RU2309807C2 - Обработка муниципальных твердых отходов - Google Patents

Abstract

Устройство и способ для разделения, регенерации и рециркуляции муниципальных твердых отходов (МТО), в соответствии с которыми горячая вода добавляется к измельченным и гомогенизированным МТО, когда они поступают во вращающийся подающий подготавливающий барабан, оснащенный внутренними поднимающими лопатками. Лопатки и вращение барабана вызывают перемешивание и пульпообразование МТО перед выгрузкой их во вращающийся термический процессор, также оснащенный поднимающими лопатками и конусной секцией, и в котором влажные МТО нагреваются посредством их нагревания горячими газами в процессоре от пламени горелки, которые превращают влагу в МТО в пар. Пар проникает через МТО, когда они поворачиваются и поднимаются в термическом процессоре, вызывая дальнейшее пульпообразование. Сваренные и обработанные МТО подаются на транспортер для их транспортировки к барабанному грохоту для отделения рециркулируемых компонентов. В предпочтительном воплощении пробки из МТО поддерживаются на выходе и входе к термическому процессору и служат для обеспечения уплотнения для поддержания температуры и управления температурой в термическом процессоре посредством уменьшения выхода пара из него. Изобретение позволяет разделять и регенерировать неорганические и органические отходы щадящим для окружающей среды и менее дорогим способом. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для разделения, регенерации и рециркуляции муниципальных твердых отходов (МТО) и т.п.

Традиционно от МТО избавляются посредством их захоронения на пригородном участке. Однако экологически это все более считается нежелательным, так как рециркулируемые материалы, такие как стекло, металл и пластмассы, не разделялись для рециркуляции. Также разложение отходов и утечка опасных материалов могут привести к загрязнению окружающей среды, например, метаном. Участков, подходящих для захоронений, также становится все меньше и правительства облагают высокими налогами удаление отходов таким способом, в попытке проконтролировать избыточное использование таких участков и стимулировать более безопасное и более щадящее для окружающей среды удаление отходов.

Также известно сжигание МТО, сгорание МТО дает золу и также ядовитые дымы, которые следует улавливать и затем обрабатывать, чтобы можно было их более безопасно удалить. Этот способ имеет тот недостаток, что он чрезвычайно дорог.

Поэтому желательно иметь способ для обработки МТО, который помогал бы разделить и регенерировать неорганические и органические материалы более щадящим для окружающей среды и менее дорогим способом.

Патент США 5190226 раскрывает устройство и способ для разделения, регенерации и рециркуляции МТО. В этом способе отходы, которые поставляются на участок обработки, непосредственно подаются во вращающуюся емкость под давлением. Внутренний змеевик внутри емкости разрывает мешки с отходами и, когда емкость заполнена, она закрывается, герметизируется и в нее вводится пар, пока не будут достигнуты заданные рабочие давление и температура. Рабочие условия поддерживаются в течение заданного промежутка времени регулированием ввода пара. В течение этого способа целлюлозные отходы среди МТО становятся гомогенизированными благодаря насыщению парами и пульпообразующему действию вращающейся емкости. Когда цикл кончается, давление в емкость понижается, пар удаляется и направление вращения меняется на противоположное для вывода обработанного содержимого на транспортер. Транспортер затем перемещает отходы на вращающийся барабанный грохот, где пульпа подается через вращающееся решето на транспортер. Отделенная пульпа затем может использоваться для получения топлива или компоста. Оставшиеся отходы внутри барабанного грохота затем выводятся из него на транспортер для отделения рециркулируемого материала и остальное отвозится на участок для захоронений.

Однако использование емкости под давлением имеет тот недостаток, что способ является групповым и не непрерывным и что для заполнения емкости и доведения ее до заданной температуры требуется от 1 до 1,5 часов и еще два часа для перемешивания содержимого при этой температуре и для удаления содержимого из емкости. Поэтому в течение достаточно длинного промежутка времени свежие отходы не могут быть введены в емкость под давлением. Также из-за того, что в емкостях создается повышенное давление, требуются специальные правила безопасности для их надежной эксплуатации, для чего необходима очень квалифицированная рабочая сила, что неосуществимо для малых обрабатывающих участков. Кроме того, манометры на таких емкостях не всегда точны, и давление все еще может быть сравнительно высоким, когда емкость открывают, что приводит к ожогам присутствующих операторов. Помимо этого емкость требует также значительного механического привода для ее вращения и для выгрузки ее содержимого в конце цикла, следовательно, поломка таких механизмов приводит к простою установки и необходимости нанимать квалифицированных обслуживающих инженеров для ухода за оборудованием.

