RU2166697C1

RU2166697C1 - Plant for receiving moisture from air

Info

Publication number: RU2166697C1
Application number: RU2000125373A
Authority: RU
Inventors: С.В. Батыгин; М.Н. Бернадинер; Л.А. Волохонский; А.Г. Девитайкин; А.В. Лебедев; А.Н. Попов; И.Е. Теслина
Original assignee: Открытое акционерное общество "ВНИИЭТО"
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: plant has refrigerator, compressor, capacitor, throttle device and evaporator, air pipe passing through evaporator and containing hydraulic control, flap, for example, double-flow heat exchanger and moisture separator-and-collector. All these members are consecutively built into refrigerator and create closed circuit. One of two outlets of hydraulic control is connected to inlet of forward flow in heat exchanger and other outlet is between heat exchanger and evaporator. Moisture separator-and-control is mounted after evaporator and it s outlet is connected to heater inlet down reversed flow. Refrigerator works at any temperature of environment. Moisture can be received from air at any place where is no any sources of fresh water, for example, in deserts and seas. EFFECT: higher moisture capacity, reduced specific power expenditure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых отходов с получением в качестве конечных продуктов экологически чистых дымовых газов, шлака и металла и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и промышленности. The invention relates to the field of processing solid waste with the production of environmentally friendly flue gases, slag and metal as final products and can be used in utilities and industry.

Эффективность работы установок огневого обезвреживания отходов во многом зависит от принятой энерготехнологической схемы и типа применяемых реакторов. The efficiency of the installations for fire waste neutralization largely depends on the adopted energy technology scheme and the type of reactors used.

Известен способ термической переработки отходов, в котором используется установка, содержащая блок предварительной сушки отходов, вертикальную пиролизную камеру, соединенную с расположенной под ней электропечью с электродами и отверстиями для раздельного выпуска металла и шлака, соединенные последовательно ловушку, газовую магистраль и систему пылегазоочистки. (Патент РФ N 2104445, МПК F 23 G, 5/027 от 20.05.93 г.). A known method of thermal processing of waste, which uses a plant containing a unit for preliminary drying of waste, a vertical pyrolysis chamber connected to an electric furnace located below it with electrodes and holes for the separate release of metal and slag, is connected in series to a trap, a gas line and a dust and gas cleaning system. (RF patent N 2104445, IPC F 23 G, 5/027 dated 05/20/93).

Недостатками известного устройства являются отсутствие возможности регулирования тепловых процессов, происходящих в блоке подогрева отходов и в пиролизной камере, возможность возгорания отходов в блоке подогрева, невозможность отделения несгоревшего полностью углеродного остатка от выпускаемого из печи шлака, большие эксплуатационные затраты. The disadvantages of the known device are the inability to control the thermal processes occurring in the waste heating unit and in the pyrolysis chamber, the possibility of ignition of waste in the heating unit, the inability to separate unburned completely carbon residue from the slag discharged from the furnace, and high operational costs.

Известна установка для термической переработки отходов, включающая блок предварительной сушки, термический реактор, выполненный в виде пиролизной камеры с примыкающей к ней плавильной электропечью с электродами и отверстиями для раздельного выпуска металла и шлака, последовательно соединенные между собой камеры дожигания, нейтрализации, восстановления окислов азота, рекуператор, скруббер и систему пылегазоочистки. (Патент РФ N 2135895 МПК F 23 G 5/00 от 30.09.98 г.). A known installation for the thermal processing of waste, including a pre-drying unit, a thermal reactor, made in the form of a pyrolysis chamber with an adjacent melting furnace with electrodes and holes for the separate release of metal and slag, sequentially interconnected chambers of afterburning, neutralization, reduction of nitrogen oxides, recuperator, scrubber and dust removal system. (RF Patent N 2135895 IPC F 23 G 5/00 of 09/30/98).

Недостатками данной установки являются следующие факторы. В блоке предварительной сушки отходы подвергаются тепловому воздействию высокотемпературных газов, поступающих сюда противотоком из пиролизной камеры. Происходит не только нагрев отходов, но и их частичное сгорание, вследствие чего большая часть тепла выносится из блока сушки с отходящими газами в камеру дожигания и не используется в процессе термической обработки отходов. Это значительно снижает тепловой коэффициент полезного действия установки. Кроме того, после разложения отходов в пиролизной камере на углеродистый остаток и газовую составляющую углеродистая составляющая попадает в плавильную электропечь на шлаковый расплав. Часть углерода окисляется, часть идет на восстановление окислов, но большая часть углерода остается неиспользованной и плавает на поверхности шлака. За счет сильной адсорбционной способности углерод поглощает значительное количество вредных и токсичных веществ. Выпускаемый из печи шлак, содержащий такой токсичный углерод, не может быть направлен для дальнейшего промышленного использования и должен быть либо подвергнут очистке, либо передан на депонирование. The disadvantages of this installation are the following factors. In the pre-drying unit, the waste is exposed to the heat of the high-temperature gases entering here countercurrent from the pyrolysis chamber. Not only heating of the waste occurs, but also its partial combustion, as a result of which most of the heat is transferred from the drying unit with the exhaust gases to the afterburner and is not used in the process of heat treatment of waste. This significantly reduces the thermal efficiency of the installation. In addition, after the decomposition of the waste in the pyrolysis chamber into a carbon residue and a gas component, the carbon component enters the smelting furnace for slag melt. Part of the carbon is oxidized, part is spent on the reduction of oxides, but most of the carbon remains unused and floats on the surface of the slag. Due to its strong adsorption capacity, carbon absorbs a significant amount of harmful and toxic substances. The slag discharged from the furnace containing such toxic carbon cannot be sent for further industrial use and must either be cleaned or deposited.

