EA043162B1 - METHOD OF LOW-TEMPERATURE PROCESSING OF ORGANIC SOLID MUNICIPAL WASTE AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

METHOD OF LOW-TEMPERATURE PROCESSING OF ORGANIC SOLID MUNICIPAL WASTE AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDF

Info

Publication number
EA043162B1
EA043162B1 EA202100188 EA043162B1 EA 043162 B1 EA043162 B1 EA 043162B1 EA 202100188 EA202100188 EA 202100188 EA 043162 B1 EA043162 B1 EA 043162B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
unloading
feeder
helical
reactor
blades
Prior art date
Application number
EA202100188
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Глаголев
Владимир Семенович Севостьянов
Николай Тихонович Шеин
Виктор Васильевич Оболонский
Максим Владимирович Севостьянов
Роман Юрьевич Шамгулов
Дмитрий Николаевич Перелыгин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Publication of EA043162B1 publication Critical patent/EA043162B1/en

Links

Description

Изобретение относится к химической, нефтехимической, деревообрабатывающей и теплоэнергетической промышленности, а также к жилищно-коммунальному хозяйству, связанному с комплексной переработкой органических твердых коммунальных отходов, резинотехнических, полимерных, целлюлозно-бумажных, древесных и др.The invention relates to the chemical, petrochemical, woodworking and thermal power industries, as well as to housing and communal services associated with the complex processing of organic solid municipal waste, rubber, polymer, pulp and paper, wood, etc.

Известен способ для термолизной переработки органо-минеральных продуктов - Способ обработки углеродсодержащих веществ посредством парового термолиза [патент RU на изобретение № 2627107, МПК C08J 11/14, С10В 53/07, опубликован 31.05.2017, бюл. № 16], содержащий термолизный реактор, средства загрузки измельченных отходов углеродсодержащего вещества в реактор, и шнековый транспортер разгрузки углерода. Однако недостатком данного способа, является сложность в реализации из-за большого количества ступеней технологических процессов и невозможность быть использованным для переработки твердых органических материалов способом термолиза.A known method for thermolysis processing of organo-mineral products - Method for processing carbon-containing substances by means of steam thermolysis [RU patent for invention No. No. 16], containing a thermolysis reactor, means for loading crushed waste carbonaceous matter into the reactor, and a screw conveyor for unloading carbon. However, the disadvantage of this method is the difficulty in implementation due to the large number of steps of technological processes and the inability to be used for the processing of solid organic materials by thermolysis.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является патент на изобретение Процесс и установка по переработке резиносодержащих отходов, [патент RU № 2460743, МПК C08J 11/20, C08L 21/00, опубликован 27.11.2011], предусматривающий термолизную переработку резиновой крошки при температуре 350-400°С в среде циркулирующего перегретого и испаренного теплоносителя при давлении, близком к атмосферному. Продуктами термолиза являются: технический углерод, синтетическая нефть и углеводородный газ. Резинотехнические отходы перерабатываются в цилиндрическом термолизном реакторе со спиралевидным транспортирующим органом. Образующиеся продукты в реакторе продуваются воздухом, являющимся теплоносителем.The closest technical solution adopted as a prototype is a patent for an invention Process and installation for the processing of rubber-containing waste, [patent RU No. temperature of 350-400°C in an environment of circulating superheated and evaporated coolant at a pressure close to atmospheric. Thermolysis products are: carbon black, synthetic oil and hydrocarbon gas. Industrial rubber waste is processed in a cylindrical thermolysis reactor with a spiral conveyor. The resulting products in the reactor are purged with air, which is the coolant.

С существенными признаками изобретения в части способа совпадает следующая совокупность признаков прототипа: термолизная переработка органического материала - резинотехнических отходов при температуре до 400°С в реакторе со спиралевидным транспортирующим органом.With the essential features of the invention in terms of the method coincides with the following set of features of the prototype: thermolysis processing of organic material - industrial rubber waste at temperatures up to 400°C in a reactor with a spiral transport body.

К недостаткам известного способа следует отнести то, что данный способ и установка не могут обеспечить высокое качество получаемой продукции, в первую очередь при термолизной переработке органических твердых коммунальных отходов - ТКО (полимерсодержащих, целлюлозно-бумажных, древесных и др.), имеющих нестабильные физико-механические характеристики: размеры, форму, плотность, влажность, сыпучесть и др.), а также физико-химические свойства. Резинотехнические отходы (после измельчения - резиновая крошка) более стабильны в своих характеристиках и позволяют легче управлять процессом термолиза, чем при использовании различных органических ТКО. Кроме того, ввиду специфических особенностей ТКО (малая их исходная плотность, часто изменяющийся состав, невысокая сыпучесть шихты, сложность обеспечения герметичности термолизного реактора для исключения поступления в него кислорода воздуха из атмосферы), - все это не позволяет получать качественную продукцию: технический углерод, жидкое углеродное топливо и синтетический газ.The disadvantages of the known method include the fact that this method and installation cannot ensure high quality of the products obtained, primarily during the thermolysis processing of organic solid municipal waste - MSW (polymer-containing, pulp-and-paper, wood, etc.) having unstable physical and mechanical characteristics: dimensions, shape, density, humidity, flowability, etc.), as well as physical and chemical properties. Industrial rubber waste (after grinding - rubber crumb) is more stable in its characteristics and makes it easier to control the thermolysis process than when using various organic MSW. In addition, due to the specific features of MSW (their low initial density, often changing composition, low charge flowability, the difficulty of ensuring the tightness of the thermolysis reactor to prevent the entry of atmospheric oxygen into it from the atmosphere), all this does not allow obtaining high-quality products: carbon black, liquid carbon fuels and synthetic gas.

Известны также устройства, обеспечивающие переработку бытовых и промышленных органических отходов и получение углеводородов, например, патент на изобретение Способ и устройство переработки бытовых и промышленных органических отходов [патент RU на изобретение № 2392543, МПК F23G 5/027, F23G 5/20, опубл. 20.06.2010 бюл. № 17] Недостатками аналога является низкое качество получаемой продукции при переработке сыпучих материалов, в первую очередь твердых коммунальных отходов, с различными физико-механическими характеристиками: гранулометрией, формой, размерами, сыпучестью и др., что характерно для органических твердых коммунальных отходов, подлежащих термопереработке, в т.ч. резиносодержащих и полимерных отходов. Так же, невозможность получения на установке качественной продукции.Devices are also known for processing household and industrial organic waste and obtaining hydrocarbons, for example, a patent for the invention Method and device for processing household and industrial organic waste [RU patent for invention No. 2392543, IPC F23G 5/027, F23G 5/20, publ. 06/20/2010 bul. No. 17] The disadvantages of the analogue is the low quality of the products obtained during the processing of bulk materials, primarily solid municipal waste, with different physical and mechanical characteristics: granulometry, shape, size, flowability, etc., which is typical for organic solid municipal waste subject to thermal processing , incl. rubber and polymer waste. Also, the impossibility of obtaining high-quality products at the installation.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной установке, является Установка для утилизации отходов принятая за прототип [патент RU на изобретение № 2667398, МПК F 23G 5/027, опубл. 19.09.2018, бюл. № 26], содержащий пиролизный (термолизный) реактор с шлюзовыми загрузочными и разгрузочными устройствами, внутренний объем которого снабжен перемешивающим устройством непрерывного действия, выполненного в виде шнека с очищающими его скребками, а выход пиролизной камеры соединен с устройством выгрузки, включающим шнековый транспортер.The closest in technical essence to the claimed installation is the installation for waste disposal adopted as a prototype [RU patent for invention No. 2667398, IPC F 23G 5/027, publ. 09/19/2018, bul. No. 26], containing a pyrolysis (thermolysis) reactor with sluice loading and unloading devices, the internal volume of which is equipped with a continuous mixing device made in the form of a screw with scrapers cleaning it, and the exit of the pyrolysis chamber is connected to an unloading device, including a screw conveyor.

