Способ порционной термической переработки несортированных твердых бытовых отходов на полигоне

Изобретение относится к способам переработки несортированных твердых бытовых отходов (ТБО) посредством пиролиза и газификации в печи-реакторе с целью получения горючего газа и может быть использовано для термического уничтожения ТБО, хранящихся на полигонах крупных населенных пунктов. Техническим результатом является повышение эффективности технологии переработки ТБО. Способ включает поступление твердых бытовых отходов в нижнюю часть печи-реактора, подачу в верхнюю часть печи-реактора на горелки термогаза и подогретого воздуха, последовательные сушку, пиролиз и газификацию твердых бытовых отходов. Вывод продуктов термической переработки в виде термогаза из зоны пиролиза и газификации. Используют мобильную установку печь-реактор колпакового типа со сводовыми плоскопламенными горелками, которую устанавливают сверху на порцию слоя твердых бытовых отходов. После полного термического уничтожения порции слоя твердых бытовых отходов удаляют непереработанную неорганику, мобильную установку печь-реактор устанавливают на новую порцию слоя твердых бытовых отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам переработки несортированных твердых бытовых отходов (ТБО) посредством пиролиза и газификации в печи-реакторе с целью получения горючего газа и может быть использовано для термического уничтожения ТБО, хранящихся на полигонах крупных населенных пунктов.

Проблема уничтожения ТБО в настоящее время является актуальной, т.к. ее решение предотвращает угрозу здоровью и жизни населения, а также нарушению экологического равновесия.

Существует ряд способов переработки ТБО в режиме горения, например «Способ сжигания твердых бытовых и прочих органических отходов и устройство для его осуществления» (Патент РФ №2249766, МПК F23G 5/00, 2005), «Способ и устройство для сжигания твердых бытовых отходов» (Патент РФ №2265773, МПК F23G 5/0, 2005), включающие непосредственное сжигания ТБО в печах на колосниковых решетках.

Недостатком указанных способов являются загрязнение атмосферного воздуха ядовитыми продуктами горения, предотвратить который можно лишь путем использования дорогостоящей очистки дымовых газов.

Более перспективными являются способы, основанные на термообработке ТБО процессами газификации и пиролиза с получением топливного газа, например «Способ обработки твердых бытовых отходов» (Патент РФ №2254518, МПК F23G 5/24, 2005), «Способ пиролиза твердых бытовых отходов» (Патент РФ №1548601, МПК F23G 5/027, 1960). ТБО содержат значительное количество органических веществ: бумаги, древесины, пластмасс, резины и тому подобное, которые при нагреве без доступа кислорода образуют горючий газ. Твердые неорганические остатки, образующиеся после термообработки, неагрессивны к окружающей среде.

Известен ряд способов, основанных на последовательной слоевой термообработке твердых органических топлив в потоке газа-окислителя в печах шахтного типа (например, Патент США №4732091, МПК F23G 5/027, 1988 г.).

Основной недостаток способа заключается в использовании движущихся решеток, которые подвержены быстрому загрязнению и изнашиванию.

Известен способ термической переработки (Патент РФ №2079051, МПК F23G 5/027, 1994 г.), согласно которому частично горючие твердые бытовые отходы поступают в реактор (печь шахтного типа), где осуществляется последовательно сушка, пиролиз и газификация горючих составляющих ТБО. Топливный газ выводится из верхней части реактора с температурой не выше 400°C. Нагрев загружаемых ТБО производится за счет фильтрации газа в слой ТБО.

Основной недостаток способа заключается в поддержании необходимого соотношения массовых долей горючих и негорючих компонентов с целью организации требуемого температурного режима термопереработки.