Изобретением решается задача повышения степени очистки выпускаемого из электропечи шлака от вредных и токсичных составляющих и увеличение теплового коэффициента полезного действия процесса переработки отходов. The invention solves the problem of increasing the degree of purification of slag discharged from the electric furnace from harmful and toxic components and increasing the thermal efficiency of the waste processing process.

Сформулированная задача решается за счет того, что установка для термической переработки твердых отходов, включающая блок предварительной сушки, термический реактор, выполненный в виде пиролизной камеры с примыкающей к ней плавильной электропечью с электродами и отверстиями для раздельного выпуска металла и шлака, последовательно соединенные между собой камеры дожигания, нейтрализации и восстановления окислов азота, рекуператор, скруббер и систему пылегазоочистки, снабжена генератором парогазовой смеси, а рабочее пространство электропечи разделено вертикальной примыкающей к стенке и своду печи перегородкой на две имеющие общую подину и сообщающиеся сифоном камеры, одна из которых, окислительная, примыкает к пиролизной камере и снабжена соплами острого дутья, а другая, восстановительная, оборудована электродами и отверстиями для выпуска металла и шлака, при этом окислительная камера через установленную над ней с образованием единого газового пространства камеру дожигания, камеру нейтрализации, камеру восстановления окислов азота и рекуператор соединена со входом генератора парогазовой смеси, выход которого соединен со входом блока предварительной сушки отходов. The formulated problem is solved due to the fact that the installation for thermal processing of solid waste, including a preliminary drying unit, a thermal reactor made in the form of a pyrolysis chamber with an adjacent melting furnace with electrodes and holes for the separate release of metal and slag, chambers connected in series afterburning, neutralization and reduction of nitrogen oxides, a recuperator, a scrubber and a dust and gas cleaning system, is equipped with a steam-gas mixture generator, and the working space is electric The grocery store is divided by a vertical wall adjacent to the wall and the roof of the furnace into two chambers having a common hearth and communicating with a siphon, one of which, oxidizing, adjoins the pyrolysis chamber and is equipped with sharp blast nozzles, and the other, reducing, is equipped with electrodes and holes for the release of metal and slag wherein the oxidation chamber through the afterburner, the neutralization chamber, the nitrogen oxide reduction chamber and the recuperator is connected to the inlet through the overhead chamber installed above it with the formation of a single gas space m gas mixture generator whose output is connected to the input of the pre-drying of waste block.

