Установка и способ обезвреживания иловых осадков методом "пиролиз"

Изобретение относится к области утилизации и обезвреживания отходов термическими способами. Описана установка обезвреживания илового осадка методом пиролиза, содержит систему аспирации и очистки испарений фекальных масс, бункеры первичной загрузки, шнековый питатель подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки, первичный бункер с контролем уровня, шнек подачи илового остатка, реактор предварительной сушки, скруббер отработанных дымовых газов, теплообменники, шнек подачи осушенного илового остатка, реактор пиролиза, шнек подачи золы с водяной рубашкой, чиллер, жироуловитель, систему пневматической подачи золы, бункер выгрузки, сепаратор, сухую градирню, паровинтовую машину, дымосос, распределительный теплообменник, газгольдер, при этом система аспирации функционально связана с чиллером, чиллер функционально связан с реактором пиролиза, жироуловителем и газгольдером, жироуловитель функционально связан с сепаратором и шнеком подачи осушенного илового остатка, реактор пиролиза функционально связан с реактором предварительной сушки, шнеком подачи осушенного илового остатка, третьим теплообменником и шнеком подачи золы с водяной рубашкой, шнек подачи золы с водяной рубашкой функционально связан с системой пневматической подачи золы и первым теплообменником, система пневматической подачи золы функционально связана с бункером выгрузки, первый теплообменник функционально связан с бункерами первичной загрузки, вторым теплообменником и шнеком подачи илового остатка, второй теплообменник функционально связан с распределительным теплообменником, третьим теплообменником, дымососом, реактором предварительной сушки, шнеком подачи илового остатка и паровинтовой машиной, шнек подачи илового остатка функционально связан с реактором предварительной сушки и первичным бункером с контролем уровня, первичный бункер с контролем уровня функционально связан со шнековым питателем подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки, шнековый питатель подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки функционально связан с бункерами первичной загрузки, реактор предварительной сушки функционально связан с третьим теплообменником и шнеком подачи осушенного илового остатка, дымосос функционально связан со скруббером отработанных дымовых газов, третий теплообменник функционально связан с паровинтовой машиной, распределительный теплообменник функционально связан с сухой градирней. Технический результат - обеспечение конструкционной надежности и повышение КПД. 1 ил.

 

Изобретение относится к области утилизации и обезвреживания отходов термическими способами, а именно илового осадка методом «пиролиз».

Известны способы и устройства термической переработки отходов, в том числе иловых осадков методом «пиролиз» (см. «Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям» ИТС 9-2020 «Утилизация и обезвреживание отходов термическими способами», дата введения 01.07.2021, патентные документы RU2638558C1, дата публикации 14.12.2017, RU 2521638C2, дата публикации 10.07.2014, WO 2003018721A1, дата публикации 08.04.2004, ЕА009601 В1, дата публикации 28.02.2008 и т.д. и т.п.).

Недостатком таких способов и устройств является то, что термическое разложение происходит при непостоянной температуре, т.е. при температуре, превышающей 550° или ниже этой, что приводит к снижению теплового КПД и снижению надежности и безопасности устройств вследствие снижения прочностных показателей конструкционных материалов, из которых такие устройства выполнены.

Задачей заявленной группы изобретений является создание такой установки, в которой возможно реализовать способ обезвреживания иловых осадков методом «пиролиз» со сведением вышеуказанных недостатков к минимальным значениям.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является обеспечение конструкционной надежности и повышение КПД.

Такая задача и такой технический результат достигаются благодаря установке обезвреживания илового осадка методом «пиролиз», содержащей систему аспирации и очистки испарений фекальных масс, бункеры первичной загрузки, шнековый питатель подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки, первичный бункер с контролем уровня, шнек подачи илового остатка, реактор предварительной сушки, скруббер отработанных дымовых газов, теплообменники, шнек подачи осушенного илового остатка, реактор пиролиза, шнек подачи золы с водяной рубашкой, чиллер, жироуловитель, систему пневматической подачи золы, бункер выгрузки, сепаратор, сухую градирню, паровинтовую машину, дымосос, распределительный теплообменник, газгольдер, при этом система аспирации функционально связана с чиллером, чиллер функционально связан с реактором пиролиза, жироуловителем и газгольдером, жироуловитель функционально связан с сепаратором и шнеком подачи осушенного илового остатка, реактор пиролиза функционально связан с реактором предварительной сушки, шнеком подачи осушенного илового остатка, третьим теплообменником и шнеком подачи золы с водяной рубашкой, шнек подачи золы с водяной рубашкой функционально связан с системой пневматической подачи золы и первым теплообменником, система пневматической подачи золы функционально связана с бункером выгрузки, первый теплообменник функционально связан с бункерами первичной загрузки, вторым теплообменником и шнеком подачи илового остатка, второй теплообменник функционально связан с распределительным теплообменником, третьим теплообменником, дымососом, реактором предварительной сушки, шнеком подачи илового остатка и паровинтовой машиной, шнек подачи илового остатка функционально связан с реактором предварительной сушки и первичным бункером с контролем уровня, первичный бункер с контролем уровня функционально связан со шнековым питателем подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки, шнековый питатель подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки функционально связан с бункерами первичной загрузки, реактор предварительной сушки функционально связан с третьим теплообменником и шнеком подачи осушенного илового остатка, дымосос функционально связан со скруббером отработанных дымовых газов, третий теплообменник функционально связан с паровинтовой машиной, распределительный теплообменник функционально связан с сухой градирней.