С признаками прототипа, в части установки, совпадает следующая совокупность признаков: наличие загрузочного и разгрузочного герметизирующих устройств термолизного трубчатого реактора, внутри которого расположен транспортирующий и перемешивающий орган непрерывного действия.With the signs of the prototype, in terms of installation, the following set of features coincides: the presence of loading and unloading sealing devices of the thermolysis tubular reactor, inside which is located a transporting and mixing body of continuous action.

Недостатками установки являются ограниченные технологические возможности установки при термолизной переработке органических коммунальных отходов с различными физико-механическими характеристиками, обуславливающие низкое качество продукции, вследствие отсутствия возможности полной герметизации реактора при нестабильных характеристиках перерабатываемых ТКО: фракционного состава, сыпучести, влажности, разнородности компонентов, их плотности, морфологии и др., что характерно для ТКО; сложность обеспечения высокоэффективного тепломассообмена в трубчатом реакторе при использовании в нем шнекового транспортирующего органа, при изменяющихся, по длине реактора, физических параметров материала: плотности, подвижности, содержания жидкой фазы вследствие деструкции углеводородов и др.The disadvantages of the installation are the limited technological capabilities of the installation for the thermolysis processing of organic municipal waste with different physical and mechanical characteristics, which cause low product quality, due to the inability to completely seal the reactor with unstable characteristics of processed MSW: fractional composition, flowability, humidity, heterogeneity of components, their density, morphology, etc., which is typical for TCR; the complexity of providing highly efficient heat and mass transfer in a tubular reactor when using a screw conveying body in it, with physical parameters of the material changing along the length of the reactor: density, mobility, liquid phase content due to the destruction of hydrocarbons, etc.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей при реализации способаThe invention is directed to the expansion of technological capabilities in the implementation of the method

- 1 043162 термолизной переработки органических твердых отходов, в частности, твердых коммунальных отходов с различными физико-механическими характеристиками, при помощи предлагаемой установки и повышение качества, получаемой из них товарной продукции.- 1 043162 thermolysis processing of organic solid waste, in particular, municipal solid waste with different physical and mechanical characteristics, using the proposed installation and improving the quality of the commercial products obtained from them.

Предлагаемый способ низкотемпературной переработки органических твердых коммунальных отходов при температуре до 450°С позволяет получать качественную продукцию: технический углерод, жидкое углеродное топливо и синтетический газ в среде циркулирующего углеводородного теплоносителя - перегретого и испаренного пара и соответствующего разложения органических компонентов. Способ позволяет использовать перерабатываемые органические ТКО различного морфологического состава и физического состава: мелкокусковые полимерные, древесные, целлюлозно-бумажные, резинотехнические и др. отходы в сыпучем или уплотненном состоянии при термо-влажностной обработке со связующими.The proposed method for low-temperature processing of organic solid municipal waste at temperatures up to 450°C allows to obtain high-quality products: carbon black, liquid carbon fuel and synthetic gas in a circulating hydrocarbon coolant medium - superheated and evaporated steam and the corresponding decomposition of organic components. The method allows the use of recyclable organic MSW of various morphological composition and physical composition: small-sized polymer, wood, pulp and paper, rubber and other waste in a loose or compacted state during thermal-humidity treatment with binders.

Поставленная задача решается путем проведения технологической подготовки сыпучих сред, включающей классификацию предварительно измельченных мелкокусковых материалов или уплотненных тел полифракционного состава на крупнозернистые и мелкозернистые фракции; герметизацию процессов загрузки и выгрузки уплотненной шихты способами формирования раздельных материальных потоков различного фракционного состава: плотной упаковки зерен шихты вибрационным воздействием на них или, теплотехнической обработкой легкоплавких компонентов уплотненного слоя отходящими газами, а также создание регулируемых скоростных режимов движения термообрабатываемой шихты в термолизном реакторе, возврат из зоны парогазовыделения теплоносителя и дополнительный ввод распыленной жидкой фазы (воды) в зону деструкции сырья для интенсификации тепломассообмена и снижения окислительных процессов. Обеспечение равномерной загрузки уплотненной сырьевой шихты и выгрузки готовых продуктов в заданном диапазоне варьируемых технологических параметров из термолизного реактора, герметизация его загружающих и выгружающих устройств, стабилизируют скоростные режимы движения термообрабатываемых материалов, что обеспечивает повышение качества получаемой продукции. Кроме того, возврат из зоны парогазовыделения теплоносителя в процесс тепломассообмена и дополнительный ввод распыленной жидкой фазы в зону охлаждения сырья интенсифицирует тепломассообмен, что исключает окислительные процессы, приводящие к возгоранию кислородосодержащей среды. Способ низкотемпературной переработки органических ТКО, проводят при температурах до 450°С, что позволяет получить больший выход жидких продуктов и меньший выход углеводородного газа.The problem is solved by carrying out technological preparation of bulk media, including the classification of pre-crushed small-sized materials or compacted bodies of polyfractional composition into coarse-grained and fine-grained fractions; sealing the processes of loading and unloading the compacted charge by means of forming separate material flows of various fractional compositions: dense packing of charge grains by vibration effect on them or by thermal processing of low-melting components of the compacted layer with exhaust gases, as well as the creation of controlled speed modes of movement of the heat-treated charge in a thermolysis reactor, return from zones of steam and gas release of the coolant and additional injection of the sprayed liquid phase (water) into the zone of destruction of raw materials to intensify heat and mass transfer and reduce oxidative processes. Ensuring uniform loading of the compacted raw material charge and unloading finished products in a given range of variable technological parameters from the thermolysis reactor, sealing its loading and unloading devices, stabilize the high-speed modes of movement of heat-treated materials, which ensures an increase in the quality of the products obtained. In addition, the return of the coolant from the zone of vapor-gas release to the process of heat and mass transfer and the additional introduction of the sprayed liquid phase into the zone of cooling of the raw material intensifies heat and mass transfer, which eliminates oxidative processes that lead to the ignition of an oxygen-containing medium. The method of low-temperature processing of organic MSW is carried out at temperatures up to 450°C, which makes it possible to obtain a greater yield of liquid products and a lower yield of hydrocarbon gas.

Для реализации описанного способа разработана установка, содержащая трубчатый реактор с винтообразным транспортирующим органом непрерывного действия, герметизирующими загрузочными и разгрузочными устройствами; устройствами очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси в которой загрузочный питатель-уплотнитель-затвор выполнен в виде наклоненного под углом α=20-45° к горизонту питающего устройства с внутренним винтообразным рабочим органом, состоящим из трех частей размещенных, соответственно, в трех зонах: часть винтообразного рабочего органа, расположенная в зоне загрузки материала, выполнена в виде шнека с постоянным шагом, средняя, цилиндрическая часть устройства выполнена в виде, попарно установленных, разнонаправленных двухзаходных геликоидальных лопастей, а коническая часть устройства, расположенная в зоне выгрузки, выполнена в виде конусообразного шнека, при этом на наружной поверхности двухзаходных геликоидальных лопастей, по их периметру, закреплен перфорированный классифицирующий корпус, расположенный в зоне выгрузки мелкозернистого материала; в нижней части загрузочного устройства, в зоне выгрузки крупнозернистого и отсеянного мелкозернистого материала, установлен герметизирующий питатель-уплотнитель-затвор с дугообразными лопастями, а выгрузочный питатель-уплотнитель, установленный на выходе трубчатого реактора с комбинированным транспортирующим органом, выполнен в виде, закрепленной на приводном валу отдельного привода, двухвитковой захватывающей лопасти, расположенной в цилиндрическом корпусе, сопряженном с конической частью.To implement the described method, an installation has been developed that contains a tubular reactor with a helical transporting body of continuous action, sealing loading and unloading devices; devices for cleaning, cooling and condensing the gas-vapor mixture in which the boot feeder-seal-gate is made in the form of a feeder inclined at an angle α=20-45° to the horizon with an internal helical working body, consisting of three parts placed, respectively, in three zones: the part of the helical working body, located in the material loading area, is made in the form of a screw with a constant pitch, the middle, cylindrical part of the device is made in the form of pairwise installed, multidirectional two-way helicoidal blades, and the conical part of the device, located in the unloading area, is made in the form of a conical the screw, while on the outer surface of the two-way helicoidal blades, along their perimeter, a perforated classifying body is fixed, located in the area of unloading fine-grained material; in the lower part of the loading device, in the unloading zone of coarse-grained and screened fine-grained material, a sealing feeder-seal-gate with arcuate blades is installed, and the unloading feeder-sealer installed at the outlet of the tubular reactor with a combined transporting body is made in the form fixed on the drive shaft a separate drive, a two-turn capturing blade located in a cylindrical housing, conjugated with the conical part.