Кроме того, пиролизная камера может быть выполнена в виде барабанной печи. Кроме того, пиролизная камера может быть выполнена в виде слоевой печи с керамической колосниковой решеткой. Кроме того, подина электропечи может быть выполнена наклонной в сторону отверстия для выпуска металла. Кроме того, камера дожигания может быть установлена вертикально над окислительной камерой электропечи. Кроме того, камера дожигания может быть выполнена цилиндрической. Кроме того, камера дожигания может быть установлена соосно с окислительной камерой электропечи. Кроме того, камера дожигания может быть снабжена соплами острого дутья, расположенными в ее стенках. Кроме того, сопла острого дутья могут быть расположены в камере дожигания тангенциально по отношению к ее стенкам. Кроме того, сопла острого дутья могут быть расположены в камере дожигания радиально. Кроме того, сопла острого дутья могут быть расположены в камере дожигания в горизонтальной плоскости. Кроме того, сопла острого дутья могут быть расположены в камере дожигания под углом к горизонту. Кроме того, камера дожигания может быть снабжена горелками для сжигания газообразного, пылевидного твердого или жидкого топлива или горючих отходов, расположенными над окислительной камерой электропечи ниже уровня сопел острого дутья. Кроме того, окислительная камера электропечи может быть снабжена фурмами для продувки расплава газом или пылегазовой смесью. Кроме того, стенки печи, в которых установлены фурмы для продувки расплава, могут быть выполнены охлаждаемыми. Кроме того, восстановительная камера электропечи может быть снабжена фурмой для ввода в расплав пылегазовой смеси, например, из системы газоочистки. Кроме того, нижний торец перегородки, разделяющей рабочее пространство электропечи на две камеры, может быть расположен ниже уровня отверстия для выпуска шлака, но выше уровня отверстия для выпуска металла. Кроме того, нижний торец перегородки может быть выполнен в виде арки. Кроме того, перегородка может быть выполнена с возможностью разъема по вертикали. In addition, the pyrolysis chamber can be made in the form of a drum furnace. In addition, the pyrolysis chamber can be made in the form of a layered furnace with a ceramic grate. In addition, the hearth of the electric furnace can be made inclined toward the hole for the release of metal. In addition, the afterburner can be installed vertically above the oxidizing chamber of the electric furnace. In addition, the afterburner may be cylindrical. In addition, the afterburner can be installed coaxially with the oxidizing chamber of the electric furnace. In addition, the afterburner can be equipped with sharp blast nozzles located in its walls. In addition, sharp blast nozzles can be located tangentially in the afterburner with respect to its walls. In addition, sharp blast nozzles may be located radially in the afterburner. In addition, sharp blast nozzles can be located in the afterburner in a horizontal plane. In addition, sharp blast nozzles may be located in the afterburner at an angle to the horizontal. In addition, the afterburner can be equipped with burners for burning gaseous, pulverized solid or liquid fuels or combustible waste located above the oxidizing chamber of the electric furnace below the level of sharp blast nozzles. In addition, the oxidizing chamber of the electric furnace can be equipped with tuyeres for purging the melt with a gas or dust-gas mixture. In addition, the walls of the furnace in which the tuyeres for melt blowing are installed can be made cooled. In addition, the recovery chamber of the electric furnace can be equipped with a lance for introducing dust and gas mixture into the melt, for example, from a gas cleaning system. In addition, the lower end of the partition dividing the working space of the electric furnace into two chambers can be located below the level of the slag outlet, but above the level of the metal outlet. In addition, the lower end of the partition can be made in the form of an arch. In addition, the partition can be made with the possibility of vertical connector.

Снабжение установки для термической переработки отходов генератором парогазовой смеси, разделение рабочего пространства электропечи вертикальной примыкающей к стенке и своду печи перегородкой на две имеющие общую подину и сообщающиеся сифоном камеры, одна из которых снабжена соплами острого дутья и является окислительной, а другая снабжена электродами и отверстиями для выпуска металла и шлака и является восстановительной, и соединение при этом окислительной камеры через установленную над ней с образованием единого газового пространства камеру дожигания, камеру нейтрализации, камеру восстановления окислов азота и рекуператор со входом генератора парогазовой смеси, выход которого соединен со входом блока предварительной сушки отходов с образованием прямоточного по отношению к технологическому ходу отходов движения сушильного агента, а именно парогазовой смеси, многоразовое использование газовой составляющей пиролиза, а также снабжение электропечи фурмами для продувки расплава и соплами острого дутья обеспечивают благоприятные с точки зрения тепловой работы установки в целом условия, что приводит к значительному повышению теплового коэффициента полезного действия установки, снижению эксплуатационных затрат и исключает попадание углерода в выпускаемый из печи шлак. Supply of the installation for thermal waste treatment with a steam-gas mixture generator, dividing the working space of the electric furnace with a partition adjacent to the wall and the arch of the furnace into two chambers with a common hearth and communicating with a siphon, one of which is equipped with sharp blast nozzles and is oxidative, and the other is equipped with electrodes and holes for the release of metal and slag is also reducing, and the connection of the oxidizing chamber through the one installed above it with the formation of a single gas space Afterburning chamber, neutralization chamber, nitrogen oxide reduction chamber, and a recuperator with an inlet of the gas-vapor mixture generator, the outlet of which is connected to the inlet of the preliminary drying unit of waste with the formation of a drying agent flow in direct flow with respect to the process flow, namely the gas-vapor mixture, reusable use of the gas component pyrolysis, as well as supplying the electric furnace with tuyeres for melt blowing and sharp blast nozzles, are favorable from the point of view of thermal work Settings in the general conditions, which leads to a considerable increase in the thermal plant efficiency, lower operating costs and eliminates carbon getting into the slag discharged from the furnace.

Совокупность отличительных признаков предложенной установки поможет обеспечить снижение эксплуатационных затрат при использовании установки и повысит качество и экологическую чистоту выпускаемого шлака. The combination of distinctive features of the proposed installation will help to reduce operating costs when using the installation and will increase the quality and environmental friendliness of the produced slag.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки для термической переработки твердых отходов. The drawing shows a diagram of the proposed installation for thermal processing of solid waste.

