BG67543B1 - Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци - Google Patents

Abstract

Изобретението се отнася до инсталация за преработване на твърди битови отпадъци, което 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. Инсталацията съдържа смесителен улей (1), с разположен в него шнек (1.1) от най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки спираловидни шнекови спирали, корпус на бункер (5), в който е поставен вертикално ориентиран шнек (6), който осигурява вътрешния обмен/циркулиране на вече смесения входящ материал с реагента.

Description

Изобретението 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 [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 обработвания 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 [2], 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 [3], 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 транспортна 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 слабости, 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. Като допълнение може да се посочи относителната неефективност и замърсяване на околната среда, използването на голямо количество инсталирана и консумирана от съоръженията електрическа енергия, както и отделянето на прах, влага и други опасни химически вещества по време на процеса.

Техническа същност на изобретението

Задача на изобретението 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.

Съгласно изобретението улеят е най-малко един и е изпълнен, като смесителен, с разположен в него шнек, съдържащ монтирани в него най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки шнекови спирали, като смесителният улей е снабден с технически средства за подаване на обработения материал и технически средства за подаване на реагент, както и с технически средства за провеждане и контрол на технологичния процес.

Изходящият отвор на смесителния улей е свързан към корпуса на най-малко един бункер, изпълнен в горния му край с опорен елемент, към който е монтиран вертикален шнек и затворен с конусно оформен капак, а в дъното на бункера са монтирани едно под друго устройство за извеждане на преработените отпадъци и вибрационни сита.

Смесителният улей е разположен под ъгъл не по-малко от 15° спрямо хоризонтала, като валовете на шнековите спирали, монтирани в смесителния улей са свързани със самостоятелна задвижваща система за всеки от тях или обща такава.

Корпусът на бункера е изпълнени с цилиндрична форма, а дъното на корпуса е с форма на обърнат пресечен конус. Съгласно едно вариантно изпълнение корпусът на бункера може да е изпълнен с форма на пресечена пирамида.

В горната част на бункера е разположен опорен елемент, за предпочитане изпълнен с форма на обърната пресечена пирамида или конус, ориентиран с тясната си основа към дъното, като обхваща задвижващия вал на вертикалния шнек.

В конусната част на капака на бункера странично е предвиден най-малко един отвор, а в най-високата част на капака на бункера е оформен всмукателен отвор за изходящия въздух, съдържащ водни пари.

Вертикалният шнек е изпълнен чрез сдвояване на две срещуположно въртящи се винтови спирали.

Съгласно едно вариантно изпълнение на инсталацията вертикалните шнекове, монтирани в смесителния бункер са най-малко два и са изместени един спрямо друг по вертикала.

Съгласно едно изпълнение на инсталацията, бункерите са два, съответно, свързани помежду си със смесителен улей, като странично в корпуса на всеки бункер е предвиден най-малко един отвор, а в най-високата част на конусно оформеният капак е предвиден всмукателен отвор.

В горната част на корпуса на бункера и по капака са предвидени отвори и механизми за подаване на реагент и технологична вода, както и система за изтегляне на въздух под налягане.

Инсталацията за преработване на твърди битови отпадъци съгласно изобретението 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 преработващи 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 в долната част на бункера 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, разположени в дъното на бункера. 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. Модулното изпълнение на инсталацията позволява изграждане на “n” 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.

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

Инсталацията за преработване на твърди битови отпадъци е представена по-детайлно с помощта на придружаващ описанието чертеж, където фигура 1 представя схема на инсталацията за преработване на твърди битови отпадъци.

Примери за изпълнение на изобретението

Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци, която съдържа смесителен улей 1, с разположен в него шнек, състоящ се от най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки шнекови спирали 1.1, които са предназначени да разкъсват торбите и раздробяват отпадъците, подлежащи на обработка. Смесителният улей 1 е разположен под ъгъл над 15° спрямо хоризонтала, като валовете на шнековите спирали 1.1, монтирани в смесителния улей 1 са свързани със самостоятелна задвижваща система за всеки от тях или обща такава. Външно към металния корпус на смесителният улей 1 са монтирани технически средства, съответно средство за подаване на обработвания материал 2 и средство за подаване на реагент 3, и технически средства 4 за контрол на технологичния процес.