Технический результат от реализации способа низкотемпературной переработки органических твердых коммунальных отходов, осуществляемого при помощи предлагаемой установки, заключается в обеспечении высокоэффективного процесса переработки органических ТКО с различными физикомеханическими характеристиками и физико-химическими свойствами, получение из отходов товарной продукции (технического углерода, жидкого углеводородного топлива и синтетического газа) при исключении выброса загрязняющих веществ в атмосферу, что сохраняет в чистоте окружающую среду. Кроме того, повышается качество продукции, получаемой в результате его реализации.The technical result from the implementation of the method of low-temperature processing of organic solid municipal waste, carried out using the proposed installation, is to provide a highly efficient process for processing organic MSW with different physical and mechanical characteristics and physico-chemical properties, obtaining commercial products from waste (carbon black, liquid hydrocarbon fuel and synthetic gas) while eliminating the emission of pollutants into the atmosphere, which keeps the environment clean. In addition, the quality of products obtained as a result of its implementation increases.

Предполагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена общая схема термолизной установки для переработки органических твердых коммунальных отходов;The alleged invention is illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows a general diagram of a thermolysis plant for the processing of organic solid municipal waste;

на фиг. 2 - загрузочный питатель-уплотнитель-затвор установки;in fig. 2 - loading feeder-compacter-shutter of the installation;

на фиг. 3 - схема расположения двухзаходных геликоидальных лопастей загрузочного питателя в цилиндрическом корпусе разрез А-А на фиг. 2;in fig. 3 is a diagram of the arrangement of two-way helicoidal blades of a boot feeder in a cylindrical housing, section A-A in FIG. 2;

на фиг. 4 - герметизирующие маятниковые элементы выгрузочного корпуса;in fig. 4 - sealing pendulum elements of the unloading body;

на фиг. 5 - герметизирующий барабанный питатель-затвор с дугообразными лопастями;in fig. 5 - sealing drum feeder with arcuate blades;

- 2 043162 на фиг. 6 - выгрузочный питатель уплотнитель;- 2 043162 in Fig. 6 - unloading feeder compactor;

на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6.in fig. 7 is a section B-B in FIG. 6.

Установка содержит приемный бункер со встроенным загрузочным питателем-уплотнителемзатвором 1 (фиг. 1). Трубчатый реактор термолиза органических коммунальных отходов 2. Внутри трубчатого реактора термолиза органических коммунальных отходов находится винтообразный транспортирующий рабочий орган непрерывного действия 3, кинематически связанный с мотор-редуктором 4. Винтообразный транспортирующий рабочий орган непрерывного действия 3 выполнен из трех частей: в зоне подачи и нагрева уплотненного сырья - в виде ленточного винтового питателя 5, в зоне деструкции промежуточного вязко-жидкого продукта - в виде сегментно-спиралевидного транспортирующего органа 6, а в зоне охлаждения конечного продукта - в виде консольно-расположенной спирали 7. Реактор имеет рубашку обогрева 8, включающую штуцер выхода дымовых газов 9. Газожидкостную горелку 10 и дымовую трубу 11. Фильтр очистки парогазовой смеси 12, колонну охлаждения и конденсации парогазовой смеси 13 (фиг. 1). Колонна содержит штуцер отбора светлого углеводородного топлива 14, штуцер отбора технической воды 15, штуцер отбора темного углеводородного топлива 16, конденсатор 17, теплообменник 18, штуцер выхода углеводородного газа 19. Трубчатый реактор термолиза 2 сопряжен с цилиндрическим корпусом 20 выгрузочного питателя уплотнителя 21, который включает в себя двухвитковую захватывающую лопасть 22, конический корпус 23, с установленным в нем уплотняющим винтовым устройством 24. Конический корпус 23 по меньшему диаметру сопряжен с цилиндрическим корпусом выгрузочной части 25, где расположены выгрузочные однозаходные винтовые лопасти 26, кинематически связанные с мотор-редуктором 27. Трубчатый реактор термолиза имеет штуцер ввода технической воды 28, подаваемой насосом 29, штуцер отбора пара 30 и штуцер подачи пара 31 (фиг. 1).The installation contains a receiving hopper with a built-in boot feeder-seal gate 1 (Fig. 1). Tubular reactor for thermolysis of organic municipal waste 2. Inside the tubular reactor for thermolysis of organic municipal waste there is a helical transporting working body of continuous action 3, kinematically connected with a gear motor 4. Helical transporting working body of continuous action 3 is made of three parts: in the zone of supply and heating of compacted raw materials - in the form of a tape screw feeder 5, in the zone of destruction of the intermediate viscous-liquid product - in the form of a segment-spiral transporting body 6, and in the cooling zone of the final product - in the form of a cantilevered spiral 7. The reactor has a heating jacket 8, including a fitting flue gas outlet 9. Gas-liquid burner 10 and chimney 11. Vapor-gas mixture cleaning filter 12, gas-vapor mixture cooling and condensation column 13 (Fig. 1). The column contains a fitting for the selection of light hydrocarbon fuel 14, a fitting for the selection of technical water 15, a fitting for the selection of dark hydrocarbon fuel 16, a condenser 17, a heat exchanger 18, a fitting for the outlet of hydrocarbon gas 19. includes a two-turn capturing blade 22, a conical body 23, with a sealing screw device 24 installed in it. The conical body 23 is associated with a cylindrical body of the unloading part 25 with a smaller diameter, where the unloading single-thread helical blades 26 are located, kinematically connected with the motor-reducer 27. The thermolysis tubular reactor has an industrial water inlet fitting 28 supplied by a pump 29, a steam extraction fitting 30, and a steam supply fitting 31 (Fig. 1).

