Когенерационная установка

Изобретение относится к оборудованию для комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения с получением тепловой и электрической энергии. Когенерационная установка включает камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и с выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, и две циклонные камеры, в которых соосно установлены камеры пиролиза-газификации и которые в верхней части имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих камеры пиролиза-газификации и систему очистки отходящих газов. Каждая из камер пиролиза-газификации имеет загрузочную камеру с запорным механизмом, коническую вставку, технологический канал подачи окислителя, канал отвода образующихся горючих газов с колосником и с системой затворов с возможностью подачи в камеру дожигания и потребителю и общий для обеих камер канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы. Система отходящих газов включает последовательно соединенные скруббер, выполненный в виде трубы Вентури, приемную ванну, насадочный абсорбер, сепаратор и дымосос. Изобретение обеспечивает эффективную переработку твердых отходов, содержащих различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы, а также уменьшение отходов переработки в виде золы и сокращение вредных выбросов в атмосферу ниже ПДК, а также позволяет получить ценный вторичный продукт в виде горючего газа. 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения с получением тепловой и электрической энергии, включающее процессы сжигания, пиролиза и газификации. Изобретение также пригодно для переработки отходов деревообрабатывающей промышленности.

Известна установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, теплообменник, систему очистки состоящую из скруббера и блока фильтрации, см. RU патент № 2137044, МПК6 F23G 5/14, 1999.

Недостатком данной установки, является то, что она не может работать при высоких температурах и в результате не позволяет перерабатывать твердые отходы, содержащие полимерные материалы. Вышеуказанный недостаток обусловлен тем, что при высоких температурах 800-900°С, скруббер не позволяет осуществить поглощение пыли и газообразных токсичных компонентов, а эффективность очистки отходящих газов в блоке фильтрации также снижается.

Известна установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, циклонную камеру, сообщенную газоходом с теплообменником, систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, см. RU патент № 2232348, МПК7 F23G 5/14, 2002.

Недостатком данной установки является то, что она позволяет перерабатывать отходы только методом сжигания, а сжигание отходов, содержащих резину, пластмассы, смолы и другие органические включения, сопровождается выделением копоти и токсичных газовых выбросов.

Известна установка пиролиза биомассы с системой получения энергии, включающая камерную печь, камеру газификации, циклон, паровой котел, паровую турбину и электрогенератор, см. EP патент № 2985528, МПК F23G 5/027 (2006.01), F01K 27/00 (2006.01), C10B 53/02 (2006.01), 2014.

Недостатком данной установки является то, что она не позволяет перерабатывать органические отходы различного происхождения, а только растительную биомассу.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, две циклонные камеры расположенные рядом друг с другом, при этом в обеих циклонных камерах соосно размещены съемные камеры пиролиза, каждая из которых имеет канал подачи образовавшегося пиролизного газа в камеру дожигания, а в верхней части циклонные камеры имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания равномерно омывающих съемные камеры пиролиза и систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, см. RU патент № 2400671, МПК F23G 5/027 (2006.01), F23G 5/14 (2006.01), F23G 15/00 (2006.01), 2010.

Недостатком данной установки является то, что после переработки остается значительно количество золы и углеродного остатка из камер пиролиза, который не имеет товарной ценности, вследствие неоднородности и загрязненности и требует последующей утилизации.

Задачей изобретения является создание установки, позволяющей перерабатывать твердые отходы, содержащие различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы, уменьшить образование золы и получить вторичный продукт в виде горючего газа для выработки тепловой и электрической энергии.

Техническая задача решается тем, что когенерационная установка, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, две циклонные камеры расположенные рядом друг с другом, при этом в обеих циклонных камерах соосно размещены съемные камеры пиролиза, каждая из которых имеет канал подачи образовавшегося пиролизного газа в камеру дожигания, а в верхней части циклонные камеры имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания равномерно омывающих съемные камеры пиролиза и систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, согласно изобретению имеет в обеих циклонных камерах стационарно установленные камеры пиролиза-газификации, каждая из которых в свою очередь имеет: загрузочную камеру с запорным механизмом; коническую вставку; технологический канал подачи окислителя; колосник; канал отвода образующихся горючих газов с системой затворов с возможностью подачи, как в камеру дожигания, так и потребителю; общий канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы.

Решение технической задачи позволяет перерабатывать твердые отходы, содержащие различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы с уменьшением образования золы и получить вторичный продукт в виде горючего газа.

