EA043232B1

EA043232B1 - INSTALLATION FOR LOW-TEMPERATURE THERMOLYSIS OF SOLID MUNICIPAL AND INDUSTRIAL WASTE

Info

Publication number: EA043232B1
Application number: EA202200075
Authority: EA
Inventors: Сергей Николаевич Глаголев; Владимир Семенович Севостьянов; Николай Тихонович Шеин; Виктор Васильевич Оболонский; Максим Владимирович Севостьянов; Роман Юрьевич Шамгулов; Дмитрий Николаевич Перелыгин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТК "Экотранс"
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2023-04-28

Description

Техническое решение относится к установке для переработки твердых коммунальных и промышленных отходов с использованием низкотемпературного термолиза, до 500°C, без предварительного разделения отходов на органическую и неорганическую фракции и может быть использовано для термической переработки преимущественно измельченных органических отходов различных отраслей: ЖКХ, химической, строительной, сельскохозяйственной, пищевой, топливной и др.The technical solution relates to a plant for the processing of solid municipal and industrial waste using low-temperature thermolysis, up to 500°C, without preliminary separation of waste into organic and inorganic fractions and can be used for thermal processing of predominantly crushed organic waste from various industries: housing and communal services, chemical, construction , agricultural, food, fuel, etc.

Известна установка для утилизации отходов, содержащая пиролизный реактор с шлюзовыми загрузочными и разгрузочными устройствами и горелкой, а также перемешивающим устройством непрерывного действия. При этом полость пиролизной камеры соединена с помощью газохода парогазовой смеси с устройством ее очистки, охлаждения и конденсации, а в зоне нагрева пиролизного реактора установлен коллектор, соединенный с горелкой и обеспечивающий оптимизацию движения конвективных потоков парогазовой смеси (патент RU на изобретение № 2667398, МПК F23G 5/027, опубл. 19.09.2018, бюл. № 26).Known installation for waste disposal, containing a pyrolysis reactor with sluice loading and unloading devices and a burner, as well as a continuous mixer. At the same time, the cavity of the pyrolysis chamber is connected by means of a gas-vapor mixture gas duct with a device for its purification, cooling and condensation, and a collector is installed in the heating zone of the pyrolysis reactor, connected to the burner and ensuring optimization of the movement of convective flows of the gas-vapor mixture (RU patent for invention No. 2667398, IPC F23G 5/027, published on September 19, 2018, Bulletin No. 26).

Недостатками аналога являются отсутствие технической возможности последовательной реализации и управления теплотехнических процессов: сушки, нагрева, пиролизной обработки и охлаждения материалов, герметизации узла равномерной загрузки и выгрузки термообработанных отходов, а также сложность конструктивно-технологического исполнения коллектора, обеспечивающего оптимизацию движения конвективных потоков парогазовой смеси.The disadvantages of the analog are the lack of technical feasibility of sequential implementation and control of heat engineering processes: drying, heating, pyrolysis processing and cooling of materials, sealing of the unit for uniform loading and unloading of heat-treated waste, as well as the complexity of the design and technological execution of the collector, which ensures the optimization of the movement of convective flows of the vapor-gas mixture.

Известна также Установка для низкотемпературного пиролиза бытовых, сельскохозяйственных и промышленных отходов (патент RU на изобретение № 116970, МПК F23G 5/02, опубл. 10.06.2012, бюл. № 16). Установка содержит расположенные в технологической последовательности и сообщенные между собой сушильную камеру с загрузочным бункером, сушильный реактор, тепловой генератор и пиролизный реактор, выполненный в виде обогреваемого полого объемного корпуса со ступенчато расположенными в нем в вертикальной плоскости и соединенными последовательно между собой первой и второй горизонтально расположенными цилиндрическими рабочими камерами с установленными внутри шнековыми механизмами подачи материала, а третья рабочая камера установлена в корпусе термолизного реактора, но в зоне естественного охлаждения.Also known Installation for low-temperature pyrolysis of household, agricultural and industrial waste (RU patent for the invention No. 116970, IPC F23G 5/02, publ. 10.06.2012, bull. No. 16). The installation comprises a drying chamber with a loading hopper, a drying reactor, a heat generator and a pyrolysis reactor arranged in a technological sequence and interconnected, made in the form of a heated hollow volumetric body with stepped vertically located in it and connected in series with each other the first and second horizontally located cylindrical working chambers with screw material feed mechanisms installed inside, and the third working chamber is installed in the body of the thermolysis reactor, but in the natural cooling zone.

Недостатками данного аналога являются повышенная металлоемкость установки, связанная с реализацией отдельных процессов (сушки, нагрева, термической обработки, охлаждения) в отдельных шнековых устройствах, а также отсутствие высокоэффективных загрузочного и разгрузочного устройств, обеспечивающих герметичность пиролизного реактора и эффективность в нем термической деструкции перерабатываемых материалов.The disadvantages of this analogue are the increased metal content of the installation associated with the implementation of individual processes (drying, heating, heat treatment, cooling) in separate screw devices, as well as the lack of highly efficient loading and unloading devices that ensure the tightness of the pyrolysis reactor and the efficiency of thermal destruction of processed materials in it.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной является установка для реализации способа низкотемпературной переработки органических твердых коммунальных отходов (патент RU на изобретение № 2744225, Способ низкотемпературной переработки органических твердых коммунальных отходов и установка для его реализации, МпК F23G 5/027, В09В 3/00, опубл. 03.03.2021, бюл. № 7), содержащая трубчатый реактор с винтообразным транспортирующим органом непрерывного действия и герметизирующими загрузочными и разгрузочными устройствами с отдельными приводами, устройствами очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси. При этом наклоненный к горизонтальной оси загрузочный питатель-уплотнитель-затвор выполнен в виде винтообразных устройств различного геометрического профиля, расположенных в цилиндрической и конической частях комбинированного устройства, а выгрузочный питатель-уплотнитель, установленный на выходе трубчатого реактора вдоль его горизонтальной оси, выполнен в виде последовательно установленных в цилиндрической и конической частях двухзаходных и однозаходных винтовых лопастей.The closest in technical essence to the claimed one is an installation for implementing a method for low-temperature processing of organic solid municipal waste (RU patent for invention No. publ. 03.03.2021, Bull. No. 7), containing a tubular reactor with a continuous helical conveying body and sealing loading and unloading devices with separate drives, devices for cleaning, cooling and condensing the vapor-gas mixture. At the same time, the loading feeder-compacter-gate inclined to the horizontal axis is made in the form of helical devices of various geometric profiles located in the cylindrical and conical parts of the combined device, and the unloading feeder-compacter installed at the outlet of the tubular reactor along its horizontal axis is made in the form of sequentially double-threaded and single-threaded helical blades installed in the cylindrical and conical parts.

С признаками прототипа в части установки совпадает следующая совокупность признаков: наличие загрузочного и разгрузочного герметизирующих устройств с отдельными приводами, термолизного трубчатого реактора с винтообразным транспортирующим органом непрерывного действия внутри, устройствами очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси.The following set of features coincides with the characteristics of the prototype in terms of the installation: the presence of loading and unloading sealing devices with separate drives, a thermolysis tubular reactor with a continuous helical transport body inside, devices for cleaning, cooling and condensing the vapor-gas mixture.

Недостатками известной установки является следующие:The disadvantages of the known installation are the following:

недостаточно высокая эффективность термолизной переработки и не высокое качество получаемой продукции (это связано с тем, что предварительное уплотнение перерабатываемой шихты с низкой насыпной плотностью затрудняет герметизацию загрузочного устройства);insufficiently high efficiency of thermolysis processing and low quality of the products obtained (this is due to the fact that the preliminary compaction of the processed charge with a low bulk density makes it difficult to seal the boot device);

невозможность использования установки при переработке вязко-пластичных материалов;the impossibility of using the installation in the processing of viscous-plastic materials;

отсутствие постадийной переработки материалов в термореакторе с обеспечением в нем рациональных режимов их термической деструкции;the absence of stage-by-stage processing of materials in a thermoreactor with the provision of rational modes of their thermal destruction in it;

исключение возможности классификации термообработанных материалов и удаление из них посторонних включений, а также сложность конструкции выгрузочного герметизирующего устройства.exclusion of the possibility of classifying heat-treated materials and removal of foreign inclusions from them, as well as the complexity of the design of the unloading sealing device.