Известен способ термической переработки несортированных ТБО (Патент РФ №2437030, МПК F23G 5/027, 2010), принятый за прототип. Согласно этому способу несортированные ТБО загружаются в термореактор - печь шахтного типа, где они последовательно проходят процессы сушки и пиролиза с газификацией твердого углеродистого остатка и удалением из реактора твердых неорганических веществ. Паровоздушную смесь подают под слой твердого углеродистого остатка для организации процесса газификации. Нагрев и сушку ТБО производят за счет теплообмена с фильтрацией потока газа. Распределение температур в термореакторе следующее: в зоне сушки 120-350°C, в зонах пиролиза и газификации до 1300°C, а температура горючего газа на выходе не выше 400°C.

Недостатками данного способа являются: во-первых, ограниченна газопроницаемость слоя ТБО, которая затрудняет тепломассобменные процессы; во-вторых, наличие загрузки ТБО в реактор и удаление твердой неорганики усложняют технологию переработки и приводят к ее удорожанию; в-третьих, организация рециркуляционного контура продуктов сушки в зону газификации приводит к усложнению технологии.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности технологии переработки ТБО.

Технический результат достигается тем, что в способе порционной термической переработки несортированных твердых бытовых отходов на полигоне, включающем поступление твердых бытовых отходов в нижнюю часть печи-реактора, подачу в верхнюю часть печи-реактора на горелки термогаза и подогретого воздуха, последовательные сушку, пиролиз и газификацию твердых бытовых отходов, вывод продуктов термической переработки в виде термогаза из зоны пиролиза и газификации, используют мобильную установку печь-реактор колпакового типа со сводовыми плоскопламенными горелками, которую устанавливают сверху на порцию слоя твердых бытовых отходов, после полного термического уничтожения порции слоя твердых бытовых отходов удаляют непереработанную неорганику, мобильную установку печь-реактор устанавливают на новую порцию слоя твердых бытовых отходов. Сушку осуществляют при температуре в пределах 100-350°C.

То есть термическая переработка порции слоя ТБО осуществляется за счет тепловой энергии, производимой плоскопламенными горелками. ТБО проходят последовательно процессы газификации, пиролиза и сушки вглубь слоя до полной его переработки. Продукты пиролиза и газификации в виде термогаза непрерывно выводятся из верхней части реактора. После переработки слоя ТБО мобильную установку перемещают на другое место, на следующую порцию слоя ТБО.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

На слой несортированных ТБО непосредственно на полигоне устанавливают печь-реактор в виде колпака 1 со сводовыми плоскопламенными горелками 2. ТБО в печи-реакторе в виде колпака 1 проходят снизу вверх зону подсушки 3 и зону пиролиза и газификации 4. Термогаз отбирают из зоны пиролиза и газификации 4 и охлаждают в теплообменнике 5. Часть газа направляют потребителю, а часть - в сводовые плоскопламенные горелки 2. Туда же подают воздух, предварительно подогретый в теплообменнике 5.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом: подвижную установку - печь-реактор в виде колпака со сводовыми плоскопламенными горелками, обеспечивающими температуру в верхней части печи 1300°C, устанавливают на поверхность слоя несортированных ТБО непосредственно на полигоне.

Попадая таким образом в печь снизу, ТБО проходят процесс пиролиза с последующей газификацией твердого углеродистого остатка в верхней части печи в зоне пиролиза и газификации 4, обеспечивая прогрев нижних слоев и сушку ТБО в зоне подсушки 3 при температуре в пределах 100-350°C. Зону пиролиза и газификации располагают над зоной подсушки, исключая таким образом влияние газопроницаемости слоя ТБО на процесс термопереработки. Удаленная из ТБО влага в смеси с легкими летучими соединениями, попадая в зону пиролиза и газификации 4, взаимодействует с твердым углеродистым остатком (ТУО).

В зоне пиролиза и газификации 4 за счет теплообмена излучением горючие составляющие ТБО пиролизуются, образуя пиролизный газ и ТУО, который газифицируется с получением топливного газа. Смесь пиролизного и топливного газов (термогаз) отводят в теплообменник для последующего охлаждения до температуры не выше 400°C. Часть термогаза совместно с воздухом, предварительно подогретым в теплообменнике до температуры не ниже 300°C, подводят к горелкам печи-реактора. Оставшийся термогаз направляют потребителю. Процесс осуществляют до полного уничтожения порции ТБО. Непереработанные неорганические компоненты ТБО оставляют на грунте для дальнейшей утилизации. Затем мобильную установку переставляют на другое место для переработки следующей порции ТБО и т.д.