Когенерационная установка представлена на фиг.1.

Когенерационная установка, включает камерную печь 1, состоящую из камеры сжигания 2 с бункером для загрузки отходов 3 и выходом для удаления золы 4; камеру дожигания отходящих газов 5; циклонные камеры 6 и 7, с соосно установленными в них камерами пиролиза-газификации 8 и 9, представленные на фиг.2; теплообменник 10; систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера 11, приемной ванны 12, насадочного абсорбера 13, сепаратора 14 и дымососа 15, причем скруббер 11 выполнен в виде трубы Вентури.

Когенерационная установка работает следующим образом. Предварительно сортированные отходы, не образующие при сжигании токсичных выбросов, загружают в бункер для загрузки отходов 3, а отходы, содержащие вещества, приводящие к образованию токсичных выбросов при сжигании, загружают в камеры пиролиза-газификации 8 и 9, каждая из которых представляет собой цилиндрическую обечайку 16 с установленной внутри нее стальной конической вставкой 17 и имеет технологический канал подачи окислителя 18 (воздух или кислород) для создания в заданной области камер пиролиза-газификации 8 и 9 окислительных процессов с выделением тепла и как следствие повышением температуры с 800°С до 1100°С. При этом количество подаваемого окислителя ограничено стехиометрическим коэффициентом избытка окислителя – не более 0,4.

Коническая вставка 17 служит для концентрации и удержания указанной температуры в заданной зоне камер пиролиза-газификации 8 и 9, и установлена таким образом, что верхний край конической вставки 17 расположен ниже уровня (оси) канала подачи окислителя 18 на значение равное D/10, где D - внутренний диаметр камеры пиролиза-газификации 8 или 9.

Загрузка камер пиролиза-газификации 8 и 9 осуществляется через загрузочные камеры 19 и 20 с запорными механизмами 21 и 22, выполненных в герметичном взрывобезопасном исполнении, согласно требованиям существующих нормативно технических документов Российской Федерации.

Для правильного функционирования камер пиролиза-газификации 8 и 9, они стационарно установлены в циклонные камеры 6 и 7 соответственно, которые имеют в верхней части тангенциальный ввод топочных газов и спиралевидные вставки 23 и 24, служащие для равномерного омывания камер пиролиза-газификации 8 и 9 топочными газами. Каждая из камер пиролиза-газификации 8 и 9, в нижней части имеет канал отвода образующихся горючих газов и золы с колосником 25, предназначенный для удержания слоя загруженных отходов и их шуровки во время эксплуатации камер пиролиза-газификации 8 и 9. Образующиеся горючие газы и зола отводятся через каналы 26 и 27 соответственно, при этом канал 27 для отвода золы является общими для обеих камер пиролиза-газификации 8 и 9. Горючие газы по каналу 26 в зависимости от потребности могут отводиться в виде конечного продукта до потребителя или подаваться в камеру дожигания отходящих газов 5. Регулировка подачи горючих газов в камеру дожигания отходящих газов 5 осуществляется системой затворов 28. Зола по каналу 27 отводится при помощи шнекового транспортера 29 с электроприводом 30 в бункер для сбора золы 31, имеющий технологический люк 32 для периодической очистки.

Во время работы установки, циклонные камеры 6 и 7, с установленными в них камерами пиролиза-газификации 8 и 9 способны работать как поочередно так и одновременно. Процесс, включения и отключения циклонных камер 6 и 7 осуществляется задвижками 33 и 34.

Отходы из бункера 3 направляют в камеру сжигания 2, в которой установлена колосниковая решетка 35, состоящая из наклонной и горизонтальной частей. Сжигание отходов осуществляют на горизонтальной части колосниковой решетки 35. Подвод необходимого для горения кислорода и удаление золы осуществляют через выход 4 в нижней части камеры сжигания 2.

Топочные газы, образовавшиеся в камере сжигания 2 через газоход 36 поступают в камеру дожигания 5. В результате дожигания отходящих газов в среде кислорода, подаваемого через перфорированные трубки 37, температура топочных газов повышается с 900°С до 1400°С.

Из камеры дожигания 5 нагретые топочные газы поступают в циклонные камеры 6 и 7, где они нагревают камеры пиролиза-газификации 8 и 9.

