг^oС•500 кг/ч•80^oС+2257 кДж/кг•500кг/ч= 1386150 кДж/ч
Q_терм=q_терм•М_отх=30 кДж/кг•500 кг/ч=15000кДж/ч,
где С_р ^отх=1,9 кДж/кг^oС - удельная теплоемкость абсолютно сухих древесных отходов;
С_р ^в - удельная теплоемкость воды;
С_р ^п=2 кДж/кг^oС- удельная теплоемкость водяного пара;
М_в= 500 кг/ч - масса испаряемой влаги в камере 9;
ΔT_отх = (180°C-15°C) - разность температур отходов на входе в камеру (15^oС) и на выходе из камеры (180^oС);
(180^oС - 100^oС) - величина перегретого водяного пара;
2257 кДж/кг - теплота испарения влаги отходов;
Q_терм = 30 кДж/кг - поглощаемое тепло при разложении древесины в интервале 150-180^oС.

Таким образом, с учетом 10% теплопотерь расход тепла в камере 9 составит величину
Q_кам = (156750 + 1386150 + 15000)•1,1 = 1713690 кДж/ч.

Мощность камеры термообработки Р= 1713690/3600 = 476 кВт
Для обеспечения такого теплоподвода через рубашку камеры термообработки 9 необходимо прокачать следующее количество продуктов сгорания

При условии кпд топки 10, равном 75% количество древесных отходов, сжигаемых для обеспечения теплом камеры термообработки составит величину

где Q_н ^р=18900 кДж/кг - теплота сгорания древесных отходов.

За температурой нагрева древесных отходов в камере термообработки наблюдают по показаниям датчика температуры 16, а за составом парогазовой смеси наблюдают по показаниям газоанализатора 17. Для обеспечения заданного состава парогазовой смеси и температуры на выходе из камеры Т=180^oС регулируют число оборотов шнека (уменьшают или увеличивают) и изменяют количество прокачиваемой через рубашку 11 продуктов сгорания с помощью дымососа 12. При уменьшении содержания продуктов разложения в парогазовой смеси (увеличении количества водяного пара, что показывает прибор 17) уменьшают число оборотов шнека, что увеличивает время пребывания отходов в камере, и увеличивает расход продуктов сгорания через рубашку термокамеры и таким образом устанавливают заданную температуру и состав парогазовой смеси.

По достижении заданных параметров (температура Т=180^oС и состав смеси парпродукты разложения 20:1) с помощью дозатора 18 обработанные отходы подают в пресс 19 и прессуют в брикеты, которые по рольгангу 20 направляют на склад.

Расход обработанных древесных отходов через дозатор 18 составит величину
500 кг/ч - 25 кг/ч=475 кг/ч
где 25 кг/ч - продукты разложения (газообразные) древесных отходов.

Образующаяся в камере 9 парогазовая смесь создает давление, за величиной которого наблюдают по показаниям манометра-регулятора 21. В нашем случае с помощью манометра 21 и исполнительного механизма (клапана) 22 устанавливают давление парогазовой смеси в термокамере 1 атм (1 кгс/см²). При превышении давления в камере 9 избыточная парогазовая смесь через клапан 22 и кран 23 подается в конденсатор 24, где в результате охлаждения потоком воздуха, создаваемым вентилятором 25, конденсируется и конденсат подается в накопитель 4, а неконденсирующийся газ через кран 26 подается в топку 10 и сжигается (газ содержит СО, СО₂, СН₄, Н₂).

Для увлажнения сухих отходов до влажности 50 мас.% необходимо в нашем случае (500 кг отходов) 500 кг конденсата. Поэтому во избежание накопления лишнего конденсата в емкости 4 с помощью крана 23 в конденсатор 24 подают 505 кг/ч парогазовой смеси, из которой образуется 500 кг/ч конденсата (количество, необходимое для увлажнения отходов), а 5 кг/ч неконденсирующихся газов (СО, СО₂, СН₄, Н₂) из конденсатора 24 через кран 26 и 20 кг/ч парогазовой смеси через клапан 22 и кран 27 подают в топку 10 и сжигают.

Пример 2.

В измельчитель 1 подают 1000 кг/ч абсолютно сухих древесных отходов и измельчают их до состояния опилок. Затем измельченные отходы пневмотранспортом из измельчителя 1 подают в бункер 2, где с помощью влагомера 3 измеряют влажность отходов. Из емкости 4 через расходомер воды 5 и кран 6 в бункер 2 подают (распыляют в бункере) 52,7 кг/ч воды, что соответствует влажности 5 мас.%. С помощью шнека 7 осуществляют перемешивание отходов для выравнивания их влажности, которую контролируют по показаниям влагомера 3. При достижении равномерного увлажнения отходов (влагомер постоянно показывает влажность 5 мас. %) с помощью дозатора 8 увлажненные древесные отходы с расходом 1052,6 кг/ч подают в камеру термообработки 9. Одновременно в топку 10 подают сухие древесные отходы в количестве кг/ч, сжигают их, а продукты сгорания направляют в рубашку 11 камеры термообработки и далее с помощью дымососа 12 продукты сгорания выводят в дымовую трубу 13. Одновременно с помощью двигателя 14 приводят во вращение шнек 15, который перемещает отходы от входа в камеру 9 к выходу из нее.

В камере термообработки 9 осуществляют нагрев отходов до температуры 320^oС. В результате нагрева происходит испарение 52,7 кг/ч влаги отходов, перегрев пара, термическое разложение древесины с образованием парогазовой смеси, содержащей 52,7 кг перегретого водяного пара и 52,7 кг продуктов разложения отходов.

За температурой нагрева древесных отходов в камере 9 наблюдают по показаниям датчика температуры, а за содержанием перегретого водяного пара в смеси наблюдают по показаниям газоанализатора 17.

При отклонении этих параметров от заданных (Т=320^oС, соотношение пар-продукты разложения - 1:1) регулируют их путем изменения расхода продуктов сгорания и скорости вращения шнека 7.

В камере термообработки 9 тепло от дымовых газов (продуктов сгорания) расходуется на нагрев отходов до 275^oС в количестве:
Q_нагр ^отх=1,9 кДж/кг^oС•1000 кг/ч•(275^oС-15^oС)=494000 кДж/ч
Часть тепла продуктов сгорания расходуется на испарение влаги отходов и перегрев пара до 275^oС:
Q_исп ^в=4,18 кДж/кг^oС•52,7 кг/ч•85^oС+2 кДж/кг^oС•52,7 кг/ч•(275^oС-100^oС)+2257 кДж/кг•52,7 кг/ч=156113,2 кДж/ч
Тепло продуктов сгорания расходуется также на термическое разложение:
Q_терм=q_терм•М_отх=863,3 кДж/кг•1000 кг/ч=863300 кДж/ч,
где q_терм= 863,3 кДж/кг - среднее в диапазоне температур (180-275)^oС тепло, расходуемое на термическое разложение отходов.

Таким образом, с учетом 10% теплопотерь расход тепла в камере 9 при нагревании отходов до Т=275^oС составит величину
Q_кам=(494000 кДж/кг+156113 кДж/ч+863300 кДж/ч)•1,1=1664754,5 кДж/ч
Мощность камеры 9 Р=462,4 кВт
Для обеспечения такого теплоподвода через рубашку камеры 11 необходимо прокачать следующее количество продуктов сгорания

При условии, что кпд топки 10 составляет 75% количество древесных отходов, сжигаемых для обеспечения теплом камеры термообработки составит величину:

По достижении температуры в камере термообработки 275^oС процесс термического разложения переходит из эндотермической в экзотермическую стадию, т. е. тепло уже не поглощается, а выделяется [6].

На нагрев отходов от 275^oС до 320^oС необходимо затратить следующее количество тепла
Q_нагр ^отх=1,9 кДж/кг^oС•(1000 кг/ч-52,7 кг/ч)•(320^oС-275^oС)=80994,2 кДж.

На перегрев парогазовой смеси от 275^oС до 320^oС затрачивается тепло
Q_пер ^см= С_р ^смМ_смТ= 2 кДж/кг^oС (52,7 кг/ч+52,7 кг/ч)•(320^oС-275^oС)=9486 кДж/ч
С учетом 10% теплопотерь расход тепла на стадии нагрева отходов от 275^oС до 320^oС составит величину:
Q_нагр ^отх= 1,1 (80994,2 кДж/ч+9486 кДж/ч) =99473 кДж/ч.

Для обеспечения теплоподвода в камеру 9 на стадии нагрева отходов от 275^oС до 320^oС необходимо сжигать следующее количество топлива (древесных отходов)

Поскольку при нагревании от 275^oС до 320^oС выделяется тепло, то во избежании перегрева отходов выше 320^oС необходимо в соответствии с показаниями датчика температуры уменьшать расход дымовых газов (продуктов сгорания отходов) через рубашку камеры 9 и удерживать (регулируя расход дымовых газов) температуру отходов Т=320^oС на выходе из камеры 9.

По достижении заданных параметров (температура Т=320^oС и состав смеси пар-продукты разложения 1:1) с помощью дозатора 18 обработанные отходы подают в пресс 19 и прессуют в брикеты, которые по рольгангу 20 направляют на склад.

Выход брикетов составляет величину
1000 кг/ч - 52,7 кг/ч=947,3 кг/ч
Образующаяся в камере 9 парогазовая смесь создает давление, за величиной которого наблюдают по показаниям манометра-регулятора 21. В нашем случае с помощью манометра 21 и исполнительного механизма 22 устанавливают давление парогазовой смеси в камере 9 равным 10 атм. При превышении давления в камере 9 избыточная парогазовая смесь через клапан 22 и кран 23 подается в конденсатор 24, где в результате охлаждения потоком воздуха, создаваемым вентилятором 25, конденсируется и конденсат подается в накопитель 4, а неконденсирующийся газ через кран 26 подается в топку 10 и сжигается.

Для увлажнения сухих отходов до влажности 5 мас.% необходимо в нашем случае 52,7 кг конденсата(т.е.0,053 кг на 1 кг сухих отходов). Поэтому во избежание накопления лишнего конденсата в емкости 4 с помощью крана 23 в конденсатор 24 подают 63 кг/ч парогазовой смеси, из которой образуется 52,7 кг/ч конденсата, а 10,3 кг/ч неконденсирующихся продуктов из конденсатора 24 через кран 26 и 42,4 кг/ч парогазовой смеси через клапан 22 и кран 27 подают в топку 10 и сжигают.

Формула изобретения

1. Способ брикетирования отходов, включающий их измельчение, обработку измельченных отходов теплоносителем и последующее прессование, отличающийся тем, что после измельчения отходы увлажняют до влажности 5-50 мас. % путем подачи воды, а в качестве теплоносителя используют парогазовую смесь, содержащую водяной пар и продукты термического разложения отходов в массовом соотношении (1-20): 1, которую получают путем испарения влаги из отходов и термического разложения последних при температуре 180-320^oС и давлении 1-10 кгс/см².

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для увлажнения отходов используют конденсат в количестве 0,053-1,0 кг на килограмм отходов, который получают путем конденсации отработавшей парогазовой смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2