На фиг. 2 представлен загрузочный питатель-уплотнитель-затвор органических твердых коммунальных отходов установки реализации способа низкотемпературной переработки органических твердых коммунальных отходов. Загрузочный питатель-уплотнитель-затвор 1 включает ленточный питатель 32, приемный бункер 33 с расположенным внутри шнеком 34 (с постоянным шагом), наклоненным под углом а=20з-45° к горизонту. На приводном валу шнека 35, в цилиндрической части 36 корпуса загрузочного питателя-уплотнителя-затвора закреплены, попарно установленные, разнонаправленные, двухзаходные геликоидальные лопасти 37, 38, с углом раскрытия φι=φ2=90°, повернутые относительно друг друга на угол ξι=70-120°, (фиг. 3). Поверхность лопастей выполнена из стержней 39, рабочая сторона которых от цилиндрической поверхности, покрыта сплошными пластинами 40 высотой йпл=(0,15+-0,3)гв л, где гв л - радиус винтовых лопастей (фиг. 2, 3). На наружной поверхности лопастей 37, 38, по их периметру, закреплен перфорированный классифицирующий корпус 41, расположенный в зоне выгрузки мелкозернистого материала (фиг. 2).In FIG. 2 shows the loading feeder-compacter-gate of organic solid municipal waste of the installation for implementing the method for low-temperature processing of organic solid municipal waste. Boot feeder-compacter-gate 1 includes a belt feeder 32, a receiving hopper 33 with an auger 34 located inside (with a constant pitch), inclined at an angle a=20z-45° to the horizon. On the drive shaft of the screw 35, in the cylindrical part 36 of the body of the boot feeder-seal-shutter fixed, installed in pairs, multidirectional, two-way helicoidal blades 37, 38, with an opening angle φι=φ 2 =90°, rotated relative to each other at an angle ξι= 70-120°, (Fig. 3). The surface of the blades is made of rods 39, the working side of which, from the cylindrical surface, is covered with solid plates 40 with a height of th pl \u003d (0.15 + -0.3) g in l , where r in l is the radius of the helical blades (Fig. 2, 3 ). On the outer surface of the blades 37, 38, along their perimeter, a perforated classifying body 41 is fixed, located in the zone of unloading fine-grained material (Fig. 2).

В выгрузочном корпусе мелкозернистого материала 42 внутри шарнирно (в точке 0) закреплена транспортирующая пластина 43, обеспечивающая направленную выгрузку материала через герметизирующие маятниковые элементы 44 (фиг. 2, 4).In the unloading case of fine-grained material 42, a conveying plate 43 is hinged inside (at point 0), which ensures directional unloading of the material through the sealing pendulum elements 44 (Fig. 2, 4).

В конической части 45 корпуса 42, расположен уплотняющий шнек 46 с уменьшающимся шагом в сторону выгрузки материала (фиг. 2). В нижней части выгрузочного цилиндрического патрубка крупнозернистого материала 47 и выгрузочном корпусе мелкозернистого материала 42 установлен герметизирующий питатель-затвор 48 с дугообразными пластинами 49, на концах которых закреплены упругие пластины 50 (фиг. 2, 5), наклоненные в сторону, противоположную движению материала. При этом питающий ротор с лопастями герметизирующего барабанного питателя-уплотнителя смещен относительно центра питателя вниз, вдоль центральной оси загрузочного патрубка мелкозернистого материала 51, на величину эксцентриситета е=(0,05э-0,1)Кл п, где Ялп - радиус лопастей питателя. В загрузочном патрубке мелкозернистого материала 51 и выгрузочном цилиндрическом патрубке крупнозернистого материала 47 закреплены направляющие упругие пластины 52 и 53, а на боковой стороне питателя-затвора 48, в зоне выгрузки мелкозернистого материала, закреплена подпружиненная и соединенная с вибратором (на фиг. не показан), дугообразная пластина 54.In the conical part 45 of the housing 42, there is a compacting screw 46 with a decreasing pitch towards the material unloading (Fig. 2). In the lower part of the unloading cylindrical pipe of coarse-grained material 47 and the unloading body of fine-grained material 42, a sealing feeder-gate 48 with arcuate plates 49 is installed, at the ends of which elastic plates 50 are fixed (Fig. 2, 5), inclined in the direction opposite to the movement of the material. At the same time, the supply rotor with the blades of the sealing drum feeder-seal is displaced relative to the center of the feeder down, along the central axis of the fine-grained material loading pipe 51, by the eccentricity value e=(0.05e-0.1)K l p , where R lp is the radius of the blades feeder. In the loading pipe of fine-grained material 51 and the unloading cylindrical pipe of coarse-grained material 47, guide elastic plates 52 and 53 are fixed, and on the side of the feeder-gate 48, in the area of unloading fine-grained material, a spring-loaded and connected to a vibrator (not shown in Fig.) is fixed. arcuate plate 54.

Выгрузочный питатель-уплотнитель 21 (фиг. 1, 6), установленный за винтообразным транспортирующим рабочим органом непрерывного действия 7 трубчатого реактора термолиза 2 выполнен в виде, закрепленной на приводном валу от отдельного привода, двухвитковой захватывающей лопасти 22, установленной в цилиндрическом корпусе 20, сопряженном, с коническим корпусом 23, с установленным в нем уплотняющим винтовым устройством 24. Конусность корпуса 23 составляетThe unloading feeder-seal 21 (Fig. 1, 6), installed behind the helical transporting working body of continuous action 7 of the tubular thermolysis reactor 2, is made in the form of a two-turn capturing blade 22 mounted on a drive shaft from a separate drive, installed in a cylindrical housing 20, coupled , with a conical body 23, with a sealing screw device 24 installed in it. The taper of the body 23 is

К = ^=0,2-0,35 где D, d - соответственно больший и меньший диаметр конического корпуса, 1 - длина корпуса. Конический корпус, по меньшему диаметру d, сопряжен с цилиндрическим корпусом выгрузочной части 25, где расположены выгрузочные однозаходные винтовые лопасти 26, с углом раскрытия винтовой поверхности Ψι=Ψ234=180° и повернутыми относительно друг друга на угол ξ2=90-140° по ходу движения материала (фиг. 7).K = ^=0.2-0.35 where D, d are the larger and smaller diameters of the conical body, respectively, 1 is the length of the body. The conical body, on a smaller diameter d, is associated with a cylindrical body of the unloading part 25, where the unloading single-thread helical blades 26 are located, with the opening angle of the helical surface Ψι=Ψ 234 =180° and rotated relative to each other by an angle ξ 2 =90-140° in the direction of movement of the material (Fig. 7).

Трубчатый реактор термолиза органических коммунальных отходов, загрузочный и выгрузочный питатели работают следующим образом.Tubular reactor thermolysis of organic municipal waste, loading and unloading feeders operate as follows.

-3043162-3043162

Исходные органические твердые коммунальные отходы в предварительно измельченном (или предварительно уплотненном-спрессованном) состоянии, в виде отдельных конгломератов полифракционного состава, загружаются ленточным питателем 32 в приемный бункер 33 и с помощью установленного в нем шнекового питателя 34 с постоянным шагом на приводном волу 35 и наклоненного под углом α=20+45°, подаются в цилиндрическую часть 36 корпуса питателя-уплотнителя-затвора, фиг. 2. Заданный угол α=20+45° определяется сыпучестью перерабатываемого материала и значениями коэффициентов внутреннего трения его компонентов или конгламератов. С помощью попарно установленных разнонаправленных двухзаходных геликоидальных лопастей 37, 38, с углом раскрытия φ1=φ2=90° и повернутых относительно друг друга на угол ξι=70-120°, обеспечивается внутренний рециклинг (перемещение материала полифракционного состава) между двумя разнонаправленными геликоидальными лопастями, например 37 и 38, вдоль внутренней боковой поверхности перфорированного классифицирующего корпуса 41, закрепленного по наружному контуру указанных лопастей. Выполнение лопастей из стержней 39, на рабочей поверхности которых закреплены, от цилиндрической поверхности корпуса, сплошные пластины 40, обеспечивает большую интенсивность классифицирующего и перемешивающего воздействия при перемещении материала. Высота пластины составляет Нпл=(0,15+0,3)гв_л, где гв.л - радиус винтовых лопастей, что обеспечивает в заданном диапазоне надежный захват материала и его перемещение в рабочем пространстве.The original organic solid municipal waste in a pre-crushed (or pre-compacted-compressed) state, in the form of separate conglomerates of a polyfractional composition, is loaded by a belt feeder 32 into a receiving hopper 33 and using a screw feeder 34 installed in it with a constant pitch on a drive shaft 35 and inclined at an angle α=20+45°, are fed into the cylindrical part 36 of the body of the feeder-seal-shutter, Fig. 2. The given angle α=20+45° is determined by the flowability of the processed material and the values of the coefficients of internal friction of its components or conglomerates. With the help of pairs of installed multidirectional two-way helicoidal blades 37, 38, with an opening angle φ1=φ 2 =90° and rotated relative to each other at an angle ξι=70-120°, internal recycling is provided (moving material of polyfractional composition) between two differently directed helicoidal blades , for example 37 and 38, along the inner side surface of the perforated classifying body 41, fixed along the outer contour of these blades. The execution of the blades from the rods 39, on the working surface of which are fixed, from the cylindrical surface of the housing, solid plates 40, provides a greater intensity of classifying and mixing effects when moving the material. The height of the plate is H pl \u003d (0.15 + 0.3) g in _ l , where g in . l is the radius of the helical blades, which ensures a reliable grip of the material in the given range and its movement in the working space.