Таким образом, применение заявляемого способа обеспечивает повышение эффективности технологии переработки ТБО.

1. Способ порционной термической переработки несортированных твердых бытовых отходов на полигоне, включающий поступление твердых бытовых отходов в нижнюю часть печи-реактора, подачу в верхнюю часть печи-реактора на горелки термогаза и подогретого воздуха, последовательные сушку, пиролиз и газификацию твердых бытовых отходов, вывод продуктов термической переработки в виде термогаза из зоны пиролиза и газификации, отличающийся тем, что используют мобильную установку печь-реактор колпакового типа со сводовыми плоскопламенными горелками, которую устанавливают сверху на порцию слоя твердых бытовых отходов, после полного термического уничтожения порции слоя твердых бытовых отходов удаляют непереработанную неорганику, мобильную установку печь-реактор устанавливают на новую порцию слоя твердых бытовых отходов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку осуществляют при температуре в пределах 100-350°C.



 

Похожие патенты:

Изобретения могут быть использованы для утилизации твердых бытовых отходов, отходов деревообработки, сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности, а также для переработки твердых низкокалорийных продуктов, содержащих органическую составляющую.

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов с получением в качестве конечного продукта синтез-газа. Способ разрушения углеродо- и азотосодержащего сырья включает подачу углеродо- и азотосодержащего сырья в цилиндрический корпус, нагревание его, создание разрежения во внутренней полости корпуса, вывод газа и выгрузку зольного остатка.

Изобретение относится к способам газификации твердых видов углеродсодержащего топлива: бурых и каменных углей, сланцев и торфа. При газификации углеродсодержащих твердых видов топлива, включающей нагрев, пиролиз подаваемого в ванну с расплавленным шлаком герметичной электродной электропечи твердого углеродного топлива при пропускании через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом газифицирующих агентов, а также пропускании электрического тока с помощью сформированной электрической цепи, включающей электроды, введенный в ванну электропечи и подину электропечи, удаление из рабочего пространства печи синтез-газа, шлака и металлического сплава, через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом пропускают трехфазный электрический ток, величина которого определяется в соответствии с расходом твердого топлива и с учетом необходимой мощности, определяемой из выражения: P a = G ⋅ w э л 3600 ,     М В т , где G - расход твердого топлива в электропечи, кг/ч, wэл - удельный расход электроэнергии.

Изобретение относится области энергетики, предназначено для утилизации отходов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса. Техническим результатом является повышение качества сжигания подстилочного помета и продление срока использования установки для сжигания топлива.

Изобретение относится к устройствам для газификации твердых органических топлив и может быть использовано для производства горючего генераторного газа из отходов предприятий лесного и агропромышленного комплексов.

Изобретения относятся к промышленной переработке горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов. Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов реализуют в реакторах, оснащенных температурными датчиками (18, 20).

Изобретение относится к области термической переработки углеродсодержащих материалов с образованием топочного газа. Устройство для газификации сыпучего мелкодисперсного углеродсодержащего сырья и гранулированных биошламов содержит вихревую топку с камерой сгорания, устройство для нагрева камеры сгорания, загрузочное устройство, первую и вторую магистрали подачи газового потока в тангенциальном направлении в камеру сгорания, первый и второй нагнетатели.

Изобретение относится к области химии. .

Изобретение относится к технике мусоросжигания, в частности к высокотемпературному сжиганию влажных медицинских отходов. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах утилизации отходов деревообрабатывающих производств при одновременной выработке тепловой энергии и сокращении потребления газа и жидкого топлива.