Смесителния улей 1 е свързан към корпуса, непоказан на фигурата, на бункер 5, в обема на който е монтиран вертикално ориентиран шнек 6, чието предназначение е да осигури вътрешния обмен/циркулиране на вече смесения с реагент подлежащ на обработка отпадъчен материал. Корпусът на бункера 5 е изпълнен с цилиндрична форма, а дъното му е във форма на обърнат пресечен конус.

В края на корпуса на смесителния улей 1 има изходящ отвор 1.2, който е свързан към корпуса на бункера 5, който за предпочитане е изпълнен с форма на пресечена пирамида. Корпусът на бункера 5 е затворен в горната си част с конусно оформен капак, непоказан на фигура 1, който е изпълнен така, че да осигурява херметично затваряне на бункера 5. При описаното конструктивно оформяне корпуса 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, предназначен за подаване на връщаният от системата въздух, а в най-високата част на конусно оформеният капак на бункера 5 е оформен всмукателен отвор 5.2 за изходящия въздух, съдържащ водни пари. По този начин в бункера 5 се създава под налягане, което не позволява излъчване на емисии водни пари. Горната част на корпуса на бункера 5 е снабдена с отвори 5.3 и механизми за подаване на реагент и технологична вода, както и система за изтегляне на въздух под налягане.

В горната част на бункера 5 е разположен опорен елемент, непоказан на фигура 1, изпълнен с форма на обърната пресечена пирамида или конус, ориентиран с тясната си основа към дъното, като 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, а под устройството 7 е разположено най-малко едно вибрационно сито 8, предназначено за пресяване на обработените отпадъци по едрина на фракциите.

Съгласно едно изпълнение на инсталацията вертикалният шнек 6 конструктивно е изпълнен чрез сдвояване на две срещуположно въртящи се винтови спирали.

В зависимост от обработваният отпадъчен материал, в бункерът 5 може да са монтирани повече от един вертикален шнек 6, разположени на едно ниво или изместени един спрямо друг по височина.

Съгласно едно вариантно изпълнение на инсталацията след изходящия отвор 1.2 на смесителния улей 1 е монтиран втори смесителен улей 1’, също изпълнен с двоен шнек 1.1’, към изхода на който е свързан втори бункер 5’, идентичен с първия, чийто изход връща смесвания материал отново в първия бункер 5. По този начин е оформена система от два смесителни улея 1 и 1’ и два бункера 5 и 5’, при което един и същи материал циркулира непрекъснато за времето на преработка в една затворена система, като по този начин се увеличава ефективността на смесването, влагоотделянето и преобразуването на входящия преработван материал в желания вид.

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 един или повече модули, разположени съответно, един над друг, или хоризонтално - един до друг.

Инсталацията за преработване на твърди битови отпадъци работи по следния начин: в долната част на корпуса на смесителния улей 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 шнекови 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 шнекови спирали 1.1. По този начин се образува контактна повърхност, осигуряваща ефективно размесване на обема от преработвани отпадъци, реагента и допълнително подаваното количество технологична вода. Препоръчително е размесването на отпадъците и реагента да бъде с продължителност от минимум 3-5 min, след което през разтоварващия изход на смесителният улей 1, хомогенизираният материал се подава в бункера 5 за абсорбция на влагата, съдържаща се в сместа.

Вертикалният шнек 6, монтиран в бункера 5, създава 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 вертикален 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 смесителния улей 1 в продължение на около поне 20 min, през който период продължава термохимичната реакция с реагента, както и обезводняване на обработвания материал, който впоследствие се подава през разтоварващия изход 1.2 на смесителния улей 1 към бункера 5’ от втория модул на инсталацията, където материалът окончателно се обезводнява до предварително определена влажност според изискванията на оператора.

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

Claims (1)

1. Инсталация за преработване на твърди битови отпадъци, която съдържа устройство за подаване на отпадъци, състоящо се от улей, с разположен в него шнек, характеризираща се с това, че улеят (1) е наймалко един и е изпълнен като смесителен, с разположен в него шнек (1.1), съдържащ монтирани в него най-малко две самостоятелно въртящи се в противоположни посоки шнекови спирали, като смесителният улей (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, а изходящият отвор (1.2) на смесителният улей (1) е свързан към корпуса на най-малко един бункер (5), изпълнен в горния му край с опорен елемент, към който е монтиран най-малко един вертикален шнек (6), затворен с конусно оформен капак, а в дъното на бункера (5) са монтирани едно под друго устройство за извеждане на преработените отпадъци (7) и вибрационни сита (8)