Установка содержит блок предварительной сушки отходов, например, барабанную печь 1, загружаемую отходами через бункер 2. Барабанная печь 1 соединена с пиролизной камерой 3, которая может быть выполнена как в виде слоевой печи с керамической колосниковой решеткой 4, в которой выполнены отверстия 5 для подачи окислителя, так и в виде футерованной огнеупором барабанной печи. К пиролизной камере 3 примыкает плавильная электропечь 6 с электродами 7, связанными короткой сетью с источником питания (на чертеже не показаны). Рабочее пространство электропечи 6 разделено вертикальной перегородкой 8, герметично соединенной со стенками и сводом печи, на две камеры: окислительную 9 и восстановительную 10, имеющие общую подину 11 и соединенные между собой сифоном 12. Окислительная камера 9 снабжена соплами острого дутья 13. Восстановительная камера 10 оборудована отверстиями для выпуска металла 14 и шлака 15. Над окислительной камерой 9 установлена с образованием единого газового пространства камера дожигания 16. Наличие единого газового пространства камеры дожигания 16 и окислительной камеры 9 позволяет полезно использовать большую долю тепла, выделяемого в камере дожигания 16 при сжигании продуктов неполного горения, образовавшихся как в пиролизной камере 3, так и в окислительной камере 9. Камера дожигания 16 может быть выполнена любой формы, но предпочтительно иметь ее цилиндрической. Для обеспечения полного дожигания горючих компонентов отходящего из термического реактора газа камера дожигания 16 снабжена соплами острого дутья 17, расположенными по ее периметру либо радиально, либо тангенциально. Угол наклона сопел острого дутья 17 подбирается в процессе эксплуатации установки. Для повышения температуры в области окислительной камеры 9 камера дожигания в нижней ее части оборудована горелками 18 для сжигания газообразного, пылевидного твердого или жидкого топлива или горючих отходов. Окислительная камера 9 оборудована фурмами 19 для продувки расплава газом или пылегазовой смесью. Стенки окислительной камеры, в которых установлены фурмы 19 для продувки расплава, могут быть выполнены водоохлаждаемыми. Восстановительная камера 10 оборудована фурмой 20 для продувки расплава пылегазовой смесью, например, собираемой в системе пылегазоочистки. Нижний торец перегородки 8 находится ниже уровня отверстия 15 для выпуска шлака, но выше уровня отверстия 14 для выпуска металла. Торец перегородки 8 может быть выполнен как горизонтальным, так и в виде арки. Сама перегородка 8 может быть выполнена как сплошной, так и разъемной по вертикали. Камера дожигания 16 соединена газоходом с камерой нейтрализации 21, оборудованной форсунками 22 для вдувания в нее щелочного реагента. Камера нейтрализации 21 соединена газоходом с камерой восстановления 23 окислов азота до газообразного азота. Камера восстановления 23 снабжена форсунками 24 для подачи карбамида. Камера восстановления 23 соединена газоходом с рекуператором 25, где за счет тепла, отходящего от термического реактора газа, подогревают воздух, который затем используют в качестве окислителя в пиролизной камере. Очищенный от вредных и токсичных примесей газ из рекуператора 25 частично поступает на вход 26 генератора 27 парогазовой смеси, а остальная часть газа, минуя генератор 27 парогазовой смеси, подается в скруббер 28 и оттуда поступает в систему пылегазоочистки 29. Очищенный от пыли газ поступает в атмосферу. The installation comprises a pre-drying unit of waste, for example, a drum furnace 1, loaded with waste through the hopper 2. The drum furnace 1 is connected to a pyrolysis chamber 3, which can be made in the form of a layered furnace with a ceramic grate 4, in which openings 5 for feeding oxidizer, and in the form of a refractory lined drum furnace. A melting electric furnace 6 is adjacent to the pyrolysis chamber 3 with electrodes 7 connected by a short network to a power source (not shown in the drawing). The working space of the electric furnace 6 is divided by a vertical partition 8, hermetically connected to the walls and the arch of the furnace, into two chambers: oxidizing 9 and reducing 10, having a common hearth 11 and interconnected by a siphon 12. The oxidizing chamber 9 is equipped with sharp blast nozzles 13. Recovery chamber 10 equipped with holes for the release of metal 14 and slag 15. Above the oxidation chamber 9 is installed with the formation of a single gas space afterburner 16. The presence of a single gas space afterburner 16 and hydrosoluble chamber 9 allows to use a larger proportion of useful heat generated by post-combustion chamber 16 by burning incomplete combustion products formed in the pyrolysis chamber 3 and the oxidizing afterburning chamber 9. The chamber 16 of any shape can be formed, but preferably have its cylindrical. To ensure complete afterburning of the combustible components of the gas leaving the thermal reactor, the afterburning chamber 16 is equipped with sharp blast nozzles 17 located along its perimeter either radially or tangentially. The angle of the nozzles of the sharp blast 17 is selected during operation of the installation. To increase the temperature in the area of the oxidation chamber 9, the afterburner in its lower part is equipped with burners 18 for burning gaseous, pulverized solid or liquid fuel or combustible waste. The oxidizing chamber 9 is equipped with tuyeres 19 for purging the melt with a gas or dust-gas mixture. The walls of the oxidizing chamber, in which the tuyeres 19 are installed for purging the melt, can be made water-cooled. The recovery chamber 10 is equipped with a lance 20 for purging the melt with a dust and gas mixture, for example, collected in a dust and gas cleaning system. The lower end of the partition 8 is below the level of the hole 15 for the release of slag, but above the level of the hole 14 for the release of metal. The end face of the partition 8 can be made both horizontal and in the form of an arch. The partition 8 itself can be either continuous or split vertically. The afterburner 16 is connected by a gas duct to the neutralization chamber 21, equipped with nozzles 22 for injecting an alkaline reagent into it. The neutralization chamber 21 is connected by a gas duct to the reduction chamber 23 of nitrogen oxides to nitrogen gas. The recovery chamber 23 is equipped with nozzles 24 for supplying urea. The recovery chamber 23 is connected by a gas duct to a recuperator 25, where due to the heat leaving the thermal gas reactor, air is heated, which is then used as an oxidizing agent in the pyrolysis chamber. The gas purified from harmful and toxic impurities from the recuperator 25 partially enters the inlet 26 of the gas-vapor mixture generator 27, and the rest of the gas, bypassing the gas-vapor mixture generator 27, is supplied to the scrubber 28 and from there it enters the dust and gas cleaning system 29. The gas purified from dust enters the atmosphere .