Угол раскрытия винтовых поверхностей φι=φ2=φ3=φ4=90°, обеспечивает полное перекрытие сечения сетчатого корпуса (360°) при повороте лопастей относительно друг друга на угол ξ1=70-90° (фиг. 3). Диапазон изменяющихся углов ξ1 позволяет изменять скорость продвижения классифицируемых материалов вдоль сетчатой поверхности, в зависимости от размеров, влажности, сыпучести, гранулометрии и др. показателей перерабатываемых материалов.The opening angle of the helical surfaces φι=φ 2 =φ3=φ4=90°, provides complete overlap of the cross section of the mesh body (360°) when the blades rotate relative to each other at an angle ξ1=70-90° (Fig. 3). The range of changing angles ξ1 allows you to change the speed of movement of classified materials along the mesh surface, depending on the size, humidity, flowability, granulometry, and other indicators of processed materials.

Мелкозернистый материал, после классификации, поступает в зону выгрузки через выгрузочный корпус мелкозернистого материала 42, а крупнозернистый - подвергается уплотнению в коническом корпусе 45 устройства с помощью конусообразного уплотняющего шнека 46 с уменьшающимся шагом в сторону выгрузки. Через выгрузочный цилиндрический патрубок крупнозернистого материала 47, уплотненный крупнозернистый материал, вместе с мелкозернистым материалом из выгрузочного корпуса мелкозернистого материала 42, поступают в герметизирующий питатель-затвор 48 с дугообразными лопастями 49, (фиг. 2, 5). На концах лопастей закреплены съемные упругие пластины 50, наклоненные в сторону, противоположную движению материала, что исключает заклинивание лопастей в корпусе и снижает их износ. Для обеспечения направленного движения крупнозернистого и мелкозернистого материалов в зону их дальнейшего уплотнения установлены, соответственно упругие пластины 52 и 53. Для исключения зависания материалов, вращающиеся дугообразные лопасти воздействуют на указанные пластины, встряхивая находящийся на них материал. Для улучшения условий уплотнения материалов, движущихся по пластинам 52 и 53 (фиг. 5), рационального использования рабочего пространства герметизирующего питателя-затвора 48 его ротор с лопастями смещен относительно центра питателя вниз вдоль центральной оси загрузочного патрубка мелкозернистого материала 51. Выбранный диапазон эксцентриситета обеспечивает выполнение вышеуказанных условий. Кроме того, направление потока уплотненного мелкозернистого материала с минимальной порозностью слоя из выгрузочного корпуса мелкозернистого материала 42 в сужающееся пространство, между упругой пластиной 52 и подпружиненной вибрирующей дугообразной пластиной 54, обеспечивает достаточно высокую герметизацию барабанного питателя-затвора 48, и таким образом минимизирует попадание кислорода воздуха в трубчатый реактор термолиза.Fine-grained material, after classification, enters the discharge zone through the fine-grained material unloading body 42, and coarse-grained material is compacted in the conical body 45 of the device using a cone-shaped compacting screw 46 with a decreasing step towards unloading. Through the unloading cylindrical pipe of coarse-grained material 47, compacted coarse-grained material, together with fine-grained material from the unloading body of fine-grained material 42, enters the sealed feeder-gate 48 with arcuate blades 49, (Fig. 2, 5). At the ends of the blades, removable elastic plates 50 are fixed, inclined in the direction opposite to the movement of the material, which eliminates jamming of the blades in the body and reduces their wear. To ensure the directed movement of coarse-grained and fine-grained materials, elastic plates 52 and 53, respectively, are installed in the zone of their further compaction. To prevent hanging of materials, rotating arcuate blades act on these plates, shaking the material located on them. To improve the conditions for compaction of materials moving along the plates 52 and 53 (Fig. 5), the rational use of the working space of the sealed feeder-gate 48, its rotor with blades is shifted relative to the center of the feeder down along the central axis of the fine-grained material loading pipe 51. The selected eccentricity range ensures the implementation the above conditions. In addition, directing the flow of compacted fine-grained material with a minimum layer porosity from the fine-grained material discharge body 42 into the narrowing space, between the elastic plate 52 and the spring-loaded vibrating arcuate plate 54, provides a sufficiently high sealing of the drum feeder-gate 48, and thus minimizes the ingress of air oxygen. into a tubular thermolysis reactor.

Способ термолизной переработки органических твердых коммунальных отходов реализуется следующим образом.The method of thermolysis processing of organic solid municipal waste is implemented as follows.

Органические твердые коммунальные отходы с различными физико-механическими характеристиками (формой, размерами, плотностью, влажностью, сыпучестью и др.) в предварительно измельченном состоянии в виде мелкокусковых материалов или уплотненных тел полифракционного состава подаются в загрузочный питатель-уплотнитель-затвор 1, после прохождения которого попадают в трубчатый реактор термолиза органических коммунальных отходов 2. Перемещение сырья в реакторе происходит с помощью винтообразного транспортирующего рабочего органа непрерывного действия 3, вращаемого моторредуктором 4. По мере продвижения сырья в трубчатом реакторе термолиза органических коммунальных отходов 2 под воздействием температуры и без доступа кислорода воздуха происходит реакция термодеструкции. В результате данной реакции образуется парогазовая смесь и твердые углеродные продукты. Парогазовая смесь, пройдя через фильтр очистки парогазовой смеси 12 и теплообменник 18 попадает в колонну охлаждения и конденсации парогазовой смеси 13. С помощью конденсатора 17 происходит конденсация жидких углеводородов, находящихся в парообразном состоянии. Светлое углеводородное топливо отбирается из штуцера отбора светлого углеводородного топлива 14 и направляется в газожидкостную горелку 10, туда же направляется углеводородный газ, отбираемый из штуцера выхода углеводородного газа 19. Тепло горелки подается в рубашку обогрева 8. Дымовые газы выводятся из рубашки обогрева 8 через штуцер выхода дымовых газов 9 в дымовую трубу 11. Техническая вода, частично, подается через штуцер ввода технической воды 28 при помощи насоса 29, в зону охлаждения конечного продукта, а частично отбирается изOrganic municipal solid waste with different physical and mechanical characteristics (shape, size, density, humidity, flowability, etc.) in a pre-crushed state in the form of small-sized materials or compacted bodies of a polyfractional composition are fed into the feeder-compacter-gate 1, after which enter the tubular reactor for thermolysis of organic municipal waste 2. The movement of raw materials in the reactor occurs with the help of a helical transporting working body of continuous action 3, rotated by a motor reducer 4. thermal degradation reaction. As a result of this reaction, a gas-vapor mixture and solid carbon products are formed. The gas-vapor mixture, having passed through the gas-vapor mixture purification filter 12 and the heat exchanger 18, enters the gas-vapor mixture cooling and condensation column 13. With the help of the condenser 17, liquid hydrocarbons in the vapor state are condensed. Light hydrocarbon fuel is taken from the light hydrocarbon fuel selection nozzle 14 and sent to the gas-liquid burner 10, hydrocarbon gas is also sent there, taken from the hydrocarbon gas outlet nozzle 19. Burner heat is supplied to the heating jacket 8. Flue gases are removed from the heating jacket 8 through the outlet fitting flue gases 9 into the chimney 11. Industrial water is partially supplied through the technical water inlet fitting 28 using a pump 29, into the cooling zone of the final product, and partially taken from

