RU2798552C1

RU2798552C1 - Complex for thermal neutralization and utilization of organic waste

Info

Publication number: RU2798552C1
Application number: RU2022120347A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Солдатов; Леонид Витальевич Зюбин; Андрей Яковлевич Баянкин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Синэкогаз Технологии"
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2023-06-23

Abstract

FIELD: thermal power engineering.

SUBSTANCE: plant for multi-stage thermal neutralization and disposal of various household and industrial organic materials (waste or other similar raw materials) of varying degrees of humidity, together or separately, in continuous automatic mode 24/7. The complex for thermal neutralization and utilization of organic waste contains a system of receiving and loading devices with a grinder and a mixer for waste to be processed with a fraction of dried waste, connected to a drying device, also connected to a recycle system for a mixture of vapor and flue gas, connected to a separator-cooler for screening and cooling of the dried waste fraction, and a waste pyrolysis-gasification reactor. The complex also includes a lime mortar neutralizing sulfur compounds preparation system, an ash residue removal system, a burner device for afterburning pyrolysis gas, a hot flue gas mixer from the burner device with a drying agent-coolant from the drying device recycle system, a gas cleaning device made in the form of a system of cyclones, a condenser-collector and a scrubber with a droplet eliminator, equipped with a cooling system for the scrubber solution, and a chimney. The receiving and loading device includes an extruder with a profiled nozzle connected to the outlet channel of the storage hopper and a conveyor configured to supply material to the mixer. The waste pyrolysis-gasification reactor is a multi-hearth furnace with a hollow shaft and grips, equipped with a gas flow distribution system and including ventilation devices located along the entire reactor shaft, in the lower zone of the reactor chamber and in the upper zone of the reactor chamber, a distribution system for supplying water and air to bottom ash cooling and distribution air supply system for carbon/coke residue oxidation in the reactor, burner device with distributed oxidant supply for conversion and subsequent afterburning of generator/pyrolysis gas, hot flue gas mixer, which is the ejected gas from the burner device with drying agent-coolant, which is the ejection gas from the recycle system of the dryer, is made in the ejector version with subsequent supply of the mixed gas flow to the dryer.

EFFECT: achievement of the maximum possible neutralization and disposal of organic waste in a continuous automatic mode 24/7 in the absence of emissions of hazardous harmful substances into the environment through the use of a clear hardware division of the production process of neutralization and disposal into separate stages performed on units designed and optimized for these stages, as well as ensuring the complete energy independence of the installation for thermal energy.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к установке для многоступенчатого термического обезвреживания и утилизации разнообразных бытовых и промышленных органосодержащих материалов (отходов или иного аналогичного сырья) различной степени влажности, совместно или порознь, в непрерывном автоматическом режиме 24/7. Патентуемый комплекс может применяться, в частности, для обезвреживания осадков сточных вод (далее - ОСВ) после механического обезвоживания, птичьего помета клеточного и подстилочного содержания птицы, отходов производства масложировой промышленности, нефтешламов, отходов ЦБК, пишевой, с/х, животноводческой и прочих областей.The invention relates to the field of thermal power engineering, namely to a plant for multi-stage thermal neutralization and disposal of various household and industrial organic materials (waste or other similar raw materials) of varying degrees of humidity, together or separately, in continuous automatic mode 24/7. The patented complex can be used, in particular, for the neutralization of sewage sludge (hereinafter referred to as WSS) after mechanical dehydration, bird droppings from poultry cage and bedding, production waste from the oil and fat industry, oil sludge, pulp and paper mill waste, food, agricultural, livestock and other areas .

В уровне техники известны различные установки для термической переработки и утилизации различного органического сырья, в которых в качестве реактора применяются многоподовые печи.In the prior art, various installations for thermal processing and utilization of various organic raw materials are known, in which multiple hearth furnaces are used as a reactor.

Так, из патента US6715431B1, опубл.06.04.2004, известна система термического обезвреживания органосодержащих отходов, включающая печь для сухого сжигания, имеющую множество сушильных камер и одну камеру для сушки и сжигания отходов различной влажности, печь для обжига, соединенную с печью для сухого сжигания через дымоходную трубу и в которой сжигается по меньшей мере один из сырых отходов, шлама, обычного мусора; первый модуль подачи дыма для пиролиза горячего воздуха, дыма и газа, выпускаемого из печной печи; модуль сжигания дыма, пылевой фильтр для фильтрации газообразных продуктов сгорания, второй модуль подачи дыма для выпуска дыма и горячего воздуха, поступающих через пылевой фильтр через воронку наружу; модуль нагрева воздуха для регулирования температуры воздуха, подаваемого в печь для сухого сжигания; охлаждающий резервуар для охлаждения свежего воздуха, подаваемого в печь для сухого сжигания. So, from the patent US6715431B1, publ. 04/06/2004, a system for thermal disposal of organic waste is known, including a dry combustion furnace with a plurality of drying chambers and one chamber for drying and incinerating wastes of different humidity, a roasting furnace connected to a dry combustion furnace through a chimney and in which at least one of the raw waste, sludge, general rubbish is burned; a first smoke supply unit for pyrolyzing hot air, smoke and gas discharged from the furnace furnace; a smoke combustion module, a dust filter for filtering combustion gases, a second smoke supply module for exhausting smoke and hot air flowing through the dust filter through the funnel to the outside; an air heating module for controlling the temperature of the air supplied to the dry combustion furnace; a cooling tank for cooling the fresh air supplied to the dry combustion furnace.

Наиболее близким аналогом патентуемого изобретения является комплекс для термической переработки осадка сточных вод (патент US5190672, от 02.03.1993 г.), содержащий приемно-разгрузочное устройство, последовательно расположенные за ним смеситель высушенного и исходного влажного ОСВ, сушильное устройство, реактор для полного сжигания ОСВ, выполненный в варианте многоподовой печи с двумя точками раздельной загрузки для высушенного и исходного влажного ОСВ, двойной теплообменник-рекуператор, подогревающий раздельно теплоноситель (термомасло) для сушильного устройства, выполненного в виде дисковой сушилки, а также выпар из сушильного устройства и из зоны сушки влажного ОСВ реактора, многоступенчатое устройство газоочистки и систему золоудаления, снабжённую устройством плавления золы и витрификации шлака со своей отдельной системой газоочистки. The closest analogue of the patented invention is a complex for thermal processing of sewage sludge (patent US5190672, dated March 2, 1993), containing a receiving and unloading device, a mixer of dried and initial wet WWS, a drying device, a reactor for the complete combustion of WWS , made in the variant of a multi-hearth furnace with two separate loading points for dried and initial wet WWS, a double heat exchanger-recuperator heating separately the heat carrier (thermal oil) for the drying device, made in the form of a disk dryer, as well as the evaporation from the drying device and from the drying zone of the wet Reactor WWS, a multi-stage gas cleaning device and an ash removal system equipped with an ash melting device and slag vitrification with its own separate gas cleaning system.