Одностадийность термомеханической обработки при использовании устройства органоминеральных материалов в термолизном реакторе протяженной длины без промежуточной классификации органических и минеральных составляющих получаемой продукции также снижает энергоэффективность термолизного процесса и качество получаемой продукции.The one-stage thermomechanical processing when using the device of organomineral materials in a thermolysis reactor of extended length without an intermediate classification of organic and mineral components of the products obtained also reduces the energy efficiency of the thermolysis process and the quality of the products obtained.

Указанная задача решается за счет следующего.This problem is solved by the following.

1. Установка для низкотемпературной термолизной переработки органических твердых коммунальных и промышленных отходов содержит трубчатый реактор с винтообразным транспортирующим орга-1. An installation for low-temperature thermolysis processing of organic solid municipal and industrial waste contains a tubular reactor with a helical transporting device.

- 1 043232 ном непрерывного действия и герметизирующими загрузочными и разгрузочными устройствами с отдельными приводами, устройствами очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси.- 1 043232 number of continuous action and sealing loading and unloading devices with separate drives, devices for cleaning, cooling and condensing the vapor-gas mixture.

В предлагаемой установке наклонный или вертикальный загрузочный питатель-затвор-дезагломератор, установленный под углом к горизонтали α=45-90°, выполнен в виде последовательно установленных по ходу движения материала технологических блоков, включающих закрепленные на одном приводном валу транспортирующие шнеки, причем в зоне загрузки с постоянным диаметром D₁ и уменьшающимся в сторону выгрузки шагом, S₂<Si, расположенные в коническом корпусе с конусностью K₁=(D_к1-d_к1)/L_к1=0,15+0,3, где Щ, d^ - соответственно наибольший и наименьший диаметр конического корпуса длиной L_к1;In the proposed installation, an inclined or vertical loading feeder-shutter-deagglomerator, installed at an angle to the horizontal α=45-90°, is made in the form of technological blocks installed in series along the direction of movement of the material, including conveying screws fixed on one drive shaft, and in the loading area with a constant diameter D ₁ and a step decreasing towards unloading, S ₂ <Si, located in a conical body with a taper K ₁ = (D _k1 -d _k1 ) / L _k1 = 0.15 + 0.3, where W, d ^ - respectively, the largest and smallest diameter of the conical body length L _k1 ;

шнековый конический уплотнитель с закрепленной на конце двухзаходной винтовой лопастью;screw conical compactor with a two-way helical blade fixed at the end;

цилиндрический канал стабилизации плотности материала диаметром D_ц=d_к1 с перфорированными пластинами и окаймляющими внутренний корпус упругими уплотнителями, размещенными в герметичной обечайке с пластифицирующим жидким компонентом внутри;a cylindrical channel for stabilizing the density of the material with a diameter of D _c =d _k1 with perforated plates and elastic seals surrounding the inner body, placed in a sealed shell with a plasticizing liquid component inside;

винтообразный конический движитель уплотненной массы материала, расположенный в коническом корпусе с расширяющимся в сторону выгрузки материала диаметром и одинаковыми значениями конусности Кк =К2=0,И0,2, где K_кq=(D_кq-d_кq)/L_кq, K₂=(D_к2-d_к2)/L_к2, K_кq, K₂ - соответственно конусность винтового конического движителя и конического корпуса движителя, LK_q=LK2 - соответственно длина конического движителя и его окаймляющего корпуса;helical conical mover of a compacted mass of material, located in a conical housing with a diameter expanding towards the unloading of material and the same taper values Kk = K2 = 0, I0.2, where K _kq = (D _kq -d _kq ) / L _kq , K ₂ = (D _k2 -d _k2 )/L _k2 , K _kq , K ₂ - respectively, the taper of the helical conical mover and the conical body of the mover, LK _q =LK2 - respectively, the length of the conical mover and its fringing body;

сопряженное с последним ножевое устройство, составленное из закрепленных на валу режущих пластин с заостренными по краям кромками, расположенными по винтовой поверхности в сторону выгрузки, и углом смещения по окружности φ=90°, а также закрепленные на вышеуказанном приводном валу в дугообразном цилиндрическом выгрузочном раструбе, сопряженном с трубчатым реактором, двухвитковые составленные из прутков выгрузочные лопасти;a knife device associated with the latter, made up of cutting plates fixed on the shaft with sharpened edges along the edges, located along the helical surface towards the unloading, and an offset angle along the circumference φ=90°, and also fixed on the above drive shaft in an arcuate cylindrical unloading socket, coupled with a tubular reactor, two-turn unloading blades made up of bars;

при этом трубчатый реактор составлен из верхнего и нижнего параллельно установленных в вертикальной плоскости цилиндрических корпусов с консольно установленными внутри каждого из них спиралевидными транспортирующими органами и индивидуальными приводами, размещенными в выгрузочной части верхнего и загрузочной части нижнего цилиндрических корпусов, соединенных герметизирующей шахтой, в верхней части которой на наружной поверхности спиралевидного транспортирующего органа верхнего цилиндрического корпуса закреплена классифицирующая сетка отбора крупных включений термообработанной продукции в виде сетчатого цилиндра, сопряженного по горизонтальной оси с вертикально установленной колонной, внутри которой размещены герметизирующие пересыпные полки, а в выгрузочной части нижнего цилиндрического корпуса установлен герметизирующий питатель-затвор с закрепленными на эксцентрично установленном валу дугообразными лопастями, соприкасающимися с герметизирующими пластинами.at the same time, the tubular reactor is made up of upper and lower parallel cylindrical housings installed in a vertical plane with spiral conveying bodies cantilevered inside each of them and individual drives located in the unloading part of the upper and loading parts of the lower cylindrical housings connected by a sealing shaft, in the upper part of which on the outer surface of the spiral-shaped conveying body of the upper cylindrical body, a classifying grid for the selection of large inclusions of heat-treated products is fixed in the form of a mesh cylinder, coupled along the horizontal axis with a vertically installed column, inside which sealing transfer shelves are placed, and a sealing feeder-gate is installed in the unloading part of the lower cylindrical body with arcuate blades fixed on an eccentrically mounted shaft, in contact with sealing plates.

В предлагаемой установке реализуются следующие дополнительные признаки.The proposed installation implements the following additional features.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что высота сегментов спиралевидного транспортирующего органа верхнего цилиндрического корпуса трубчатого реактора с середины его длины в зоне термической деструкции составляет Ь_с._дестр.=(0,3+0,5)Ь_с._исх, а сегментов спирали нижнего цилиндрического корпуса трубчатого реактора по его длине в зоне стабилизации термической деструкции и охлаждения Ьст_аб._охл.=(0,2+0,3)Ь_с._исх_, где Ьс._исх. - максимальная высота сегмента в зоне загрузки материала.2. Installation according to claim 1, characterized in that the height of the segments of the spiral conveying body of the upper cylindrical body of the tubular reactor from the middle of its length in the zone of thermal destruction is b _with . _destr .=(0.3+0.5)b _with . _ref , and segments of the spiral of the lower cylindrical body of the tubular reactor along its length in the zone of stabilization of thermal destruction and cooling Lst _ab . _o chl.=(0.2+0.3) _{b c} . _ref _, where bc. _ref . - maximum segment height in the material loading area.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что спиралевидный транспортирующий орган верхнего цилиндрического корпуса трубчатого реактора имеет с середины его длины уменьшающийся шаг, S_ц2=(0,5-0,8)S_ц1, где S_ц1 - шаг спиралевидного транспортирующего органа, а соотношение диаметров верхнего цилиндрического корпуса D_цк1 и нижнего цилиндрического корпуса D_цк2 составляет ^Dцк1=^(0,45+0,7)Dцк2.3. Installation according to claim 1, characterized in that the spiral conveying body of the upper cylindrical body of the tubular reactor has a decreasing pitch from the middle of its length, S _c2 = (0.5-0.8) S _c1 , where S _c1 is the pitch of the spiral conveying body, and the ratio of the diameters of the upper cylindrical body D _ck1 and the lower cylindrical body D _ck2 is ^D ck1= ^(0.45+0.7)D ck2.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что фрагмент спиралевидного транспортирующего органа со стороны разгрузочной части, заключенный в сетчатый цилиндр, имеет не менее двух витков винтовой поверхности, а высота сегментов спиралей Н_скл составляет Ь_с._кл.=(0,1+0,2)Ь_с._исх_, где Ьс._исх. - максимальная высота сегмента в зоне загрузки материала.4. Installation according to claim 1, characterized in that the fragment of the spiral conveying body from the side of the unloading part, enclosed in a mesh cylinder, has at least two turns of the helical surface, and the height of the segments of the spirals H _cl is b _with . _cl .=(0.1+0.2)b _with . _ref _, where bc. _ref . - maximum segment height in the material loading area.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в вертикальной колонне подвижные пересыпные полки расположены под углом β=45-60° к вертикали, при этом высота установки верхней подвижной полки от горизонтальной оси индивидуального привода составляет не более 1/3 рабочей высоты колонны Н_раб._ш., а нижней подвижной полки - не менее 2/3 Н_раб._ш.5. Installation according to claim 1, characterized in that in the vertical column the movable bulk shelves are located at an angle β=45-60° to the vertical, while the installation height of the upper movable shelf from the horizontal axis of the individual drive is no more than 1/3 of the working height columns N _slave . _w ., and the lower movable shelf - at least 2/3 N _slave . _sh .