На фиг.1 показана принципиальная схема заявленной установки,

где:

поз.1 - система аспирации и очистки испарений фекальных масс;

поз.2, 3 - бункеры первичной загрузки;

поз.4 - шнековый питатель подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки;

поз.5 - первичный бункер с контролем уровня;

поз.6 - шнек подачи илового остатка;

поз.7 - реактор предварительной сушки;

поз.8 - скруббер отработанных дымовых газов;

поз.9 - первый теплообменник;

поз.9.1 - третий теплообменник;

поз.9.2 - второй теплообменник;

поз.10 - шнек подачи осушенного илового остатка;

поз.11 - реактор пиролиза;

поз.12 - шнек подачи золы с водяной рубашкой;

поз.13 - чиллер;

поз.14 - жироуловитель;

поз.15 - система пневматической подачи золы;

поз.16 - бункер выгрузки;

поз.17 - сепаратор;

поз.18 - сухая градирня;

поз.19 - паровинтовая машина;

поз.20 - дымосос;

поз.21 - распределительный теплообменник;

поз.22 - газгольдер.

При этом стрелочками на фиг.1 показаны функциональные связи между указанными конструктивными элементами заявленной установки, а также показаны технологические действия.

Благодаря тому, что реактор пиролиза имеет функциональные связи с чиллером, реактором предварительной сушки, шнеком подачи осушенного илового остатка, третьим теплообменником и шнеком подачи золы с водяной рубашкой, а также благодаря тому, что чиллер функционально связан с системой аспирации и очистки испарений фекальных масс, образуется газовое сообщение, в котором в реактор пиролиза поступают дымовые газы с tmin=100° и осушенный иловый остаток при t=100°, а также воздух с улицы, разогретый до t=230°, и пиролизный очищенный газ с t=7°, тогда как из реактора пиролиза выходят пиролизный грязный газ с tmin=500° и дымовые газы с tmin=500°. Вследствие такого газового сообщения удалось добиться термодинамического равновесия в реакторе пиролиза, а именно удерживать температуру пиролиза, близкой к 550°.

Эмпирические испытания показали, что при реализации такого газового сообщении температура пиролиза в реакторе находилась в диапазоне от 540° до 560°, что не приводит к снижению теплового КПД реактора.

Также вследствие упомянутого газового сообщения максимальная температура выходящих из реактора пиролиза газов не превышает 560° и вследствие того, что остальные конструктивные части заявленной установки предназначены для транспортировки газа и использования температуры выходящих газов для генерации полезной энергии, в этих конструктивных частях температура этих газов ниже значения 500°. Таким образом, прочностные показатели конструкционных материалов, из которых выполнены конструктивные части установки, не снижаются.