Патент США 5556445 (Quinn) описывает способ для обработки МТО без использования емкости под давлением. В этом способе МТО помещаются в перфорированный барабан, закрепленный внутри вращающейся трубы. Внутренняя часть барабана открывается в атмосферу. К отходам добавляется вода и отходы нагреваются подачей пара между трубой и барабаном. Вращение трубы и нагревание МТО вызывают превращение в пульпу органических веществ в барабане, которая затем может быть удалена из барабана через его перфорацию, чтобы отделить пульпу от неорганических веществ в отходах.

Однако этот способ имеет тот недостаток, что пар нагревает только периферию МТО, их масса не нагревается равномерно и тем самым снижается эффективность способа. Кроме того, полученная органическая фракция имеет содержание воды между 35% и до 70%, т.е. является чрезвычайно влажной, и поэтому потребует дальнейшей обработки для уменьшения содержания воды, чтобы она была пригодна для использования в качестве компостного топлива. Также некоторые из подверженных гниению материалов не будут падать через перфорацию, вызывая ее закупорку и тем самым уменьшая эффективность, и в конце концов делая способ невозможным для проведения. МТО не перемещаются через барабан за счет силы тяжести, но требуются внутренние лопатки для вывода отходов из барабана.

Объектами настоящего изобретения являются способ и устройство для разделения, регенерации и рециркуляции МТО, которые устраняют или смягчают вышеуказанные недостатки.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для обработки муниципальных твердых отходов (МТО), содержащее источник влаги для добавления влаги к указанным МТО, подающий подготавливающий барабан, не находящийся под давлением, термический процессор, не находящийся под давлением, расположенный ниже по потоку от указанного подающего подготавливающего барабана, подающее средство для транспортировки увлажненных МТО, которые будут непрерывно обрабатываться посредством указанного барабана, затем указанного процессора, перемешивающее средство для смешивания МТО в подающем подготавливающем барабане, средство для испарения влаги в процессоре для существенного превращения влаги в МТО в пар для варки МТО, и перемешивающее средство для смешивания МТО в термическом процессоре. Это имеет то преимущество, что на первом этапе влага смешивается с МТО, и на втором этапе влага превращается в пар для варки МТО для доведения любого органического материала до пульпы с низкой влажностью и для обеспечения непрерывной обработки МТО.

Барабан и процессор могут быть расположены в одну линию по существу в одной и той же плоскости. Это имеет то преимущество, что высоту аппарата можно уменьшить, причем процессор и барабан соединяются вместе, например, механическими уплотнениями, обеспечивающими их независимое вращение, или они могут быть жестко соединены и могут содержать отдельное внутреннее перемешивающее средство для независимого регулирования скорости перемешивания на каждом этапе процесса.

Средство для испарения влаги является предпочтительно источником горячего газа, который нагревает горячие пульпированные отходы, когда они приподнимаются перемешивающим средством в горячий газовый поток, и который превращает влагу в пар для пульпирования и варки отходов и для усадки пластмасс в отходах, когда МТО перемещаются вниз по процессору через смесь горячего газа и пара.

Устройство может содержать буферную накопительную воронку, расположенную вверху по потоку от питающего подготавливающего барабана для приема МТО, подлежащих обработке, и обеспечения столба из МТО для его ввода в подающий подготавливающий барабан, причем буферная накопительная воронка имеет толкающий напольный питатель у своего основания для направления МТО в подающий подготавливающий барабан.

Подающий подготавливающий барабан может быть расположен или приспособлен для расположения под небольшим углом к горизонтальной плоскости так, чтобы его вход был ниже его выхода. Это позволяет избыточной влаге в барабане стекать ко входному концу барабана, где она может сохраняться в резервуаре.

Устройство может содержать разгрузочную камеру, расположенную между подающим подготавливающим барабаном и термическим процессором, для приема увлажненных МТО, выгруженных из подающего подготавливающего барабана, и для обеспечения столба увлажненных МТО, подаваемого в термический процессор, причем столб влажных МТО создает пробку из влажных МТО у входа в термический процессор, разгрузочная камера может иметь толкающий напольный питатель у своего основания для направления указанных влажных МТО в термический процессор.