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выгрузочный питатель-затвор нижнего цилиндрического корпуса трубчатого реактора содержит последовательно расположенные по ходу движения выгружаемого продукта герметизирующие уплотняющие элементы, при этом в зоне выгрузки из трубчатого реактора - в виде качающегося затвора, а внутри самого питателя-затвора соприкасающиеся с его дугообразными вращающимися лопастями, закрепленными на эксцентрично установленном относительно центральной оси корпуса питателя валу, упругой направляющей и подпружиненной запирающей пластинами.6. The installation according to claim 1, characterized in that the unloading feeder-gate of the lower cylindrical body of the tubular reactor contains sealing sealing elements arranged in series along the direction of movement of the unloaded product, while in the zone of unloading from the tubular reactor - in the form of a swinging gate, and inside the of the feeder-gate in contact with its arcuate rotating blades fixed on a shaft eccentrically mounted relative to the central axis of the feeder housing, an elastic guide and spring-loaded locking plates.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что при переработке вязко-пластичных отходов шнековый7. Installation according to claim 1, characterized in that during the processing of viscous-plastic waste, the screw

- 2 043232 уплотнитель размещен ниже на 1/3 длины конического корпуса L_K1 от его выгрузочного отверстия и выполнен в виде 4-х сопряженных по периметру выходного отверстия усеченных конусов, направленных меньшими диаметрами в сторону выгрузки, а в зоне загрузки и выгрузки соответственно жестко закреплены на приводном валу нагнетающие лопасти с углом наклона их рабочих поверхностей к движущемуся потоку материала γ=20-40° и расположенные по окружности режущие пластины с углом наклона к торцевой поверхности усеченных конусов ξ=10-20°.- 2 043232 the seal is placed below 1/3 of the length of the conical body L _K1 from its discharge opening and is made in the form of 4 truncated cones coupled along the perimeter of the outlet opening, directed with smaller diameters towards the unloading, and in the loading and unloading zone, respectively, are rigidly fixed on the drive shaft there are injection blades with an angle of inclination of their working surfaces to the moving material flow γ=20-40° and cutting plates located along the circumference with an angle of inclination to the end surface of the truncated cones ξ=10-20°.

Указанные в формуле и в описании значения параметров конструкции установки являются оптимальными и получены при проведении экспериментов на опытном образце, находящемся на производственной площадке индустриального партнера ООО ТК Экотранс, г. Белгород.The values of the installation design parameters indicated in the formula and in the description are optimal and were obtained during experiments on a prototype located at the production site of the industrial partner OOO TK Ekotrans, Belgorod.

Техническим результатом, обеспечивающим решение задачи, являются снижение металлоемкости установки, предназначенной для термолизной переработки ТКО с различными физико-механическими характеристиками, а также конструктивно-технологическое совершенствование отдельных устройств термолизного реактора (узлов загрузки, термомеханической обработки, классификации, транспортирования и выгрузки с нестабильной морфологией и составом перерабатываемых материалов) и обеспечение эксплуатационной надежности агрегата. Кроме того, перечень технологических условий и количественных значений параметров, указанных в дополнительных признаках (пп.2-6), позволяет реализовать данное изобретение в реальных производственных условиях переработки ТКО с широким диапазоном их физико-механических характеристик.The technical result, which provides a solution to the problem, is the reduction of the metal consumption of the installation intended for the thermolysis processing of MSW with different physical and mechanical characteristics, as well as the structural and technological improvement of individual devices of the thermolysis reactor (loading units, thermomechanical processing, classification, transportation and unloading with unstable morphology and composition of processed materials) and ensuring the operational reliability of the unit. In addition, the list of technological conditions and quantitative values of the parameters specified in the additional features (clauses 2-6) makes it possible to implement this invention in real production conditions for the processing of MSW with a wide range of their physical and mechanical characteristics.

Сущность установки для низкотемпературного термолиза твердых коммунальных отходов поясняется следующими чертежами, где на фиг. 1 - изображена принципиальная технологическая схема установки с ее устройствами для переработки твердых коммунальных отходов;The essence of the installation for low-temperature thermolysis of municipal solid waste is illustrated by the following drawings, where in Fig. 1 - shows a basic technological scheme of the installation with its devices for the processing of municipal solid waste;

на фиг. 2 - загрузочный питатель-затвор-дезагломератор с устройствами уплотнения-герметизации и последующей дезагломерации уплотненного материала;in fig. 2 - loading feeder-shutter-deagglomerator with devices for sealing-sealing and subsequent deagglomeration of the compacted material;

на фиг. 3 - устройство для подачи пластифицирующего жидкого компонента в цилиндрический канал стабилизации плотности материала;in fig. 3 - a device for supplying a plasticizing liquid component into a cylindrical channel for stabilizing the density of the material;

на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3;in fig. 4 - section A-A in Fig. 3;

на фиг. 5 - аксонометрическое изображение устройства для предварительного уплотнения вязкопластичных материалов (шнековый уплотнитель с наставкой);in fig. 5 - axonometric view of a device for pre-compaction of viscoplastic materials (screw compactor with an adapter);

на фиг. 6 - сечение устройства для предварительного уплотнения вязко-пластичных материалов на фиг. 5;in fig. 6 is a sectional view of the device for pre-compaction of ductile materials in FIG. 5;

на фиг. 7 - вид А на фиг. 6;in fig. 7 - view A in Fig. 6;

на фиг. 8 - фрагмент установки для отбора неорганических включений из термообработанных в реакторе материалов и их выгрузки через пересыпные полки вертикальной колонны;in fig. 8 - a fragment of the installation for the selection of inorganic inclusions from materials heat-treated in the reactor and their unloading through the bulk shelves of the vertical column;

на фиг. 9 - разрез В-В на фиг. 8;in fig. 9 - section B-B in Fig. 8;

на фиг. 10 - питатель-затвор.in fig. 10 - gate feeder.

Установка для низкотемпературного термолиза твердых коммунальных и промышленных отходов содержит трубчатый реактор (фиг. 1), составленный из двух параллельно установленных в вертикальной плоскости цилиндрических корпусов, верхнего 1 и нижнего 2, с консольно установленными внутри спиралевидными транспортирующими органами 3, 4 соответственно и индивидуальными приводами 5, 6, размещенными в выгрузочной части верхнего 1 и загрузочной части нижнего 2 цилиндрических корпусов. Трубчатый реактор имеет рубашку обогрева 7, штуцеры выхода дымовых газов 8, газожидкостную горелку 9 и дымовую трубу 10. Размещенный на верхнем цилиндрическом корпусе 1 фильтр 11 очистки парогазовой смеси связан трубопроводом с колонной 12 охлаждения и конденсации парогазовой смеси. Колонна 12 содержит штуцер 13 отбора светлого углеводородного топлива, штуцер 14 отбора технической воды, штуцер 15 отбора темного углеводородного топлива, конденсатор 16, теплообменник 17, штуцер выхода углеводородного газа 18.The installation for low-temperature thermolysis of solid municipal and industrial waste contains a tubular reactor (Fig. 1), composed of two parallel cylindrical housings installed in a vertical plane, upper 1 and lower 2, with cantilevered inside spiral-shaped transporting bodies 3, 4, respectively, and individual drives 5 , 6 placed in the unloading part of the upper 1 and the boot part of the lower 2 cylindrical bodies. The tubular reactor has a heating jacket 7, flue gas outlet fittings 8, a gas-liquid burner 9 and a chimney 10. Placed on the upper cylindrical body 1, the filter 11 for cleaning the gas-vapor mixture is connected by a pipeline to the column 12 for cooling and condensing the gas-vapor mixture. The column 12 contains a nozzle 13 for the selection of light hydrocarbon fuel, a nozzle 14 for the selection of technical water, a nozzle 15 for the selection of dark hydrocarbon fuel, a condenser 16, a heat exchanger 17, a hydrocarbon gas outlet nozzle 18.