Изобретения могут быть использованы в сельском хозяйстве и в деревообрабатывающей промышленности. Способ термической переработки органосодержащего сырья включает загрузку сырья и его горизонтальное перемещение поршнем (2) по длине трубы через камеры конвективной сушки (3), пиролиза (4), конденсации (5). Полученные в камере конденсации (5) жидкую фракцию (18) и несконденсированные газы (17) выводят, а твердую фракцию (19) охлаждают и разгружают в камере разгрузки (6). Сырье в камере сушки (3) сушат конвективно, причем отношение n длины зоны сушки ℓ к длине зоны пиролиза L определяют как n = 0,01 W ( r + Δ r ) ( 1 − 0,01 W ) q n   Δ T n Δ T c k , где r - теплота испарения влаги со свободной поверхности, Δr - дополнительные потери тепла при сушке, кДж/кг исп.вл.; W - влажность сырья, %; qn - теплотворная способность сухого сырья, кДж/кг; ΔТn, ΔTс - перепад температур в зонах пиролиза и сушки, °C; k - отношение массы твердой фазы к массе сырья. Расход отработавшего агента сушки не превышает расход топочных газов. Устройство термической переработки органосодержащего сырья снабжено коллектором топочных газов (12), выполненным в виде кольцевой перфорированной части камеры пиролиза с живым сечением, при выполнении условия ΔPк<ΔPп, где ΔPк - потери напора в кожухе с вентилятором; ΔPп - потери напора в слое материала в пиролизной камере (4), и отсасывающим вентилятором (13) с задвижкой (14), регулирующей расход отработавшего агента сушки. Изобретения позволяют повысить интенсивность пиролизного процесса и повысить производительность устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области переработки, обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. Для термической утилизации отходов бурят скважину, проводят газификацию органических компонентов отходов при помощи контролируемого нагрева и подачи топлива с получением синтез-газа и его последующим выводом. При этом скважину бурят на полигоне захоронения отходов. Газификацию проводят непосредственно в массиве складированных отходов с помощью проложенной в скважине газовоздушной магистрали, которую перемещают внутри массива по вертикали путем погружения/извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб. Изобретение обеспечивает стабилизацию массива отходов, сокращение энергозатрат и затрачиваемого времени.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в котельных агрегатах для утилизации птичьего помета, в том числе непосредственно на птицефабриках с целью выработки тепловой и электрической энергии, а также получения золы как ценного минерального удобрения. Техническим результатом является сжигание птичьего помета с полным дожигом вредных и зловонных газов. Способ предусматривает подачу птичьего помета в топочную камеру с организацией процесса сжигания в ее нижней слоевой части и дожигом генераторного газа и летучих в ее верхней части. При этом птичий помет подают в верхнюю вихревую часть топочной камеры с последующей его подсушкой при движении через данную часть под действием силы тяжести, а затем в последовательно расположенные слои (зоны) кипы нижней слоевой части топочной камеры: слой сушки и выделения летучих, слой раскаленного инертного кокса, восстановительный слой, окислительный слой выгорания кокса, слой охлаждения, грануляции и выгрузки золы, перемешиваемый шурующей планкой с подачей подогретого первичного воздуха через колосниковую решетку, на которой размещены перечисленные выше слои, с последующим дожигом генераторного газа и летучих в верхней вихревой части топочной камеры. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения могут быть использованы в области промышленной переработки горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов. Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов включает последовательную послойную переработку шихты в реакторе в присутствии катализатора. В реакторе шихта сверху вниз проходит зоны нагрева продуктов переработки (9), пиролиза (8), коксования (7), горения (6) с образованием твердого остатка, который выгружают из зоны выгрузки твердых остатков переработки (2) с выгрузным окном (3) из рабочего пространства реактора циклически с сохранением его герметичности. Герметичная рабочая камера (1) реактора содержит зону подвода влажных мелких частиц отходов твердых топлив и их пиролиза и коксования (14), совмещенную с зонами подвода (4) и нагрева (5) кислородсодержащего агента. Канал подвода кислородсодержащего агента (15) соединен с бункером-дозатором (16) влажных мелких частиц отходов твердых топлив, из которых в зоне (14) реактора формируется псевдоожиженный поток. В реактор вводят дополнительное количество кислородсодержащего агента в составе основного потока, необходимое для последующего горения мелких частиц отходов твердых топлив, прошедших зоны пиролиза (8) и коксования (7), и перевода их влаги в перегретый пар. Изобретения осуществляют полную утилизацию мелких фракций продуктов переработки, позволяют получить высококалорийный газ и увеличить выход и качество готовых продуктов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к устройствам для переработки твердого спекающегося топлива, преимущественно твердых бытовых отходов, а также может быть использовано для переработки торфа, низкосортного угля, отходов деревообработки. Техническим результатом является обеспечение равномерности горения. Газификатор твердых бытовых отходов и твердого топлива выполнен в виде вертикальной шахтной печи, внутри которой последовательно, сверху вниз, расположены зоны сушки, пиролиза и горения твердых бытовых отходов и твердого топлива. В верхней части печи расположены загрузочное устройство и патрубок для отбора продукт-газа, в нижней части расположен патрубок для подачи газифицирующего агента и устройство для накопления и вывода твердых продуктов переработки - золы. Между верхней и нижней частями шахтной печи расположены секции, являющиеся ее составными частями. Во внутренних сквозных полостях секций размещены термоаккумулирующие элементы, причем одна или несколько секций печи выполнены с возможностью вращения относительно верхней и нижней частей шахтной печи вокруг ее вертикальной оси. С наружной стороны вокруг шахтной печи в районе вращающихся секций расположен кожух, образующий с корпусом печи кольцевую замкнутую полость, в которую нагнетается газифицирующий агент и из которой газифицирующий агент поступает внутрь газификатора через кольцевые зазоры между вращающимися секциями и каналы в нижней части газификатора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых, промышленных, медицинских и других отходов и может быть использовано в народно-хозяйственном комплексе при обезвреживании и уничтожении отходов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности работы установки. Установка содержит загрузочное устройство, камеру газификации с отверстиями вывода пиролизного газа, камеру дожигания, камеры сгорания, устройство отвода газообразных продуктов переработки, дефлекторы, расположенные в камере дожигания и выполненные в виде плоских лент, охватывающих по винтовой линии камеру газификации, установленную в корпусе с образованием зоны отбора пиролизного газа, камеры сгорания выполнены эжекторного типа, две из которых установлены с наклоном к винтовой линии дефлекторов, а четыре другие расположены в нижней части корпуса тангенциально по отношению к карману корпуса, при этом установка дополнительно содержит паровой котел, снабженный камерами сгорания эжекторного типа. 3 ил.