Недостатком данной установки, выбранной заявителем в качестве прототипа, является система распределения газовых потоков в реакторе, которая изначально предполагает работу реактора не в пиролизном режиме, а в режиме полного сжигания как пиролизного газа, так и пиролизного остатка внутри реактора без разделения этого процесса на две стадии - пиролиза-газификации ОСВ с последующим дожиганием пиролизного газа во внешнем горелочном устройстве (ГУ). Такое решение с неизбежностью предполагает необходимость наличия двух загрузочных устройств для раздельной загрузки в реактор сухого и влажного ОСВ в двух точках, что необходимо во избежание перегрева противоточного реактора при его работе исключительно на высушенном ОСВ с последующим выходом его из строя как из-за термического разрушения элементов конструкции реактора (футеровки, лап и гребков-перегребателей), так и из-за плавления золы ОСВ непосредственно в горячей зоне реактора с последующим застыванием шлака на нижних подах. Раздельная загрузка ОСВ приводит к тому, что в данной схеме верхняя часть реактора фактически выполняет роль второго сушильного устройства прямого действия обогреваемого частью очень горячего дымового газа, рециркулируемого непосредственно из горячей зоны реактора. Такое решение неизбежно приводит к тому, что смесь выпара и охлажденного дымового газа, которая отводится из реактора с самого верхнего пода, будет содержать также и недогоревший пиролизный газ, который образуется при контакте очень горячего дымового газа с уже подсушенным ОСВ, поступающим из верхней зоны сушки в центральную зону интенсивного горения ОСВ. Эту смесь выпара и газов нельзя направлять в систему газоочистки по причине высокой концентрации как смолистых веществ с высокой температурой конденсации, которые неизбежно сконденсируются в системе газоочистки и выведут её из строя, так и по причине высокого содержания неконденсируемых горючих веществ, а также токсичных веществ, представляющих опасность для окружающей среды. Кроме того, присутствующие в этой смеси горючие компоненты необходимы для поддержания положительного энергобаланса установки во избежание использования вспомогательного топлива. В обогреваемой горячим термомаслом дисковой сушилке, типичная температура масла для сушилок такого типа порядка 300°С и даже выше, из ОСВ также выделяются вместе с выпаром горючие и токсичные вещества в большой концентрации, поэтому выпар и газы из дисковой сушилки также не могут быть направлены сразу в систему газоочистки. В итоге приходится рециркулировать полностью как смесь газов и выпара из сушилки, так и смесь газов и выпара с верхнего пода реактора через нижнюю часть реактора и зону интенсивного горения сухого ОСВ с целью дожигания токсичных и горючих компонент. Одновременно с этим большое количество рециркулируемого выпара позволяет понизить температуру в самой горячей зоне реактора и тем самым предотвратить его перегрев. Минусом такого решения является невозможность прямой рециркуляции всех вышеперечисленных смесей газов и выпара в реактор из-за того, что при прямой рециркуляции реактор переохладится и процесс горения ОСВ прервётся. Чтобы этого не произошло, в установке-прототипе используется система рекуперации тепла, состоящая из теплообменника, в котором рециркулируемые газовые смеси подогреваются перед подачей в реактор выходящим из реактора на газоочистку горячим дымовым газом. Известно, что теплообменники типа "газ-газ" имеют большие габариты и большую металлоемкость а также склонность к загрязнению поверхностей теплообмена конденсируемыми примесями и пылью, которые в данной установке неизбежно будут присутствовать в газах по обе стороны теплообменника, что делает применение такой схемы рекуперации тепла невыгодным как с эксплуатационной, так и с экономической точек зрения. The disadvantage of this installation, chosen by the applicant as a prototype, is the gas flow distribution system in the reactor, which initially assumes the operation of the reactor not in the pyrolysis mode, but in the mode of complete combustion of both the pyrolysis gas and the pyrolysis residue inside the reactor without dividing this process into two stages - pyrolysis-gasification of WWS with subsequent afterburning of the pyrolysis gas in an external burner device (GU). Such a solution inevitably requires the presence of two loading devices for separate loading of dry and wet WWS into the reactor at two points, which is necessary to avoid overheating of the counterflow reactor when it operates exclusively on dried WWS with its subsequent failure due to thermal destruction of the elements. design of the reactor (lining, paws, and rakes), and due to the melting of WWS ash directly in the hot zone of the reactor, followed by solidification of the slag on the lower hearths. Separate loading of WWS leads to the fact that in this scheme the upper part of the reactor actually plays the role of the second direct-acting dryer heated by a portion of the very hot flue gas recycled directly from the hot zone of the reactor. Such a solution inevitably leads to the fact that the mixture of flash steam and cooled flue gas, which is removed from the reactor from the uppermost hearth, will also contain unburned pyrolysis gas, which is formed when the very hot flue gas comes into contact with the already dried WS coming from the upper drying zone. into the central zone of intense combustion of WWS. This mixture of vapor and gases cannot be sent to the gas cleaning system due to the high concentration of both tarry substances with a high condensation temperature, which will inevitably condense in the gas cleaning system and disable it, and because of the high content of non-condensable combustible substances, as well as toxic substances that are environmental hazard. In addition, the combustible components present in this mixture are necessary to maintain a positive energy balance of the installation in order to avoid the use of auxiliary fuel. In a disc dryer heated with hot thermal oil, the typical oil temperature for dryers of this type is about 300 ° C and even higher, combustible and toxic substances are also released from the WWS along with the vapor in high concentrations, so the vapor and gases from the disc dryer cannot be directed immediately to the gas cleaning system. As a result, it is necessary to completely recycle both the mixture of gases and vapor from the dryer, and the mixture of gases and vapor from the upper hearth of the reactor through the lower part of the reactor and the zone of intensive combustion of dry WWS in order to burn off toxic and combustible components. At the same time, a large amount of recirculated flash steam makes it possible to lower the temperature in the hottest zone of the reactor and thereby prevent its overheating. The downside of this solution is the impossibility of direct recirculation of all the above mixtures of gases and steam into the reactor due to the fact that with direct recirculation the reactor will overcool and the SS combustion process will be interrupted. To prevent this from happening, the prototype plant uses a heat recovery system consisting of a heat exchanger in which the recirculated gas mixtures are heated before being fed into the reactor by the hot flue gas leaving the reactor for gas cleaning. It is known that heat exchangers of the "gas-gas" type have large dimensions and high metal consumption, as well as a tendency to contaminate the heat exchange surfaces with condensed impurities and dust, which in this installation will inevitably be present in gases on both sides of the heat exchanger, which makes the use of such a heat recovery scheme unprofitable. from both operational and economic points of view.

Кроме того, типичная влажность исходного ОСВ, который будет подаваться на эту установку, лежит в диапазоне 75-80%. При этом низшая теплота сгорания абсолютно сухого ОСВ обычно лежит в диапазоне 16-20 МДж на кг. Поэтому даже при наличии заявленной в прототипе системе рекуперации тепла из-за большого количества выпара, рециркулируемого через реактор, не удастся обеспечить условия высокотемпературного сжигания ОСВ в центральной зоне реактора по той причине, что для достижения этой цели весь выпар пришлось бы нагреть до той же самой высокой температуры, что невозможно из-за недостаточной низшей теплоты сгорания ОСВ. В данной схеме-прототипе температура в самой горячей зоне реактора скорее всего будет лежать в окрестности 800^ᵒ С для типичного ОСВ. Кроме того, как показывает практика, реактор на основе многоподовой печи в принципе не смог бы обеспечить полноту сгорания газовых смесей даже и при условии высокотемпературного дожигания при температурах порядка 1200° - 1300°С - из-за высокой степени неоднородности и неравновесности процессов в зоне интенсивного горения ОСВ. Известно также, что полное прямое сжигание ОСВ в многоподовых реакторах приводит к образованию большого количества окислов азота из органического топливного азота. Помимо всего прочего, многоподовые реакторы, работающие при температурах выше 900-950°С, становятся слишком дорогостоящими. Из вышесказанного следует самый существенный недостаток установки-прототипа, заключающийся в том, что дымовой газ на выходе из реактора неизбежно содержит в высоких концентрациях горючие компоненты и токсичные загрязнители, в том числе диоксины и фураны, что требует сложной и дорогостоящей многоступенчатой системы газоочистки, которая и присутствует в установке-прототипе. В частности, для поглощения диоксинов, фуранов и окислов азота предлагается использовать фильтры, заполненные расходным материалом - активированным древесным углем, что порождает проблему последующей регенерации или утилизации этого угля с уничтожением диоксинов, фуранов и нейтрализацией окислов азота. Система газоочистки установки-прототипа не предлагает эффективного решения для очистки дымового газа от неконденсируемых горючих компонент, например от окиси углерода (угарного газа). Зола ОСВ на выходе из установки-прототипа также может содержать диоксины и фураны, что признают и сами авторы, по причине невозможности обеспечить полное дожигание ОСВ до золы, так как при существующей схеме распределения газовых потоков в многоподовом реакторе зола с остаточным углеродом слишком быстро остывает в нижней части реактора из-за рециркуляции большого количества выпара, а также из-за того, что смесь выпара и дымового газа сильно разбавляет воздух, подаваемый на нижний под реактора и предназначенный для дожигания остаточного углерода, снижая тем самым концентрацию кислорода. Предлагаемая для решения этой проблемы система высокотемпературного переплавления золы в шлак с последующей витрификацией с целью иммобилизации тяжелых металлов и уничтожения остаточных диоксинов и фуранов в золе требует внешнего источника тепла и является существенно энергозатратной. In addition, the typical moisture content of the initial WWS that will be fed to this plant is in the range of 75-80%. In this case, the lower calorific value of absolutely dry WWS usually lies in the range of 16-20 MJ per kg. Therefore, even in the presence of the heat recovery system declared in the prototype, due to the large amount of vapor recirculated through the reactor, it will not be possible to provide conditions for high-temperature combustion of WWS in the central zone of the reactor, for the reason that in order to achieve this goal, the entire vapor would have to be heated to the same high temperature, which is impossible due to insufficient lower calorific value of WWS. In this prototype scheme, the temperature in the hottest zone of the reactor will most likely lie in the vicinity of 800 ^ᵒ C for a typical WWS. In addition, as practice shows, a reactor based on a multiple hearth furnace, in principle, could not ensure the completeness of combustion of gas mixtures even under the condition of high-temperature afterburning at temperatures of the order of 1200 ° - 1300 ° C - due to the high degree of heterogeneity and non-equilibrium of processes in the zone of intensive burning WWS. It is also known that the complete direct combustion of WWS in multi-hearth reactors leads to the formation of a large amount of nitrogen oxides from organic fuel nitrogen. In addition, multi-hearth reactors operating at temperatures above 900-950°C become too expensive. From the foregoing follows the most significant drawback of the prototype plant, which consists in the fact that the flue gas at the outlet of the reactor inevitably contains high concentrations of combustible components and toxic pollutants, including dioxins and furans, which requires a complex and expensive multi-stage gas cleaning system, which present in the prototype installation. In particular, to absorb dioxins, furans and nitrogen oxides, it is proposed to use filters filled with consumables - activated charcoal, which raises the problem of subsequent regeneration or disposal of this coal with the destruction of dioxins, furans and neutralization of nitrogen oxides. The gas cleaning system of the prototype plant does not offer an effective solution for cleaning flue gas from non-condensable combustible components, such as carbon monoxide (carbon monoxide). WWS ash at the output of the prototype unit may also contain dioxins and furans, which the authors themselves admit, due to the impossibility of ensuring complete afterburning of WWS to ash, since with the existing gas flow distribution scheme in a multi-hearth reactor, ash with residual carbon cools too quickly in the lower part of the reactor due to the recirculation of a large amount of flash steam, and also due to the fact that the mixture of flash steam and flue gas greatly dilutes the air supplied to the lower reactor floor and intended for afterburning residual carbon, thereby reducing the oxygen concentration. The system proposed for solving this problem of high-temperature remelting of ash into slag with subsequent vitrification to immobilize heavy metals and destroy residual dioxins and furans in the ash requires an external heat source and is significantly energy-intensive.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой заявителем конструкцией, заключается в исключении перечисленных недостатков и в обеспечении возможности переработки органосодержащих отходов в автотермическом режиме без привлечения внешних источников тепла в какой-либо форме.The technical problem solved by the design proposed by the applicant is to eliminate the listed disadvantages and to provide the possibility of processing organic waste in an autothermal mode without involving external heat sources in any form.

Поставленная задача в предлагаемом комплексе решается за счет разработанной схемы распределения газовых потоков в системе и распределения зон сжигания отходов в многоподовой печи.The task in the proposed complex is solved by the developed scheme for the distribution of gas flows in the system and the distribution of waste incineration zones in a multi-hearth furnace.

Техническим результатом патентуемого изобретения является достижение максимально возможного обезвреживания и утилизации органических отходов в непрерывном автоматическом режиме 24/7 при отсутствии выбросов в окружающую среду опасных вредных веществ за счет использования чёткого аппаратурного разделения технологического процесса обезвреживания и утилизации на отдельные стадии, выполняемые на спроектированных и оптимизированных для этих стадий агрегатах, а также обеспечение полной энергонезависимости установки по тепловой энергии. The technical result of the patented invention is the achievement of the maximum possible neutralization and disposal of organic waste in a continuous automatic mode 24/7 in the absence of hazardous hazardous substances released into the environment through the use of a clear instrumental division of the technological process of neutralization and disposal into separate stages performed at designed and optimized for these stages of the units, as well as ensuring the complete energy independence of the installation for thermal energy.