Верхний цилиндрический корпус 1 трубчатого реактора в правой части имеет штуцер 19 ввода технической воды, подаваемой насосом 20, штуцер 21 подачи и штуцер 22 отбора пара (фиг. 1).The upper cylindrical body 1 of the tubular reactor on the right side has a fitting 19 for inlet of technical water supplied by the pump 20, a supply fitting 21 and a steam extraction fitting 22 (Fig. 1).

Загрузочный питатель-затвор-дезагломератор (блок 1) (фиг. 1, 2), установленный под углом к горизонту α=45-90° (при 45° - наклонный, при 90° - вертикальный), выполнен в виде последовательно установленных по ходу движения материала технологических блоков:Boot feeder-shutter-deagglomerator (block 1) (Fig. 1, 2), installed at an angle to the horizon α=45-90° (at 45° - inclined, at 90° - vertical), made in the form of sequentially installed along the course material movements of technological blocks:

- загрузки и питания с приемным бункером;- loading and feeding with a receiving hopper;

- уплотнения материала;- material compaction;

- стабилизации плотности материала;- stabilization of material density;

- доставки уплотненного материала в зону разрыхления;- delivery of compacted material to the loosening zone;

- дезагломерации уплотненного материала;- deagglomeration of compacted material;

- загрузки уплотненных конгломератов в реактор.- loading compacted conglomerates into the reactor.

На приводном валу закреплены транспортирующий шнек 29 с постоянным диаметром D1=const и уменьшающимся в сторону выгрузки шагом, S₂<S1, размещенный в коническом корпусе 30 с конусностью K₁=(D_k1-^)/^=0,15+0,3,A conveying auger 29 is fixed on the drive shaft with a constant diameter D1=const and a step decreasing towards unloading, S ₂ <S1, placed in a conical housing 30 with a taper K ₁ =(D _k1 -^)/^=0.15+0, 3,

- 3 043232 где D_K1, d_K1 - соответственно наибольший и наименьший диаметр конического корпуса длиной L_K1; и конический шнековый уплотнитель 31 с винтовыми лопастями и закрепленной на конце двухзаходной винтовой лопастью 32.- 3 043232 where D _K 1, d _K 1 - respectively, the largest and smallest diameter of the conical body length L _K 1; and a conical screw compactor 31 with helical blades and a double-threaded helical blade 32 fixed at the end.

Блок 25 содержит цилиндрический канал 33 (фиг. 2, 3) стабилизации плотности материала диаметром D_ц=d_к1 с уплотняющими пластинами 34 и окаймляющими внутренний корпус упругими уплотнителями 35. Последние размещены в герметичной обечайке с пластифицирующим жидким компонентом 36 внутри. Уплотняющие пластины 34 (фиг. 3), содержащие штоки 37 со сферическими головками, соединены с опорными для упругих уплотнений дугообразными поверхностями 38 перфорированной части 39 внутреннего цилиндрического канала (обечайки), образующего с внешней цилиндрической обечайкой 40 и торцевыми днищами 41, 42 замкнутый контур с жидкостью внутри. Между перфорированной поверхностью 39 цилиндрического канала и внутренней поверхностью уплотняющих пластин расположены поризованные упругие элементы 43 повышенной гидрофильности. Внутренняя цилиндрическая обечайка со стороны уплотняемого материала (изнутри) имеет расположенные вдоль центральной оси каналы пазы 44 (фиг. 3, 4). В крайних каналах (фиг. 4) элементы 34, 37, 38, 43 не указаны. В каналах закреплены углубленно уплотняющие пластины. На внешней цилиндрической обечайке в верхней и нижней частях установлены штуцеры 45, 46, оснащенные клапанами (фиг. 2, 4).Block 25 contains a cylindrical channel 33 (Fig. 2, 3) stabilization of the density of the material with a diameter of D _c =d _k1 with sealing plates 34 and elastic seals 35 bordering the inner body. The latter are placed in a sealed shell with a plasticizing liquid component 36 inside. The sealing plates 34 (Fig. 3), containing rods 37 with spherical heads, are connected to the supporting elastic seals by arcuate surfaces 38 of the perforated part 39 of the inner cylindrical channel (shell), forming with the outer cylindrical shell 40 and end bottoms 41, 42 a closed loop with liquid inside. Between the perforated surface 39 of the cylindrical channel and the inner surface of the sealing plates are porous elastic elements 43 of increased hydrophilicity. The inner cylindrical shell on the side of the material being compacted (inside) has grooves 44 located along the central axis of the channels (Fig. 3, 4). In the extreme channels (Fig. 4) elements 34, 37, 38, 43 are not indicated. Deep sealing plates are fixed in the channels. Fittings 45, 46 equipped with valves are installed on the outer cylindrical shell in the upper and lower parts (Fig. 2, 4).

Установленный далее после блока 25 винтообразный конический движитель 47 (фиг. 2) уплотненной массы материала расположен в окаймляющем коническом корпусе 48 с расширяющимся в сторону выгрузки диаметром и одинаковыми значениями конусности К_вд=К₂=0Д+0,2, где K_kg=(D_kg-d_kg)/L_kg, K₂=(D_к2-d_к2)/L_к2, К_Кд, K2 - соответственно конусность винтового конического движителя и конического корпуса движителя, L_kg=L_k2 - соответственно длина конического движителя 47 и его окаймляющего корпуса 48, сопряженного с ножевым устройством 49 блока 27 дезагломерации уплотненного материала. Ножевое устройство 49 составлено из закрепленных на валу режущих пластин с заостренными по краям кромками.Installed further after block 25, a helical conical mover 47 (Fig. 2) of a compacted mass of material is located in a fringing conical housing 48 with a diameter expanding towards the unloading and the same taper values K _vd =K ₂ =0D+0.2, where K _kg =( D _kg -d _kg ) / L _kg , K ₂ \u003d (D _k2 -d _k2 ) / L _k2 , K _K d, K2 - respectively, the taper of the screw conical mover and the conical body of the mover, L _kg \u003d L _k2 - respectively, the length of the conical mover 47 and its bordering body 48, coupled with the knife device 49 of the block 27 deagglomeration of the compacted material. The knife device 49 is composed of cutting plates fixed on the shaft with sharpened edges at the edges.

Режущие пластины расположены по винтовой поверхности в сторону выгрузки и с углом смещения по окружности φ=90°. В цилиндрическом корпусе 50 установлен предохранительный клапан 51 для сброса избыточного давления из реактора.The cutting inserts are located along the helical surface in the direction of unloading and with an offset angle along the circumference φ=90°. A safety valve 51 is installed in the cylindrical body 50 to relieve excess pressure from the reactor.

Загрузочный питатель-затвор-дезагломератор, содержащий блоки 23, 24, 25, 26, 27, 28, соединяется в его разгрузочной части с цилиндрическим корпусом 1 трубчатого реактора при помощи дугообразного цилиндрического патрубка 52, внутри которого на валу закреплены, составленные из прутков двухвитковые выгрузочные лопасти 53 (фиг. 2).The loading feeder-gate-deagglomerator containing blocks 23, 24, 25, 26, 27, 28 is connected in its unloading part to the cylindrical body 1 of the tubular reactor using an arcuate cylindrical pipe 52, inside of which two-turn unloading pipes made up of rods are fixed on the shaft. blades 53 (Fig. 2).