В генератор 27 парогазовой смеси через форсунки 30 впрыскивается техническая вода, которая вместе с газом образует парогазовую смесь. Парогазовая смесь с выходом 31 генератора 27 парогазовой смеси через трубопровод подается на вход блока 1 предварительной сушки отходов. Process water is injected into the gas-vapor mixture generator 27 through nozzles 30, which together with the gas forms a gas-vapor mixture. The gas-vapor mixture with the exit 31 of the generator 27 of the gas-vapor mixture through a pipeline is fed to the input of the block 1 of the preliminary drying of waste.

Предложенная установка для термической переработки твердых отходов работает следующим образом. The proposed installation for thermal processing of solid waste works as follows.

Переработке подвергают твердые бытовые отходы следующего состава: влажность - до 50%, углеродистая составляющая (органика), включая пластики - до 30%, керамика - до 16%, металлы - до 4%. Отходы загружают в приемную воронку 2, откуда они через шлюзовую камеру попадают в барабанную печь 1. В барабанной печи 1 проводят предварительную сушку отходов парогазовой смесью, подаваемой на вход барабанной печи из генератора парогазовой смеси 27. Парогазовая смесь при температуре 400-450^oC имеет следующий химический состав: H₂O - 48,0%, N₂ - 43,0%, CO₂ - 5,0%, O₂ - 4,0%, SO₂ + HCl ≅ 10 мг/м³. При нагреве отходов парогазовой смесью исключается их возгорание в объеме барабанной печи. Это позволяет провести горение углеродистой составляющей отходов в термическом реакторе: пиролизной камере 3 и окислительной камере 9 электропечи 6, и значительно повысить тепловой коэффициент полезного действия установки.Solid waste of the following composition is subjected to processing: humidity - up to 50%, carbon component (organic), including plastics - up to 30%, ceramics - up to 16%, metals - up to 4%. Waste is loaded into a receiving funnel 2, from where it enters the drum furnace 1 through the lock chamber. In the drum furnace 1, the waste is pre-dried with the steam-gas mixture supplied to the drum furnace inlet from the gas-vapor mixture generator 27. The gas-vapor mixture at a temperature of 400-450 ^o C the following chemical composition: H ₂ O - 48.0%, N ₂ - 43.0%, CO ₂ - 5.0%, O ₂ - 4.0%, SO ₂ + HCl ≅ 10 mg / m ³ . When heated waste gas-vapor mixture eliminates their ignition in the volume of the drum furnace. This allows combustion of the carbon component of the waste in a thermal reactor: a pyrolysis chamber 3 and an oxidizing chamber 9 of the electric furnace 6, and significantly increase the thermal efficiency of the installation.