Заявленный технический результат достигается за счет конструкции комплекса термического обезвреживания и утилизации органических (или органосодержащих) отходов различной степени влажности и консистенции, содержащий систему приемно-загрузочных устройств с измельчителем и смесителем для подлежащих переработке отходов с мелкой фракцией высушенных отходов, соединенную с сушильным устройством, соединенным также с системой рецикла смеси выпара и дымового газа, соединенной с сепаратором-охладителем для отсева мелкой фракции высушенных отходов и охлаждения высушенного материала, и реактором пиролиза-газификации отходов, систему подготовки нейтрализующего сернистые соединения известкого раствора, систему золоудаления, горелочное устройство для дожигания пиролизного газа, смеситель горячего дымового газа из горелочного устройства с сушильным агентом-теплоносителем из системы рецикла сушильного устройства, газоочистное устройство, выполненное в виде системы циклонов, конденсора-коллектора и скруббера с каплеуловителем, снабженного системой охлаждения скрубберного раствора, и дымовой трубы. Согласно изобретению, приемно-загрузочное устройство включает соединенный с выводным каналом накопительного бункера экструдер с профилированным соплом и транспортер, выполненный с возможностью подачи материала в смеситель заданными порциями и размерами, реактор пиролиза-газификации отходов представляет собой многоподовую печь с полым валом и лапами, снабженную системой распределения газовых потоков, включающую вентиляционные устройства, расположенные по валу реактора, в нижней зоне камеры реактора и в верхней зоне камеры реактора, систему распределительной подачи воды и воздуха на охлаждение зольного остатка и систему распределительной подачи воздуха на окисление углеродного/ококсованного остатка в реакторе, двухстадийное горелочное устройство с распределённой подачей окислителя для конверсии и последующего дожигания генераторного/пиролизного газа, смеситель горячего дымового газа из горелочного устройства с сушильным агентом-теплоносителем, который эжектируется из системы рецикла сушильного устройства, выполнен в эжекторном варианте с последующей подачей смешанного газового потока в сушильное устройство. The claimed technical result is achieved through the design of a complex for thermal neutralization and disposal of organic (or organic) waste of varying degrees of moisture content and consistency, containing a system of receiving and loading devices with a grinder and a mixer for waste to be processed with a fine fraction of dried waste, connected to a drying device connected also with a recycle system for a mixture of vapor and flue gas connected to a separator-cooler for screening out the fine fraction of dried waste and cooling the dried material, and a pyrolysis-gasification reactor for waste, a system for preparing a lime solution that neutralizes sulfur compounds, an ash removal system, a burner for afterburning pyrolysis gas , a mixer of hot flue gas from the burner with a drying agent-heat carrier from the recycle system of the dryer, a gas cleaning device made in the form of a system of cyclones, a condenser-collector and a scrubber with a droplet eliminator, equipped with a scrubber solution cooling system, and a chimney. According to the invention, the receiving and loading device includes an extruder with a profiled nozzle connected to the outlet channel of the storage hopper and a conveyor configured to supply material to the mixer in specified portions and sizes, the waste pyrolysis-gasification reactor is a multi-hearth furnace with a hollow shaft and paws, equipped with a distribution of gas flows, including ventilation devices located along the reactor shaft, in the lower zone of the reactor chamber and in the upper zone of the reactor chamber, a system of distributive supply of water and air for cooling the ash residue and a system of distributive supply of air for the oxidation of carbon/coke residue in the reactor, two-stage a burner device with a distributed supply of an oxidizer for conversion and subsequent afterburning of the generator/pyrolysis gas, a mixer of hot flue gas from the burner device with a drying agent-heat carrier, which is ejected from the recycle system of the dryer, is made in an ejector version with subsequent supply of a mixed gas flow to the dryer .

В предлагаемом решении система распределения газовых потоков позволяет осуществлять работу реактора в пиролизном режиме при условии загрузки в реактор только высушенного материала. Так как при пиролизном режиме непосредственно в реакторе сгорает по преимуществу углеродный пиролизный остаток и только часть пиролизного газа, причём схема распределения газовых потоков позволяет управлять как общим количеством, так и пропорцией сгорания того и другого горючего компонента, то не существует проблемы перегрева реактора и можно управлять калорийностью и температурой пиролизного газа на выходе из реактора. Поэтому можно обеспечить условия, при котором на выходе из реактора получается пиролизный газ, температура и калорийность которого позволяют дожигать этот газ во внешнем высокотемпературном горелочном устройстве. In the proposed solution, the gas flow distribution system allows the reactor to operate in the pyrolysis mode, provided that only dried material is loaded into the reactor. Since during the pyrolysis mode, the carbon pyrolysis residue and only part of the pyrolysis gas burns directly in the reactor, and the gas flow distribution scheme allows you to control both the total amount and the proportion of combustion of both combustible components, there is no problem of reactor overheating and you can control calorific value and temperature of the pyrolysis gas at the outlet of the reactor. Therefore, it is possible to provide conditions under which pyrolysis gas is obtained at the outlet of the reactor, the temperature and calorific value of which make it possible to burn this gas in an external high-temperature burner device.

При этом полностью дожигаются все горючие компоненты и разрушаются токсичные вещества типа фуранов и диоксинов. Быстрая закалка дымового газа из ГУ в смесителе и сушильном устройстве позволяет избежать образование вторичных диоксинов. Проблема образования окислов азота из топливного азота решается уже в самой системе реактор-ГУ посредством разделения процесса сжигания материала на две стадии. В результате можно ограничиться простой системой газоочистки, состоящей из циклонов и скруббера с возможной установкой дезодорирующего фильтра для улавливания дурно пахнущих веществ, которые могут выделяться при сушке материала. Этот фильтр предпочтительно выполнять в виде недорогого противоточного биофильтра, представляющего собой контейнер с загрузочным и разрузочным устройствами, наполненный древесной щепой или аналогичным материалом-субстратом, который заселён бактериями. Субстрат квазипериодически движется протовоточно потоку очищаемого дымового газа и тем самым постепенно по мере износа и насыщения поглощёнными веществами заменяется на свежий субстрат, загружаемый сверху в контейнер. Отработанный субстрат может быть утилизирован здесь же в реакторе в качестве вспомогательного топлива.In this case, all combustible components are completely burned out and toxic substances such as furans and dioxins are destroyed. Rapid quenching of the HC flue gas in the mixer and dryer avoids the formation of secondary dioxins. The problem of the formation of nitrogen oxides from fuel nitrogen is already solved in the reactor-GU system itself by dividing the material combustion process into two stages. As a result, one can limit oneself to a simple gas cleaning system consisting of cyclones and a scrubber, with the possible installation of a deodorizing filter to trap foul-smelling substances that may be released during drying of the material. This filter is preferably made in the form of an inexpensive countercurrent biofilter, which is a container with loading and unloading devices filled with wood chips or similar substrate material, which is colonized by bacteria. The substrate quasi-periodically moves through the flow of the cleaned flue gas and thus gradually, as it wears out and becomes saturated with absorbed substances, it is replaced by a fresh substrate loaded from above into the container. The spent substrate can be utilized here in the reactor as an auxiliary fuel.

Так как в заявленной установке выпар из материала не рециркулируется в реактор, а сразу отводится в систему газоочистки, то отпадает необходимость в каких-либо дорогостоящих рекуператорах-теплообменниках типа "газ-газ", так как и без него можно поддерживать достаточно высокие температуры как в реакторе, так и в ГУ в режиме автотермической переработки материала без использования вспомогательного топлива в случае типичного по влажности и калорийности материала. В качестве сушильного устройства может быть использована простая и дешёвая барабанная сушилка с прямой сушкой теплом дымового газа и рециклом агента-теплоносителя, что исключает необходимость отдельного теплообменника для обогрева сушилки. Использование рецикла сушильного агента-теплоносителя позволяет контролировать температуру в сушилке в пределах, не допускающих протекание процесса мягкого пиролиза (торрефикации) материала в процессе сушки, что, в отличие от дисковой сушилки, предотвращает выделение летучих горючих и токсичных веществ из материала в значительных количествах, а также не позволяет образовываться диоксинам. Система распределения газовых потоков в реакторе установки от заявителя не предполагает подачи смеси выпара и пиролизного газа в самую нижнюю часть реактора, что позволяет поддерживать в начале зоны дожигания остаточного углерода температуру и концентрацию кислорода достаточные для уничтожения остаточных диоксинов и фуранов.Since in the claimed plant, the vapor from the material is not recycled to the reactor, but is immediately removed to the gas cleaning system, there is no need for any expensive recuperators-heat exchangers of the "gas-gas" type, since even without it, sufficiently high temperatures can be maintained, as in reactor, and in the GU in the mode of autothermal processing of the material without the use of auxiliary fuel in the case of a material that is typical in terms of moisture and calorific value. The dryer can be a simple and cheap drum dryer with direct drying with flue gas heat and heat transfer agent recycle, which eliminates the need for a separate heat exchanger to heat the dryer. The use of the recycle of the drying agent-heat carrier makes it possible to control the temperature in the dryer within the limits that do not allow the process of soft pyrolysis (torrefaction) of the material during the drying process, which, in contrast to the disk dryer, prevents the release of volatile combustible and toxic substances from the material in significant quantities, and also prevents the formation of dioxins. The system for distributing gas flows in the reactor of the installation from the applicant does not involve the supply of a mixture of steam and pyrolysis gas to the lowest part of the reactor, which makes it possible to maintain at the beginning of the residual carbon afterburning zone the temperature and oxygen concentration sufficient to destroy residual dioxins and furans.