Устройство может содержать разгрузочную камеру термического процессора, расположенную по потоку ниже термического процессора, для приема сваренных МТО от термического процессора и для обеспечения столба МТО, выгружаемого из устройства, причем столб создает пробку из сваренных МТО у выхода термического процессора, разгрузочная камера термического процессора может иметь толкающий напольный питатель у своего основания для направления МТО из устройства.

В предпочтительном воплощении обеспечивается накапливающее средство для формирования столба из МТО на входе термического процессора и/или на выходе термического процессора. МТО пробки обеспечивают уплотнение на входе термического процессора и/или на его выходе, которые обеспечивают удерживание пара. Любой пар, который проникает обратно через устройство, предварительно нагревает МТО перед вводом их в термический процессор и/или подающий подготавливающий барабан.

Перемешивающее средство может быть в виде средства для вращения барабана или процессора и может быть снабжено внутренними поднимающими лопатками. Такое средство обеспечивает тщательное смешивание влаги/пара внутри МТО, стимулирует дробление МТО и помогает перемещать МТО через барабан/процессор.

Внутренняя часть термического процессора может иметь конусность в сторону выхода из него. Это имеет то преимущество, что по мере того, как уменьшается объем МТО благодаря их варке и пульпированию, объемное наполнение процессора сохраняется, обеспечивая нагревание любых пластмасс, присутствующих в МТО, для индуцирования их усадки.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ для обработки муниципальных твердых отходов (МТО), содержащий этапы:

добавления влаги к МТО;

транспортировки МТО через подающий подготавливающий барабан, не находящийся под давлением;

перемешивания указанных МТО, когда они транспортируются через барабан, для увлажнения МТО и для инициирования пульпирования органических материалов, присутствующих в МТО;

транспортировки увлажненных МТО от барабана к термическому процессору, не находящемуся под давлением;

перемешивания указанных влажных МТО, когда они транспортируются через термический процессор;

нагревания влажных МТО в процессоре, чтобы существенно превратить влагу в пар для варки МТО.

МТО могут накапливаться у их входа в термический процессор и/или у выхода из термического процессора для обеспечения пробки из МТО на входе в термический процессор и/или на выходе из термического процессора, чтобы помочь удержать тепло внутри него и поддержать внутри него заданную температуру.

МТО могут быть измельчены и гомогенизированы до процесса, чтобы уменьшить размер отходов, поступающих в подающий подготавливающий барабан, тем самым сокращая время, требующееся для процесса, габариты барабана и процессора и снижая потенциальные повреждения устройства.

Влага может предварительно нагреваться перед ее добавлением к МТО, это повышает эффективность этапа подачи и подготовки МТО перед вводом в термический процессор.

Температура в термическом процессоре предпочтительно повышается до 400°С на его выходе и до 100°С на его входе, это обеспечивает пульпообразование отходов. Это выше температур, описанных в патенте США 5556445 (Quinn), в котором рабочая температура находится только в диапазоне от 100 до 260°С. Требуемая температура процессора может быть задана для достижения требуемой степени очистки отходов, если необходимо, то она может быть отрегулирована для достижения стерилизации отходов.

Параметры МТО на различных этапах процесса могут контролироваться и использоваться замеры для регулировки потока МТО.

Теперь только для примера будет описано одно конкретное воплощение настоящего изобретения со ссылкой на приведенные чертежи, на которых:

фиг.1 представляет схематичное изображение способа сбора и предварительной обработки муниципальных твердых отходов (МТО) перед их подачей, адаптированного в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 - схематичное изображение устройства, сконструированного в соответствии с настоящим изобретением, для обработки МТО, подаваемых от процесса на фиг.1; и

фиг.3 - схематичное изображение, аналогичное изображению на фиг.2, второго воплощения устройства для обработки МТО.

Как показано на фиг.1, муниципальные твердые отходы (МТО) 2 подаются на обрабатывающую установку, например, мусоровозом 4, который наклоняется и сбрасывает их в воронку 6, подающую их на ленту 8 для осмотра и отбора. Слишком большие образцы МТО, например, такие как микроволновые печи, ковры, велосипеды и т.п., на этом этапе могут быть удалены из МТО. Оставшиеся МТО на ленте 8 для осмотра и отбора выгружаются в первичный измельчитель 10, который разрывает мешки с отходами и измельчает отходы до размеров шириной менее 300 мм. Отходы затем транспортируются по транспортеру 12 в приемное помещение 14 для их сбрасывания и для гомогенизации известным образом.