После циклонных камер 6 и 7, топочные газы через газоход 38 подают в теплообменник 10, выполненный в виде трех блоков, работающих в режиме противотока, где происходит охлаждение топочных газов до требуемой температуры с одновременной утилизацией тепла. Используемый теплоноситель, нагретый в зависимости от потребности предприятия до необходимых температур, используют для технических и бытовых нужд. Охлажденные топочные газы из теплообменника 10 через газоход 39 подают в скруббер Вентури 11, который содержит корпус 40 с помещенной в него трубной вставкой, диффузор 41 и форсунки 42, расположенные по оси в верхней части каждой из труб и в диффузоре 41.

Рабочая жидкость равномерно распыляется в диффузоре 41, вступая во взаимодействие с топочными газами. После чего, рабочая жидкость стекает в приемную ванну 12, которая представляет собой прямоугольную емкость с наклонным дном, и имеет расположенную в нижней части патрубок 43, предназначенный для периодического удаления шлама.

Далее топочные газы из скруббера Вентури 11, через приемную ванну 12, подают в насадочный абсорбер 13, расположенный вертикально над приемной ванной 12 и снабженный слоем насадок 44, над которыми расположены форсунки 45, служащие для подачи диспергированного абсорбента.

Скруббер Вентури 11, приемная ванна 12 и насадочный абсорбер 13 снабжены общей линией циркуляции абсорбента, которая включает в себя форсунки 42 и 45, насос 46, вентили 47. Линия циркуляции абсорбента и приемная ванна 12 соединены через сливной патрубок 48.

Насадочный абсорбер 13 в верхней части соединен с сепаратором 14, обеспечивающим отделение влаги абсорбента от газовой фазы.

После сепаратора 14, очищенные и охлажденные до 20-25°С газы, через отводной патрубок 49, подают в дымосос 15 и удаляют в атмосферу. Выбрасываемые в атмосферу очищенные газы, имеют концентрации вредных веществ в пределах или ниже ПДК.

Совокупность признаков заявляемого объекта позволяет перерабатывать твердые отходы, содержащие различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы, а применение камер пиролиза-газификации позволяет не только уменьшить образование отходов переработки в виде золы, но и способствует существенному сокращению вредных выбросов в атмосферу ниже ПДК, а также позволяет получить ценный вторичный продукт в виде горючего газа, который возможно использовать в теплоэнергетике для получения тепловой или электрической энергии.

Когенерационная установка, включающая камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, две циклонные камеры, расположенные рядом друг с другом, при этом в обеих циклонных камерах соосно размещены съемные камеры пиролиза, каждая из которых имеет канал подачи образовавшегося пиролизного газа в камеру дожигания, а в верхней части циклонные камеры имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих съемные камеры пиролиза и систему очистки отходящих газов, состоящую из последовательно соединенных скруббера, выполненного в виде трубы Вентури, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора и дымососа, отличающаяся тем, что в обеих циклонных камерах стационарно установлены камеры пиролиза-газификации, каждая из которых имеет: загрузочную камеру с запорным механизмом; коническую вставку; технологический канал подачи окислителя; колосник; канал отвода образующихся горючих газов с системой затворов с возможностью подачи, как в камеру дожигания, так и потребителю; общий канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области утилизации органических отходов и шламов, в частности осадков сточных вод, с получением гранулированного остеклованного шлака для дальнейшего его использования.

Изобретение относится к области жилищно-коммунального хозяйства и может быть использовано для экологически чистой переработки твердых коммунальных отходов. Пиролизный реактор включает камеру пиролиза с двойной внешней стенкой, через проем которой пропускают горячий газ для конвективного нагрева отходов для их термохимического разложения, и камеру сушки, установленную над камерой пиролиза, через которую пропускают отработанные горячие газы для предварительного нагрева и сушки отходов, камера пиролиза в сечении имеет форму протяженного овала с минимальной длиной короткой оси для максимального прогрева отходов между двумя раскаленными металлическими стенками, а по краям основания загрузочного бункера, камеры сушки и камеры пиролиза имеются прямоугольные отверстия, в которых смонтированы по два шунтирующих плоских затвора с электроприводами, между которыми расположены кольцевые активаторы с режущими лезвиями для рыхления и дробления отходов.

Изобретение относится к области переработки конденсированных топлив с получением горючего газа и может быть использовано для переработки различных твердых топлив для получения энергии.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки и утилизации полимерных компонентов коммунальных и промышленных отходов, а именно производства элементов строительных конструкций.