При этом система распределения газовых потоков на нижних подах зоны дожигания остаточного углерода и подача воды позволяет контролировать содержание остаточного углерода в золе, получая таким образом биококс, и поддерживать энергетический баланс всей системы, обеспечивая автотермичность всего процесса. Этот остаточный углерод хорошо связывает тяжёлые металлы предотвращая их выщелачивание в окружающую среду при захоронении биококса, использовании его как улучшителя почв при рекультивации полигонов и свалок или использовании его в качестве богатого фосфором удобрения и улучшителя почв в лесном и лесопарковом хозяйстве, а также для выращивания непищевых сельскохозяйственных культур. Это решение является приемлемой альтернативой предложенному в прототипе энергозатратному способу плавления золы с последующей витрификацией шлака. At the same time, the system for distributing gas flows on the lower hearths of the residual carbon afterburning zone and supplying water makes it possible to control the content of residual carbon in the ash, thus obtaining biocoke, and to maintain the energy balance of the entire system, ensuring the autothermal nature of the entire process. This residual carbon binds heavy metals well, preventing them from leaching into the environment when biocoke is buried, used as a soil improver in landfill and landfill reclamation, or used as a phosphorus-rich fertilizer and soil improver in forestry and forest park management, as well as for growing non-food agricultural crops. cultures. This solution is an acceptable alternative to the energy-intensive method proposed in the prototype for melting ash followed by vitrification of the slag.

Таким образом, предлагаемая установка свободна от всех вышеперечисленных недостатков установки-прототипа. Она позволяет осуществлять полное обезвреживание типичных по влажности и калорийности органосодержщих отходов и/или сырья различной влажности в автотермическом режиме с соблюдением существующих экологических нормативов и при гораздо более низких капитальных и эксплуатационных затратах нежели установка-прототип. Thus, the proposed installation is free from all of the above disadvantages of the prototype installation. It allows for the complete disposal of typical humidity and calorific content organic waste and/or raw materials of different moisture content in autothermal mode in compliance with existing environmental standards and at much lower capital and operating costs than the prototype plant.

Далее решение поясняется ссылками на фиг.1, где приведена технологическая схема для многоступенчатого термического обезвреживания и утилизации разнообразных бытовых и промышленных органосодержащих отходов и/или иного аналогичного сырья различной степени влажности. Further, the solution is explained by reference to figure 1, which shows a flow diagram for multi-stage thermal decontamination and disposal of various household and industrial organic waste and/or other similar raw materials of varying degrees of humidity.

Установка для многоступенчатого термического обезвреживания и утилизации органосодержащих отходов и/или иного аналогичного сырья различной консистенции и степени влажности содержит приемно-разгрузочное устройство, состоящее из накопительного бункера (1), в которое поступает подлежащий переработке материал. Материал представляет собой органосодержащие отходы, в частности иловый остаток сточных вод городской канализации (до 80% содержания воды), хранилища (иловые карты) илового остатка сточных вод городской канализации (50…85% содержания воды), куринный помёт, помёт индейки, свинной помёт (содержат 45…85% воды), нефтешламы (45...85% влажности), древесные опилки (от 40% воды), пропитанные каким-либо отходом древесные опилки, скоп и лигниносодержащие от ЦБК (около 80% воды), пропитанный скоп каким-либо отходом.Installation for multi-stage thermal neutralization and disposal of organic waste and/or other similar raw materials of various consistency and degree of humidity contains a receiving and unloading device, consisting of a storage hopper (1), which receives the material to be processed. The material is an organ-containing waste, in particular, the sludge residue of municipal sewerage (up to 80% water content), storage (silt maps) of the sludge residue of municipal sewerage (50 ... 85% water content), chicken droppings, turkey droppings, pig droppings (contain 45 ... 85% water), oil sludge (45 ... 85% moisture), sawdust (from 40% water), sawdust impregnated with any waste, osprey and lignin-containing from the pulp and paper mill (about 80% water), impregnated osprey with any kind of waste.

Из бункера по выводному каналу перерабатываемый материал (органосодержащие отходы и/или сырье) через экструдер (2) подается на смеситель (3). В смеситель добавляется транспортером мелкая фракция сухого материала с сепаратора-охладителя (6), гашёная известь из бункера (4), а также пыль, уловленная в циклонах (12). Согласованная работа экструдера с профилированным соплом и транспортёра подачи входящего материала до смесителя позволяет подавать входящий материал в смеситель заданными порциями и размерами для оптимального смешения в смесителе с сухим подмесом. Полученные в смесителе гранулы материала подаются транспортером в сушилку (5). Также в сушилку из вихревого смесителя газов (11) подается теплоноситель, состоящий из смеси горячих дымовых газов из высокотемпературного горелочного устройства - дожигателя пиролизного газа (10) и части смеси охлажденного и частично очищенного и сконденсированного дымового газа с выпаром, выходящих из сушилки по газоходу. Эта смесь дымового газа с выпаром направляется в циклон (12), после которого газ, очищенный от мелкой фракции сухого материала подаётся на конденсор-коллектор (13), из которого часть газов отводится вентилятором (14) на смеситель газов (11), а оставшаяся часть по газоходу поступает на газоочистку (15). Из сушилки высушенный материал влажностью до 25% поступает в сепаратор-охладитель (6), в котором происходит отсев мелкой фракции сухого ОСВ и охлаждение высушенного материала. Мелкая фракция материала поступает в смеситель (3) для подмешивания в исходный влажный материал совместно с пылью, уловленной в циклонах (12). Часть крупной фракция сухого материала при наличии избытка подаётся частично в накопительный бункер, а основная часть в накопительный топливный бункер (7) реактора пиролиза/газификации (РПГ) (8), который выполнен в виде вертикальной противоточной многоподовой печи (МПП), состоящей из множества подов, количество которых зависит от характеристик перерабатываемого материала и требуемой производительности установки. From the hopper through the outlet channel, the processed material (organic waste and/or raw materials) is fed through the extruder (2) to the mixer (3). A fine fraction of dry material from the separator-cooler (6), slaked lime from the hopper (4), as well as dust captured in cyclones (12) is added to the mixer by a conveyor. The coordinated operation of the extruder with a profiled nozzle and the conveyor for supplying the input material to the mixer allows the input material to be fed into the mixer in predetermined portions and sizes for optimal mixing in a dry blend mixer. The material granules obtained in the mixer are fed by a conveyor to the dryer (5). Also, a heat carrier is supplied to the dryer from a vortex gas mixer (11), consisting of a mixture of hot flue gases from a high-temperature burner device - a pyrolysis gas afterburner (10) and part of a mixture of cooled and partially purified and condensed flue gas with vapor, leaving the dryer through the gas duct. This mixture of flue gas with vapor is sent to the cyclone (12), after which the gas, purified from the fine fraction of dry material, is fed to the condenser-collector (13), from which part of the gases is removed by the fan (14) to the gas mixer (11), and the remaining part of the flue enters the gas cleaning (15). From the dryer, the dried material with a moisture content of up to 25% enters the separator-cooler (6), in which the fine fraction of dry WWS is screened out and the dried material is cooled. The fine fraction of the material enters the mixer (3) for mixing into the original wet material together with the dust captured in the cyclones (12). Part of the coarse fraction of dry material, if there is an excess, is partially fed into the storage bin, and the main part is fed into the storage fuel bin (7) of the pyrolysis / gasification reactor (RPG) (8), which is made in the form of a vertical countercurrent multi-hearth furnace (MPF), consisting of a set of hearths, the number of which depends on the characteristics of the processed material and the required capacity of the plant.

Высушенный материал равномерно загружается из бункера (7) на верхний под РПГ (8). Перерабатываемый материал перемещается противоточно потоку газов в реакторе с верхнего пода на нижерасположенные поды вдоль поверхности подов, от центра пода к перепускным отверстиям, расположенным по периметру на периферии пода для разбрасывающих подов, и от периферии пода к перепускному отверстию в центре собирающих подов. Перемещение материала осуществляется при помощи перегребателей, которые закреплены на полых лапах, закреплённых в свою очередь на вращающемся полом валу реактора. Вал и лапы реактора охлаждаются атмосферным воздухом, нагнетаемым в вал вентилятором (21). В процессе перемещения по подам материал нагревается противоточным потоком восходящих горячих газов, досушивается и пиролизуется. Богатый углеродом пиролизный остаток дожигается в зоне реактора, расположенной ниже зоны досушки и пиролиза. Минеральный остаток (зола) охлаждается в самой нижней зоне реактора атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором (23). С той же целью туда подаётся вода через патрубок, размещенный в самой нижней зоне. При этом остаточный кислород в этом выпаре нагревается и расходуется для дожигания пиролизного остатка в расположенной выше зоне дожигания. Охлажденный зольный остаток через шлюз поступает в накопительный герметичный бункер с разгрузочным устройством (9) в целях последующего захоронения или использования в зависимости от перерабатываемого материала. Например, при переработке ОСВ или птичьего помёта зольный остаток может быть использован в качестве удобрения. Контролируя количество и температуру воздуха и газа, подаваемого в зону дожигания пиролизного остатка вентиляторами (21), (22), (23) и (24), можно получать на выходе из реактора зольный остаток с варьируемым содержанием углерода, например биококс в случае переработки разнообразной биомассы.The dried material is evenly loaded from the hopper (7) to the top under the RPG (8). The processed material moves countercurrently to the flow of gases in the reactor from the upper hearth to the underlying hearths along the surface of the hearths, from the center of the hearth to the bypass holes located along the perimeter at the periphery of the hearth for spreading hearths, and from the periphery of the hearth to the bypass hole in the center of the collecting hearths. The material is moved by means of rakes, which are mounted on hollow legs, fixed in turn on the rotating hollow shaft of the reactor. The shaft and paws of the reactor are cooled by atmospheric air blown into the shaft by a fan (21). In the process of moving along the hearths, the material is heated by a countercurrent flow of ascending hot gases, dried and pyrolyzed. The carbon-rich pyrolysis residue is afterburned in the reactor zone below the post-drying and pyrolysis zone. The mineral residue (ash) is cooled in the lowest zone of the reactor by atmospheric air forced by the fan (23). For the same purpose, water is supplied there through a pipe located in the lowest zone. At the same time, the residual oxygen in this vapor is heated and consumed for post-combustion of the pyrolysis residue in the post-combustion zone located above. The cooled bottom ash enters through the sluice into the accumulative sealed hopper with an unloading device (9) for the purpose of subsequent burial or use, depending on the material being processed. For example, in the processing of WWS or poultry manure, the bottom ash can be used as a fertilizer. By controlling the amount and temperature of air and gas supplied to the afterburning zone of the pyrolysis residue by fans (21), (22), (23) and (24), it is possible to obtain an ash residue with a variable carbon content at the reactor outlet, for example, biocoke in the case of processing a variety of biomass.

В результате противоточного теплообмена между твёрдой и газовой фазами в реакторе по высоте формируется характерный температурный профиль с максимальной температурой на подах, расположенных примерно в середине реактора, в зоне интенсивного горения пиролизного/углеродного остатка и его газификации. As a result of countercurrent heat exchange between the solid and gas phases in the reactor, a characteristic temperature profile is formed along the height with a maximum temperature on the hearths located approximately in the middle of the reactor, in the zone of intense combustion of the pyrolysis/carbon residue and its gasification.

В целях управления температурным профилем и интенсификации процесса дожигания пиролизного остатка на поды, расположенные в зоне дожигания пиролизного остатка, непосредственно под зоной интенсивного горения пиролизного остатка и его газификации дополнительно подаётся, распределяясь по подам, атмосферный воздух непосредственно от вентилятора (24) и рециркулируемого газа от вентилятора (22). При этом количество воздуха, суммарно подаваемого в эту зону дожигания, может превышать количество воздуха стехиометрически необходимого для полного дожигания пиролизного остатка до золы. In order to control the temperature profile and intensify the process of afterburning of the pyrolysis residue, the hearths located in the afterburning zone of the pyrolysis residue, directly under the zone of intensive combustion of the pyrolysis residue and its gasification, are additionally supplied, distributed over the hearths, with atmospheric air directly from the fan (24) and recirculated gas from fan (22). In this case, the total amount of air supplied to this afterburning zone may exceed the amount of air stoichiometrically necessary for complete afterburning of the pyrolysis residue to ash.

Горючий и горячий пиролизный/генераторный газ, содержащий большое количество водяного пара и углекислого газа, подается по газоходу с верхнего пода реактора для дожигания в ГУ (10). Часть этого пиролизного газа рециркулируется в реактор вентилятором (22) на под, расположенный под зоной интенсивного горения пиролизного остатка и газификации, где водяной пар и углекислый газ газифицируют углерод пиролизного остатка. Одновременно с этим данный рецикл позволяет контролировать максимальную температуру в зоне интенсивного горения и газификации за счёт эндотермических реакций газификации водяным паром и углекислым газом а также позволяет использовать окисление части пиролизного газа с выхода реактора для поддержания процессов досушки и пиролиза на верхних подах реактора. Одновременно с этим, за счет рецикла пиролизного газа, происходит процесс конверсии тяжелых смол пиролизного газа в более лёгкие смолы с низкой температурой конденсации, а именно за счёт их парциального окисления в условиях недостатка кислорода относительно его количества, необходимого по стехиометрии для полного окисления перерабатываемого материала, а также повышается температура пиролизного газа на выходе из реактора, что препятствует конденсации и осаждению смол на верхних подах реактора и в газоходе между реактором (8) и ГУ (10). Combustible and hot pyrolysis/generator gas, containing a large amount of water vapor and carbon dioxide, is fed through the gas duct from the upper bottom of the reactor for afterburning in the GU (10). Part of this pyrolysis gas is recycled to the reactor by a fan (22) on a hearth located under the zone of intense combustion of the pyrolysis residue and gasification, where steam and carbon dioxide gasify the carbon of the pyrolysis residue. At the same time, this recycle makes it possible to control the maximum temperature in the zone of intense combustion and gasification due to endothermic reactions of gasification with water vapor and carbon dioxide, and also makes it possible to use the oxidation of a part of the pyrolysis gas from the reactor outlet to maintain the processes of final drying and pyrolysis on the upper hearths of the reactor. At the same time, due to the recycling of pyrolysis gas, the process of conversion of heavy pyrolysis gas resins into lighter resins with a low condensation temperature takes place, namely due to their partial oxidation under conditions of lack of oxygen relative to its amount required by stoichiometry for the complete oxidation of the processed material, and also increases the temperature of the pyrolysis gas at the outlet of the reactor, which prevents condensation and precipitation of resins on the upper hearths of the reactor and in the gas duct between the reactor (8) and GU (10).

Воздух, который подаётся распределенно по подам реактора, подаётся из кольцевых коллекторов, опоясывающих реактор в нескольких точках по окружности пода. При этом он подаётся либо тангенциально вдоль поверхности пода через сопла, расположенные на периферии пода, либо через сопла, расположенные внутри реактора на расстоянии примерно половины радиуса пода от периметра пода так, чтобы потоки воздуха были направлены перпендикулярно поверхности пода. Такой способ подачи воздуха создает вихревое движение газов в межподовом пространстве, что улучшает контакт между газовой и твердой фазами и интенсифицирует процессы пиролиза и дожигания пиролизного остатка, повышая тем самым производительность реактора и установки в целом. The air that is supplied distributed over the hearths of the reactor is supplied from the annular collectors surrounding the reactor at several points along the circumference of the hearth. At the same time, it is supplied either tangentially along the hearth surface through nozzles located on the hearth periphery, or through nozzles located inside the reactor at a distance of about half the hearth radius from the hearth perimeter so that the air flows are directed perpendicular to the hearth surface. This method of air supply creates a vortex movement of gases in the interhearth space, which improves the contact between the gas and solid phases and intensifies the processes of pyrolysis and afterburning of the pyrolysis residue, thereby increasing the productivity of the reactor and the installation as a whole.

В целях более эффективного охлаждения золы и контроля значения максимальной температуры в зоне интенсивного горения и газификации (нижняя зона камеры РПГ) посредством эндотермической реакций газификации углерода пиролизного остатка водяным паром и углекислым газом на нижние поды реактора может подаваться вентилятором (23) часть охлажденного и насыщенного водяным паром дымового газа после вентилятора рецикла (14) In order to more efficiently cool the ash and control the value of the maximum temperature in the zone of intensive combustion and gasification (lower zone of the RPG chamber), through endothermic reactions of carbon gasification of the pyrolysis residue with water vapor and carbon dioxide, a fan (23) can supply the lower hearths of the reactor with a part of the cooled and saturated water flue gas steam after recycle fan (14)

Система распределения газовых потоков в реакторе (8) обеспечивает поддержание в реакторе температурного профиля автотермического процесса пиролиза-газификации оптимального для конкретного перерабатываемого в реакторе материала с последующим дожиганием пиролизного остатка вплоть до золы и получение на выходе из реактора пиролизного газа, температура и калорийность которого достаточны для автотермического дожигания во внешнем ГУ (10). При этом благодаря наличию восстановительной атмосферы на подах начиная с зоны интенсивного горения и газификации и выше предотвращается образование окислов азота из топливного органического азота. Предлагаемая система распределения газовых потоков позволяет также контролировать максимальную температуру в реакторе, предотвращая плавление зольного остатка, и позволяет контролировать содержание остаточного углерода в зольном остатке на выходе из реактора, а также позволяет интенсифицировать процессы пиролиза и дожигания пиролизного остатка, что повышает производительность реактора и установки в целом. The gas flow distribution system in the reactor (8) ensures that the temperature profile of the autothermal process of pyrolysis-gasification in the reactor is maintained in the reactor, which is optimal for a specific material processed in the reactor, followed by post-combustion of the pyrolysis residue down to ash and obtaining pyrolysis gas at the outlet of the reactor, the temperature and calorific value of which are sufficient for autothermal afterburning in an external GU (10). At the same time, due to the presence of a reducing atmosphere on the hearths, starting from the zone of intense combustion and gasification and above, the formation of nitrogen oxides from fuel organic nitrogen is prevented. The proposed gas flow distribution system also makes it possible to control the maximum temperature in the reactor, preventing melting of the ash residue, and allows you to control the content of residual carbon in the ash residue at the outlet of the reactor, and also allows you to intensify the processes of pyrolysis and afterburning of the pyrolysis residue, which increases the productivity of the reactor and installation in in general.

Реактор работает под давлением немного ниже атмосферного, что предотвращает попадание газов и пыли в помещение комплекса.The reactor operates at a pressure slightly below atmospheric, which prevents gases and dust from entering the complex.

Дожигание генераторного газа из реактора производится в высокотемпературном вихревом горелочном устройстве (ГУ) - дожигателе горячих малокалорийных газов (10). В ГУ подается атмосферный воздух воздуходувкой (25) в первичную зону ГУ и воздуходувкой (26) во вторичную зону ГУ. При необходимости повышения температуры в ГУ в него может подаваться горячий воздух из вала реактора (8) через воздуходувку (25). Форма и габариты камеры сгорания ГУ обеспечивают температуру горения пиролизного газа до 1240°С и время пребывания газа в камере сгорания около двух секунд, что обеспечивает полное разложение первичных диоксинов и прочих опасных химических соединений и сложных углеводородов, которые могли образоваться в реакторе или изначально присутствовали в материале. Горячий дымовой газ из ГУ поступает в эжекторный смеситель (11), где смешивается с частью смеси дымового газа и выпара, которые покидают сушилку через циклон (12) конденсор-коллектор (13) и вентилятор (14). В смесителе образуется теплоноситель с температурой, оптимальной для безопасной сушки материала, и низким содержанием кислорода, что предотвращает возгорание материала внутри сушилки (5). В смесителе и сушилке происходит быстрое охлаждение горячего дымового газа из ГУ (10) (закалка), что предотвращает образование вторичных диоксинов и иных опасных веществ. ГУ (10), смеситель (11) и сушилка (5) работают под давлением ниже атмосферного, что предотвращает попадание газов в помещение комплекса. За счёт эффекта эжектирования смеситель создаёт дополнительное разрежение воздуха в ГУ (10) и реакторе (8), что способствует беспрепятственному отводу пиролизного газа из реактора (8) и дымового газа из ГУ (10).Afterburning of the generator gas from the reactor is carried out in a high-temperature vortex burner (GU) - an afterburner of hot low-calorie gases (10). In the GU, atmospheric air is supplied by a blower (25) to the primary zone of the GU and by a blower (26) to the secondary zone of the GU. If it is necessary to increase the temperature in the GU, hot air can be supplied to it from the reactor shaft (8) through the blower (25). The shape and dimensions of the combustion chamber of the GU provide the combustion temperature of the pyrolysis gas up to 1240°C and the residence time of the gas in the combustion chamber is about two seconds, which ensures the complete decomposition of primary dioxins and other hazardous chemical compounds and complex hydrocarbons that could be formed in the reactor or were originally present in material. Hot flue gas from the GU enters the ejector mixer (11), where it mixes with part of the mixture of flue gas and vapor, which leave the dryer through the cyclone (12), condenser-collector (13) and fan (14). The mixer generates a coolant with a temperature that is optimal for safe drying of the material and a low oxygen content, which prevents the material from igniting inside the dryer (5). In the mixer and dryer, the hot flue gas from the HU (10) (quenching) is rapidly cooled, which prevents the formation of secondary dioxins and other hazardous substances. GU (10), mixer (11) and dryer (5) operate under subatmospheric pressure, which prevents gases from entering the complex premises. Due to the ejection effect, the mixer creates an additional rarefaction of air in the GU (10) and the reactor (8), which contributes to the unhindered removal of pyrolysis gas from the reactor (8) and flue gas from the GU (10).