Изобретение относится к области переработки органосодержащих отходов, в том числе илистых отходов бытовых сточных вод, животноводческих комплексов и птицефабрик для получения горючих продуктов, сырья для производства строительных материалов и удобрений для мелиорации почв, и может использоваться, в частности, на станциях очистки сточных вод в коммунальном хозяйстве и на животноводческих комплексах. Реактор включает цилиндрическую шахту с огнеупорной футеровкой, оснащенную загрузочным устройством и узлом выгрузки твердого продукта, газоходом для отходящих газов, коническими диафрагмами с запорными воронками, устанавливаемыми с возможностью вертикального перемещения и оснащенными штоками для открывания и закрывания отверстий в конических диафрагмах, причем конические диафрагмы с запорными воронками выполнены перфорированными и установлены в цилиндрической шахте реактора в зоне сушки и в зоне пиролиза. При этом разгрузочный бункер в нижней части реактора выполнен коническим и оснащен запорным устройством для периодической выгрузки готового продукта. Технический результат: улучшенные эксплуатационные качества, обеспечиваемые за счет создания оптимального режима переработки органосодержащих отходов, в том числе илистых отходов, более равномерного их прогрева при снижении рабочей температуры в зоне горения, и регулирования времени его переработки, а также увеличения выхода полезных продуктов переработки. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых, и может быть использовано при освоении месторождения горючих сланцев, содержащих ценные химические элементы, например магний. Техническим результатом является повышение эффективности комплексного освоения месторождения горючих сланцев. Способ включает детальное изучение вещественного состава пласта, выявление ценного химического элемента, подлежащего попутному извлечению, добычу горючих сланцев, их обогащение до получения концентрата ценного химического элемента, подготовку концентрата к сжиганию, превращение ценного элемента в его химические соединения сжиганием концентрата в топке котельного агрегата, извлечение этих соединений и восстановление ценного элемента. При выявлении повышенного содержания магния в горючих сланцах обогащение добытых горючих сланцев до получения магнийсодержащего концентрата осуществляют их пиролизом с получением топливного газа и жидких углеводородов в качестве товарных продуктов, магнийсодержащий концентрат сжигают в топке кипящего слоя промышленного котла с получением тепловой энергии, оксида магния - сырья для восстановления магния, а при восстановлении магния - строительных материалов и минеральных удобрений в качестве товарных продуктов, причем часть тепловой энергии, полученную в виде горячих дымовых газов, направляют на пиролиз сланцев. 1 ил.