Вследствие наклона барабанной печи в сторону пиролизной камеры 3 подсушенные отходы поступают самотеком из барабанной печи в пиролизную камеру 3 и перемещаются постепенно вниз по наклонному керамическом поду 4. Температуру в пиролизной камере 3 поддерживают на уровне 1200-1400^oC за счет подачи подогретого воздуха из рекуператора 25, вдуваемого через сопла 5. В пиролизной камере протекают следующие процессы: полное удаление влаги в дымовые газы; окисление углеродистой части отходов на 80-90%; доокисление углеводородов; полное выделение хлора и фтора благодаря деструкции пластиков с одновременным доокислением углеводородов; термическая деструкция солей, в том числе солей тяжелых металлов, на оксиды металлов и кислотные остатки; перевод серы и фосфора в газообразное состояние. Практически к концу пиролизной камеры на ее наклонном керамическом поду образуются остатки углеродистой составляющей отходов, оксиды металлов и керамическая составляющая отходов в сыпучем или вязком состоянии, которые из пиролизной камеры 3 попадают на поверхность шлаковой ванны, наведенной в окислительной камере 9 электропечи 6. Газовая составляющая отходов, содержащая галогены (хлор и фтор), оксид и диоксид углерода, водяные пары, сажистый углерод, кислотные остатки солей, включающие оксиды серы и фосфора, некоторое количество углеводородов, диоксинов, фуранов и пыли, подаются в окислительную камеру 9 электропечи 6. Перед подачей в электропечь 6 продуктов деструкции отходов, образовавшихся в пиролизной камере 3, на поду 11 электропечи 6 с помощью электродов 7 наводят шлакометаллический расплав до уровня нижнего торца перегородки 8, разделяющей электропечь 6 на две камеры: окислительную 9 и восстановительную 10. Поэтому поступающие из пиролизной камеры 3 продукты разложения отходов подвергаются термической обработке в основном в окислительной камере 9, исключая попадание неусвоенного металлом углерода и газов в восстановительную камеру 10. В окислительной камере 9 осуществляют высокотемпературную обработку газовой и минеральной составляющей отходов перегретым до температуры 1400- 1450^oC шлакометаллическим расплавом при введении в окислительную камеру щелочноземельных реагентов. Высокая температура шлака и мощное электромагнитное воздействие проходящего через ванну тока обеспечивает полную возможность проведения диффузионных реакций взаимодействия кальция и других компонентов шлака с пиролитическими газами, остатками углеродистой составляющей и оксидами металлов. На поверхности шлака благодаря низким скоростям газового потока и высоким температурам происходят следующие процессы: соединение хлора, фтора, серы, фосфора, кислотных остатков солей тяжелых металлов с кальцием и натрием с образованием соответствующих соединений и их сплавлением с оксидами кремния и алюминия шлаковой ванны; усвоение углерода металлом шлакометаллической ванны и полное выжигание остатков углерода кислородом, подаваемым с помощью сопел острого дутья 13. Процессы, происходящие в окислительной ванне 9, могут быть значительно интенсифицированы путем вдувания в расплав газовой или пылегазовой смеси с помощью фурм 19. Недостаток тепла в окислительной камере 9 компенсируют с помощью сжигания в ней топлива, подаваемого горелками 18. Соединения окислительной 9 и восстановительной 10 камер сифоном 12 способствует растеканию металла и шлака по общей для камер подине 11. Но в восстановительную камеру 10 вредные газы и неусвоенный углерод уже не попадают из-за наличия перегородки 8. Нагрев шлакометаллического расплава в восстановительной камере 10 ведут с помощью энергии, выделяемой электродами в шлаковой ванне в бездуговом режиме. Здесь за счет углерода графитовых электродов протекают углетермические реакции восстановления оксидов тяжелых металлов в присутствии железа, которое понижает температуру проведения этих реакций на 200-300^oC и увеличивает их полноту за счет изъятия восстановленных металлов из зоны реакции путем их растворения в железе. Кроме того, идут углетермические реакции восстановления оксидов летучих "тяжелых" металлов (цинка, олова, свинца, кадмия) с их возгонкой в газовую фазу. Процессы восстановления оксидов могут быть интенсифицированы путем вдувания в расплав с помощью фурмы 20 пылегазовой смеси, которую могут забирать, например, после системы пылегазоочистки 29. Жидкофазное разделение базальтоподобного шлака и чугуна позволяет проводить раздельный выпуск из электропечи шлака через отверстие 15 и металла (чугуна) из отверстия 14. Жидкий шлак при сливе из печи гранулируют и используют при производстве бетонов. Металл в виде чушек передают на переплав. Обработанный в окислительной печи газ направляют в камеру дожигания 16, где с помощью сопел острого дутья проводят дожигание остатков сажистого углерода и окиси углерода до двуокиси углерода. При этом большая часть тепла излучением поступает в окислительную камеру вследствие наличия единого газового пространства окислительной камеры 9 и камеры дожигания 16. Далее газ поступает в камеру 21, где проводят нейтрализацию и связывание в прочные соединения хлористого водорода, фтористого водорода, сернистых и фосфористых кислотных остатков подачей и распылением через форсунки 22 содового раствора с получением порошков соответствующих натриевых солей. Далее газ поступает в камеру 23, где он с помощью форсунок 24 обрабатывается карбамидом для восстановления оксидов азота до азота. Очищенный газ подается затем в рекуператор 25, где проводят подогрев воздуха до 400-450^oC, который подают затем в пиролизную камеру. Из рекуператора 25 часть газа подают на вход 26 генератора парогазовой смеси 27, а другую часть передают в скруббер 28, где во избежание образования диоксинов газ быстро охлаждают до температуры 180-250^oC путем впрыскивания мелкодисперсных капель воды в газовую смесь. Затем газ из скруббера 28 попадает в систему пылегазоочистки 29 и выбрасывается через трубу в атмосферу. В генераторе 27 парогазовой смеси с помощью форсунок 30 впрыскивают техническую воду, вследствие чего в нем образуется парогазовая смесь, которую через выход 31 генератора 27 парогазовой смеси подают на вход блока предварительной сушки отходов в барабанную печь 1.Due to the tilt of the drum furnace towards the pyrolysis chamber 3, dried waste flows by gravity from the drum furnace into