Избыточный дымовой газ с выпаром, выходящий из конденсора-коллектора (13), поступает в систему газоочистки, состоящей из скруббера с каплеуловителем (15), системы приготовления скрубберного раствора (18) и системы охлаждения скрубберного раствора, состоящей из теплобменника (20), гидроциклона (19), циркуляционного насоса (не указан) и внешнего контура, в котором циркулирует охлаждающий теплоноситель. В скруббере (15) происходит конденсация испаренной из материала воды, нейтрализация кислых газов и осаждение мелкодисперсной пыли в скрубберном растворе. Излишек скрубберного раствора, образующийся из-за конденсации выпара, направляется на водоочистные сооружения. Скрубберный осадок из скруббера (15) и гидроциклона (19) подлежит дальнейшей переработке или захоронению. Скрубберный раствор охлаждается через теплообменники (20), так что контур циркуляции скрубберного раствора изолирован от окружающей среды. Внешний контур системы охлаждения скруббера, в который отводится тепло конденсации выпара и остаточное теплосодержание дымового газа, может быть совмещён с системой отопления и горячего водоснабжения. Очищенный дымовой газ оконечным дымососом (16) направляется в дымовую трубу (17). Дымосос (16) совместно с вентилятором (14) создаёт давление ниже атмосферного по всему газовому тракту комплекса, что предотвращает проникновение газов и пыли из всех агрегатов и газоходов в помещение комплекса и окружающую среду. Выбрасываемые в атмосферу газы в итоге состоят из углекислого газа, азота и водяного пара. Excess flue gas with vapor leaving the condenser-collector (13) enters the gas cleaning system, consisting of a scrubber with a droplet eliminator (15), a scrubber solution preparation system (18) and a scrubber solution cooling system, consisting of a heat exchanger (20), a hydrocyclone (19), a circulation pump (not specified) and an external circuit in which the coolant circulates. In the scrubber (15), the water evaporated from the material is condensed, acid gases are neutralized, and fine dust is deposited in the scrubber solution. Excess scrubber solution, formed due to vapor condensation, is sent to the wastewater treatment plant. The scrubber sludge from the scrubber (15) and hydrocyclone (19) is subject to further processing or disposal. The scrubbing solution is cooled through the heat exchangers (20) so that the scrubbing solution circuit is isolated from the environment. The outer circuit of the scrubber cooling system, into which the heat of vapor condensation and the residual heat content of the flue gas is removed, can be combined with a heating and hot water supply system. The cleaned flue gas is sent to the chimney (17) by the final smoke exhauster (16). The smoke exhauster (16) together with the fan (14) creates a subatmospheric pressure throughout the entire gas path of the complex, which prevents the penetration of gases and dust from all units and gas ducts into the premises of the complex and the environment. The gases emitted into the atmosphere eventually consist of carbon dioxide, nitrogen and water vapor.

В случае недостаточной для поддержания автотермического процесса теплотворной способности основного материала, подлежащего переработке, конструкция установки допускает использование вспомогательного жидкого, твердого или газообразного топлива, в том числе в виде соответствующих отходов. При этом твердое топливо может добавляться непосредственно в смеситель (3) или в накопительный бункер (7), или реактор (8), а жидкое и газообразное топливо может подаваться в реактор (8) и/или ГУ (10). При необходимости установка может быть дополнена измельчителем перерабатываемого материала и вспомогательного твёрдого топлива, загрузочными бункерами хранения вспомогательного топлива с устройствами его подачи в соответствующие агрегаты установки.If the calorific value of the main material to be processed is insufficient to support the autothermal process, the plant design allows the use of auxiliary liquid, solid or gaseous fuel, including in the form of appropriate waste. In this case, solid fuel can be added directly to the mixer (3) or to the storage hopper (7) or reactor (8), and liquid and gaseous fuel can be fed to the reactor (8) and/or GU (10). If necessary, the plant can be supplemented with a crusher of the processed material and auxiliary solid fuel, loading bins for storing auxiliary fuel with devices for its supply to the corresponding units of the plant.

Далее приведены примеры осуществления изобретения.The following are examples of the invention.

Пример 1. Переработка осадка сточных вод (ОСВ).Example 1. Treatment of sewage sludge (SWS).

Из бункера (1) ОСВ с водоочистных сооружений пастообразной консистенции с влажностью порядка 78-80% и ниже (типичное значение 75…76%) через экструдер (2) подается на смеситель (3). В смеситель добавляется транспортером мелкая фракция сухого материала с сепаратора-охладителя (6), гашёная известь из бункера (4), а также пыль, уловленная в циклонах (12). Полученные в смесителе гранулы ОСВ подаются транспортером в сушилку (5). Также в сушилку из смесителя газов (11) подается теплоноситель, состоящий из смеси горячих дымовых газов из высокотемпературного горелочного устройства - дожигателя пиролизного газа (10) и части смеси охлажденного дымового газа с выпаром, выходящих из сушилки по газоходу. Эта смесь дымового газа с выпаром направляется в циклон (12), после которого газ, очищенный от мелкой фракции сухого материала подаётся на конденсор-коллектор (13), из которого часть газов отводится вентилятором (14) на смеситель газов (11), а оставшаяся часть по газоходу поступает на газоочистку (15). Из сушилки высушенный ОСВ влажностью до 25% поступает в сепаратор-охладитель (6), в котором происходит отсев мелкой фракции сухого ОСВ и охлаждение высушенного материала. Мелкая фракция ОСВ поступает в смеситель (3) для подмешивания в исходный влажный ОСВ совместно с пылью ОСВ, уловленной в циклонах (12). Часть крупной фракция сухого ОСВ при наличии избытка подаётся частично в накопительный бункер, а основная часть в накопительный топливный бункер (7) реактора пиролиза/газификации (РПГ) (8) в виде многоподовой печи, содержащей 11 подов.From the hopper (1) WWS from water treatment plants of pasty consistency with humidity of the order of 78-80% and below (typical value 75...76%) through the extruder (2) is fed to the mixer (3). A fine fraction of dry material from the separator-cooler (6), slaked lime from the hopper (4), as well as dust captured in cyclones (12) is added to the mixer by a conveyor. The SS granules obtained in the mixer are fed by a conveyor to the dryer (5). Also, a coolant is supplied to the dryer from the gas mixer (11), consisting of a mixture of hot flue gases from a high-temperature burner device - pyrolysis gas afterburner (10) and a part of the mixture of cooled flue gas with vapor, leaving the dryer through the gas duct. This mixture of flue gas with vapor is sent to the cyclone (12), after which the gas, purified from the fine fraction of dry material, is fed to the condenser-collector (13), from which part of the gases is removed by the fan (14) to the gas mixer (11), and the remaining part of the flue enters the gas cleaning (15). From the dryer, dried WSW with a moisture content of up to 25% enters the separator-cooler (6), in which the fine fraction of dry WSW is screened out and the dried material is cooled. The fine fraction of WWS enters the mixer (3) for mixing into the original wet WWS together with the WWS dust captured in cyclones (12). Part of the coarse fraction of dry WWS, if there is an excess, is partially fed into the storage hopper, and the main part is fed into the storage fuel hopper (7) of the pyrolysis / gasification reactor (RPG) (8) in the form of a multi-hearth furnace containing 11 hearths.

Высушенный ОСВ равномерно загружается из бункера (7) на верхний под РПГ (8). Перерабатываемый материал перемещается противоточно потоку газов в реакторе с верхнего пода на нижележащие поды вдоль поверхности подов, от центра пода к перепускным отверстиям, расположенным по периметру на периферии пода для разбрасывающих подов, и от периферии пода к перепускному отверстию в центре собирающих подов. Перемещение материала осуществляется при помощи перегребателей, которые закреплены на полых лапах, закреплённых в свою очередь на вращающемся полом валу реактора. Вал и лапы реактора охлаждаются атмосферным воздухом, нагнетаемым в вал вентилятором (21). В процессе перемещения по подам материал нагревается противоточным потоком восходящих горячих газов, досушивается и пиролизуется. Богатый углеродом пиролизный остаток дожигается в зоне реактора, расположенной ниже зоны досушки и пиролиза. Минеральный остаток с содержанием углерода до 15% (зольный остаток) охлаждается в самой нижней зоне реактора атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором (23). С той же целью туда подаётся вода через патрубок, размещенный в нижней зоне. При этом остаточный кислород в этом выпаре нагревается и расходуется для дожигания пиролизного остатка в расположенной выше зоне дожигания. Охлажденный зольный остаток через шлюз поступает в накопительный герметичный бункер с разгрузочным устройством (9). The dried WWS is evenly loaded from the bunker (7) to the top under the RPG (8). The processed material moves countercurrently to the flow of gases in the reactor from the upper hearth to the underlying hearths along the surface of the hearths, from the center of the hearth to the bypass holes located along the perimeter at the periphery of the hearth for spreading hearths, and from the periphery of the hearth to the bypass hole in the center of the collecting hearths. The material is moved by means of rakes, which are mounted on hollow legs, fixed in turn on the rotating hollow shaft of the reactor. The shaft and paws of the reactor are cooled by atmospheric air blown into the shaft by a fan (21). In the process of moving along the hearths, the material is heated by a countercurrent flow of ascending hot gases, dried and pyrolyzed. The carbon-rich pyrolysis residue is afterburned in the reactor zone below the post-drying and pyrolysis zone. The mineral residue with a carbon content of up to 15% (ash residue) is cooled in the lowest zone of the reactor by atmospheric air blown by a fan (23). For the same purpose, water is supplied there through a pipe located in the lower zone. At the same time, the residual oxygen in this vapor is heated and consumed for post-combustion of the pyrolysis residue in the post-combustion zone located above. The cooled ash residue enters through the lock into the storage sealed hopper with an unloading device (9).

Горючий и горячий пиролизный газ, содержащий большое количество водяного пара и углекислого газа, подается по газоходу с верхнего пода реактора для дожигания в ГУ (10). Часть этого пиролизного газа рециркулируется в реактор вентилятором (22) на под, расположенный под зоной интенсивного горения пиролизного остатка и газификации, где водяной пар и углекислый газ газифицируют углерод пиролизного остатка. Combustible and hot pyrolysis gas, containing a large amount of water vapor and carbon dioxide, is fed through the gas duct from the upper hearth of the reactor for afterburning in the GU (10). Part of this pyrolysis gas is recycled to the reactor by a fan (22) on a hearth located under the zone of intense combustion of the pyrolysis residue and gasification, where steam and carbon dioxide gasify the carbon of the pyrolysis residue.

На нижние поды реактора подают вентилятором (23) часть охлажденного и насыщенного водяным паром дымового газа после вентилятора рецикла (14)A part of the cooled and saturated with water vapor flue gas is supplied to the lower hearths of the reactor by a fan (23) after the recycle fan (14)

Далее производят дожигание горючего газа из реактора в высокотемпературном вихревом горелочном устройстве (ГУ) - дожигателе горячих малокалорийных газов (10). В ГУ подается атмосферный воздух воздуходувкой (25) в первичную зону ГУ и воздуходувкой (26) во вторичную зону ГУ . Температура горения пиролизного газа составляет до 1240°С и время пребывания газа в камере сгорания около двух секунд. Горячий дымовой газ из ГУ, являясь эжектируемым поступает в смеситель газов (11), где смешивается с частью смеси дымового газа и выпара, являясь эжектирующим, которые покидают сушилку через циклон (12) конденсор-коллектор (13) и нагнетается вентилятором (14). В смесителе образуется теплоноситель с температурой, оптимальной для безопасной сушки ОСВ, и низким содержанием кислорода, что предотвращает возгорание ОСВ внутри сушилки (5). В смесителе и сушилке происходит быстрое охлаждение горячего дымового газа из ГУ (10) (закалка), что предотвращает образование вторичных диоксинов и иных опасных веществ. ГУ (10), смеситель (11) и сушилка (5) работают под давлением ниже атмосферного, что предотвращает попадание газов в помещение комплекса. За счёт эффекта эжектирования смеситель создаёт дополнительное разрежение в ГУ (10) и реакторе (8), что способствует беспрепятственному отводу пиролизного газа из реактора (8) и дымового газа из ГУ (10).Next, afterburning of the combustible gas from the reactor is carried out in a high-temperature vortex burner device (GU) - an afterburner of hot low-calorie gases (10). In the GU, atmospheric air is supplied by a blower (25) to the primary zone of the GU and by a blower (26) to the secondary zone of the GU. The combustion temperature of the pyrolysis gas is up to 1240°C and the residence time of the gas in the combustion chamber is about two seconds. The hot flue gas from the GU, being ejected, enters the gas mixer (11), where it mixes with part of the mixture of flue gas and vapor, being ejecting, which leave the dryer through the cyclone (12) condenser-collector (13) and is blown by the fan (14). The mixer generates a coolant with a temperature that is optimal for the safe drying of WWS and a low oxygen content, which prevents WWS from igniting inside the dryer (5). In the mixer and dryer, the hot flue gas from the HU (10) (quenching) is rapidly cooled, which prevents the formation of secondary dioxins and other hazardous substances. GU (10), mixer (11) and dryer (5) operate under subatmospheric pressure, which prevents gases from entering the complex premises. Due to the ejection effect, the mixer creates an additional vacuum in the GU (10) and the reactor (8), which contributes to the unhindered removal of pyrolysis gas from the reactor (8) and flue gas from the GU (10).

Избыточный дымовой газ с выпаром, выходящий из конденсора-коллектора (13), поступает в систему газоочистки, состоящей из скруббера с каплеуловителем (15), системы приготовления скрубберного раствора (18) и системы охлаждения скрубберного раствора, состоящей из теплобменника (20), гидроциклона (19), циркуляционного насоса (не указан) и внешнего контура, в котором циркулирует охлаждающий теплоноситель. В скруббере (15) происходит конденсация испаренной из ОСВ воды, нейтрализация кислых газов и осаждение мелкодисперсной пыли в скрубберном растворе. Излишек скрубберного раствора, образующийся из-за конденсации выпара, направляется на водоочистные сооружения. Скрубберный осадок из скруббера (15) и гидроциклона (19) подлежит дальнейшей переработке или захоронению. Скрубберный раствор охлаждается через теплообменники (20), так что контур циркуляции скрубберного раствора изолирован от окружающей среды. Внешний контур системы охлаждения скруббера, в который отводится тепло конденсации выпара и остаточное теплосодержание дымового газа, может быть совмещён с системой отопления и горячего водоснабжения. Очищенный дымовой газ оконечным дымососом (16) направляется в дымовую трубу (17). Дымосос (16) совместно с вентилятором (14) создаёт давление ниже атмосферного по всему газовому тракту комплекса, что предотвращает проникновение газов и пыли из всех агрегатов и газоходов в помещение комплекса и окружающую среду. Выбрасываемые в атмосферу газы в итоге состоят из углекислого газа, азота и водяного пара. Excess flue gas with vapor leaving the condenser-collector (13) enters the gas cleaning system, consisting of a scrubber with a droplet eliminator (15), a scrubber solution preparation system (18) and a scrubber solution cooling system, consisting of a heat exchanger (20), a hydrocyclone (19), a circulation pump (not specified) and an external circuit in which the coolant circulates. In the scrubber (15), the water evaporated from the WWS is condensed, acid gases are neutralized, and fine dust is deposited in the scrubber solution. Excess scrubber solution, formed due to vapor condensation, is sent to the wastewater treatment plant. The scrubber sludge from the scrubber (15) and hydrocyclone (19) is subject to further processing or disposal. The scrubbing solution is cooled through the heat exchangers (20) so that the scrubbing solution circuit is isolated from the environment. The outer circuit of the scrubber cooling system, into which the heat of vapor condensation and the residual heat content of the flue gas is removed, can be combined with a heating and hot water supply system. The cleaned flue gas is sent to the chimney (17) by the final smoke exhauster (16). The smoke exhauster (16) together with the fan (14) creates a subatmospheric pressure throughout the entire gas path of the complex, which prevents the penetration of gases and dust from all units and gas ducts into the premises of the complex and the environment. The gases emitted into the atmosphere eventually consist of carbon dioxide, nitrogen and water vapor.

Пример 2. Переработка помёта птицы (как пример, куриный помёт КП) с получением зольного остатка с содержанием углерода до 35%.Example 2. Processing of poultry manure (for example, chicken manure KP) to obtain an ash residue with a carbon content of up to 35%.

Из бункера (1) КП с очистных сооружений птицефабрики пастообразной консистенции с влажностью порядка 65…75% и ниже и через экструдер (2) подается на смеситель (3). В смеситель добавляется транспортером мелкая фракция сухого материала с сепаратора-охладителя (6), гашёная известь из бункера (4), а также пыль, уловленная в циклонах (12). Полученные в смесителе гранулы КП подаются транспортером в сушилку (5). Также в сушилку из смесителя газов (11) подается теплоноситель, состоящий из смеси горячих дымовых газов из высокотемпературного горелочного устройства - дожигателя пиролизного газа (10) и части смеси охлажденного дымового газа с выпаром, выходящих из сушилки по газоходу. Эта смесь дымового газа с выпаром направляется в циклон (12), после которого газ, очищенный от мелкой фракции сухого материала подаётся на конденсор-коллектор (13), из которого часть газов отводится вентилятором (14) на смеситель газов (11), а оставшаяся часть по газоходу поступает на газоочистку (15). Из сушилки высушенный КП влажностью до 25% поступает в сепаратор-охладитель (6), в котором происходит отсев мелкой фракции сухого КП и охлаждение высушенного материала. Мелкая фракция КП поступает в смеситель (3) для подмешивания в исходный влажный КП совместно с пылью КП, уловленной в циклонах (12). Крупная фракция сухого КП подаётся в накопительный топливный бункер (7) реактора пиролиза/газификации (РПГ) (8) в виде многоподовой печи, содержащей 11 подов.From the bunker (1) KP from the treatment facilities of the poultry farm, pasty consistency with a humidity of about 65 ... 75% and below and through the extruder (2) is fed to the mixer (3). A fine fraction of dry material from the separator-cooler (6), slaked lime from the hopper (4), as well as dust captured in cyclones (12) is added to the mixer by a conveyor. The KP granules obtained in the mixer are fed by a conveyor to the dryer (5). Also, a coolant is supplied to the dryer from the gas mixer (11), consisting of a mixture of hot flue gases from a high-temperature burner device - pyrolysis gas afterburner (10) and a part of the mixture of cooled flue gas with vapor, leaving the dryer through the gas duct. This mixture of flue gas with vapor is sent to the cyclone (12), after which the gas, purified from the fine fraction of dry material, is fed to the condenser-collector (13), from which part of the gases is removed by the fan (14) to the gas mixer (11), and the remaining part of the flue enters the gas cleaning (15). From the dryer, the dried CP with a moisture content of up to 25% enters the separator-cooler (6), in which the fine fraction of the dry CP is screened out and the dried material is cooled. The fine CP fraction enters the mixer (3) for mixing into the original wet CP together with the CP dust captured in the cyclones (12). A large fraction of the dry CP is fed into the storage fuel hopper (7) of the pyrolysis / gasification reactor (RPG) (8) in the form of a multi-hearth furnace containing 11 hearths.