При переработке вязко-пластичных отходов используется специальный шнековый уплотнитель 54 (фиг. 5, 6, 7) с формующей наставкой, размещенный на 1/3 длины конического корпуса L_k от его выгрузочного отверстия. Шнековый уплотнитель выполнен в виде 4-х сопряженных по периметру входного отверстия усеченных конусов 55, направленных меньшими диаметрами d_уc._k._выx. в сторону выгрузки. В зоне загрузки и выгрузки соответственно закреплены жестко на приводном валу нагнетающие лопасти 56 с углом наклона их рабочей поверхности к движущемуся потоку материала γ=20-40° и расположенные по окружности режущие пластины 57 с углом наклона к торцевой поверхности усеченных конусов ^=10-20°. В данном случае шнековый уплотнитель соединен непосредственно с дугообразным цилиндрическим патрубком 52 без использования технологических блоков 25, 26 и 27 (фиг. 2).When processing viscous-plastic waste, a special screw compactor 54 (Fig. 5, 6, 7) with a forming insert is used, located at 1/3 of the length of the conical body L _k from its discharge opening. The screw compactor is made in the form of 4 truncated cones 55 conjugated along the perimeter of the inlet, directed with smaller diameters d _at c. _k . _in xx. towards the unloading. In the loading and unloading zone, respectively, the injection blades 56 are rigidly fixed on the drive shaft with an angle of inclination of their working surface to the moving material flow γ=20-40° and cutting plates 57 arranged around the circumference with an angle of inclination to the end surface of the truncated cones ^=10-20 °. In this case, the screw compactor is connected directly to the arcuate cylindrical nozzle 52 without the use of technological blocks 25, 26 and 27 (Fig. 2).

Выгрузочная часть верхнего 1 и загрузочная часть нижнего 2 цилиндрических корпусов трубчатого реактора (фиг. 1, 8, 9) объединены герметизирующей шахтой 58. В верхней части герметизирующей шахты 58 на последних витках спиралевидного транспортирующего органа верхнего цилиндрического корпуса 1 закреплена классифицирующая сетка 59 отбора крупных включений из термообрабатываемой продукции - винтовой сетчатый цилиндр 60. При этом сетчатый цилиндр классификации материала сопряжен по горизонтальной оси с вертикально установленной колонной 61. Внутри колонны 61 расположены герметизирующие подвижные пересыпные полки 62. В выгрузочной части (блок II) нижнего цилиндрического корпуса 2 (фиг. 1, 10) реактора установлен питатель-затвор 63 с закрепленными на эксцентрично установленном относительно центральной оси корпуса питателя валу дугообразными лопастями 64. Питатель-затвор 63 содержит качающийся затвор 65, уплотняющие герметизирующие пластины 66, 67, а также тела качения 68.The unloading part of the upper 1 and the loading part of the lower 2 cylindrical bodies of the tubular reactor (Fig. 1, 8, 9) are combined by a sealing shaft 58. In the upper part of the sealing shaft 58, on the last turns of the spiral conveying body of the upper cylindrical body 1, a classifying grid 59 for selecting large inclusions is fixed from the heat-treated products - a screw mesh cylinder 60. In this case, the mesh cylinder of the material classification is connected along the horizontal axis with a vertically installed column 61. Inside the column 61 there are sealing movable bulk shelves 62. In the unloading part (block II) of the lower cylindrical body 2 (Fig. 1 , 10) of the reactor, a feeder-gate 63 is installed with arcuate blades 64 fixed on an eccentrically mounted relative to the central axis of the feeder housing shaft.

Высота сегментов 69 верхнего спиралевидного транспортирующего органа 3 верхнего цилиндрического корпуса 1 трубчатого реактора (фиг. 1) с средины его длины в зоне термической деструкции составляет Кдастр.=(0,3Ч15)Ьс._исх., а сегментов 70 спиралевидного транспортирующего органа 4 нижнего цилиндрического корпуса 2 трубчатого реактора по его длине в зоне стабилизации термической деструкции и охлаждения - h_сmаб._охπ.=(0,2+0,3)h_с._uсх. (фиг. 1). Кроме того, спиралевидный транспортирующий орган 3 верхнего цилиндрического корпуса 1 имеет с средины длины уменьшающийся шаг S_u2=(0,5-0,8)S_ui, а соотношение диаметров корпусов верхнего цилиндрического 1 - D_цk1 и нижнего цилиндрического 2 - D_цk2 трубчатых реакторов составляет D_Цk1=(0,45+0,7)D_Цk2.The height of the segments 69 of the upper helical conveying body 3 of the upper cylindrical body 1 of the tubular reactor (Fig. 1) from the middle of its length in the thermal destruction zone is Kdastr.=(0.3×15)bc. _ref ., and segments 70 of the spiral conveying body 4 of the lower cylindrical body 2 of the tubular reactor along its length in the zone of stabilization of thermal destruction and cooling - h _stab . _oh π.=(0.2+0.3)h _with . _ux . (Fig. 1). In addition, the spiral-shaped conveying body 3 of the upper cylindrical body 1 has a decreasing pitch S _u2 =(0.5-0.8) S _u i from the middle of the length, and the ratio of the diameters of the bodies of the upper cylindrical 1 - D _ck1 and lower cylindrical 2 - D _ck 2 tubular reactors is D _Tsk1 \u003d (0.45 + 0.7) D _Tsk 2.

Спиралевидный транспортирующий орган 3 с классифицирующей сеткой 59 в виде сетчатого цилиндра 60 имеет не менее двух витков винтовой поверхности, а высота сегментов спиралей h_с._kл. состав- 4 043232 ляет Ь_скл =(0,1 г0,2)Н_сисх (фиг. 1, 8). В вертикальной колонне 61, примыкающей к герметизирующей шахте 58 (фиг. 8), подвижные пересыпные полки 62 расположены под углом β=45-60° к вертикали, высота установки верхней подвижной полки от горизонтальной оси индивидуального привода 5 составляет не более 1/3 рабочей высоты колонны Н_раб._к., а нижней подвижной полки - не менее 2/3 Н_раб._к.Spiral conveying body 3 with classifying grid 59 in the form of a mesh cylinder 60 has at least two turns of the helical surface, and the height of the segments of the spirals h _with . _kl . is 4 043232 b _skl = (0.1 g0.2) H _ssh (Fig. 1, 8). In the vertical column 61 adjacent to the sealing shaft 58 (Fig. 8), the movable bulk shelves 62 are located at an angle β=45-60° to the vertical, the installation height of the upper movable shelf from the horizontal axis of the individual drive 5 is no more than 1/3 of the working column height H _slave . _to ., and the lower movable shelf - at least 2/3 N _slave . _to .

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

Исходные, предварительно измельченные материалы, например ТКО, загружаются в приемный бункер технологического блока загрузки и питания 23 (фиг. 2), наклоненного под углом α=45-90° к горизонту, из которого с помощью транспортирующего шнека 29 с постоянным диаметром D₁=const и уменьшающимся в сторону выгрузки шагом, S₂<S₁, транспортируются по дальнейшим технологическим блокам 24, 25, 26, 27, 28:Initial, pre-crushed materials, such as MSW, are loaded into the receiving hopper of the technological loading and feeding unit 23 (Fig. 2), inclined at an angle α=45-90° to the horizon, from which, using a transport auger 29 with a constant diameter D ₁ = const and decreasing step towards unloading, S ₂ <S ₁ , are transported through further technological blocks 24, 25, 26, 27, 28:

конического шнекового уплотнителя 31 с закрепленной на конце двухзаходной винтовой лопастью 32, обеспечивающей равномерную подачу уплотненного материала;a conical screw compactor 31 with a two-way helical blade 32 fixed at the end, which ensures a uniform supply of the compacted material;

цилиндрического канала 33 (фиг. 2, 3) диаметром D_ц=d_к1, обеспечивающего снятие упругих деформаций в предварительно уплотненном материале и стабилизацию его плотности.cylindrical channel 33 (Fig. 2, 3) with a diameter of D _c =d _k1 providing the removal of elastic deformations in the pre-compacted material and the stabilization of its density.

В последнем создается пробка из уплотненного материала, исключающая поступление кислорода воздуха в цилиндрический корпус 1 трубчатого реактора, обеспечивающего термическую обработку ТКО без доступа кислорода - низкотемпературный термолиз.In the latter, a plug is created from a compacted material, which excludes the flow of oxygen from the air into the cylindrical body 1 of the tubular reactor, which provides thermal treatment of MSW without access to oxygen - low-temperature thermolysis.

Для обеспечения необходимого коэффициента уплотнения измельченных органических ТКО, обладающих невысокой исходной насыпной плотностью (ρ₀<500 кг/м³), конусность конического шнекового уплотнителя составляет K₁=0,15+0,3.To ensure the required compaction coefficient of crushed organic MSW with a low initial bulk density (ρ ₀ <500 kg/m ³ ), the taper of the conical screw compactor is K ₁ =0.15+0.3.

