BG3593U1 - Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци - Google Patents

Abstract

Инсталацията съдържа улей (1), с разположен в него шнек (1.1) от най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки спираловидни шнекови спирали, които разкъсват торбите и раздробяват отпадъците, като ги подават за по-нататъшна обработка към корпус на бункер (5), при което в бункера (5) е поставен вертикално ориентиран шнек (6), който осигурява вътрешния обмен/циркулиране на вече смесения входящ материал с реагента. Описаното изпълнение на инсталацията позволява осъществяването на вариантни изпълнения, като в зависимост от вида и състава на обработвания материал или от необходимия производствен капацитет е възможно, инсталацията да съдържа само един модул, но и варианти, при които във височина или хоризонтално, един под или един над друг да бъдат разположени два или повече модула.

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася до инсталация за преработване на твърди битови отпадъци, който ще намери приложение в промишлени системи за преработване на органични, битови и биоразградими отпадъци с получаване на органокалциеви подобрители за почва с алкален характер на базата на органичния материал, съдържащ се в отпадъците.

Предшестващо състояние на техниката

Широко известен е метод за преработване на твърди битови отпадъци, който включва сортиране и преработка на органични отпадъци в компост, което се извършва чрез последователно провеждане във времето на подготвителен етап, хомогенизация, дехидратация и последвано от разделяне на отпадъците по вид. Като правило битовите отпадъци се съдържат най-често в полиетиленови торби, които са здрави, устойчиви и трудно се разкъсват. По този начин се отнема много време на операторите да отворят, респективно да разкъсат торбите и да освободят подлежащите на обработване отпадъци и тогава ако е необходимо, да сортират съдържанието им преди по-нататъшната обработка.

Известна е патентна публикация WO 2015187096 [1], в която са описани метод и устройство за анаеробно разлагане на биоразградими вещества, каквито могат да бъдат битови отпадъци, биологични и/или органични отпадъци. Анаеробното разграждане се използва главно за обработване на биоразградим материал или материали, като например органични вещества, биологични отпадъци, биомаса, домакински биологични отпадъци, хранителни отпадъци и/или други подобни, в резултат на което се получава биогаз. Анаеробното разлагане се осъществява в устройства в присъствието на анаеробни бактерии, топлина и в среда, свободна от кислород. Анаеробното разлагане се провежда на етапи, при които анаеробни бактерии разграждат биоразграждащи се материали от една форма в друга и накрая се получава биогаз. В споменатата патентна публикация е описано устройство, представляващо по същество биореактор и включва три отделни секции или камери с цилиндрична форма, разположени последователно във вертикална конструкция. Над най-горно разположената първа секция е разположен захранващ отвор, през който се подава материалът, подлежащ на обработване, а странично към втора и трета секция са предвидени отвори, през които се вземат контролни проби от обработваният материал. За целите на разбъркване на обработваният материал, във всяка секция са разположени в два реда един под друг разбъркващи лопатки, които са свързани неподвижно към централно разположен в секциите вал, задвижван чрез свързан към него двигател.

Известна е публикация ЕР 2205346 [2] (VALOROM), в която е описано устройство за подаване на отпадъци, състоящо се от улей, с разположен в него шнек, чрез който торби с отпадъци се подават към устройство за обработка на отпадъците, състоящо от хоризонтално ориентиран въртящ се барабан, във вътрешността на който са разположени метални гребени, които разкъсват торбите и раздробяват отпадъците, като ги подават за по-нататъшна обработка. Подготвителният етап включва смесване на твърдите битови отпадъци с реагент за предпочитане негасена вар, при което протича химическа реакция, в резултат на която се повишава температурата на твърдите битови отпадъци.

Известна е патентна публикация ЕР 1747181 [3] (VALOROM), в която е описан метод за обработване на отпадъци, при което в резултат на провеждане на описаните подготвителни операции, извършвани в смесително устройство, в което се подават отпадъци, негасена вар и вода, се повишава температурата на твърдите битови отпадъци, при което започва изпаряването на излишната вода, която в някои случаи може да бъде около и над 50 % от теглото на входящия за преработване поток от отпадъци. Процесът на дехидратация продължава, докато се достигне съдържание на влага до 10-15%. След преработването на получената смес се извършва разделянето и на фракции по вид - съответно: органокалциев подобрител, оползотворяеми вторични суровини за последващо сепариране и съставка за енергийно оползотворяване.