Высушенный КП равномерно загружается из бункера (7) на верхний под РПГ (8). Перерабатываемый материал перемещается противоточно потоку газов в реакторе с верхнего пода на низлежащие поды вдоль поверхности подов от центра пода к перепускным отверстиям, расположенным по периметру на периферии пода для разбрасывающих подов, и от периферии пода к перепускному отверстию в центре собирающих подов. Перемещение материала осуществляется при помощи перегребателей, которые закреплены на полых лапах, закреплённых в свою очередь на вращающемся полом валу реактора. Вал и лапы реактора охлаждаются атмосферным воздухом, нагнетаемым в вал вентилятором (21). В процессе перемещения по подам материал нагревается противоточным потоком восходящих горячих газов, досушивается и пиролизуется. Богатый углеродом пиролизный остаток дожигается в зоне реактора, расположенной ниже зоны досушки и пиролиза. Минеральный остаток с содержанием углерода до 35% (зольный остаток) охлаждается в самой нижней зоне реактора атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором (23). С той же целью туда подаётся вода через патрубок, размещенный в самой нижней зоне. При этом остаточный кислород в этом выпаре нагревается и расходуется для дожигания пиролизного остатка в расположенной выше зоне дожигания. Охлажденная зольный остаток через шлюз поступает в накопительный герметичный бункер с разгрузочным устройством (9). The dried CP is evenly loaded from the hopper (7) to the top under the RPG (8). The processed material moves countercurrently to the flow of gases in the reactor from the upper hearth to the underlying hearths along the surface of the hearths from the center of the hearth to bypass holes located along the perimeter at the periphery of the hearth for spreading hearths, and from the periphery of the hearth to the bypass hole in the center of the collecting hearths. The material is moved by means of rakes, which are mounted on hollow legs, fixed in turn on the rotating hollow shaft of the reactor. The shaft and paws of the reactor are cooled by atmospheric air blown into the shaft by a fan (21). In the process of moving along the hearths, the material is heated by a countercurrent flow of ascending hot gases, dried and pyrolyzed. The carbon-rich pyrolysis residue is afterburned in the reactor zone below the post-drying and pyrolysis zone. The mineral residue with a carbon content of up to 35% (ash residue) is cooled in the lowest zone of the reactor by atmospheric air blown by a fan (23). For the same purpose, water is supplied there through a pipe located in the lowest zone. At the same time, the residual oxygen in this vapor is heated and consumed for post-combustion of the pyrolysis residue in the post-combustion zone located above. The cooled ash residue enters through the lock into the accumulative sealed hopper with an unloading device (9).

Горючий и горячий пиролизный газ, содержащий большое количество водяного пара и углекислого газа, подается по газоходу с верхнего пода реактора для дожигания в ГУ (10). Часть этого пиролизного газа рециркулируется в реактор вентилятором (22) на под, расположенный под зоной интенсивного горения пиролизного остатка и газификации, где водяной пар и углекислый газ газифицируют углерод пиролизного остатка.Combustible and hot pyrolysis gas, containing a large amount of water vapor and carbon dioxide, is fed through the gas duct from the upper hearth of the reactor for afterburning in the GU (10). Part of this pyrolysis gas is recycled to the reactor by a fan (22) on a hearth located under the zone of intense combustion of the pyrolysis residue and gasification, where steam and carbon dioxide gasify the carbon of the pyrolysis residue.

Далее производят дожигание горючего газа из реактора в высокотемпературном вихревом горелочном устройстве (ГУ) - дожигателе горячих малокалорийных газов (10). В ГУ подается атмосферный воздух воздуходувкой (25) в первичную зону ГУ и воздуходувкой (26) во вторичную зону ГУ. Температура горения пиролизного газа составляет до 1240°С и время пребывания газа в камере сгорания около двух секунд. Горячий дымовой газ из ГУ, являясь эжектируемым поступает в смеситель газов (11), где смешивается с частью смеси дымового газа и выпара, являясь эжектирующим, которые покидают сушилку через циклон (12) конденсор-коллектор (13) и нагнетается вентилятором (14). В смесителе образуется теплоноситель с температурой, оптимальной для безопасной сушки КП, и низким содержанием кислорода, что предотвращает возгорание КП внутри сушилки (5). Next, afterburning of the combustible gas from the reactor is carried out in a high-temperature vortex burner device (GU) - an afterburner of hot low-calorie gases (10). In the GU, atmospheric air is supplied by a blower (25) to the primary zone of the GU and by a blower (26) to the secondary zone of the GU. The combustion temperature of the pyrolysis gas is up to 1240°C and the residence time of the gas in the combustion chamber is about two seconds. The hot flue gas from the GU, being ejected, enters the gas mixer (11), where it mixes with part of the mixture of flue gas and vapor, being ejecting, which leave the dryer through the cyclone (12) condenser-collector (13) and is blown by the fan (14). The mixer generates a coolant with a temperature that is optimal for safe drying of the BC and a low oxygen content, which prevents the ignition of the BC inside the dryer (5).

ГУ (10), смеситель (11) и сушилка (5) работают под давлением ниже атмосферного, что предотвращает попадание газов в помещение комплекса. За счёт эффекта эжектирования смеситель создаёт дополнительное разрежение в ГУ (10) и реакторе (8), что способствует беспрепятственному отводу пиролизного газа из реактора (8) и дымового газа из ГУ (10).GU (10), mixer (11) and dryer (5) operate under subatmospheric pressure, which prevents gases from entering the complex premises. Due to the ejection effect, the mixer creates an additional vacuum in the GU (10) and the reactor (8), which contributes to the unhindered removal of pyrolysis gas from the reactor (8) and flue gas from the GU (10).

Избыточный дымовой газ с выпаром, выходящий из конденсора-коллектора (13), поступает в систему газоочистки, состоящей из скруббера с каплеуловителем (15), системы приготовления скрубберного раствора (18) и системы охлаждения скрубберного раствора, состоящей из теплобменника (20), гидроциклона (19), циркуляционного насоса (не указан) и внешнего контура, в котором циркулирует охлаждающий теплоноситель. В скруббере (15) происходит конденсация испаренной из КП воды, нейтрализация кислых газов и осаждение мелкодисперсной пыли в скрубберном растворе. Излишек скрубберного раствора, образующийся из-за конденсации выпара, направляется на водоочистные сооружения птицефабрики. Скрубберный осадок из скруббера (15) и гидроциклона (19) подлежит дальнейшей переработке. Скрубберный раствор охлаждается через теплообменники (20), так что контур циркуляции скрубберного раствора изолирован от окружающей среды. Внешний контур системы охлаждения скруббера, в который отводится тепло конденсации выпара и остаточное теплосодержание дымового газа, может быть совмещён с системой отопления и горячего водоснабжения. Очищенный дымовой газ оконечным дымососом (16) направляется в дымовую трубу (17). Дымосос (16) совместно с вентилятором (14) создаёт давление ниже атмосферного по всему газовому тракту комплекса, что предотвращает проникновение газов и пыли из всех агрегатов и газоходов в помещение комплекса и окружающую среду. Выбрасываемые в атмосферу газы в итоге состоят из углекислого газа, азота и водяного пара.Excess flue gas with vapor leaving the condenser-collector (13) enters the gas cleaning system, consisting of a scrubber with a droplet eliminator (15), a scrubber solution preparation system (18) and a scrubber solution cooling system, consisting of a heat exchanger (20), a hydrocyclone (19), a circulation pump (not specified) and an external circuit in which the coolant circulates. In the scrubber (15), the water evaporated from the CP is condensed, acid gases are neutralized, and fine dust is deposited in the scrubber solution. Excess scrubber solution, formed due to vapor condensation, is sent to the poultry farm's water treatment plant. The scrubber sludge from the scrubber (15) and hydrocyclone (19) is subject to further processing. The scrubbing solution is cooled through the heat exchangers (20) so that the scrubbing solution circuit is isolated from the environment. The outer circuit of the scrubber cooling system, into which the heat of vapor condensation and the residual heat content of the flue gas is removed, can be combined with a heating and hot water supply system. The cleaned flue gas is sent to the chimney (17) by the final smoke exhauster (16). The smoke exhauster (16) together with the fan (14) creates a subatmospheric pressure throughout the entire gas path of the complex, which prevents the penetration of gases and dust from all units and gas ducts into the premises of the complex and the environment. The gases emitted into the atmosphere eventually consist of carbon dioxide, nitrogen and water vapor.

Claims

A complex for the thermal neutralization and utilization of organic waste, containing a system of receiving and loading devices with a grinder and a mixer for waste to be processed with a fraction of dried waste, connected to a drying device, also connected to a recycle system for a mixture of vapor and flue gas, connected to a separator-cooler for screening and cooling of the dried waste fraction, and a waste pyrolysis-gasification reactor, a system for preparing a lime solution that neutralizes sulfur compounds, an ash residue removal system, a burner device for afterburning pyrolysis gas, a hot flue gas mixer from the burner device with a drying agent-heat carrier from the drying device recycle system , a gas cleaning device made in the form of a system of cyclones, a condenser-collector and a scrubber with a droplet eliminator equipped with a scrubber solution cooling system, and a chimney, characterized in that the receiving and loading device includes an extruder with a profiled nozzle connected to the outlet channel of the storage hopper and a conveyor, made with the possibility of supplying material to the mixer, the waste pyrolysis-gasification reactor is a multi-hearth furnace with a hollow shaft and paws, equipped with a gas flow distribution system and including ventilation devices located along the entire reactor shaft, in the lower zone of the reactor chamber and in the upper zone of the reactor chamber , a water and air distribution system for ash residue cooling and an air distribution system for carbon/coke residue oxidation in the reactor, a burner with a distributed oxidizer supply for conversion and subsequent post-combustion of generator/pyrolysis gas, a hot flue gas mixer, which is an ejected gas from a burner device with a drying agent-heat carrier, which is an ejection gas from the recycle system of the drying device, is made in an ejector version with subsequent supply of a mixed gas flow to the drying device.