the pyrolysis chamber 3 and gradually moves down the inclined ceramic hearth 4. The temperature in the pyrolysis chamber 3 is maintained at a level of 1200-1400 ^o C by supplying heated air from the recuperator 25, blown through nozzles 5. The following processes occur in the pyrolysis chamber: complete removal of moisture in the flue gases; oxidation of the carbon part of the waste by 80-90%; additional oxidation of hydrocarbons; complete release of chlorine and fluorine due to the destruction of plastics with simultaneous oxidation of hydrocarbons; thermal destruction of salts, including salts of heavy metals, to metal oxides and acid residues; the conversion of sulfur and phosphorus to a gaseous state. Almost at the end of the pyrolysis chamber, on its inclined ceramic hearth, the residues of the carbon component of the waste, metal oxides and the ceramic component of the waste in loose or viscous state form, which from the pyrolysis chamber 3 fall on the surface of the slag bath induced in the oxidizing chamber 9 of the electric furnace 6. The gas component of the waste containing halogens (chlorine and fluorine), carbon monoxide and dioxide, water vapor, carbon black, acidic salt residues, including sulfur and phosphorus oxides, a certain amount of carbohydrate childbirth, dioxins, furans and dust are fed into the oxidizing chamber 9 of the electric furnace 6. Before feeding 6 waste degradation products generated in the pyrolysis chamber 3 to the electric furnace, slag-metal melt is brought to the bottom 11 of the electric furnace 6 using electrodes 7, to the level of the lower end of the partition 8, separating the electric furnace 6 into two chambers: oxidizing 9 and reducing 10. Therefore, the waste decomposition products coming from the pyrolysis chamber 3 are subjected to heat treatment mainly in the oxidizing chamber 9, excluding carbon and gases entrained in the metal in the reduction chamber 10. In the oxidizing chamber 9, a high-temperature treatment of the gas and mineral constituent of the waste is carried out with a slag metal melt superheated to a temperature of 1400-1450 ^° C when alkaline earth reagents are introduced into the oxidation chamber. The high temperature of the slag and the powerful electromagnetic effect of the current passing through the bath provide the full possibility of conducting diffusion reactions of the interaction of calcium and other components of the slag with pyrolytic gases, residues of the carbon component and metal oxides. The following processes occur on the surface of the slag due to low gas flow rates and high temperatures: the combination of chlorine, fluorine, sulfur, phosphorus, acid residues of heavy metal salts with calcium and sodium to form the corresponding compounds and their alloying with silicon and aluminum oxides of the slag bath; the absorption of carbon by the metal of the slag metal bath and the complete burning of the carbon residues by oxygen supplied by means of sharp blast nozzles 13. The processes occurring in the oxidizing bath 9 can be significantly intensified by blowing gas or dust-gas mixture into the melt using tuyeres 19. Lack of heat in the oxidizing chamber 9 compensate by burning the fuel supplied by the burners 18. Compounds of the oxidizing 9 and reducing 10 chambers siphon 12 contributes to the spreading of metal and slag common to ep hearth 11. But in reducing chamber 10 undigested harmful gases and carbon not fall because of the partition 8. The heating of slag-metal melt in the reduction chamber 10 leads via the energy released by the electrodes in the slag bath in bezdugovom mode. Here, due to the carbon of graphite electrodes, carbon thermal reactions of reduction of heavy metal oxides in the presence of iron occur, which reduces the temperature of these reactions by 200-300 ^o C and increases their completeness by removing the reduced metals from the reaction zone by dissolving them in iron. In addition, carbon-thermal reactions are under way to reduce the oxides of volatile "heavy" metals (zinc, tin, lead, cadmium) with their sublimation into the gas phase. Oxide reduction processes can be intensified by blowing a dust-gas mixture into the melt using a lance 20, which can be taken, for example, after a dust-and-gas cleaning system 29. The liquid-phase separation of basalt-like slag and cast iron allows separate discharge of slag from the furnace through hole 15 and metal (cast iron) from openings 14. The liquid slag during the discharge from the furnace is granulated and used in the production of concrete. Metal in the form of ingots is transferred to remelting. The gas processed in the oxidizing furnace is sent to the afterburner 16, where, using sharp blast nozzles, the residues of soot carbon and carbon monoxide are burned to carbon dioxide. In this case, most of the heat radiation enters the oxidizing chamber due to the presence of a single gas space of the oxidizing chamber 9 and the afterburning chamber 16. Next, the gas enters the chamber 21, where they neutralize and bind the strong compounds of hydrogen chloride, hydrogen fluoride, sulfur and phosphorous acid residues by feeding and spraying soda solution through nozzles 22 to obtain powders of the corresponding sodium salts. Next, the gas enters the chamber 23, where it is treated with urea using nozzles 24 to reduce nitrogen oxides to nitrogen. The purified gas is then fed to a recuperator 25, where air is heated to 400-450 ^o C, which is then fed to the pyrolysis chamber. Part of the gas from the recuperator 25 is fed to the inlet 26 of the gas-vapor mixture generator 27, and the other part is transferred to the scrubber 28, where, in order to avoid the formation of dioxins, the gas is quickly cooled to a temperature of 180-250 ^o C by injection of finely divided drops of water into the gas mixture. Then the gas from the scrubber 28 enters the dust removal system 29 and is discharged through the pipe into the atmosphere. Industrial water is injected into the steam-gas mixture generator 27 by means of nozzles 30, as a result of which a gas-vapor mixture is formed, which, through the outlet 31 of the gas-vapor mixture generator 27, is fed to the input of the waste pre-drying unit into the drum furnace 1.