Изобретение относится к технологиям утилизации твердых бытовых отходов, ряда других органических бытовых и производственных отходов, а также низкосортных твердых топлив, в частности торфяного и каменноугольного сырья. Способ включает измельчение и сепарацию отходов, их разложение при комбинированном воздействии теплового и электромагнитного полей без доступа кислорода, получение углеродного вещества и углеводородной фракции в качестве печного топлива, газоочистку отходящих дымовых газов. Данный способ и предложенное его аппаратурное оформление позволяют увеличить выходы целевых продуктов, повысить их, увеличить степень утилизации бытовых и производственных отходов до 95-98%. Благодаря предложенной технической новизне возможно получение до 35-45% масс. углеродного вещества, до 10% масс. мазутной фракции. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение раскрывает способ переработки конденсированного органического топлива путем газификации с последующей конвертацией его в высококалорийный газ, предусматривающий загрузку указанного топлива в газогенератор, подачу в зону накопления и вывода твердых продуктов переработки топлива газифицирующего агента. При этом газификацию проводят посредством обеспечения последовательного пребывания топлива в зоне нагревания и сушки, зонах пиролиза, горения и охлаждения, причем в газогенератор дополнительно вводят электропроводный инерт, а процесс горения в плотном слое стабилизируют посредством двух газопроницаемых шнеков и одновременным воздействием на электропроводный инерт и продукты горения перекрестными магнитными и электрическими полями с получением на выходе из газогенератора синтез-газа и с последующей конвертацией его в высококалорийный газ. Изобретение также раскрывает газогенераторную установку для указанной переработки конденсированного органического топлива. Техническим результатом является обеспечение по сечению газогенератора стабильного, однородного фронта горения путем управления продуктами горения в высокоэффективном процессе газификации топлива с последующей конвертацией его в высококалорийный газ. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам переработки несортированных твердых бытовых отходов посредством пиролиза и газификации в печи-реакторе с целью получения горючего газа и может быть использовано для термического уничтожения ТБО, хранящихся на полигонах крупных населенных пунктов. Техническим результатом является повышение эффективности технологии переработки ТБО. Способ включает поступление твердых бытовых отходов в нижнюю часть печи-реактора, подачу в верхнюю часть печи-реактора на горелки термогаза и подогретого воздуха, последовательные сушку, пиролиз и газификацию твердых бытовых отходов. Вывод продуктов термической переработки в виде термогаза из зоны пиролиза и газификации. Используют мобильную установку печь-реактор колпакового типа со сводовыми плоскопламенными горелками, которую устанавливают сверху на порцию слоя твердых бытовых отходов. После полного термического уничтожения порции слоя твердых бытовых отходов удаляют непереработанную неорганику, мобильную установку печь-реактор устанавливают на новую порцию слоя твердых бытовых отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх