RU128286U1

RU128286U1 - INSTALLATION FOR THERMAL DESTRUCTION OF SOLID WASTE CONTAINING THE ORGANIC

Info

Publication number: RU128286U1
Application number: RU2012145353/03U
Authority: RU
Inventors: Григорий Исакович Двоскин; Геннадий Артемович Аветов; Александр Георгиевич Аствацатуров
Original assignee: Ооо "Вп-Сервис"
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2013-05-20

Abstract

1. Установка для термического уничтожения твердых отходов, содержащих органику, содержит смонтированные в одном габаритном объеме на общей раме обогревательную камеру с расположенной в ней камерой термического разложения, снабженной системами загрузки и выгрузки, перемешивающим устройством и патрубком вывода парогазовой смеси; газораспределительное устройство; вертикальную циклонную топку, снабженную горелкой; камеру дожига; каталитический дожигатель; теплообменник; систему газоочистки; дымосос и дымовую трубу, отличающаяся тем, что вертикальная циклонная топка снабжена патрубками вывода и ввода дымовых газов с запорными устройствами, размещенными соответственно в нижнем выходном канале вертикальной циклонной топки и в верхней части вторичной камеры топки и соединенными с обогревательной камерой, а обогревательная камера снабжена системой принудительной подачи воздуха.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что патрубок ввода дымовых газов введен во вторичную камеру вертикальной циклонной топки тангенциально к образующей ее внутреннего объема.1. The installation for the thermal destruction of solid waste containing organic matter contains a heating chamber mounted in one overall volume on a common frame with a thermal decomposition chamber provided with loading and unloading systems, a mixing device and a steam-gas mixture outlet pipe; gas distribution device; a vertical cyclone furnace equipped with a burner; afterburner; catalytic afterburner; heat exchanger; gas cleaning system; a smoke exhauster and a chimney, characterized in that the vertical cyclone furnace is equipped with flue gas inlet and outlet pipes with shut-off devices located respectively in the lower output channel of the vertical cyclone furnace and in the upper part of the secondary furnace chamber and connected to the heating chamber, and the heating chamber is equipped with a system forced air supply. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the flue gas inlet pipe is introduced into the secondary chamber of the vertical cyclone furnace tangentially to its internal volume forming.

Description

Полезная модель относится к области экологически безопасного термического уничтожения твердых отходов содержащих органику и может быть использована в коммунальном хозяйстве и промышленности.The utility model relates to the field of environmentally sound thermal destruction of solid waste containing organic matter and can be used in utilities and industry.

Известно устройство для утилизации твердых отходов, содержащее вертикальную камеру газификации, средства для подачи отходов и выгрузки зольного остатка, расположенную внутри камеры газификации вертикальную трубу для вывода газообразных продуктов, средство для подачи в камеру газификации газифицирующего агента и расположенную снаружи камеры газификации обогревательную камеру со средствами для подачи топлива, воздуха и вывода продуктов сжигания / Патент США №4224286, кл. С01В 31/08, 1980./.A device for the disposal of solid waste containing a vertical gasification chamber, means for feeding waste and unloading ash residue, a vertical pipe for withdrawing gaseous products located inside the gasification chamber, means for supplying a gasification agent to the gasification chamber and a heating chamber located outside the gasification chamber with means for supply of fuel, air and output of combustion products / US Patent No. 4224286, cl. СВВ 31/08, 1980./.

Недостатком данного устройства является то, что в нем не обеспечивается эффективное перемешивание отходов и равномерный теплообмен по всей высоте столба материала, а также не могут перерабатываться несортированные отходы, так как не предусмотрена возможность выгрузки крупных включений (камни, стекло, банки и т.п.), остающихся в зольном остатке после полной газификации отходов.The disadvantage of this device is that it does not provide efficient mixing of the waste and uniform heat transfer along the entire height of the material column, and unsorted waste cannot be processed, since it is not possible to unload large inclusions (stones, glass, banks, etc. ) remaining in the ash residue after complete gasification of the waste.

Наиболее близкой, к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования, принципу работы и достигаемому результату является установка для утилизации твердых отходов, содержащая термореактор, газораспределительное устройство, каталитической дожигатель, теплообменник, систему газоочистки, дымосос и дымовую трубу. Термореактор содержит вертикальную циклонную топку, камеру дожига, камеру термического разложения, снабженную средствами для загрузки отходов, выгрузки коксозольного остатка и перемешивающим устройством и обогревательную камеру с колосниковой решеткой и системой вывода зольного остатка. [Патент РФ N 42280 "Устройство для утилизации твердых отходов"].Closest to the claimed utility model for the design of the main equipment, the principle of operation and the achieved result is a solid waste disposal plant containing a thermoreactor, a gas distribution device, a catalytic afterburner, a heat exchanger, a gas treatment system, a smoke exhauster and a chimney. The thermoreactor contains a vertical cyclone furnace, an afterburner, a thermal decomposition chamber equipped with means for loading waste, unloading a coke ash residue and a mixing device, and a heating chamber with a grate and an ash residue removal system. [RF patent N 42280 "Device for the disposal of solid waste"].

Недостатком данной установки является то, что дожигание углерода коксозольного остатка на колосниковой решетке под камерой термического разложения происходит в неуправляемом режиме. Это объясняется тем, что количество поступающего под колосниковую решетку воздуха определяется перепадом давления (разрежением), создаваемым дымососом, расположенным в конце технологической цепочки. Но, поскольку процесс уничтожения отходов ведется циклично, уровень разрежения в системе, постоянно колеблется и не всегда достаточен для обеспечения поступления необходимого количества воздуха. В результате горения углерода при недостатке воздуха происходит его неполное сгорание, следствием чего является повышенное образование сажи. Кроме того, продукты горения эвакуируются из обогревательной камеры без дополнительного огневого обезвреживания, исключающего попадание вредных веществ в окружающую среду.The disadvantage of this installation is that the carbon afterburning of the coke residue on the grate under the thermal decomposition chamber occurs in an uncontrolled mode. This is because the amount of air entering under the grate is determined by the pressure drop (vacuum) created by the smoke exhauster located at the end of the process chain. But, since the process of waste disposal is carried out cyclically, the vacuum level in the system is constantly fluctuating and not always sufficient to ensure the receipt of the required amount of air. As a result of burning carbon with a lack of air, its incomplete combustion occurs, resulting in increased soot formation. In addition, the combustion products are evacuated from the heating chamber without additional fire neutralization, eliminating the ingress of harmful substances into the environment.

Техническим результатом на достижение которого направлена данная полезная модель является обеспечение полного сжигания органической составляющей коксозольного остатка и обеспечение экологической безопасности выбросов за счет регулирования количества подаваемого в обогревательную камеру воздуха и за счет дополнительного огневого обезвреживания газообразных продуктов горения.The technical result to which this utility model is directed is to ensure complete combustion of the organic component of the coke ash residue and ensure environmental safety of emissions by controlling the amount of air supplied to the heating chamber and by additional fire treatment of gaseous products of combustion.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для термического уничтожения твердых отходов содержащих органику, содержащей смонтированные в одном габаритном объеме на общей раме: обогревательную камеру с расположенной в ней камерой термического разложения снабженной системами загрузки и выгрузки, перемешивающим устройством и патрубком вывода парогазовой смеси; вертикальную циклонную топку, снабженную горелкой; камеру дожига; газораспределительное устройство; каталитической дожигатель; теплообменник; систему газоочистки; дымосос и дымовую трубу, вертикальная циклонная топка снабжена патрубками вывода и ввода дымовых газов с запорными устройствами, размещенными, соответственно, в нижнем выходном канале топки и в верхней части вторичной камеры топки и соединенными с обогревательной камерой, а обогревательная камера снабжена системой принудительной подачи воздуха. Патрубок ввода дымовых газов введен во вторичную камеру циклонной топки тангенциально к образующей ее внутреннего объема.The specified technical result is achieved due to the fact that in the installation for the thermal destruction of solid waste containing organics, which are mounted in the same overall volume on a common frame: a heating chamber with a thermal decomposition chamber equipped with loading and unloading systems, a mixing device and a steam-gas outlet pipe mixtures; a vertical cyclone furnace equipped with a burner; afterburner; gas distribution device; catalytic afterburner; heat exchanger; gas cleaning system; a smoke exhauster and a chimney, a vertical cyclone furnace is equipped with flue gas outlet and inlet pipes with shutoff devices located respectively in the lower outlet channel of the furnace and in the upper part of the secondary furnace chamber and connected to the heating chamber, and the heating chamber is equipped with a forced air supply system. The flue gas inlet pipe is introduced into the secondary chamber of the cyclone furnace tangentially to its internal volume forming.

Снабжение обогревательной камеры системой принудительной подачи воздуха позволяет подавать и регулировать расход воздуха в зависимости от количества и качества партии сжигаемого коксозольного остатка (КЗО), создавая тем самым оптимальные условия для полноценного сгорания органической составляющей КЗО, что способствует процессу догорания вредных компонентов и обеспечивает экологически чистый состав продуктов сгорания.The supply of the heating chamber with a forced air supply system allows you to supply and control the air flow depending on the quantity and quality of the batch of coke-ash residue burned (KZO), thereby creating optimal conditions for the full combustion of the organic component of KZO, which contributes to the process of burning out harmful components and provides an environmentally friendly composition combustion products.

Снабжение вертикальной циклонной топки патрубками вывода и ввода дымовых газов с запорными устройствами, размещенными, соответственно, в нижнем выходном канале топки и в верхней части вторичной камеры топки и соединенными с обогревательной камерой, позволяет управлять движением потоков дымовых газов и тем самым регулировать технологический процесс. В период разогрева установки поток горячих дымовых газов из циклонной топки направляется под камеру термического разложения, а в период сжигания КЗО поток продуктов сгорания направляется в циклонную топку, что обеспечивает их дополнительное огневое обезвреживание и сжигание сажи.The supply of a vertical cyclone furnace with flue gas inlet and outlet pipes with shut-off devices located, respectively, in the lower outlet channel of the furnace and in the upper part of the secondary furnace chamber and connected to the heating chamber, makes it possible to control the movement of flue gas streams and thereby control the technological process. During the period of the unit’s heating, the flow of hot flue gases from the cyclone furnace is directed under the thermal decomposition chamber, and during the short-cycle combustion, the stream of combustion products is directed to the cyclone furnace, which ensures their additional fire neutralization and soot burning.

Ввод патрубка ввода дымовых газов во вторичную камеру циклонной топки тангенциально к образующей ее внутреннего объема обеспечивает интенсивность «крутки» потока в поперечном сечении топки, что способствует увеличению времени пребывания продуктов в области высоких температур и уменьшает физический недожог, в частности, частиц сажи.The input of the flue gas inlet pipe into the secondary chamber of the cyclone furnace tangentially to the generatrix of its internal volume ensures the intensity of the "twist" of the flow in the furnace cross section, which increases the residence time of products in the high-temperature region and reduces the physical burn-in, in particular, soot particles.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена компоновка установки для переработки твердых отходов в плане и ее продольный разрез, а на фиг.2 - схема управления движением потоков дымовых газов.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the layout of a solid waste processing plant in plan and its longitudinal section, and Fig. 2 is a diagram of the control of the movement of flue gas streams.

Установка для термического уничтожения твердых отходов, содержащих органику, содержит смонтированные в одном габаритном объеме на общей раме-1 обогревательную камеру-2, камеру термического разложения-3, вертикальную циклонную топку-4, камеру дожига-5, газораспределитель-6, каталитической дожигатель-7, теплообменник-8, систему газоочистки-9, дымосос-10 и дымовую трубу-11. Обогревательная камера-2 снабжена системой принудительной подачи воздуха-12 и системой удаления золы-13. Камера термического разложения-3 снабжена системами загрузки отходов-14 и выгрузки-15, перемешивающим устройством-16, обогревательным кожухом-17 и патрубком вывода парогазовой смеси-18. Первичная камера вертикальной циклонной топки-4 снабжена горелкой-19, вторичная камера топки-4 снабжена патрубком ввода дымовых газов-20 с запорным устройством-21, а нижний выходной канал топки снабжен патрубком вывода дымовых газов-22 с запорным устройством-23. Камера дожига-5 снабжена воздухоподводом-24 и патрубком выхода-25 соединенным с входом в газораспределитель-6. Вход в газораспределитель-6 соединен также с выходным каналом-26 из обогревательного кожуха-17 камеры термического разложения-3. Обогревательная камера-2 снабжена горелкой разогрева-27 и колосниковой решеткой-28. Установка работает следующим образом:The plant for the thermal destruction of solid waste containing organic matter contains heating chamber-2 mounted in one overall volume on a common frame-1, thermal decomposition chamber-3, vertical cyclone heating chamber-4, afterburner-5 chamber, gas distributor-6, and catalytic afterburner- 7, heat exchanger-8, gas purification system-9, smoke exhauster-10 and chimney-11. The heating chamber-2 is equipped with a forced air supply system-12 and an ash removal system-13. The thermal decomposition chamber-3 is equipped with waste-14 and unloading-15 loading systems, a mixing device-16, a heating casing-17, and a steam-gas mixture-18 outlet pipe. The primary chamber of the vertical cyclone furnace-4 is equipped with a burner-19, the secondary chamber of the furnace-4 is equipped with a flue gas inlet pipe-20 with a shut-off device-21, and the lower combustion chamber outlet channel is equipped with a flue gas outlet pipe-22 with a shut-off device-23. The afterburning chamber-5 is equipped with an air inlet-24 and an outlet pipe-25 connected to the entrance to the gas distributor-6. The entrance to the gas distributor-6 is also connected to the output channel-26 from the heating casing-17 of the thermal decomposition chamber-3. Heating chamber-2 is equipped with a heating burner-27 and grate-28. Installation works as follows:

Закрывают патрубок-20 запорным устройством-21. Включают горелки-19 и 27. После разогрева установки до заданной температуры в камеру термического разложения-3 через средство загрузки-14 загружают твердые органосодержащие отходы. Процесс пиролиза активируется за счет перемешивания отходов перемешивающим устройством-16. По мере прогрева, из отходов начинают выделяться газообразные продукты термического разложения (парогазовая смесь), которые через газоход-18 тангенциально подаются в верхнюю первичную камеру циклонной топки-4.Close the pipe-20 shut-off device-21. Turn on the burners-19 and 27. After heating the unit to a predetermined temperature, solid organo-containing waste is loaded into the thermal decomposition chamber-3 through the load means-14. The pyrolysis process is activated by mixing the waste with a mixing device-16. As it warms up, gaseous thermal decomposition products (vapor-gas mixture) begin to be released from the waste, which are tangentially fed through the gas duct-18 to the upper primary chamber of the cyclone furnace-4.

Газообразные продукты горения поступают в канал в нижней части топки=4. В зависимости от заданного режима и положения заслонок газораспределителя-6 дымовые газы, либо поступают на обогрев камеры термического разложения-3 и выводятся в газораспределитель через газоход-26, либо поступают в нижнюю часть камеры дожига-5, смешиваются с воздухом, поступающим через канал-24, охлаждаются и последовательно поступают в газораспределитель-6, каталитический дожигатель-7., теплообменник-8, систему газоочистки-9 и дымососом-10 через дымовую трубу-11 выбрасываются в атмосферу. В каталитическом дожигателе-7 в режиме полного окисления осуществляется дожигание окиси углерода и остаточных концентраций органических компонентов, что предотвращает прохождение вторичных реакций. В системе комплексной газоочистки-9 осуществляется сухая (циклон) и «мокрая» (скруббер) очистка дымовых газов.Gaseous combustion products enter the channel in the lower part of the furnace = 4. Depending on the set mode and position of the gas distributor-6 dampers, flue gases either enter the heating chamber of thermal decomposition-3 and are discharged into the gas distributor through gas duct-26, or enter the lower part of the afterburner-5 chamber, are mixed with air coming in through the channel- 24, are cooled and sequentially fed into gas distributor-6, catalytic afterburner-7., Heat exchanger-8, gas purification system-9 and exhaust fan-10 through the chimney-11 are released into the atmosphere. In the catalytic afterburner-7 in the mode of complete oxidation, the afterburning of carbon monoxide and residual concentrations of organic components is carried out, which prevents the passage of secondary reactions. In the system of integrated gas purification-9, dry (cyclone) and wet (scrubber) flue gas cleaning are carried out.

После окончания процесса пиролиза остающийся в камере термического разложения-3 косозольный остаток через средство- 15 периодически выгружается для дожига на колосниковую решетку-28 обогревательной камеры-3 под которую системой принудительной подачи воздуха-12 подается и регулируется необходимое количество воздуха. Образующиеся при сжигании коксозольного остатка дымовые газы через пратрубок-20 поступают во вторичную камеру топки-4, где вследствие высокой турбулентности, больших относительных скоростей и времени пребывания, происходит практически полное сгорание содержащихся в дымовых газах частиц сажи и огневое обезвреживание возможных остатков вредных примесей, что обеспечивает чистоту дымовых газов, поступающих затем в газораспределитель-6 и далее в каталитический дожигатель-7. Остающаяся после дожига зола выводится из термореактора через систему-13.After the end of the pyrolysis process, the skid residue remaining in the thermal decomposition chamber-3 through the means-15 is periodically discharged for burning to the grate-28 of the heating chamber-3 under which the required amount of air is supplied and regulated by the forced air supply system-12. The flue gases generated during the combustion of the coke ash residue through the prat tube-20 enter the secondary chamber of the furnace-4, where, due to high turbulence, high relative velocities and residence time, the soot particles contained in the flue gases are almost completely burned and the possible impurities are rendered harmless ensures the purity of the flue gases, which then enter the gas distributor-6 and then to the catalytic afterburner-7. The ash remaining after the afterburning is removed from the thermoset through system-13.

Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает полное сжигание органической составляющей коксозольного остатка и экологическую безопасность выбросов за счет регулирования количества подаваемого в обогревательную камеру воздуха и за счет дополнительного огневого обезвреживания газообразных продуктов горения.Thus, the combination of these essential features ensures complete combustion of the organic component of the coke-ash residue and environmental safety of emissions by regulating the amount of air supplied to the heating chamber and due to the additional fire treatment of gaseous products of combustion.

Claims

1. The installation for the thermal destruction of solid waste containing organic matter contains a heating chamber mounted in one overall volume on a common frame with a thermal decomposition chamber provided with loading and unloading systems, a mixing device and a steam-gas mixture outlet pipe; gas distribution device; a vertical cyclone furnace equipped with a burner; afterburner; catalytic afterburner; heat exchanger; gas cleaning system; a smoke exhauster and a chimney, characterized in that the vertical cyclone furnace is equipped with flue gas inlet and outlet nozzles with shut-off devices located respectively in the lower output channel of the vertical cyclone furnace and in the upper part of the secondary furnace chamber and connected to the heating chamber, and the heating chamber is equipped with a system forced air supply.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the flue gas inlet pipe is introduced into the secondary chamber of the vertical cyclone furnace tangentially to its internal volume.