Устройство для получения питьевой воды из морской и одновременного экологически чистого сжигания бытового мусора

Изобретение относится к области питьевого водоснабжения и утилизации бытового мусора, в частности к получению питьевой воды из морской путем дистилляции (перегонки) морской воды с помощью тепла, получаемого от экологически чистого сжигания бытового мусора. Устройство содержит бункер для подачи бытового мусора, камеру сгорания. С помощью компрессора дутьевой воздух засасывают из атмосферы и подают в рубашку охлаждения камеры сгорания. Часть воздуха подают в адсорбционную установку, где воздух разделяют на кислород и азот. Морскую воду подают в жаротрубный котел, где она испаряется. Пары конденсируют и образовавшуюся воду подают в кондиционер. Устройство позволяет осуществлять одновременно получение питьевой воды из морской и утилизацию бытового мусора путем его сжигания в высокотемпературной камере сгорания ракетного типа с удалением диоксинов и фуранов с помощью многоступенчатых пылевых и аэрозольных циклонов с повторной обработкой пыли в камере сгорания. 1 ил.

 

Изобретение относится к области питьевого водоснабжения и утилизации бытового мусора, в частности к получению питьевой воды из морской путем дистилляции морской воды с помощью тепла, получаемого от экологически чистого сжигания бытового мусора.

Проблема питьевого водоснабжения в странах Ближнего Востока, Средиземноморья, Австралии и других стала сегодня одной из актуальнейших.

Питьевая вода в этих странах преимущественно является импортным продуктом, несмотря на то, что морская вода омывает их берега.

Превратить морскую воду в питьевую не так просто. Для этого требуется огромное количество энергии, потребляемой в процессе перегонки морской воды. Использование других менее энергоемких способов удаления солей из морской воды, например обратного осмоса, позволяет сегодня получать в больших количествах только техническую воду, пригодную для полива растений, но не пригодную для питьевых целей.

Вместе с тем, именно в этих регионах сосредоточивается огромное количество бытовых отходов, при сжигании которых может выделяться столько тепла, сколько необходимо для перегонки морской воды и обеспечения питьевого водоснабжения.

В качестве примера рассмотрим фешенебельный регион для отдыха в заливе Наами-Бэй (Египет, Синайский полуостров) на берегу Красного моря, где природной питьевой воды нет. В этом регионе имеется около 12 крупных отелей, где постоянно отдыхает около 5000 человек.

Количество бытовых отходов с относительной влажностью до 40% составляет по региону в целом 15 тонн в сутки. При их осушке до относительной влажности 12-14% теплотворная способность отходов будет составлять около 4000 ккал/кг.

Таким образом, при осушке и сжигании этих отходов можно будет осуществить перегонку более 110 тонн морской воды в сутки, которая после введения микро- и макроэлементов (не более 2 грамм на литр) становится пригодной для питья, умывания, приготовления пищи и мытья посуды в количестве до 22 литров питьевой воды на одного человека в сутки. При этом нужно иметь в виду, что для питья человеку необходимо всего лишь 2,5 литра воды в сутки.

В среднем можно считать, что в зависимости от влажности бытового мусора количество получаемой дистиллированной воды из морской в 3-7 раз превышает количество сжигаемого бытового мусора.

Наиболее близким аналогом устройства является установка, описанная в заявке RU 94035281 А1, публ. 20.07.1996, стр. 1-4.

Главным недостатком установки является недостаточная полнота сжигания мусора. В связи с этим в отработанных газах присутствуют опасные для здоровья вещества (диоксины, фураны, инфицированные недоокисленные отходы и др.).

Задачей изобретения является разработка безопасного устройства получения питьевой воды из морской за счет сжигания мусора.

Технический результат в устройстве достигается за счет использования в нем кислорода с концентрацией 93-94% объемных только для дожигания несгоревших веществ и использования рекуперации тепла для повышения температуры в камере сгорания до 2000°С и использования многоступенчатой системы пылевых и аэрозольных циклонов для удаления диоксинов и фуранов, образующихся на поверхности аэрозолей и пылевых частиц, которые подвергаются вторичной обработке в камере сгорания при температуре 2000°С, а затем вместе с золой утилизируются.

Устройство состоит из следующих элементов (см. прилагаемый чертеж): металлической камеры сгорания 1 ракетного типа с рубашкой охлаждения 2, жаротрубного котла 3, дожигателя 4, системы розжига мусора 5, форсунок подачи дутьевого воздуха 6, сборника золы 7, приемного бункера 8, валкового измельчителя мусора 9, шнека 10 подачи мусора в камеру сгорания, форсунок 11 подачи горючего воздуха для осушки мусора, воздушного компрессора 12, адсорбционного генератора кислорода 13, рубашки охлаждения дожигателя 14, форсунок 15 подачи нагретого кислорода в дожигатель, электрофильтра пыли 16, трех-шестиступенчатую систему пылевых и аэрозольных циклонов 17, дымососа 18, эмульгатора 19, водяного насоса 20 первого подъема, приямка 21 с морской водой, фильтра 22 морской воды, теплообменника 23, конденсатора 24, водяного насоса второго подъема 25 с раздачей питьевой воды потребителям «П» и трубопровода 26 возврата охлаждающей морской воды в море.

Устройство работает следующим образом: бытовой мусор подают в бункер 8, где его измельчают в валковом измельчителе 9, а затем с помощью шнека 10 направляют в камеру сгорания 1. Осушку отходов осуществляют с помощью горячего (до 400°С) дутьевого воздуха, поступающего из средней части камеры сгорания в рубашку охлаждения шнека 10, а далее через форсунки 11 - в шнек. Дутьевой воздух с помощью компрессора 12 засасывают из атмосферы и подают в рубашку охлаждения 2 камеры сгорания 1, а часть его подают в адсорбционную установку 13, где воздух разделяют на кислород и азот. Насыщенный кислородом (до 94%) воздух подают в рубашку охлаждения 14 дожигателя 4, а затем через отверстия 15 - в дожигатель, где обеспечивают полное сгорание несгоревших отходов, а азот подают на утилизацию.

Проблема удаления диоксина решается путем повышения температуры в камере сгорания до 2000°С (за счет предварительного нагрева дутьевого воздуха до 700°С) и применения на выходе из дожигателя системы удаления пыли и аэрозолей, кроме многоступенчатой системы пылевых и аэрозольных циклонов 17, электрофильтра 16 и эмульгатора 19.

Диоксин удаляют вместе с пылью и аэрозолями и возвращают на вторичную переработку в камеру сгорания по каналу «Д». По мере прохождения отработанных газов через циклоны температура их уменьшается, уменьшается также количество диоксина. Это позволяет использовать эмульгаторы 19 для удаления других вредных примесей (серы, окислов серы и др.). По мере наполнения пыли она удаляется через сборник золы 7.

Получение питьевой воды из морской осуществляется в подсистеме водоснабжения следующим образом: очищенную от твердых частиц в фильтре 22 морскую воду с индексом М подают с помощью насоса 1-го подъема 20 из приямка 21 в теплообменник-конденсатор 23, нагревают в нем и она с индексом МТ поступает в жаротрубный котел 3, испаряется в нем и в виде пара (индекс V) возвращают в теплообменник-конденсатор 23, а из него образовавшуюся воду подают в кондиционер 24, где осуществляют обеззараживание воды ионами серебра и добавляют в нее необходимые микро- и макроэлементы (S), после чего с помощью насоса 2-го подъема 25 питьевую воду (индекс Р) подают потребителям «П».

Устройство для получения питьевой воды из морской и одновременного экологически чистого сжигания бытового мусора, включающее камеру сгорания, котел, дожигатель, сборник золы, приемный бункер, воздушный компрессор, адсорбционный генератор кислорода из воздуха, патрубок ввода кислорода от адсорбционного генератора кислорода в дожигатель, эмульгатор, водяной насос первого подъема, приямок с морской водой, фильтр морской воды, теплообменник, конденсатор, водяной насос второго подъема с раздачей воды потребителям и трубопровод возврата охлаждающей морской воды в море, отличающееся тем, что содержит шнек с рубашкой охлаждения, примыкающий непосредственно к головке камеры сгорания с рубашкой охлаждения, при этом рубашка охлаждения шнека связана со средней частью рубашки охлаждения камеры сгорания, патрубок ввода дутьевого воздуха в камеру сгорания, установленный над средней частью котла и соединенный с рубашкой охлаждения камеры сгорания, форсунки для подачи нагретого дутьевого воздуха в камеру сгорания, дожигатель расположен непосредственно за котлом, патрубок ввода кислорода от адсорбционного генератора кислорода установлен на рубашке охлаждения дожигателя, а в противоположном конце дожигателя расположены форсунки подачи подогретого кислорода в дожигатель, на выходе из дожигателя расположен электрофильтр и трех-шестиступенчатая система пылевых и аэрозольных циклонов для удаления диоксинов и фуранов, образующихся на поверхности аэрозолей и пылевых частиц и возврата пыли и аэрозолей на повторную обработку в камеру сгорания вместе с мусором.