Отходы забираются из помещения 14 с помощью захватывающего ковша 16, служащего для обеспечения подачи отходов в воронку и ленточный взвешивающий питатель 18 с производительностью от 4000 до 6000 кг (4 - 6 тонн) в час. Питатель 18 питает решето 20, через которое отходы размером менее 200 мм могут падать на транспортер 22, на котором они транспортируются на следующий этап способа, описанный здесь ниже. Отходы размером больше 200 мм транспортируются вдоль решета 20 на вторичный измельчитель 24. Вторичный измельчитель 24 измельчает отходы до размера менее 200 мм и выгружает эти теперь дополнительно измельченные отходы вниз на указанный транспортер 22 для их транспортировки на следующий этап процесса.

Транспортер 22 транспортирует гомогенизированные измельченные отходы в следующую секцию обрабатывающей установки, как лучше всего показано на фиг.2, содержащую предварительно нагретую, с термическим покрытием, буферную накопительную воронку 26, не находящуюся под давлением, в которую укладываются отходы, которые затем предварительно нагреваются источником 27 горячего воздуха до 95°С.Для контроля за поступлением отходов от транспортера 22 в воронку 26 используется зонд 28 высокого уровня, а зонд 30 низкого уровня используется для контроля за выходом отходов из воронки 26 к следующему этапу процесса. Замеры от зондов 28, 30 используются для регулировки ввода отходов с транспортера в воронку 26, чтобы в случае, если уровень отходов упадет ниже зонда 30 нижнего уровня, добавлялись дополнительные отходы в воронку, и если отходы достигают уровня зонда 28, то ввод отходов останавливают. Вход в воронку 26 снабжен закрывающим вентилем 25 с воздушным шлюзом, который открывается, когда отходы вводятся с транспортера 22, и закрывается для закупорки воронки, когда ввод отходов прекращается. Столб отходов в воронке обеспечивает дополнительную помощь за счет силы тяжести при подаче отходов в поток на следующий этап обработки отходов, дополнительно основание накопительной воронки 26 содержит толкающий напольный питатель 32, который выгружает отходы с управляемой скоростью из воронки 26 на вход подающего подготавливающего барабана 34. Подающий подготавливающий барабан содержит вращаемый барабан с термическим покрытием и целым рядом внутренних поднимающих лопаток вдоль его длины для подъема, разрыва, пульпообразования и продвигания материала отходов вдоль длины барабана. Подающий подготавливающий барабан 34 снабжен механическими уплотнениями 38 на своих впускном и выпускном концах, обеспечивающих его поворачиваемое крепление между входной воронкой 26 и выходом подающего подготавливающего барабана/впускной камерой 40 термического процессора.

Толкающий напольный питатель 32 сконструирован для плотного прилегания к механическому уплотнению 38 на входе подающего подготавливающего барабана 34 и установлен под углом вниз ко входу в подающий подготавливающий барабан 34 для обеспечения гладкого прохождения материала отходов в барабан. Зонд 30 нижнего уровня контролирует отходы в этой области и позволяет управлять подачей питателя 32 для регулирования потока отходов в барабан 34, чтобы предотвратить его закупорку.

Барабан 34 поворачивается на шинах и колесах 42 и управляется цепным приводом 44 переменной скорости, способным работать со сравнительно высокой скоростью. Барабан 34 может быть наклонен на более или менее несколько градусов Х от горизонтали наклоняющим механизмом 46. Привод и наклоняющий механизм барабана управляются на основании замеров, снятых с зондов 28, 30, для обеспечения заданной пропускной способности отходов.

По мере того, как отходы проходят из воронки 26 во влажный подающий подготавливающий барабан 34, они опрыскиваются с управляемой скоростью водяным туманом 48, который подается из резервуара 50 с водой. Температура воды также может регулироваться в зависимости от детектированной температуры МТО.

Химические добавки 52, которые способствуют разложению некоторых компонентов в отходах, если требуется, могут быть добавлены к воде.

Внутри увлажненного подающего подготавливающего барабана 34 отходы поднимаются вращением барабана 34 и действием поднимающих лопаток 36 и тщательно перемешиваются и пульпируются, когда они проходят вдоль длины барабана 34 перед выгрузкой во впускную камеру 40 термического процессора. Впускная камера 40 оснащена зондами 28 и 30 высокого и низкого уровней, которые контролируют уровни отходов внутри впускной камеры 40 и используются, как выше указано, для регулирования потока отходов.

Основание камеры 40 снабжено еще одним толкающим напольным питателем 54, который выгружает отходы с управляемой скоростью из впускной камеры 40 в термический процессор 56 и который расположен и управляется так же, как и питатель 32.

Термический процессор 56 содержит поворачиваемый барабан с термическим покрытием и рядом внутренних поднимающих лопаток 58 вдоль его всей длины, которые поднимают и продвигают отходы через барабан, когда он вращается. Термический процессор 56 оснащен механическими уплотнениями 38 на каждом конце, обеспечивающими его поворачивающееся крепление между впускной камерой 40 и выпускной камерой 60 термического процессора, обеспеченной на выходе термического процессора 56. Термический процессор 56 поворачивается на других шинах и колесах 42 и управляется посредством другого цепного привода 44 переменной скорости, способного работать со сравнительно высокой скоростью. Термический процессор 56 наклонен более или менее на несколько градусов Х от горизонтали другим наклоняющим механизмом 46. Привод и наклон регулируются для достижения заданной пропускной способности.

Газовая горелка и устройство 62 для впуска воздуха монтируются в выпускной камере 60, горящий газ горелки инжектируется через отражающую распространяющую камеру в разгрузочный конец термического процессора 56. Когда горячие пульпированные отходы подаются на вход термического процессора 56 от толкающего напольного питателя 54, отходы дальше приподнимаются вращением термического процессора 56 и действием его поднимающих лопаток 58, что вызывает дальнейшее перемешивание и пульпообразование, когда отходы проходят вдоль длины термического процессора 56 перед выгрузкой в выпускную камеру 60. Кроме того, газовое пламя, инжектированное во вращающийся термический процессор 56 блоком 62 газовой горелки, нагревает воздух и превращает горячую воду в пульпированных отходах в пар, повышающий температуру во выпускной зоне 64 термического процессора до между 250 и 400°С и во впускном конце до приблизительно 100°С. Превращение влаги в горячих пульпированных отходах в пар еще больше пульпирует отходы и варит их перед выгрузкой в выпускную камеру 60; причем пар и входящий воздух полностью проникают в отходы, когда они приподнимаются и продвигаются через термический процессор.

Выпускная зона 64 термического процессора 56 содержит внутреннее конусное тело 64, которое постепенно сужается к выпускной камере 60 для постепенного уменьшения внутреннего диаметра термического процессора 56 к его выпускному концу 60. Это служит для дальнейшей концентрации тепла в выпускной зоне термического процессора, когда отходы уменьшаются в объеме, когда целлюлозный материал превращается в пульпу низкой влажности и такие отходы, как пластмассы, претерпевают усадку, и консервные банки и стекло чисто промываются. Объем отходов обычно уменьшается до 60% на этом этапе способа.

Выпускная камера 60 также оснащена зондами 28 и 30 высокого и низкого уровней, которые, как в предшествующих камерах, служат для контроля и управления уровнем отходов в ней.

Отходы выгружаются из выпускной камеры 60 другим толкающим напольным питателем 66 на ленточный транспортер 68 для переноса на барабанный грохот, где отходы могут быть разделены на составляющие рециркулируемые части, используя общепринятое оборудование обычным образом.

Отходы во выпускной камере 60 накапливаются для обеспечения пробки 70 из материала отходов посредством управления потоком отходов, используя замеры, полученные от зондов 28 и 30 высокого и нижнего уровней, причем столб отходов между зондами обеспечивает уплотнение на выпуске к термическому процессору. Отходы во впускной камере 40 аналогично накапливаются для обеспечения пробки из отходов более высокой плотности на впуске к термическому процессору 56. Пропускную способность отходов регулируют посредством управления вводом отходов в термическую воронку 26 от транспортера 22 и подстройки скорости работы толкающих напольных питателей 32, 54 и 66. Кроме того, могут регулироваться скорости вращения влажного подающего подготавливающего барабана 34 и термического процесора 56 и их угол наклона, а также количество добавляемой воды. Две пробки 70 и 72 из отходов на выпускном и впускном концах термического процессора 56 служат для обеспечения уплотнения для поддержания температуры и управления температурой внутри термического процессора посредством уменьшения утечки пара и тепла из термического процессора 56. Различные механические уплотнения 38 также служат для предотвращения утечки в окружающую среду.

Выпускная камера 60 оснащена взрывоотводящим вентилем/диском (не показан) при атмосферном давлении для выпуска взрывоопасных газов, например, если в отходах имеется выброшенный баллон с газом, который мог бы взорваться во время обработки отходов, тем самым термический процессор поддерживается при существенном атмосферном давлении. Выпускные камеры 60 и 40 также оснащены термометром (не показан) и смотровым стеклянным окном (не показано), позволяющим оператору наблюдать за обработкой отходов и инициировать ручное вмешательство, если нужно.

Любое тепло или пар, который проникает по ходу в поток отходов, служит для предварительного нагревания отходов во влажном подающем подготавливающем барабане 34 и в буферной накопительной воронке 26. Избыточные пар и тепло удаляются из буферной накопительной воронки 26 и впускной камеры 40 по отводящим линиям 74 и 76 посредством действия вытяжного вентилятора 78 и демпфера 80, при этом последний рециркулирует газ/пар обратно в выпускную камеру 60 и направляет любой избыток в скруббер 82 для термической эффективности. Воздушный сепаратор 73 в отводящих линиях удаляет любые пленки, пластмассы или частицы, переносимые в указанном газе/паре, и выбрасывает их через поворотный вентиль 75 в ковш 77. Воздушный шлюз, золотник 25 препятствуют отводной линии просто вытягивать воздух из внешней среды. Скруббер 82 очищает пар/газ отходов для уменьшения их выделения перед удалением через дымовую трубу благодаря действию вытяжного вентилятора 86, до допустимого уровня, соответствующего правилам по охране окружающей среды. Горячая вода в скруббере 82 затем обрабатывается химикатами перед тем, как ее подать в водяной резервуар 50, который обеспечивает водой 48 отходы, поступающие во влажный подающий подготавливающий барабан 34. Водяной резервуар 50 дополнительно обеспечивается водой от сети водоснабжения 88. Это дает начало щадящей системе для окружающей среды благодаря тому, что значительная часть избыточного тепла/влаги рециркулируется.

Испытания этого способа и устройства показывают, что во время обработки объем отходов уменьшается приблизительно до 60%, при этом от 85 до 90% термически обработанных отходов пригодно для рециркуляции и только инертный остаток от 10 до 15% нужно отправить на захоронение (проценты зависят от первоначального содержания МТО, поступающих в процесс). Сваренные отходы имеют следующие продукты:

целлюлозную пульпу с содержанием влаги до 15%, которая очень подходит для дальнейшей обработки для получения топлива или компоста;

стальные и алюминиевые банки, которые могут быть очищены и лишены наклеек;

стеклянные бутылки, которые были очищены и лишены наклеек;

пластмассовые бутылки и пакеты, которые были подвергнуты усадке и тем самым уменьшились в объеме; и

инертный материал для захоронения на местности.

Хотя подающий барабан и термический процессор были описаны как вертикально отделенные посредством введения выпуска подающего подготавливающего барабана/впускной камеры 40 термического процессора, следует понимать, что впускная камера 40 может быть исключена и вместо этого барабан 34 и процессор 56 могут прямо быть соединены в одну линию, как хорошо показано на фиг.3. В этом воплощении барабан и процессор соединены между собой своими механическими уплотнениями 38, барабан 34 благодаря этому подает нагретые увлажненные отходы непосредственно в термический процессор 56 для варки и поворачивается независимо от термического процессора 56. Барабан 34 при использовании поворачивается быстрее, чем процессор 56, облегчая полное смешивание воды и отходов и начало процесса пульпообразования. Хотя процессор и барабан были описаны как расположенные в непосредственной близости, они могут быть расположены в линию, но отделены камерой между их соответствующими механическими уплотнениями, через которую могут проходить отходы без непосредственного перемешивания. Кроме того, механические уплотнения могут быть исключены и барабан и процессор сформированы как унитарная камера, причем подготовка отходов путем добавления воды и перемешивания происходит в переднем конце этой камеры, а варка происходит далее по потоку у выпускного конца этой камеры.