Также достижение вышеуказанной задачи и технического результата обеспечивается тем, что в способе обезвреживания иловых осадков методом «пиролиз» применяется вышеописанная установка и осуществляется подача очищенного газа в чиллер. Очистка испарений фекальных масс осуществляется при помощи системы аспирации и очистки испарений фекальных масс. Из чиллера подают газ в газгольдер, а при t=230° газ подается в реактор пиролиза. Из реактора пиролиза подают грязный пиролизный газ при tmin=500° в чиллер, из жироуловителя пиролизное масло подают на сепаратор, из сепаратора воду сливают в канализацию, а при t=30° подают на шнек подачи осушенного илового остатка. Из чиллера очищенный пиролизный газ при t=7° подают в реактор пиролиза. Из реактора пиролиза подают дымовые газы при tmin=500° в реактор предварительной сушки и третий теплообменник. Из реактора предварительной сушки подают в реактор пиролиза дымовые газы при tmin=100°, а также при помощи шнека подачи осушенного илового остатка иловый остаток при t=100° подают в реактор пиролиза. Из реактора пиролиза золу подают при помощи шнека подачи золы с водяной рубашкой в бункер выгрузки через систему пневматической подачи золы. При t=100° золы производят отбор тепла в первый теплообменник. Из первого теплообменника воздух при t=70° подают в бункеры первичной загрузки с содержащимся в них иловыми осадками. Из бункеров первичной загрузки при помощи шнекового питателя подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки иловый осадок подается в первичный бункер с контролем уровня. Из первичного бункера с контролем уровня при помощи шнека подачи илового остатка иловый остаток подают в реактор предварительной сушки. Из реактора предварительной сушки газ подают во второй и третий теплообменники. Из второго теплообменника воду при t=90° подают в распределительный теплообменник. Из распределительного теплообменника производят отбор тепла в сухую градирню и воду при t=70° подают в первый и второй теплообменники. Из третьего теплообменника подают газ во второй теплообменник и паровинтовую машину, Из паровинтовой машины электроэнергию и пар при t=110° подают потребителю. Из второго теплообменника подают воду в канализацию, а воду при t=70° в первый теплообменник, дымовые газы при t=70° подают при помощи дымососа в скруббер отработанных дымовых газов. Из скруббера отработанных дымовых газов газы подаются в атмосферу, а вода - в канализацию. Из первого теплообменника вода подается на шнек подачи золы с водяной рубашкой. В случае аварийной ситуации иловый осадок сливают при помощи реверса для аварийной откачки.

Благодаря тому, что участие рабочих тел в заявленном способе при t<70° в терморегулировании сводится к минимуму за счет сбрасывания таких тел в окружающую среду, температура выходящих из реактора пиролиза газов плавно без перепадов снижается с t=560°, что не приводит к высокому температурному воздействию на конструктивные части заявленной установки, а также не приводит к большим тепловым потерям газов, используемых для генерации электроэнергии и передачи пара при t=110° на потребителя. Таким образом прочностные показатели конструкционных материалов, из которых выполнены конструктивные части установки, не снижались, а КПД повысился за счет того, что в паровинтовую машину не поступал газ при t<70° и, следовательно, траты энергии на нагрев пара до t=110° в паровинтовой машине снизились.

Эмпирические испытания показали, что при реализации заявленного способа температура воздействия на конструктивные часты заявленной установки меньше значения 500°, а КПД повышался на 10-15%.

Завяленная группа решений описана в полной степени, позволяющий специалисту в данной области техники исходя из предшествующего уровня техники ее осуществить, а также промышленно применить.

Установка обезвреживания илового осадка методом пиролиза, содержит систему аспирации и очистки испарений фекальных масс, бункеры первичной загрузки, шнековый питатель подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки, первичный бункер с контролем уровня, шнек подачи илового остатка, реактор предварительной сушки, скруббер отработанных дымовых газов, теплообменники, шнек подачи осушенного илового остатка, реактор пиролиза, шнек подачи золы с водяной рубашкой, чиллер, жироуловитель, систему пневматической подачи золы, бункер выгрузки, сепаратор, сухую градирню, паровинтовую машину, дымосос, распределительный теплообменник, газгольдер, при этом система аспирации функционально связана с чиллером, чиллер функционально связан с реактором пиролиза, жироуловителем и газгольдером, жироуловитель функционально связан с сепаратором и шнеком подачи осушенного илового остатка, реактор пиролиза функционально связан с реактором предварительной сушки, шнеком подачи осушенного илового остатка, третьим теплообменником и шнеком подачи золы с водяной рубашкой, шнек подачи золы с водяной рубашкой функционально связан с системой пневматической подачи золы и первым теплообменником, система пневматической подачи золы функционально связана с бункером выгрузки, первый теплообменник функционально связан с бункерами первичной загрузки, вторым теплообменником и шнеком подачи илового остатка, второй теплообменник функционально связан с распределительным теплообменником, третьим теплообменником, дымососом, реактором предварительной сушки, шнеком подачи илового остатка и паровинтовой машиной, шнек подачи илового остатка функционально связан с реактором предварительной сушки и первичным бункером с контролем уровня, первичный бункер с контролем уровня функционально связан со шнековым питателем подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки, шнековый питатель подачи илового осадка с реверсом для аварийной откачки функционально связан с бункерами первичной загрузки, реактор предварительной сушки функционально связан с третьим теплообменником и шнеком подачи осушенного илового остатка, дымосос функционально связан со скруббером отработанных дымовых газов, третий теплообменник функционально связан с паровинтовой машиной, распределительный теплообменник функционально связан с сухой градирней.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к областям экологии и природовосстановления, в частности к способам получения биоугля - биочара из природных органических субстратов для восстановления почв от гербицидов. Способ получения биочара из осадков сточных вод и древесных опилок осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к способу получения продуктов термической деструкции илового осадка городских сточных вод. Способ включает предварительное размещение илового осадка в полости бункер-накопителя, вытеснение кислорода воздуха окружающей среды из мест нахождения илового осадка городских сточных вод, его транспортировку и подачу в полость для проведения термической деструкции.