С учетом нестабильности морфологического и вещественного состава перерабатываемых органических ТКО, а также их влажности возможны энергетические перегрузки привода питателя-затворадезагломератора с соответствующим повышенным износом рабочих поверхностей цилиндрического канала 33 стабилизации плотности материала за счет увеличения сил внешнего трения материала F_tp о внутреннюю поверхность канала - F_Tp=qf₀, где q - усилие бокового распора материала, f₀ - коэффициент внешнего трения материала о внутреннюю поверхность канала.Taking into account the instability of the morphological and material composition of the processed organic MSW, as well as their humidity, energy overloads of the drive of the feeder-shutter of the deagglomerator are possible with a corresponding increased wear of the working surfaces of the cylindrical channel 33 for stabilizing the density of the material due to an increase in the forces of external friction of the material F _tp on the inner surface of the channel - F _Tp =qf ₀ , where q is the force of the lateral expansion of the material, f ₀ is the coefficient of external friction of the material against the inner surface of the channel.

Для исключения (или снижения) указанного отрицательного явления внутренняя обечайка цилиндрического канала 33 (фиг. 3, 4) со стороны уплотняемого материала (изнутри) имеет расположенные вдоль центральной оси каналы-пазы 44 (фиг. 4), в которых закреплены углубленно уплотняющие пластины 34 (фиг. 3). Последние посредством штоков 37 со сферическими головками соединены с опорными дугообразными поверхностями 38, в которых размещены упругие уплотнители 35, обеспечивающие по всему периметру обечайки цилиндрического канала 33 напряжения сжатия - прижатых опорных поверхностей 38 к перфорированной части 39 (седлу) обечайки цилиндрического канала.To eliminate (or reduce) the specified negative phenomenon, the inner shell of the cylindrical channel 33 (Fig. 3, 4) from the side of the compacted material (from the inside) has channels-grooves 44 located along the central axis (Fig. 4), in which deeply sealing plates 34 are fixed (Fig. 3). The latter, by means of rods 37 with spherical heads, are connected to supporting arcuate surfaces 38, in which elastic seals 35 are placed, providing compression stresses around the entire perimeter of the shell of the cylindrical channel 33 - pressed supporting surfaces 38 to the perforated part 39 (seat) of the shell of the cylindrical channel.

Консольно закрепленные упругие уплотняющие пластины 34 также обеспечивают герметизацию узлов уплотнения. В пространстве, ограниченном перфорированной частью 39 обечайки цилиндрического канала и внутренней поверхности уплотняющих пластин 34, находятся поризованные упругие элементы 43, обладающие повышенной гидрофильностью (водопоглащением).Cantilevered elastic sealing plates 34 also provide sealing of the sealing units. In the space bounded by the perforated part 39 of the shell of the cylindrical channel and the inner surface of the sealing plates 34, there are porous elastic elements 43 with increased hydrophilicity (water absorption).

Внутренние 33 и внешние 40 цилиндрические обечайки совместно с торцевыми днищами 41, 42 образуют герметичный замкнутый контур. Внутри последнего расположены упругие уплотнители 35 (торообразные кольца), запирающие посредством дугообразных опорных поверхностей перфорированную часть 39 цилиндрического канала 33, что исключает прохождение жидкого пластифицирующего компонента 36 из замкнутого контура к перемещаемому по цилиндрическому каналу уплотненному материалу.The inner 33 and outer 40 cylindrical shells together with the end bottoms 41, 42 form a sealed closed circuit. Elastic seals 35 (torus-shaped rings) are located inside the latter, locking the perforated part 39 of the cylindrical channel 33 by means of arcuate supporting surfaces, which excludes the passage of the liquid plasticizing component 36 from the closed circuit to the compacted material moving along the cylindrical channel.

При повышении бокового усилия q со стороны перемещаемого по цилиндрическому каналу уплотненного материала (при повышенном К_упл в коническом уплотнителе, низкой влажности материала - повышенных силах трения и др.) на упругие уплотняющие пластины 34 происходит их отжатие посредством штоков 37, соединяющих опорные дугообразные поверхности 38 с воздействующими на них уплотняющими пластинами 34. В результате жидкий пластифицирующий компонент 36 из замкнутого контура (поз. 33, 40, 41, 42) поступает через перфорированную поверхность 39 цилиндрического канала 33 во внутреннюю полость расположения поризованного элемента 43 повышенной гидрофильности. При динамическом воздействии уплотняющих пластин 34 на влагонасыщенный поризованный элемент 43 происходит его влагоотдача и насыщение поверхностного слоя перемещаемого по цилиндрическому каналу уплотняемого материала. При этом снижаются силы трения материала о рабочую поверхность цилиндрического канала, т.е. энергозатраты на продвижение материала.With an increase in lateral force q from the side of the compacted material moving along the cylindrical channel (with increased K _upl in the conical seal, low material moisture - increased friction forces, etc.) on the elastic sealing plates 34, they are pressed out by means of rods 37 connecting the supporting arcuate surfaces 38 with sealing plates 34 acting on them. As a result, the liquid plasticizing component 36 from a closed circuit (pos. 33, 40, 41, 42) enters through the perforated surface 39 of the cylindrical channel 33 into the internal cavity of the location of the porous element 43 of increased hydrophilicity. With the dynamic action of the sealing plates 34 on the moisture-saturated porous element 43, its moisture loss and saturation of the surface layer of the material being moved along the cylindrical channel occurs. This reduces the friction forces of the material on the working surface of the cylindrical channel, i.e. energy costs for the promotion of the material.

Для подачи и выгрузки жидкого пластифицирующего компонента или сжатого воздуха в замкнутый цилиндрический контур служат штуцеры 45, 46 с клапанами.To supply and unload the liquid plasticizing component or compressed air into a closed cylindrical circuit, fittings 45, 46 with valves are used.

В дальнейшем для обеспечения равномерной подачи уплотненных ТКО в трубчатый реактор, а также их стабильного перемещения консольно установленным в цилиндрическом корпусе 1 спиралевидным транспортирующим органом 3 необходима дезагломерация (расщепление) уплотненного цилиндра, выходящего из цилиндрического канала 33.In the future, to ensure a uniform supply of compacted MSW into a tubular reactor, as well as their stable movement by a helical transport body 3 cantilevered in a cylindrical housing 1, deagglomeration (splitting) of the compacted cylinder exiting the cylindrical channel 33 is necessary.

Для этого уплотненный материал из цилиндрического канала 33 перемещается винтообразным коническим движителем 47, расположенным в коническом корпусе 48 с расширяющимся в сторону вы- 5 043232 грузки диаметром и одинаковыми значениями конусности K_kg2=K₂=0,1+0,2; длины канала и корпуса L_кд=L_к2 в сторону выгрузки. При этом за счет увеличивающегося сечения слоя материала последний частично дезагломерируется и выходит в цилиндрический канал 50, в котором на валу жестко закреплены режущие пластины 49 с заостренными по краям кромками. Режущие пластины легко разрушают уплотненный ранее материал (в виде кольца) на отдельные уплотненные конгломераты, обладающие повышенной теплопроводностью и достаточной сыпучестью без повышенных сопротивлений при их транспортировке. Пластины расположены по винтовой поверхности в сторону выгрузки и углом смещения по окружности φ=90° (на фиг. 2 - не показано). Для сброса повышенного давления на корпусе цилиндрического канала 50 установлен предохранительный клапан 51, срабатывающий при возникающих в трубчатом реакторе нестандартных ситуациях (повышенных давлениях).To do this, the compacted material from the cylindrical channel 33 is moved by a helical conical mover 47, located in a conical housing 48 with a diameter expanding towards the discharge and the same taper values K _kg2 =K ₂ =0.1+0.2; the length of the channel and body L _kd =L _k2 in the direction of unloading. In this case, due to the increasing cross section of the material layer, the latter is partially deagglomerated and enters the cylindrical channel 50, in which the cutting inserts 49 with sharpened edges are rigidly fixed on the shaft. The cutting inserts easily destroy the previously compacted material (in the form of a ring) into separate compacted conglomerates with increased thermal conductivity and sufficient flowability without increased resistance during their transportation. The plates are located along the helical surface towards the unloading and the offset angle around the circumference φ=90° (not shown in Fig. 2). To release the increased pressure on the body of the cylindrical channel 50, a safety valve 51 is installed, which is activated when non-standard situations (high pressures) occur in the tubular reactor.

При использовании ТКО в вязко-пластичном состоянии целесообразно использовать следующее техническое решение (фиг. 5, 6, 7).When using MSW in a viscous-plastic state, it is advisable to use the following technical solution (Fig. 5, 6, 7).