Изобретение относится к устройствам для термической переработки твердых коммунальных отходов и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве для обезвреживания и уничтожения отходов с одновременным получением газообразного топлива.

Изобретение относится к области термической утилизации медицинских отходов, в том числе хлорсодержащих. Техническим результатом является создание условий, минимизирующих возможность образования диоксинов, обеспечение экологически безопасных выбросов, получение материалов для доочистки дымовых газов и обеспечение автотермичности процесса.

Группа изобретений относится к области горения и газификации и предназначена для получения силового генераторного газа для производства электрической и тепловой энергии.

Изобретение относится к устройствам для переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов. Технический результат - снижение времени процесса переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов.

Изобретение относится к области термической переработки и утилизации твердых углеводородных отходов и может найти применение в печах, газогенераторах и установках термического уничтожения твердых углеводородных отходов, включая медицинские и биологические отходы.

Изобретение относится к области термической переработки бытовых и промышленных отходов методом пиролиза без выброса вредных газов в окружающую среду. Способ термической переработки бытовых и промышленных отходов, включающий запуск двигателя внутреннего сгорания в виде дизеля и привода электрогенератора, подачу нагретых до 3000-4000°С выхлопных газов дизеля в индукционную печь и их разогрев до температуры по меньшей мере 10000°С токами высокой частоты, подачу разогретых выхлопных газов под термоизолированный герметичный кожух вдоль рабочей камеры газогенератора, разогретой до температуры начала процесса пиролиза, пиролиз материалов термической переработки в рабочей камере газогенератора с получением смеси горючих и дымовых газов и продуктов термической переработки исходных материалов, газоотвод посредством кавитационного насоса через верхние отводные отверстия в рабочей камере смеси горючих и дымовых газов с водяными парами и их подачу в теплообменник, подачу полученного конденсата в виде низкооктанового топлива в горючей смеси с физико-химически связанной водой под воздействием вакуума в разреженную камеру сгорания дизеля.

Изобретение относится к области жилищно-коммунального хозяйства и может быть использовано для экологически чистой переработки твердых коммунальных отходов. Пиролизный реактор включает камеру пиролиза с двойной внешней стенкой, через проем которой пропускают горячий газ для конвективного нагрева отходов для их термохимического разложения, и камеру сушки, установленную над камерой пиролиза, через которую пропускают отработанные горячие газы для предварительного нагрева и сушки отходов, камера пиролиза в сечении имеет форму протяженного овала с минимальной длиной короткой оси для максимального прогрева отходов между двумя раскаленными металлическими стенками, а по краям основания загрузочного бункера, камеры сушки и камеры пиролиза имеются прямоугольные отверстия, в которых смонтированы по два шунтирующих плоских затвора с электроприводами, между которыми расположены кольцевые активаторы с режущими лезвиями для рыхления и дробления отходов.

Изобретение относится к способу и аппарату для получения нефтепродуктов из сырья, содержащего полимеры. Способ включает загрузку сырья, содержащего полимерное сырье, в бак пиролитического реактора, имеющий исходный свободный объем, составляющий при определении исходя из количества загруженного в реактор полимерного сырья приблизительно 30%, применение наружного кожуха, по существу окружающего бак реактора, подвод тепловой энергии к баку реактора, превращение сырья в расплавленный материал с пиролизом расплавленного полимерного материала в анаэробных условиях в свободном объеме бака реактора во время перемещения расплавленного материала через бак реактора, крекинг и риформинг расплавленного материала и получение нефтепродуктов в реакторе.

Изобретение относится к способу утилизации углеродсодержащих материалов, в частности твердых отходов, отходов деревообработки, сельскохозяйственного и пищевого производства, а также смесей, содержащих органическую составляющую.

Изобретение относится к области биотехнологии. Композиция для получения масла из биомассы содержит биомассу, жидкое масло, катализатор гидрокрекинга и вулканизирующий агент в определенных количествах.

Изобретение относится к лесоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для производства активированного угля. Способ получения активированного угля включает стадии конвективной сушки измельченных древесных отходов рециркулирующими топочными газами при температуре 250°С, пиролиз древесных отходов с сепарацией пиролизных газов на горючие газы и жижку, активацию угля перегретым водяным паром с температурой 900°C с выделением горючих газов активации и охлаждение угля в две стадии.

Изобретение относится к устройствам для переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов. Технический результат - снижение времени процесса переработки отходов из резинотехнических и полимерных материалов.