- 4 043162 штуцера отбора технической воды 15 в емкость для хранения и дальнейшее использование на внутризаводские нужды. Пар, образующийся при охлаждении конечного продукта, выводится через штуцер отбора пара 30 и направляется в зону деструкции промежуточного вязко-жидкого продукта, через штуцер подачи пара 31 для интенсификации процесса. Темное углеводородное топливо обирается из штуцера отбора темного углеводородного топлива 16 в емкость для хранения и дальнейшею реализацию потребителю. Консольно расположенная спираль 7, обеспечивает подвижную транспортировку твердого продукта - технического углерода в цилиндрический корпус 20 выгрузочного питателя-уплотнителя 21. Далее твердый продукт продвигается двухвитковой захватывающей винтовой лопасть 22, обеспечивающей нагнетание продукта в конический корпус 23 с винтовой уплотняющей лопастью 24. При этом обеспечивается герметизация выгрузочного питателя уплотнителя. Для стабилизации процесса выгрузки уплотненного конечного продукта в сопряженном с коническим уплотняющим устройством цилиндрическом корпусе выгрузочной части 25 установлены на приводном валу выгрузочные однозаходные винтовые лопасти 26. Твердые углеродные продукты, выведенные из трубчатого реактора термолиза с помощью выгрузочного питателя уплотнителя, направляются для дальнейшей реализации потребителю.- 4 043162 fittings for the selection of technical water 15 into a storage tank and further use for internal plant needs. The steam generated during the cooling of the final product is removed through the steam extraction nozzle 30 and is directed to the destruction zone of the intermediate viscous-liquid product through the steam supply nozzle 31 to intensify the process. Dark hydrocarbon fuel is collected from the dark hydrocarbon fuel selection nozzle 16 into a storage tank and further sale to the consumer. The cantilevered spiral 7 provides movable transportation of the solid product - carbon black into the cylindrical body 20 of the unloading feeder-sealer 21. Further, the solid product is advanced by a two-turn capturing helical blade 22, which ensures the product is injected into the conical body 23 with a helical sealing blade 24. This ensures sealing unloading compactor feeder. To stabilize the process of unloading the compacted end product in the cylindrical body of the unloading part 25 coupled with the conical sealing device, unloading single-thread helical blades 26 are installed on the drive shaft.

На первой стадии, в зоне подачи уплотненного сырья, используется ленточный винтовой питатель (фиг. 1), установленный в трубчатом корпусе реактора - аксиально (эксцентрично) - со смещенной осью приводного вала в нижнюю полуокружность. Развитая рабочая поверхность винтовой ленты питателя, увеличивающаяся по ходу движения материала ее шаг, а так же объем пространства под питателем, по сравнению с шнековым транспортирующим органом прототипа, исключает забивание межвиткового пространства питателя уплотненным материалом, обеспечивает ускоренный его вывод в зону деструкции, а возросшее пространство под питателем (за счет его эксцентричного расположения в корпусе реактора) повышает интенсивность термонагрева и паросъем из увлажненного сырья.At the first stage, in the zone of compacted feedstock supply, a belt screw feeder (Fig. 1) is used, installed in the tubular reactor vessel - axially (eccentrically) - with the drive shaft axis shifted to the lower semicircle. The developed working surface of the screw feeder belt, which increases in the direction of material movement, its pitch, as well as the volume of space under the feeder, in comparison with the screw conveying body of the prototype, eliminates clogging of the interturn space of the feeder with compacted material, ensures its accelerated removal to the destruction zone, and the increased space under the feeder (due to its eccentric location in the reactor vessel) increases the intensity of thermal heating and steam removal from moistened raw materials.

На второй стадии - в зоне деструкции органических твердых коммунальных отходов (фиг. 1), с учетом уменьшающегося объема материала и его вязко-жидкостного состояния, соответственно, повышенной адгезии с рабочей поверхностью винтообразного транспортирующего рабочего органа непрерывного действия, последний выполнен в виде сегментно-спиралевидного транспортирующего органа.At the second stage - in the zone of destruction of organic solid municipal waste (Fig. 1), taking into account the decreasing volume of the material and its viscous-liquid state, respectively, increased adhesion with the working surface of the helical transporting working body of continuous action, the latter is made in the form of a segmented-spiral transport organ.

Пошаговое крепление упрочняющих сегментов к виткам спирали обеспечивает упруго-жесткое состояние питателя, исключает залипание его витков адгезионным материалом, а также обеспечивает достаточную надежность от воздействия деформационных нагрузок при трансформации материала.The step-by-step fastening of the reinforcing segments to the turns of the helix ensures the elastic-rigid state of the feeder, prevents sticking of its turns by the adhesive material, and also provides sufficient reliability from the impact of deformation loads during the transformation of the material.

Использование на третьей стадии термолизной обработки органических ТКО, в зоне охлаждения, винтообразного транспортирующего органа непрерывного действия в виде консольно расположенной спирали 7 (фиг. 1) обеспечивает подвижную транспортировку твердого продукта - технического углерода к выгрузочному питателю уплотнителю (фиг. 6).The use of a continuous helical transporting body in the form of a cantilevered spiral 7 (Fig. 1) at the third stage of the thermolysis treatment of organic MSW, in the cooling zone, ensures the mobile transportation of the solid product - carbon black to the unloading feeder compactor (Fig. 6).

Использование указанного комбинированного сочетания транспортирующих органов: ленточного, сегментно-спирального и спирального (установленного консольно) в трубчатом реакторе термолиза органических коммунальных отходов, учитывает реальные условия переработки органических ТКО: изменяющуюся плотность и объем термообрабатываемого материала по длине реактора, повышенный паросъем на первой стадии и интенсивную деструкцию углеводородного сырья - на второй, значительные динамические нагрузки при транспортировании материала на первых двух стадиях и их снижение на последней стадии охлаждения поризованного продукта и др.The use of the specified combined combination of transporting organs: tape, segment-spiral and spiral (cantilever mounted) in a tubular reactor for thermolysis of organic municipal waste takes into account the real conditions for processing organic MSW: changing density and volume of the heat-treated material along the length of the reactor, increased steam removal at the first stage and intensive the destruction of hydrocarbon raw materials - on the second, significant dynamic loads during the transportation of the material in the first two stages and their reduction in the last stage of cooling the porous product, etc.

Предлагаемые технологические и технические решения способствуют повышению эффективности термолизного способа на каждой стадии переработки органических ТКО, препятствуют образованию пробок из уплотненного материала, и, следовательно, созданию зон повышенного давления по длине реактора, что, в конечном итоге, стабилизирует процесс термообработки сырьевых материалов с различными физико-механическими характеристиками, повышает производительность трубчатого реактора термолиза и способа в целом, а также повышает качество получаемой товарной продукции.The proposed technological and technical solutions help to increase the efficiency of the thermolysis method at each stage of organic MSW processing, prevent the formation of plugs from compacted material, and, consequently, the creation of high pressure zones along the length of the reactor, which ultimately stabilizes the process of heat treatment of raw materials with different physical properties. -mechanical characteristics, increases the productivity of the tubular thermolysis reactor and the method as a whole, and also improves the quality of the resulting commercial products.