В коническом корпусе 30 (фиг. 2) предварительного уплотнения материалов на 1/3 его длины L_k от выгрузочного отверстия установлен шнековый уплотнитель 54 с формующей наставкой. Последняя выполнена в виде 4-х сопряженных по периметру выходного отверстия усеченных конусов 55 (фиг. 5, 6), направленных меньшими диаметрами dy_С._k._Bыx. в сторону выгрузки. Нагнетание пластичных материалов в усеченные конусы осуществляется с помощью расположенного над ними конического шнекового уплотнителя 31, а равномерная загрузка - с помощью нагнетающих лопастей 56 с углами наклона их рабочей поверхности к движущемуся потоку материала γ=20-40°. Выходящий из конусов 55 уплотненный материал разрезается режущими пластинами 57 с углом наклона к торцевой поверхности усеченных конусов ξ=10-20°.In the conical body 30 (Fig. 2) pre-compaction of materials on 1/3 of its length L _k from the discharge opening, a screw compactor 54 with a forming insert is installed. The latter is made in the form of 4 truncated cones 55 conjugated along the perimeter of the outlet (Fig. 5, 6), directed by smaller diameters dy _С . _k . _B x. towards the unloading. Injection of plastic materials into truncated cones is carried out with the help of a conical screw compactor 31 located above them, and uniform loading - with the help of injection blades 56 with the angles of inclination of their working surface to the moving material flow γ=20-40°. The compacted material emerging from the cones 55 is cut by cutting plates 57 with an angle of inclination to the end surface of the truncated cones ξ=10-20°.

В дальнейшем уплотненный конгломерат с помощью двухвитковых выгрузочных лопастей 53, исключающих зависание материала, поступает через дугообразный цилиндрический выгрузочный патрубок 52 в верхний цилиндрический корпус 1 трубчатого реактора с консольно установленным внутри спиралевидным транспортирующим органом 3 (фиг. 1, 2).Subsequently, the compacted conglomerate with the help of two-turn unloading blades 53, which excludes hanging of the material, enters through the arcuate cylindrical unloading pipe 52 into the upper cylindrical body 1 of the tubular reactor with a cantilevered inside spiral transport body 3 (Fig. 1, 2).

В отличие от шнекового исполнения (с двумя подшипниковыми опорами по краям) транспортирующего органа спиралевидный исключает его стопорение как из-за температурного расширения, так и механического заклинивания винтовой поверхности при попадании ТКО различной формы и размеров в зазоры между цилиндрическим корпусом и витками шнека.Unlike the screw version (with two bearings at the edges) of the conveying body, the spiral one eliminates its blocking both due to thermal expansion and mechanical jamming of the helical surface when solid waste of various shapes and sizes enters the gaps between the cylindrical body and the screw turns.

Плавающая консольная часть спиралевидного транспортирующего органа, опирающаяся на слой материала, обладает необходимой степенью подвижности, а закрепленные между витками спирали сегменты жесткости с заданной высотой обеспечивают необходимую производительность термореактора.The floating cantilever part of the helical conveying body, resting on the material layer, has the necessary degree of mobility, and the rigidity segments fixed between the turns of the helix with a given height provide the necessary performance of the thermoreactor.

С учетом физико-механических характеристик термообрабатываемых ТКО (исходной плотности конгломератов, их влажности, степени их термической усадки, сыпучести и др.) высота сегментов 69 верхнего и сегментов 70 нижнего спиралевидных транспортирующих органов цилиндрических корпусов термореактора должна составлять: верхнего с середины его длины (в зоне термической деструкции) Ь_с._дестр=(0,3^0,5)Ь_сисх, где Ь_с._исх - максимальная высота сегмента в зоне загрузки материала; нижнего (в зоне стабилизации термической деструкции) и охлаждения - Ь_стаб._охл=(0,2+0,3)Ь_с._исх.Taking into account the physical and mechanical characteristics of heat-treated MSW (the initial density of conglomerates, their moisture content, the degree of their thermal shrinkage, flowability, etc.), the height of segments 69 of the upper and segments 70 of the lower helical transporting bodies of the cylindrical bodies of the thermoreactor should be: upper from the middle of its length (in thermal degradation zone) b _c . _destr \u003d (0.3 ^ 0.5) b _sys x, where b _c . _ref - maximum segment height in the material loading area; lower (in the zone of stabilization of thermal destruction) and cooling - b _stab . _cool \u003d (0.2 + 0.3) b _with . _ref .

Кроме того, с учетом вышеуказанных факторов, а также для обеспечения рациональных энергозатрат, стабилизации процессов термообработки ТКО, снижения металлоемкости агрегата, автоматизированного контроля технологических параметров и др. спиралевидный транспортирующий орган верхнего трубчатого реактора имеет с середины его длины уменьшающийся шаг S_ц2=(0,5+0,8)S_ц, а соотношение диаметров цилиндрических корпусов составляет D_Цk1=(0,45+0,47)D_Цk2.In addition, taking into account the above factors, as well as to ensure rational energy consumption, stabilize the MSW heat treatment processes, reduce the metal consumption of the unit, automated control of technological parameters, _etc. 5+0.8)S _c , and the ratio of the diameters of the cylindrical bodies is D _Tsk1 =(0.45+0.47)D _Tsk2 .

Установка индивидуальных приводов спиралевидных транспортирующих органов в правой части термореактора (в зоне более низких температур) улучшает условия обслуживания и эксплуатации агрегата (фиг. 1).The installation of individual drives of the spiral conveying organs in the right part of the thermoreactor (in the zone of lower temperatures) improves the conditions for servicing and operating the unit (Fig. 1).

Выгрузочная часть верхнего 1 и загрузочная часть нижнего 2 цилиндрических корпусов соединена герметизирующей шахтой 58, в верхней части которой на наружной поверхности последних витков спиралевидного транспортирующего органа верхнего цилиндрического корпуса 1 закреплена классифицирующая сетка 59 отбора крупных включений термообработанного ранее материала (фиг. 7). Для обеспечения качественного процесса классификации материала сетчатая поверхность должна быть закреплена не менее чем на двух витках спиралевидного транспортирующего органа, а для обеспечения необходимого времени классификации высота сегментов спиралей не должна превышать значений ^=(0,1-0,2)^.The unloading part of the upper 1 and the loading part of the lower 2 cylindrical bodies are connected by a sealing shaft 58, in the upper part of which, on the outer surface of the last turns of the spiral conveying body of the upper cylindrical body 1, a classifying grid 59 is fixed for selecting large inclusions of previously heat-treated material (Fig. 7). To ensure a high-quality material classification process, the mesh surface must be fixed on at least two turns of the spiral transporting body, and to ensure the necessary classification time, the height of the spiral segments must not exceed the values \u003d (0.1-0.2) \u003d.

Термообрабатываемый материал, перемещаемый спиралевидным транспортирующим органом 3 (верхняя часть), направляется при его выгрузке из цилиндрического корпуса 1 во внутреннюю часть винтового сетчатого классификатора 60. При этом мелкозернистый термообрабатываемый материал просеивается через сетчатую поверхность для дальнейшей термической обработки в зоне термической стабилизации термореактора (цилиндрический корпус 2), а крупные включения выгружаются в сопряженную с герметизирующей шахтой 58 вертикальную колонну 61. В последней размещены герметизирующие пересыпные полки 62 (в левой части по высоте - неподвижные, направляющие, а в правой - подвижные сThe heat-treated material, moved by a spiral conveying body 3 (upper part), is directed when it is unloaded from the cylindrical body 1 into the inner part of the screw mesh classifier 60. In this case, the fine-grained heat-treated material is sieved through the mesh surface for further heat treatment in the thermal stabilization zone of the thermoreactor (cylindrical body 2), and large inclusions are unloaded into a vertical column 61 coupled with a sealing shaft 58.

- 6 043232 контргрузами, герметизирующие).- 6 043232 counterweights, sealing).

Для исключения зависания отклассифицированных кусковых материалов пересыпные полки должны быть распределены под углом β=45+60° к вертикали, а для обеспечения герметизации выгрузочной колонны (постадийного заполнения ее отсеков включениями) необходимо соблюдать условие: высота установки верхней подвижной полки от горизонтальной оси индивидуального привода 5 составляет не более 1/3 рабочей высоты колонны Н_раб._к., нижней подвижной полки - не менее 2/3 Н_раб._к. (фиг. 8, 9).To prevent hanging of classified lumpy materials, the transfer shelves should be distributed at an angle β=45+60° to the vertical, and to ensure the sealing of the unloading column (stage-by-stage filling of its compartments with inclusions), the following condition must be observed: the installation height of the upper movable shelf from the horizontal axis of the individual drive 5 is not more than 1/3 of the working height of the column H _slave . _to ., lower movable shelf - at least 2/3 N _slave . _to . (Fig. 8, 9).