Описаният метод се провежда в последователно разположени и свързани устройства, първото от които представлява смесител от барабанен тип, който се състои от хоризонтално ориентиран въртящ се корпус, лежащ върху опорни ролки, разположени върху два задвижващи вала, свързан чрез тран

3810 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020 спортна лента с абсорбер, който е свързан от своя страна чрез друга транспортна лента с устройство за разделяне на материала по размер. В качеството на такова устройство се използва въртящо се сито, което разделя отпадъците по размер с възможност за последваща сепарация за вторичното им използване.

Описаната технологична верига от свързани помежду си устройства и апарати има ниска степен на ефективност на смесването на битовите твърди отпадъци с негасената вар и водата, изразяваща се в «слепване» на отпадъците и реагента в значителни по големина и тегло туфи, което се дължи основно на ниската скорост на въртене на смесителния барабан.

Налице е недостатъчна ефективност на обработване на отпадъците, по-специално на процеса на размесване на отпадъците и негасената вар, както и последващото изсушаване на материала в абсорбера, главно поради дебелия слой на отпадъци в него, в резултат на което се препятства ефективното влагоотделяне.

Описаната технологична верига от апарати и устройства има и чисто технически недостатъци, като например значителни по размери и тегло съоръжения, значителни по дължина лентови пътища, предназначени да пренасят обработваните отпадъци между съоръженията, което като цяло увеличава технологичното време за обработване на единица обем преработван материал, както и значителна площ, която съоръженията заемат при описаното им разполагане. Допълнително като недостатък може да се посочи голямото количество инсталирана и консумирана от съоръженията електрическа енергия, както и отделянето на прах, влага и други опасни химически вещества по време на процеса, което в една или друга степен го прави относително неефективен и замърсяващ околната среда.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се предложи инсталация за преработване на твърди битови и биоразградими отпадъци, която позволява ефективно провеждане на технологичните операции при увеличен производствен капацитет, като едновременно с това осигурява ефективни и контролирани условия за провеждане на екзотермична реакция по време на смесване на твърди и биоразградими битови отпадъци с реагент /негасена вар/, при което взаимното разположение на технологичните модули и монтираните в тях работни елементи да осигурява възможности за конструиране на инсталации с различен капацитет, значително намаляване на габаритните размери и тегло на инсталацията в нейната цялост, ниски енергийни разходи, както и да позволява лесно поддържане и експлоатация.

Задачата се решава чрез инсталация за преработване на твърди битови отпадъци, която съдържа устройство за подаване на отпадъци, състоящо се от улей, с разположен в него шнек, чрез който торби с отпадъци се подават към устройство за обработка на отпадъците и се характеризира с това, че улеят, с разположен в него шнек съдържа монтирани в него най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки спираловидни шпекови спирали, които разкъсват торбите и раздробяват отпадъците, като ги подават за по-нататъшна обработка към корпус на бункер, при което в бункера е поставен вертикално ориентиран шнек, който осигурява вътрешния обмен/циркулиране на вече смесения входящ материал с реагента.

Улеят е разположен под ъгъл над 15 градуса спрямо хоризонтала, като валовете на шпековите спирали, монтирани в улея са свързани със самостоятелна задвижваща система за всеки от тях или обща такава. Външно към металния корпус на улея са монтирани технически средства - за подаване на обработвания материал и реагента, както и технически средства за провеждане и контрол на технологичния процес.

В края на корпуса на улея има изходящ отвор, който е заустсн/свързан към корпус на бункер с форма на пресечена пирамида. Във вътрешността на бункера е поставен вертикално ориентиран шнек, който осигурява вътрешния обмен/циркулиране на вече смесения входящ материал с реагента. Херметично затвореният корпус на бункера заедно с вертикалния шнек изпълняват функцията на абсорбер, който отнема влагата от входящия материал чрез конвекция с тръбна система и изсушителна инсталация за въздушните смеси, съдържащи влага, като в конусната част на капака на бункера странично е предвиден най-малко един отвор за подаване на връщания от системата въздух, а най-високата част на капака на бункера е снабден с всмукателен отвор за изходящия въздух, съдържащ водни пари, при което по този

3811 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020 начин се създава подналягане в бункера, непозволяващо емисии на водни пари.

Опорният елемент на бункера е изпълнен с форма на обърната пресечена пирамида или конус, ориентиран с тясната си основа към дъното и обхваща задвижващия вал на вертикалния шнек.