Изобретение относится к способу переработки помета - отходов птицеводства и животноводства. Способ переработки помета включающий стадии: очистки от неорганических включений, измельчения и сушки, газификации (среднетемпературного пиролиза), очистки пиролизных газов и выработки с помощью газопоршневого генератора электроэнергии, использования твердого остатка в качестве удобрения и сорбента для очистки отходящих после сушки помета газов.

Изобретение относится к области переработки органического сырья методом гидротермальной карбонизации, в частности древесины, торфа, сланцев, угля, промышленных и бытовых отходов, отходов растениеводства, животноводства, и может найти применение в химической, лесо- и нефтеперерабатывающих отраслях, коммунальном, сельском хозяйстве.

Агрегат термохимической переработки углеродсодержащего сырья, содержащий реактор пиролиза сырья, оснащенный устройствами загрузки в реактор подлежащего пиролизу сырья и выгрузки полученного пироугля, а также газовым выходом для отвода полученных парогазов, реактор газификации, предназначенный для получения генераторного газа, оснащенный устройством загрузки сырья и газовым выходом для отвода полученного генераторного газа, причем на корпусе реактора газификации установлены воздушные коллекторы, имеющие возможность соединения с выходом воздуходувки, с коллекторами связаны завихрители, введенные тангенциально в полость реактора газификации, а также аппарат разделения полученных в реакторе приролиза парогазов, к газовому выходу которого подсоединен дымосос, характеризующийся тем, что агрегат оснащен устройством очистки от твердой фазы полученного в реакторе газификации генераторного газа, входом связанного с выходом реактора газификации, а выходом - с полостью реактора пиролиза, газовый выход которого посредством газохода подсоединен к входу аппарата разделения полученных в реакторе пиролиза парогазов, причем на газоходе образованы первый и второй теплообменники, рабочее пространство первого из которых соединено с воздуходувкой и с трубопроводами, подсоединенными к коллекторам реактора газификации, а второго - с емкостью для сырья реактора пиролиза, и посредством распределительных трубопроводов с завихрителями, введенными в полость реактора пиролиза, при этом реактор газификации расположен горизонтально и выполнен из двух секций - принимающей и выдающей, каждая из которых выполнена в виде обечайки, секции торцами состыкованы друг с другом, вход для загрузки сырья распложен в принимающей секции, а выход для отвода генераторного газа - в выдающей, причем реактор газификации оснащен турбулизатором, выполненным в виде пластины и установленным в принимающей секции реактора газификации в области ее стыка с выдающей секцией поперек продольной оси реактора газификации.

Изобретение относится к комплексной переработке твердых отходов и может быть использовано для утилизации органических твердых бытовых и иных твердых отходов. Техническим результатом является упрощение конструкции системы, повышение ее надежности, повышение эффективности переработки бытовых отходов, а также обеспечение максимальной безотходности процесса пиролиза бытовых отходов с одновременным повторным использованием в операциях процесса пиролиза рабочих тел, полученных в предыдущих операциях, с получением на выходе процесса синтетического газа.

Изобретение относится к лесохимической промышленности, а именно к способам получения дегтя, который применяется в ветеринарии, кожевенной и фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения с получением тепловой и электрической энергии. Когенерационная установка включает камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и с выходом для удаления золы, камеру дожигания, снабженную перфорированными трубками подачи кислорода, и две циклонные камеры, в которых соосно установлены камеры пиролиза-газификации и которые в верхней части имеют тангенциальный ввод отходящих газов камеры дожигания, равномерно омывающих камеры пиролиза-газификации и систему очистки отходящих газов. Каждая из камер пиролиза-газификации имеет загрузочную камеру с запорным механизмом, коническую вставку, технологический канал подачи окислителя, канал отвода образующихся горючих газов с колосником и с системой затворов с возможностью подачи в камеру дожигания и потребителю и общий для обеих камер канал отвода золы со шнековым транспортером и бункером для сбора золы. Система отходящих газов включает последовательно соединенные скруббер, выполненный в виде трубы Вентури, приемную ванну, насадочный абсорбер, сепаратор и дымосос. Изобретение обеспечивает эффективную переработку твердых отходов, содержащих различные органические материалы, образующие при сжигании токсичные выбросы, а также уменьшение отходов переработки в виде золы и сокращение вредных выбросов в атмосферу ниже ПДК, а также позволяет получить ценный вторичный продукт в виде горючего газа. 2 ил.

Наверх