Помимо этого, хотя подающий подготавливающий барабан был показан как вытянутый в горизонтальной плоскости, этот барабан может в альтернативном воплощении располагаться под небольшим углом к горизонтальной плоскости так, чтобы впуск в него был ниже выпуска из него. Благодаря этому любая избыточная влага стекает к впуску для получения резервуара у впускного конца барабана. Резервуар представляет собой источник влаги для МТО, когда это требуется. Для удаления избыточной влаги из резервуара может быть обеспечен сток. Наклон назад к МТО, проходящим через сток, может быть избирательно обеспечен наклоняющим механизмом в зависимости от детектируемых условий, или может быть постоянным признаком барабана, закрепляемого в положении под углом, или обеспечиваемого наклоном к его внутренней камере. Наклоняющий механизм может быть исключен.

Следует понимать, что изобретение не ограничено конкретно описанным устройством и могут быть очевидны и другие устройства для специалистов в этой технике, которые облегчают непрерывный процесс посредством термической варки и перемешивания при существенно атмосферном давлении. Например, хотя перемешивание отходов было описано как происходящее путем вращения барабана/процессора и под действием внутренних фиксированных поднимающих лопаток, могут быть дополнительно или альтернативно обеспечены другие формы перемешивающих средств, при этом барабан/процессор могут быть фиксированными и внутри барабана/процессора могут быть обеспечены вращаемые измельчители. Хотя блок газовой горелки был описан как источник тепла для превращения влаги в отходах в пар, приложенным теплом может быть, например, масляная горелка или другие излучающие источники тепла. Хотя тепло инжектируется во выпускной конец термического процессора, такое тепло может дополнительно или альтернативно инжектироваться непосредственно через стенки термического процессора посредством отдельных инжекторов, или инжекторы могут вводиться через порты, обеспеченные в поднимающих лопатках или измельчителях.

Хотя пробки 70, 72 из отходов были описаны как сформированные посредством управления скоростью потока отходов через обрабатывающую установку, дополнительно или альтернативно может быть обеспечена управляющая лопатка, которая служит для непосредственного насыпания пробки для получения уплотнения впуска/выпуска. Хотя химическая добавка была описана как добавляемая в источник воды, такая добавка может быть отдельно добавлена к отходам. Хотя отходы во влажном подающем подготавливающем барабане были описаны как нагреваемые добавлением воды и пара, проникающих обратно через систему от термического процессора, могут быть дополнительные нагревающие средства. Хотя золотник с воздушным шлюзом был описан у входа в воронку, он может быть исключен и/или обеспечено аналогичное уплотнение на выходе выпускной камеры 60. Хотя конусная секция была описана на выпуске к термическому процессору, она может быть исключена. Хотя различные емкости были описаны как имеющие термическое покрытие, такое покрытие может содержать специальную сталь, удерживающую тепло, или иметь и то и другое. Хотя барабан и процессор были показаны как имеющие по существу одинаковое сечение, они могут иметь различные диаметры. Например, барабан может иметь меньшее сечение, чем процессор, обеспечивая большую долю горячего воздуха и пара внутри процессора. Хотя была описана конкретная предварительная обработка отходов со ссылкой на фиг.1, этот этап обработки может также быть изменен для обеспечения почти постоянного качества измельченных гомогенизированных МТО. Обработанные отходы, выгружаемые из выпускной камеры 60 термического процессора, также могут дальше обрабатываться добавлением воды, если, например, конечное использование целлюлозной пульпы требует более влажной пульпы.

Хотя изобретение было подробно описано в терминах его конкретного воплощения, очевидно, что в нем могут быть сделаны различные изменения и модификации специалистами в этой технике без отступления от его объема.

Claims (29)

1. Устройство для обработки муниципальных твердых отходов (МТО), содержащее источник влаги для добавления влаги к указанным МТО, подающий подготавливающий барабан, не находящийся под давлением, термический процессор, расположенный вниз по потоку от подающего подготавливающего барабана, подающее средство для транспортировки увлажненных МТО для непрерывной обработки через барабан и затем через процессор, перемешивающее средство для перемешивания МТО в подающем подготавливающем барабане, средство для испарения влаги в термическом процессоре для существенного превращения влаги в МТО в пар для варки МТО, и перемешивающее средство для перемешивания МТО в термическом процессоре.

2. Устройство по п.1, в котором барабан и процессор расположены в линию по существу в одной и той же плоскости.

3. Устройство по п.2, содержащее буферную накопительную воронку, расположенную выше по потоку от подающего подготавливающего барабана, для приема МТО, чтобы их обработать, и обеспечивающую столб из МТО для подачи в подающий подготавливающий барабан, причем буферная накопительная воронка имеет толкающий напольный питатель у своего основания для направления МТО в подающий подготавливающий барабан.