Дъното на бункера е снабдено с най-малко едно устройство за извеждане на преработените и хомогенизирани твърди битови отпадъци, при което отпадъците се пресяват посредством вибрационно сито/сита.

Съгласно едно вариантно изпълнение на инсталацията, корпусът на бункера е изпълнен с цилиндрична форма с дъно във форма на обърнат пресечен конус. При това вариантно изпълнение опорният елемент е изпълнен също с цилиндрична форма, като в този случай, вертикалният шнеков винт е разположен също във вътрешността на цилиндрично оформения бункер.

Едно алтернативно изпълнение на вертикалния шнеков винт е сдвояване на две срещуположно въртящи се винтови спирали.

Друго вариантно изпълнение на инсталацията е, при което вертикалните шпекови винтове 6, монтирани в смесителния бункер са два или повече и са изместени един спрямо друг по вертикала.

Съгласно едно вариантно изпълнение на инсталацията след изходящия отвор на улея е монтиран още един смесителенулей с двоен шнеков винт, идентичен спрямо основния входящ смесител от първия улей, на изхода на който се монтира втори бункер, идентичен с първия, чийто изход връща смесвания материал отново в първия бункер. По този начин се създава система от два винтови смесителя и два бункера, при което един и същи материал циркулира за времето на преработка в една затворена система непрекъснато, увеличавайки ефективността на смесването, влагоотделянето и преобразуването на входящия преработван материал в желания вид.

Горната част на корпуса на бункера е снабдена с отвори и механизми за подаване на реагент и технологично нужна вода, както и система за изтегляне на въздух под налягане.

Описаното изпълнение на инсталацията позволява осъществяването на вариантни изпълнения, като в зависимост от вида и състава на обработвания материал или от необходимия производствен капацитет е възможно, устройството да съдържа само един модул, но и варианти, при които във височина или хоризонтално, един под или един над друг да бъдат разположени два или повече модула, със или без вертикални вътрешни системи.

Пояснение на приложената фигура

На фигура 1 е показана схема на инсталацията за преработване на твърди битови отпадъци.

Примерно изпълнение на полезния модел

Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци, която съдържа улей 1, с разположен в него шнек 1.1 от най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки спираловидни шпекови спирали 1.1, които разкъсват торбите и раздробяват отпадъците, като ги подават за по-нататъшна обработка към корпус на бункер 5, при което в бункера 5 е поставен вертикално ориентиран шнек 6, който осигурява вътрешния обмен/циркулиране на вече смесения входящ материал с реагента.

Улеят 1 е разположен под ъгъл над 15° спрямо хоризонтала, като валовете на шпековите спирали 1.1, монтирани в улея 1 са свързани със самостоятелна задвижваща система за всеки от тях или обща такава. Външно към металния корпус на улея 1 са монтирани технически средства - за подаване на обработвания материал 2 и реагента 3, както и технически средства 4 за провеждане и контрол на технологичния процес.

В края на корпуса на улея 1 има изходящ отвор 1.2, който е заустен/свързан към корпуса на бункера 5 с форма на пресечена пирамида. Във вътрешността на бункера 5 е поставен вертикално ориентиран шнек 6, който осигурява вътрешния обмен/циркулиране на вече смесения входящ материал с реагента. Херметично затвореният корпус на бункера 5 заедно с вертикалния шнек 6 изпълняват функцията на абсорбер, който отнема влагата от входящия материал чрез конвекция с тръбна система и изсушителна инсталация за въздушните смеси, съдържащи влага, като в конусната част на капака на бункера 5 странично е предвиден най-малко един отвор 5.1 за подаване на връщания от системата въздух, а най-високата част на капака на бункера 5 е снабден с всмукателен отвор 5.2 за изходящия въздух,

3812 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020 съдържащ водни пари, при което по този начин се създава подналягане в бункера 5, непозволяващо емисии на водни пари.

Опорният елемент на бункера 5 е изпълнен с форма на обърната пресечена пирамида или конус, ориентиран с тясната си основа към дъното и обхваща задвижващия вал на вертикалния шнек 6.

Дъното на бункера 5 е снабдено с най-малко едно устройство 7 за извеждане на преработените и хомогенизирани твърди битови отпадъци, при което отпадъците се пресяват посредством вибрационно сито/сита 8.

Съгласно едно вариантно изпълнение на инсталацията корпусът на бункера 5 е изпълнен с цилиндрична форма с дъно във форма на обърнат пресечен конус. При това вариантно изпълнение опорният елемент е изпълнен също с цилиндрична форма, като в този случай, вертикалният шнеков винт 6 е разположен също във вътрешността на цилиндрично оформения бункер 5.