Снабжение установки для термической переработки твердых отходов парогазогенератором, разделение рабочего объема печи перегородкой на две соединенные сифоном герметичные сверху камеры: окислительную и восстановительную, и расположение камеры дожигания непосредственно над окислительной камерой с образованием единого газового пространства позволило значительно повысить тепловой коэффициент полезного действия установки и полностью исключить попадание нерастворенного в металле углерода в шлак, что обеспечило его экологическую чистоту. The supply of the installation for thermal processing of solid waste with a steam and gas generator, the separation of the furnace’s working volume by a partition into two sealed chambers sealed on top: the oxidizing and reducing chambers, and the location of the afterburning chamber directly above the oxidizing chamber with the formation of a single gas space made it possible to significantly increase the thermal efficiency of the installation and completely eliminate the ingress of carbon insoluble in the metal into the slag, which ensured its environmental friendliness otu.

Claims

1. Installation for thermal processing of solid waste, including a pre-drying unit, a thermal reactor made in the form of a pyrolysis chamber with an adjacent melting furnace with electrodes and holes for the separate release of metal and slag, sequentially interconnected chambers of afterburning, neutralization and reduction of oxides nitrogen, recuperator, scrubber and dust and gas cleaning system, characterized in that it is equipped with a gas-vapor mixture generator, and the working space of the electric furnace is divided vertically an alumina adjacent to the wall and the furnace roof with a partition on two chambers with a common hearth and communicating with a siphon, one of which is oxidizing, adjacent to the pyrolysis chamber and equipped with sharp blast nozzles, and the other, reducing, is equipped with electrodes and holes for the release of metal and slag, the oxidizing chamber through the afterburner, the neutralization chamber, the nitrogen oxides reduction chamber and the recuperator is connected to the input of the steam generator installed above it with the formation of a single gas space oic mixture whose output is connected to the input of the pre-drying of waste block.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the pyrolysis chamber is made in the form of a drum furnace.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the pyrolysis chamber is made in the form of a layered furnace with a ceramic grate.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the hearth of the electric furnace is made inclined toward the opening for the release of metal.

5. Installation according to claim 1, characterized in that the afterburner is installed vertically above the oxidizing chamber of the electric furnace.

6. Installation according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the afterburner is cylindrical.

7. Installation according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the afterburner is installed coaxially with the oxidizing chamber of the electric furnace.

8. Installation according to claim 1, characterized in that the afterburner is equipped with sharp blast nozzles located in its walls.

9. Installation according to claim 8, characterized in that the sharp blast nozzles are located tangentially with respect to its walls in the afterburner.

10. Installation according to claim 8, characterized in that the sharp blast nozzles are located radially in the afterburner.

11. Installation according to claim 8, characterized in that the sharp blast nozzles are located in the afterburner in a horizontal plane.

12. Installation according to claim 8, characterized in that the sharp blast nozzles are located in the afterburner at an angle to the horizontal.

13. Installation according to claim 8, characterized in that the afterburner is equipped with burners for burning gaseous, or pulverulent, or liquid fuel, or combustible waste located above the oxidizing chamber of the electric furnace below the level of sharp blast nozzles.

14. Installation according to claim 1, characterized in that the oxidizing chamber of the electric furnace is equipped with tuyeres for purging the melt with gas or dust-gas mixture.

15. Installation according to 14, characterized in that the walls of the oxidizing chamber of the electric furnace, in which the tuyeres for melt blowing are installed, are made cooled.

16. Installation according to claim 1, characterized in that the reduction chamber of the electric furnace is equipped with a lance for blowing a dust-gas mixture into the melt, for example, from a gas treatment system.

17. Installation according to claim 1, characterized in that the lower end of the partition dividing the working space into two chambers is located below the level of the slag outlet, but above the level of the metal outlet.

18. Installation according to claim 1, characterized in that the lower end of the partition is made in the form of an arch.

19. Installation according to claim 1, characterized in that the partition is made with the possibility of a vertical connector.