С учетом уменьшенного объема готового продукта по сравнению с первоначальным объемом сырья, в цилиндрической (переходной части между трубчатым реактором термолиза и выгрузочным питателем уплотнителем) установлена двухвитковая захватывающая винтовая лопасть 22, обеспечивающая нагнетание продукта в конический корпус 23 с винтовой уплотняющей лопастью 24. При этом обеспечивается герметизация выгрузочного питателя уплотнителя. Для обеспечения возможности варьирования степени уплотнения продукта, соответственно, герметизации устройства, необходимо соблюдать заданную конусностьTaking into account the reduced volume of the finished product compared to the initial volume of raw materials, in the cylindrical (transitional part between the tubular thermolysis reactor and the unloading feeder sealer) a two-turn capturing helical blade 22 is installed, which ensures that the product is injected into the conical housing 23 with the helical sealing blade 24. This ensures sealing the unloading compactor feeder. To ensure the possibility of varying the degree of compaction of the product, respectively, the sealing of the device, it is necessary to observe the specified taper

К = =0,2-0,35, где D, d - соответственно больший и меньший диаметр конического корпуса, 1 - длина корпуса (фиг. 1).K = =0.2-0.35, where D, d - respectively, the larger and smaller diameter of the conical body, 1 - the length of the body (Fig. 1).

Для стабилизации процесса выгрузки уплотненного конечного продукта в сопряженном с коническим уплотняющим устройством цилиндрическом корпусе выгрузочной части 25 установлены на приводном валу выгрузочные однозаходные винтовые лопасти 26 с углом раскрытия винтовой поверхности Ψ1234=180°(фиг. 7).To stabilize the process of unloading the compacted final product in the cylindrical body of the unloading part 25 coupled with the conical sealing device, unloading single-thread helical blades 26 are installed on the drive shaft with an opening angle of the helical surface Ψ 1234 =180° (Fig. 7 ).

Для обеспечения дополнительной герметизации выгрузочного устройства и равномерной выгрузкиTo ensure additional sealing of the unloading device and uniform unloading

- 5 043162 товарной продукции лопасти повернуты относительно друг друга, по ходу движения материала, на угол ξ2=90-140°. Заданный диапазон углов ξ2 обеспечивает (фиг. 7) дополнительную герметизацию узла и равномерную выгрузку уплотненного в коническом затворе материала.- 5 043162 marketable products blades are rotated relative to each other, in the direction of movement of the material, at an angle ξ 2 =90-140°. The specified range of angles ξ 2 provides (Fig. 7) additional sealing of the node and uniform unloading of the material compacted in the conical gate.

Предлагаемый способ и установка для термолизной переработки органических твердых коммунальных отходов обеспечивает низкотемпературный и высокоэффективный способ переработки органических ТКО с различными физико-механическими характеристиками и физико-химическими свойствами, получение из отходов товарной продукции (технического углерода, жидкого углеводородного топлива и синтетического газа), при исключении выброса загрязняющих веществ в атмосферу.The proposed method and installation for thermolysis processing of organic solid municipal waste provides a low-temperature and highly efficient method for processing organic MSW with different physical and mechanical characteristics and physical and chemical properties, obtaining commercial products from waste (carbon black, liquid hydrocarbon fuel and synthetic gas), with the exception of emission of pollutants into the atmosphere.

Таким образом, задача, стоящая перед изобретением, решена.Thus, the problem of the invention is solved.

Claims (6)