Группа изобретений относится к способам и устройствам для очистки инфильтрационных и других сильнозагрязненных сточных вод, в том числе жидких отходов, образующихся, например, при размещении твердых коммунальных отходов на теле полигона, при компостировании органических материалов или твердых бытовых отходов, при обработке инфильтрационных вод полигона и при образовании иных сильнозагрязненных сточных вод.

Изобретение относится к области разработки способов приготовления катализаторов глубокого окисления и способам сжигания иловых осадков коммунальных очистных сооружений. Описан способ приготовления катализатора, в котором гранулы катализатора получают методом жидкостного формования пластифицированной массы, состоящей из активного компонента на основе оксидов переходных металлов или их смеси с содержанием их не менее 50 мас.% (в пересчете на сухое вещество), гидроксида алюминия, кислоты пептизатора и воды, в раствор аммиака через слой углеводородной жидкости, сушкой и прокаливанием, при этом получают сферический катализатор, содержащий в качестве оксидного носителя оксид алюминия в количестве не более 50 мас.%, а в качестве активного компонента Fe2O3 в количестве 48-75 мас.%, а также CuO в количестве 0 мас.%, 2-3 мас.%, 3,5-6 мас.% и/или Mn2O3 и/или Co2O3 и/или Cr2O3 в количестве 2-10 мас.%.

Изобретение относится к способу и устройству для совместного сжигания отходов и полусухого сточного ила. Предлагаемое устройство содержит топку, колосник в топке, распределительный узел отходов, выполненный с возможностью распределять отходы по упомянутому колоснику, и распределительный узел влажного (полусухого) сточного ила, выполненный с возможностью транспортировать влажный сточный ил к заднему своду топки и загружать его в топку.

Изобретение относится к области утилизации органических отходов и шламов, в частности осадков сточных вод, с получением гранулированного остеклованного шлака для дальнейшего его использования. Техническим результатом является сокращение объёма образующихся или накопленных в результате работы очистных сооружений отходов.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к альтернативным независимым источникам получения тепловой и электрической энергии, жидких и газообразных энергоносителей, а также полезных химических продуктов при пиролизной переработке органических отходов, в том числе осадка сточных вод. Задача изобретения - предотвратить накипание твердых отходов на стенках труб и оборудовании, очистка образовавшейся после технологического цикла воды, а также повышение экономических и экологических показателей пиролизной технологии при переработке влажных и жидких органических отходов.
Изобретение может быть использовано в коммунальном хозяйстве при утилизации осадка бытовых сточных вод путем сжигания совместно с другими, не утилизируемыми отходами. Суспензию осадка сточных вод с содержанием твердой фазы от 3 до 5% смешивают с суспензией угольной пыли, содержащей от 3 до 5% твердой фазы, затем обрабатывают флокулянтом или смесью флокулянтов, обезвоживают полученную смесь на центрифуге до остаточного содержания влаги 85-70% и сжигают.

Группа изобретений может быть использована для переработки осадков сточных вод с применением альтернативных независимых источников тепловой и электрической энергии. Система для переработки осадка содержит устройство для механической очистки (1) осадка, механический сгуститель (2), реактор (4) для термического разложения жидкого осадка, включающий трубчатый корпус, имеющий вход для подачи осадка под давлением не менее 25 МПа и выход для продуктов разложения, а также установленный вокруг корпуса нагреватель, выполненный с возможностью нагрева осадка до температуры не менее 450°С, устройство для разделения полученных продуктов разложения на горючий газ и осадок (5), устройство для обезвоживания (6) осадка, связанное с выходом разложенного осадка устройства разделения (5) осадка.

Изобретение относится к способу переработки нефтесодержащих отходов (шламов) и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, на производственных объектах которых имеет место формирование, складирование и длительное хранение в земляных амбарах или бетонных шламонакопителях любых объемов нефтесодержащих отходов - опасного источника загрязнения окружающей среды.
Наверх