Стабилизация процесса термодеструкции органических ТКО, их охлаждение и выгрузка готовой продукции - технического углерода - осуществляется через нижний цилиндрический корпус 2, оснащенный также консольно установленным спиралевидным транспортирующим органом 4 (фиг. 1, 10). Выгрузка продукции осуществляется через герметизирующий питатель-затвор 63 с питающими дугообразными лопастями 64 (фиг. 10), закрепленными на эксцентрично установленном относительно центральной оси корпуса питателя валу. Уплотняющие элементы выгрузочного устройства включают качающийся затвор 65, упругую направляющую 66, подпружиненную и запирающую 67 пластины. Наличие под упругой направляющей пластиной 66 тел качения 68, соприкасающихся с дугообразными лопастями 64, существенно снижает износ трущихся пар. Использование съемных волокнистых хвостовиков (из упругих материалов) дугообразных лопастей 64 обеспечивает дополнительную герметичность и эксплуатационную надежность выгрузочного устройства. Качающийся затвор 65, подвижные уплотняющие элементы 66 и 67 также предохраняют герметизирующий-питатель-затвор от поломки в случае наличия в выгружаемом продукте спекшихся конгломератов или инородных включений.Stabilization of the process of thermal destruction of organic MSW, their cooling and unloading of the finished product - carbon black - is carried out through the lower cylindrical body 2, which is also equipped with a cantilevered spiral transport body 4 (Fig. 1, 10). Products are unloaded through a sealed feeder-gate 63 with feed arcuate blades 64 (Fig. 10) fixed on an eccentrically mounted shaft relative to the central axis of the feeder body. The sealing elements of the unloading device include a swing gate 65, an elastic guide 66, spring-loaded and locking 67 plates. The presence under the elastic guide plate 66 of the rolling elements 68, in contact with the arcuate blades 64, significantly reduces the wear of the rubbing pairs. The use of removable fibrous shanks (made of elastic materials) of the arcuate blades 64 provides additional tightness and operational reliability of the unloading device. The swing gate 65, the movable sealing elements 66 and 67 also protect the sealing-feeder-gate from breakage in the event of the presence of sintered conglomerates or foreign inclusions in the unloaded product.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой установки подтверждается совокупностью технических решений: герметизирующих загрузочного и разгрузочного устройств, трубчатого реактора с последовательно установленными и консольно закрепленными спиралевидными транспортирующими органами, расположенными между ними классифицирующим устройством для удаления крупных включений, а также указанными дополнительными признаками к ним, что позволяет обеспечивать низкотемпературный термолиз органических ТКО с нестабильным морфологическим и вещественным составом компонентов, получение высококалорийной качественной продукции: технического углерода, жидкого углеводородного топлива и синтетического газа.The technical and economic efficiency of the proposed installation is confirmed by a set of technical solutions: sealing loading and unloading devices, a tubular reactor with sequentially installed and cantilevered spiral transporting bodies, located between them with a classifying device for removing large inclusions, as well as the indicated additional features to them, which makes it possible to provide low-temperature thermolysis of organic MSW with an unstable morphological and material composition of components, obtaining high-calorie quality products: carbon black, liquid hydrocarbon fuel and synthetic gas.

Claims

1. An installation for low-temperature thermolysis processing of organic solid municipal and industrial waste, containing a tubular reactor with a helical transporting body of continuous action and sealing loading and unloading devices with separate drives, devices for cleaning, cooling and condensing the vapor-gas mixture, characterized in that the inclined or vertical loading feeder-shutter-deagglomerator, placed at an angle to the horizontal α=45-90°, is made in the form of technological blocks installed in series along the direction of material movement, including conveying screws fixed on one drive shaft, and in the loading zone with a constant diameter D1 and decreasing in unloading side step, S ₂ <S1, located in a conical body with a taper K ₁ =(D _k1 -d _k1 )/L _k1 =0.15+0.3, where W, d _k1 - respectively, the largest and smallest diameter of the conical body length L _k1 ;

screw conical compactor with a two-way helical blade fixed at the end;

a cylindrical channel for stabilizing the density of the material with a diameter D _c =d _k1 with sealing plates and elastic seals surrounding the inner body, placed in a sealed shell with a plasticizing liquid component inside;

helical conical mover of a compacted mass of material, located in a conical housing with a diameter expanding towards the unloading of material and the same values of taper K _kq =K ₂ =0.1+0.2, where K _kq =(D _kq -d _kq )/L _kq , K ₂ \u003d (D _k2 -d _k2 ) / L _k2 , K _kq , K ₂ - respectively, the taper of the screw conical mover and the conical body of the mover, L _kq \u003d L _k2 - respectively, the length of the conical mover and the body bordering it;

located in the direction of unloading with an offset angle around the circumference φ=90°, as well as fixed on the above drive shaft in an arcuate cylindrical unloading socket associated with a tubular reactor, arcuate two-turn unloading blades consisting of bars;

at the same time, the tubular reactor is made up of upper and lower parallel cylindrical bodies installed in a vertical plane with cantilevered spiral conveying bodies inside each of them with individual drives located in the unloading part of the upper and loading parts of the lower cylindrical bodies connected by a sealing shaft, in the upper part of which on the outer surface of the spiral conveying body of the upper cylindrical body, a classifying grid for selecting large inclusions of heat-treated products is fixed in the form of a mesh cylinder, coupled along the horizontal axis with a vertically installed column, inside which sealing movable transfer shelves are located, and a feeder is located in the unloading part of the lower cylindrical body. 043232 shutter with arcuate blades fixed on an eccentrically mounted shaft in contact with sealing plates.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the height of the segments of the spiral conveying body of the upper cylindrical body of the tubular reactor from the middle of its length in the zone of thermal destruction is b _with . _destr =(0.3^0.5)th _s . _ref _, and segments of the spiral of the lower cylindrical body of the tubular reactor along its length in the zone of stabilization of thermal destruction and cooling th _stab . _cool =(0.2^0.3)th _s . _ref ., where _s . _ref . - maximum segment height in the material loading area.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the spiral conveying body of the upper cylindrical body of the tubular reactor has a decreasing pitch from the middle of its length, 8 _c2 = (0.5-0.8)8 _c1 , where 8 _c1 is the pitch of the spiral body, and the ratio of the diameters of the upper cylindrical body D _ck1 and the lower cylindrical body D _ck2 is Dck1=(0.45^0.7)Dck2.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the fragment of the spiral conveying body from the side of the unloading part, enclosed in a mesh cylinder, has at least two turns of the helical surface, and the height of the segments of the spirals _s . _cl . is N _s . _cl \u003d (0.1 ^ 0.2) _s . _ref _, where _s . _ref . - the maximum height of the segments in the loading area.

5. Installation according to claim 1, characterized in that in the vertical column the movable bulk shelves are located at an angle β=45-60° to the vertical, the installation height of the upper movable shelf from the horizontal axis of the individual drive is no more than 1/3 of the working height of the column H _slave . _w ., and the lower movable shelf - at least 2/3 N _slave . _sh .

6. The installation according to claim 1, characterized in that the unloading feeder-gate of the lower cylindrical body of the tubular reactor contains sealing sealing elements arranged in series along the direction of movement of the unloaded product, while in the zone of unloading from the tubular reactor - in the form of a swinging gate, and inside the of the feeder-gate in contact with its arcuate rotating blades fixed on a shaft eccentrically mounted relative to the central axis of the feeder housing, an elastic guide and spring-loaded locking plates.

7. Installation according to claim 1, characterized in that during the processing of viscous-plastic waste, the screw compactor is placed lower by 1/3 of the length of the conical body L _k1 from its discharge opening and is made in the form of 4 truncated cones conjugated along the perimeter of the outlet, directed with smaller diameters towards the unloading, and in the loading and unloading zone, respectively, the injection blades are rigidly fixed on the drive shaft with the angle of inclination of their working surfaces to the moving material flow γ=20-40° and cutting plates located around the circumference with an angle of inclination to the end surface of the truncated cones ^=10-20°.