4. Устройство по п.2 или 3, содержащее разгрузочную камеру, расположенную между подающим подготавливающим барабаном и термическим процессором, для приема увлажненных МТО, выгруженных из подающего подготавливающего барабана, и обеспечивающую пробку из увлажненных МТО на входе к термическому процессору, причем разгрузочная камера имеет толкающий напольный питатель у своего основания для направления увлажненных МТО в термический процессор.

5. Устройство по любому из п.2 или 3, содержащее разгрузочную камеру термического процессора, расположенную вниз по потоку от термического процессора, для приема сваренных МТО от термического процессора и для обеспечения пробки из сваренных МТО на выпуске из термического процессора, причем разгрузочная камера термического процессора имеет толкающий напольный питатель у своего основания для направления МТО из устройства.

6. Устройство по п.4, содержащее насыпающее средство для обеспечения пробки из МТО.

7. Устройство по п.1, содержащее измельчитель.

8. Устройство по п.1, в котором перемешивающее средство для перемешивания МТО в барабане или процессоре содержит средство для вращения барабана или процессора.

9. Устройство по п.8, в котором перемешивающее средство содержит наклоняющий механизм для наклона барабана или процессора.

10. Устройство по п.1, в котором влажный подающий подготавливающий барабан приспособлен для его наклона по отношению к горизонтальной плоскости, благодаря чему вход в барабан будет находиться в более низкой плоскости, чем выход барабана.

11. Устройство по п.1, в котором барабан или процессор содержит внутренние поднимающие лопатки.

12. Устройство по п.1, в котором внутренняя часть термического процессора сужается внутри к его выходу.

13. Устройство по п.1, содержащее взрывоотводящий клапан для термического процессора.

14. Устройство по п.1, содержащее отводящее средство, предназначенное для удаления избыточных тепла и пара из устройства.

15. Устройство по п.14, в котором отводящее средство возвращает избыточный пар в источник влаги.

16. Устройство по п.14 или 15, содержащее скруббер для очистки избыточного пара.

17. Устройство по п.14 или 15, содержащее воздушный сепаратор для удаления любого переносимого воздухом вещества из выпускаемых тепла и пара.

18. Устройство по п.1, содержащее средство для нагревания источника влаги.

19. Устройство по п.1, в котором средство для испарения влаги является источником горячих газов.

20. Устройство по п.1, содержащее наклоняющее средство для регулирования наклона барабана и/или процессора.

21. Способ для обработки муниципальных твердых отходов (МТО), содержащий этапы добавления влаги к МТО, транспортировки МТО через подающий подготавливающий барабан, не находящийся под давлением, перемешивания указанных МТО, когда они транспортируются через барабан для увлажнения МТО и для инициирования пульпообразования органических веществ, присутствующих в МТО, транспортировки увлажненных МТО из барабана к термическому процессору, не находящемуся под давлением, перемешивания указанных МТО, когда они транспортируются через термический процессор, и нагревания увлажненных МТО в процессоре для существенного превращения влаги в пар для варки МТО.

22. Способ по п.21, содержащий дополнительный этап накопления увлажненных МТО на выходе из подающего подготавливающего барабана для обеспечения пробки из МТО на входе к термическому процессору.

23. Способ по любому из п.21 или 22, содержащий дополнительный этап накопления сваренных МТО на выходе из термического процессора для обеспечения пробки из МТО на выпуске из термического процессора.

24. Способ по любому из п.21 или 22, содержащий этап измельчения и гомогенизации МТО перед транспортировкой их через подающий подготавливающий барабан.

25. Способ по п.24, в котором МТО измельчаются, чтобы они не имели размер больше, чем 200 мм.

26. Способ по любому из п.21 или 22, содержащий дополнительный этап нагревания влаги перед тем, как она добавляется к МТО.

27. Способ по любому из п.21 или 22, в котором этап нагревания является нагреванием МТО до 400°С на выпуске к термическому процессору и до 100°С на впуске к термическому процессору.

28. Способ по любому из п.21 или 22, содержащий этап контролирования МТО на различных этапах способа и регулирования скорости транспортировки МТО на основе уровня МТО на выбранном этапе способа.

Приоритет по пунктам:

03.05.2002 по пп.1-28.

Images