Едно алтернативно изпълнение на вертикалния шнеков винт 6 е сдвояване на две срещуположно въртящи се винтови спирали. Друго вариантно изпълнение на инсталацията е, при което вертикалните шпекови винтове 6, монтирани в смесителния бункер 5 са два или повече и са изместени един спрямо друг по вертикала.

Съгласно едно вариантно изпълнение на инсталацията след изходящия отвор 1.2 на улея 1 е монтиран още един смесителен улей 1 с двоен шнеков винт 1.1, идентичен спрямо основния входящ смесител 1.1 от улей 1, на изхода на който се монтира втори бункер 5, идентичен с първия, чийто изход връща смесвания материал отново в първия бункер 5. По този начин се създава система от два винтови смесителя и два бункера, при което един и същи материал циркулира за времето на преработка в една затворена система непрекъснато, увеличавайки ефективността на смесването, влагоотделянето и преобразуването на входящия преработван материал в желания вид.

Горната част на корпуса на бункера 5 е снабдена с отвори 5.3 и механизми за подаване на реагент и технологично нужна вода, както и система за изтегляне на въздух под налягане.

Описаното изпълнение на инсталацията позволява осъществяването на вариантни изпълнения, като в зависимост от вида и състава на обработвания материал или от необходимия производствен капацитет е възможно, инсталацията да съдържа само един модул, но и варианти, при които във височина или хоризонтално, един под или един над друг да бъдат разположени два или повече модула.

Приложение (използване) на полезния модел

Инсталацията за преработване на твърди битови отпадъци работи по следния начин.

В долната част на корпуса на улея 1, през захранващ отвор, се подават твърди битови отпадъци, подлежащи на преработване, като едновременно с това чрез средствата 2 и 3 за подаване на вода и реагент се подава технологично определено количество, съответстващо на количеството на отпадъците. Задейства се задвижващата система, при което задвижващите валове завъртат разположените върху тях винтови шпекови спирали 1.1, въртящи се срещуположно една спрямо друга, при което подадените твърди отпадъци и реагент се разбъркват, смесват и хомогенизират благодарение на подходящо оформените и ориентирани под ъгъл работни винтови спирали 1.1, които образуват контактна повърхност, осигуряваща ефективно размесване на обема от преработвани отпадъци, реагента и подаваната технологична вода. Препоръчително е, размесването на отпадъците и реагента да бъде с продължителност от минимум няколко минути, след което през разтоварващия изход на улея 1, хомогенизираният материал се подава в бункера 5 за абсорбция на влагата, съдържаща се в сместа.

Вертикалните шнекове 6, монтирани в бункера 5 създават едновременно въртеливо, постъпателно, спираловидно и насочено движение на преработвания материал, като формираните по този начин въртеливи спираловидни потоци от смесваните материали се размесват максимално и ефективно с реагента.

Препоръчително е, размесването и хомогенизирането на отпадъците и реагента в бункера 5 чрез вертикално монтирания във вътрешността му шнек 6, да е с продължителност от поне 20 min, след което размесеният материал се подава по гравитачен път към съседно разположен втори модул на същата инсталация, където материалът отново се разбърква в улея 1 в продължение на около поне 20 min, през който период продължава термохимичната реакция с реагента, както и обезводняване на обработвания

3813 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020 материал, който впоследствие се подава през разтоварващия изход 1.2 на улея 1 към бункера 5 от втория модул на инсталацията, където материалът окончателно се обезводнява до предварително определена влажност според изискванията на оператора.

Полезният модел не се ограничава до изпълненията, описани по-горе, които трябва да се разглеждат като илюстративни, само за целите на прилагане на принципите на полезния модел.

Предимства на полезния модел

Инсталацията за преработване на твърди битови отпадъци съгласно полезния модел, се отличава с компактна конструкция, дължаща се на едновременните функции на смесване и абсорбиране на преработвания материал, както и възможността за комбиниране на повече от един последователно свързани модули.

Предложената конструкция позволява ефективно провеждане на операциите по смесване на отпадъците с реагента /негасена вар/ и осъществяване на необходимото хомогенизиране. Инсталацията работи при ниски енергийни разходи, доколкото етапите на обработване на твърдите битови отпадъци се извършват в разположени един до друг модули, при което материалът се транспортира от единия в другия модул чрез смесителния шнек и по гравитачен път.