1. Установка для реализации способа низкотемпературной переработки органических твердых коммунальных отходов способом термолиза, содержащая трубчатый реактор с винтообразным транспортирующим органом непрерывного действия и с герметизирующими загрузочными и разгрузочными устройствами; устройства очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси, отличающаяся тем, что загрузочный питатель-уплотнитель-затвор выполнен в виде питающего устройства, с осью наклона к горизонту под углом α=20-45°, оборудованного винтообразным транспортирующим органом комбинированного действия, состоящим из трех частей: первая часть - винтообразный транспортирующий орган, расположенный под приемным бункером в месте загрузки материала, выполнен в виде шнека с постоянным шагом, вторая часть - в виде попарно установленных разнонаправленных двухзаходных геликоидальных лопастей, расположенных в цилиндрическом корпусе с углом раскрытия Ψ1=Ψ2=90° винтовой поверхности, повернутых относительно друг друга на угол ξ1=70-120°, третья часть транспортирующего органа - в виде конусообразного шнека с шагом, уменьшающимся в сторону выгрузки; расположенная перед выгрузочным патрубком и размещенная в коническом корпусе; при этом на наружной поверхности двухзаходных геликоидальных лопастей, по периметру закреплен перфорированный классифицирующий корпус для выгрузки мелкозернистого материала в нижней части загрузочного устройства, а в нижней части выгрузочного цилиндрического патрубка крупнозернистого материала и выгрузочном корпусе мелкозернистого материала установлен герметизирующий питатель-затвор с дугообразными лопастями, ротор которого смещен относительно центра питателя вниз, вдоль центральной оси загрузочного патрубка мелкозернистого материала на величину эксцентриситета е=(0,05+0,1)RΛ.n, где Rл.п - радиус лопастей питателя; кроме того, на боковой стороне корпуса питателя-затвора с дугообразными пластинами, со стороны загрузочного патрубка мелкозернистого материала закреплена подпружиненная и соединенная с вибратором дугообразная пластина; а выгрузочный питатель-уплотнитель, установленный на выходе трубчатого реактора, оборудованного патрубком ввода теплоносителя в начальную часть реактора для интенсификации тепломассообмена и патрубком вывода теплоносителя из конечной части реактора и с комбинированным транспортирующим органом, приводимого в движение моторредуктором с регулируемой частотой вращения выходного вала, соответственно, скорости движения термообрабатываемой шихты, выполнен в виде закрепленной на приводном валу от отдельного привода двухвитковой захватывающей лопасти, расположенной в цилиндрическом корпусе, сопряженном с его конической частью и установленным внутри конической части корпуса уплотняющего винтового устройства таким образом, что меньшая по диаметру винтовая лопасть последнего сопряжена с выгрузочными однозаходными винтовыми лопастями постоянного диаметра, расположенными в меньшем по диаметру цилиндрическом корпусе выгрузочного питателя-уплотнителя; при этом винтовые лопасти постоянного диаметра повернуты относительно друг друга на угол ξ2=90-140° по ходу движения материала, а угол раскрытия их винтовой поверхности составляет Ψ1=Ψ2=Ψ3=180°.1. Installation for the implementation of the method of low-temperature processing of organic solid municipal waste by thermolysis, containing a tubular reactor with a helical transport body of continuous action and with sealing loading and unloading devices; device for cleaning, cooling and condensing the gas-vapor mixture, characterized in that the boot feeder-seal-gate is made in the form of a feeder, with an axis of inclination to the horizon at an angle of α=20-45°, equipped with a helical transporting body of combined action, consisting of three parts : the first part is a helical conveying body located under the receiving hopper at the place of material loading, made in the form of a screw with a constant pitch, the second part - in the form of pairs of oppositely directed two-way helicoidal blades installed in a cylindrical housing with an opening angle of Ψ1=Ψ2=90° helical surface, rotated relative to each other at an angle ξ1=70-120°, the third part of the conveying body - in the form of a cone-shaped auger with a step decreasing towards unloading; located in front of the discharge nozzle and housed in a conical body; at the same time, on the outer surface of the two-way helicoidal blades, along the perimeter, a perforated classifying body is fixed for unloading fine-grained material in the lower part of the loading device, and in the lower part of the unloading cylindrical pipe of coarse-grained material and the unloading body of fine-grained material, a sealing feeder-gate with arcuate blades is installed, the rotor of which displaced relative to the center of the feeder down, along the central axis of the feed pipe of fine-grained material by the value of the eccentricity e=(0.05+0.1)R Λ . n , where R l . n is the radius of the feeder blades; in addition, on the side of the housing of the feeder-gate with arcuate plates, from the side of the fine-grained material loading nozzle, a spring-loaded arcuate plate connected to the vibrator is fixed; and an unloading feeder-seal installed at the outlet of the tubular reactor, equipped with a coolant inlet pipe into the initial part of the reactor to intensify heat and mass transfer and a coolant outlet pipe from the final part of the reactor and with a combined transporting body, driven by a motor reducer with an adjustable speed of the output shaft, respectively, speed of movement of the heat-treated charge, is made in the form of a two-turn capturing blade fixed on the drive shaft from a separate drive, located in a cylindrical housing, conjugated with its conical part and installed inside the conical part of the body of the sealing screw device in such a way that the smaller diameter helical blade of the latter is associated with unloading single-thread helical blades of constant diameter, located in a smaller diameter cylindrical body of the unloading feeder-compactor; while the helical blades of constant diameter are rotated relative to each other at an angle ξ2=90-140° in the direction of movement of the material, and the opening angle of their helical surface is Ψ1=Ψ2=Ψ 3 =180°. 2. Способ низкотемпературной переработки органических твердых коммунальных отходов способом термолиза в трубчатом реакторе с винтообразным транспортирующим органом при температуре до 400-450°С в среде циркулирующего теплоносителя и соответствующего разложения органических компонентов на технический углерод, жидкое углеводородное топливо и синтетический углеводородный газ, отличающийся тем, что термолиз органических твердых коммунальных отходов включает постадийное проведение технологических процессов подготовки сыпучих сред, заключающийся в классификации предварительно измельченных мелкокусковых материалов или уплотненных тел полифракционного состава на крупнозернистые и мелкозернистые фракции при обеспечении герметизации процессов загрузки и выгрузки уплотненной шихты, а также в создании регулируемых скоростных режимов движения термообрабатываемой шихты в термолизном реакторе и возвращении теплоносителя из конечной части реактора в начальную в виде пара для интенсификации тепломассообмена, снижения окислительных процессов, а также завершения процесса; вводе в конечную часть реактора воды, способствующей охлаждению технического углерода, раскрытию его пор и десорбции углеводородов.2. A method for low-temperature processing of organic solid municipal waste by thermolysis in a tubular reactor with a helical transport body at temperatures up to 400-450 ° C in a circulating coolant medium and the corresponding decomposition of organic components into carbon black, liquid hydrocarbon fuel and synthetic hydrocarbon gas, characterized in that that the thermolysis of organic solid municipal waste includes the stepwise implementation of technological processes for the preparation of bulk media, which consists in classifying pre-crushed small-sized materials or compacted bodies of polyfractional composition into coarse-grained and fine-grained fractions while ensuring the sealing of the processes of loading and unloading the compacted charge, as well as in creating controlled speed modes of movement heat-treated charge in a thermolysis reactor and return of the coolant from the final part of the reactor to the initial one in the form of steam to intensify heat and mass transfer, reduce oxidative processes, and complete the process; introducing water into the final part of the reactor, which contributes to the cooling of carbon black, the opening of its pores and the desorption of hydrocarbons. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для интенсификации тепломассообменных процессов осуществляется ввод водяного пара через штуцер, установленный между рубашками обогрева трубчатого реактора в его цилиндрическом корпусе.3. The method according to claim 2, characterized in that for the intensification of heat and mass transfer processes, water vapor is introduced through a fitting installed between the heating jackets of a tubular reactor in its cylindrical housing. - 6 043162- 6 043162 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что для использования неоднородной, увлажненной и малосыпучей массы перерабатываемых отходов в измельченном состоянии, в цилиндрической части корпуса загрузочного устройства, после шнекового питателя, на его валу установлены однонаправленные в сторону выгрузки двухзаходные геликоидальные винтовые лопасти со сплошной рабочей поверхностью, повернутые относительно друг друга, в сторону движения материала, на угол β=90°, способствующие транспортировке материала в уплотненном состоянии.4. The method according to claim 2, characterized in that for the use of a heterogeneous, moistened and low-flowing mass of processed waste in a crushed state, in the cylindrical part of the housing of the loading device, after the screw feeder, on its shaft, two-way helicoidal helical blades unidirectional towards the unloading are installed with solid working surface, rotated relative to each other, in the direction of material movement, at an angle β=90°, facilitating the transportation of material in a compacted state. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что регулировка скоростных режимов движения термообрабатываемой шихты осуществляется, исходя из технологических режимов, способом изменения скорости вращения выходного вала мотор-редуктора, соединенного с винтообразным транспортирующим рабочим органом непрерывного действия термолизного реактора, расположенным в трубчатом корпусе аксиально относительно центральной оси в нижней полуокружности и представленным комбинированным движителем, состоящим из трех частей равной длины и выполненным в первой части в виде ленточного винтового питателя с шагом, увеличивающимся в направлении выгрузки, во второй части - в виде сегментоспиралевидного транспортирующего органа, а в третьей части - в виде консольно расположенной спирали.5. The method according to claim 2, characterized in that the adjustment of the speed modes of movement of the heat-treated charge is carried out, based on the technological modes, by changing the speed of rotation of the output shaft of the motor-reducer connected to the helical transporting working body of continuous action of the thermolysis reactor, located in the tubular housing axially relative to the central axis in the lower semicircle and represented by a combined mover, consisting of three parts of equal length and made in the first part in the form of a belt screw feeder with a step increasing in the direction of unloading, in the second part - in the form of a segmented spiral transporting body, and in the third part - in the form of a cantilevered spiral. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что для раскрытия пор технического углерода, десорбции из него углеводородов и исключения образования кокса используется ввод воды.6. The method according to claim 2, characterized in that water is used to open the pores of carbon black, desorb hydrocarbons from it and exclude the formation of coke.
EA202100188 2021-07-04 METHOD OF LOW-TEMPERATURE PROCESSING OF ORGANIC SOLID MUNICIPAL WASTE AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION EA043162B1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043162B1 true EA043162B1 (en) 2023-04-27

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Campuzano et al. Auger reactors for pyrolysis of biomass and wastes
RU2392543C2 (en) Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes
US4123332A (en) Process and apparatus for carbonizing a comminuted solid carbonizable material
EP2477747B1 (en) Enzymatic treatment of household waste
JP2927849B2 (en) Organic waste continuous carbonization method
US4881947A (en) High efficiency gasifier with recycle system
US5589599A (en) Pyrolytic conversion of organic feedstock and waste
US5194069A (en) Method and apparatus for refinement of organic material
RU2659924C1 (en) Solid carbon-containing waste pyrolysis utilization method and waste treatment system for its implementation
US20130075061A1 (en) Vibratory heat exchanger unit for low temperature conversion for processing organic waste and process for processing organic waste using a vibratory heat exchanger unit for low temperature conversion
WO2012093982A1 (en) Pyrolysis plant for processing carbonaceous feedstock
CN103028595A (en) Energy utilization method for household garbage
AU760143B2 (en) Process and apparatus for producing hydrocarbons from city garbage and/or organic waste material
US4597772A (en) Fixed kiln with rotor steam gasifier
RU2447045C1 (en) Method and unit for poultry manure processing
RU2744225C1 (en) Method of low-temperature processing of organic solid municipal waste and installation for its implementation
US4135888A (en) Enriched fuel making and sewage treating process
US20140110242A1 (en) Biomass converter and methods
RU2421502C1 (en) Method of processing organic material into fuel components and apparatus for implementing said method
RU2666559C1 (en) Installation for thermal processing of waste
KR101860041B1 (en) Hybrid Sludge Fuel, Manufacturing Method and System of Fuel Production thereof
EA043162B1 (en) METHOD OF LOW-TEMPERATURE PROCESSING OF ORGANIC SOLID MUNICIPAL WASTE AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
US20180195017A1 (en) Processed biochar pellets from beneficiated organic-carbon-containing feedstock
CA1124183A (en) Coal filtering for purifying waste water under continuous regeneration of coal and recovery of heat
DE102006007457B4 (en) Method and apparatus for producing gas from carbonaceous material