Преработването на отпадъците е благоприятствано още и от обстоятелството, че на изхода на смесителния бункер 5 е поместено сито или система от сита, които позволяват необходимото за преработката разделяне на получения след преработката остатъчен продукт, например на няколко фракции, сепарирани по размер. Вертикалното разполагане на модулите облекчава преместването на материала от единия в другия модул, както и работата на вибрационните сита 8, разположени в дъното на бункера

5. Модулното изпълнение на инсталацията позволява изграждане на “п” на брой устройства, които могат да работят паралелно, с увеличен производствен капацитет и едновременно с това да заемат много по-малка площ в сравнение с описаните в известното ниво на техниката устройства, включващи последователно свързани хоризонтален барабанен смесител, транспортни ленти, абсорбер и сито.

Друго предимство е, че отделните модули на инсталацията и технологични етапи са интегрирани в единна система от апарати, така че общото пространство и обема, който заема инсталацията значително се намалява. Това от своя страна позволява, да се проектират и изпълняват по-големи системи за преработване на отпадъци, които могат да бъдат разположени в заводи или индустриални зони с ограничено пространство.

С предложеното разполагане на модулите се постигат едновременно няколко технически и технологични предимства, изразяващи се във възможността, да се изгради компактна по размери система, която да заема малка по размери площ, при което инсталациите от системата са мобилни и е лесно да се монтират, обслужват и ремонтират при ниски експлоатационни разходи.

Claims (8)

1. Претенции

   1. Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци, която съдържа устройство за подаване на отпадъци, състоящо се от улей (1), е разположен в него шнек (1.1), характеризираща се с това, че улеят (1), с разположения в него шнек (1.1) съдържа монтирани в него най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки спираловидни шпекови спирали, като улеят (1) е снабден с технически средства (2) за подаване на обработения материал и технически средства за подаване на реагент (3), както и с технически средства (4) за провеждане и контрол на технологичния процес и е снабден още с изходящ отвор (1.2), свързан към корпус на бункер (5), при което в бункера (5) е поставен вертикално ориентиран шнек (6), а в дъното на бункера (5) са монтирани устройство (7) за извеждане на преработените отпадъци и вибрационни сита (8).
2. 2. Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че улеят (1) е разположен под ъгъл не по-малко от 15° спрямо хоризонтала, като валовете на шпековите спирали (1.1), монтирани в улея (1) са свързани със самостоятелна задвижваща система за всеки от тях или обща такава.
3. 3. Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че в конусната част на капака на бункера (5) странично е предвиден най-малко един отвор

   3814 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020 (5.1) за подаване на връщания от системата въздух, а в най-високата част на капака на бункера (5) е монтиран всмукателен отвор (5.2) за изходящия въздух, съдържащ водни пари.
4. 4. Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци съгласно претенция 1, характеризираща се е това, че опорният елемент на бункера (5) е изпълнен е форма на обърната пресечена пирамида или конус, ориентиран е тясната си основа към дъното и обхваща задвижващия вал на вертикалния шнек (6).
5. 5. Инсталация съгласно претенция 1, характеризираща се е това, че корпусът на бункера (5) е изпълнен е цилиндрична форма е дъно във форма на обърнат пресечен конус, при което опорният елемент е изпълнен също е цилиндрична форма, като в този случай, вертикалният шнеков винт (6) е разположен също във вътрешността на цилиндрично оформения бункер (5).
6. 6. Инсталация съгласно претенции от 1 до 5, характеризираща се е това, че вертикалният шнеков винт (6) представлява сдвояване на две срещуположно въртящи се винтови спирали, или вертикалните шпекови винтове (6), монтирани в смесителния бункер (5) са два или повече и са изместени един спрямо друг по вертикала.
7. 7. Инсталация съгласно претенции от 1 до 6, характеризираща се е това, че след изходящия отвор (1.2) на улея (1) е монтиран още един смесителенулей (1) е двоен шнеков винт (1.1), идентичен спрямо основния входящ смесител (1.1) от улей (1), на изхода на който се монтира втори бункер (5), идентичен е първия, чийто изход връща смесвания материал отново в първия бункер (5).
8. 8. Инсталация съгласно претенции от 1 до 7, характеризираща се е това, че горната част на корпуса на бункера (5) е снабдена е отвори (5.3) и механизми за подаване на реагент и технологично нужна вода, както и система за изтегляне на въздух под налягане.