RU2497606C2 - Устройство для обработки отходов и способ обработки отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройству для обработки отходов, включающих органические отходы и муниципальные твердые отходы, а также к способу обработки отходов. Устройство содержит удлиненную рабочую камеру с зоной обработки для проведения обработки отходов при повышенной температуре, которая имеет входное отверстие для введения отходов, выходное отверстие для удаления обработанных твердых частиц, первые средства для введения горячих газов в камеру, расположенные в радиально отдаленной области камеры, и экстракционные средства для извлечения газа из центральной области камеры, при этом рабочая камера имеет первую зону для извлечения воздуха и/или влаги из отходов и вторую зону для извлечения синтетического газа, расположенную ниже по ходу первой зоны. Экстракционные средства выполнены с возможностью извлечения воздуха и/или влаги отдельно от синтетического газа. Способ обработки отходов содержит этапы: введение отходов в зону обработки, введение горячих газов в зону из радиально отдаленной области зоны, удаление обработанных твердых частиц из зоны, извлечение газа из центральной области зоны и извлечение воздуха и/или влаги отдельно от синтетического газа. Изобретение обеспечивает эффективную обработку отходов. 2 н. и 35 з.п. ф-лы, 16 ил.

Description

Область техники

Изобретение относится к устройству для обработки отходов, включающих органические отходы и муниципальные твердые отходы, а также к способу обработки отходов.

Уровень техники

Постоянно возрастает спрос на переработку материалов, например алюминия, магния и других металлов и неметаллов. В большинстве случаев указанные материалы покрыты краской, маслом, водой, лаками, пластиками или другими летучими органическими соединениями, которые перед переплавкой материалов необходимо удалить. Для удаления загрязнений с поверхности материалов, которые при обработке способны выдерживать относительно высокие температуры и не плавятся, используют термический процесс, который порой называют удалением покрытий. Такие термические процессы удаления покрытий могут использоваться также для сушки и/или стерилизации материалов перед переплавкой.

Например, алюминий часто используют для изготовления банок для напитков, которые обычно покрывают краской, лаками и/или другими летучими органическими соединениями, а также для изготовления более крупных изделий, например, внутренних блоков двигателя внутреннего сгорания. Перед переплавкой алюминия для повторного использования необходимо удалить любые покрытия или всевозможные загрязнения, чтобы минимизировать потерю алюминия и отделенных от него металлов.

Известные процессы удаления покрытий включают выдержку обрабатываемого материала в среде горячих газов, проводимую для окисления покрытий и/или загрязнений, которые необходимо удалить. Эту выдержку проводят в замкнутом пространстве, регулируя температуру и содержание кислорода в горячих газах. Для удаления большинства органических соединений требуется температура, превышающая 300°С, и обычно требуется, чтобы содержание кислорода в горячих газах находилось в диапазоне от 6% до 12%.

Если не контролировать тщательно температуру горячих газов и содержание в них кислорода, то может произойти автотермический процесс, так как летучие органические соединения, освободившиеся при проведении термической очистки, могут воспламениться. В результате может произойти неконтролируемое повышение температуры горячих газов, что представляет большую опасность.

Перед обработкой материал обычно измельчают, что является существенным для эффективного удаления покрытия, поскольку при этом воздействию горячих газов подвергаются все поверхности измельченного материала. Если не проводить измельчение материала, обработка будет менее эффективной, в частности, если не измельчать использованные пивные банки, черная краска может остаться на поверхности обрабатываемого материала. Также во время обработки целесообразно перемешивать материал, чтобы физически освободить материал от разрыхленных покрытий или загрязнений.

В настоящее время для термического удаления покрытий и восстановления металла используются следующие основные устройства:

1. Статическая печь

В статической печи куски материала, уложенные друг на друга на проволочной сетке, посредством рециркулирующих в печи горячих газов нагревают до требуемой температуры процесса.

Подобное размещение материала не является эффективным, поскольку не обеспечивается контакт горячих газов с материалами, которые находятся внутри кучи материала, уложенного на сетку. Как описывалось ранее, для удаления покрытий важно, чтобы все поверхности материалов, которые обрабатываются, подвергались воздействию горячих газов. Также отсутствует перемешивание обрабатываемого материала.

2. Конвейерная печь

В этом устройстве используется транспортер с сетчатой лентой для транспортировки обрабатываемых материалов в печь и из нее. Горячие газы контактируют с материалом при его перемещении на сетке в печи. Указанный способ обработки имеет следующие недостатки:

При проведении процесса ограничивается высота кучи материала, уложенного на сетке. Куски материала уложены друг на друга, в связи с этим возникают проблемы, подобные тем, с которыми сталкиваются в статической печи, когда материалы в центре кучи не могут контактировать с горячими газами.

Отсутствует перемешивание материалов, таким образом, разрыхленные покрытия не отделяются.

Короткий срок службы ленточного транспортера.

Необходимость непрерывной подачи материалов.

Процесс не подходит для малого объема материала, или когда происходит постоянная смена подаваемого для обработки материала.

3. Вращающаяся печь

Обработка материала проводится в большой печи, имеющей горизонтальный наклон для того, чтобы материал, подаваемый или загружаемый в печь на самом верхнем конце, под действием силы тяжести перемещался к самому нижнему концу, где он выгружается. Для обеспечения перемешивания материала печь вращается, и для нагрева перемещающегося через печь материала подается поток горячих газов. Указанный способ имеет ряд недостатков:

Материал должен подаваться непрерывно.

Процесс не подходит для малого объема материала или, когда происходит постоянная смена подаваемого для обработки материала.

Непрерывность процесса требует наличия воздушных шлюзов на обоих концах печи, т.е. на конце печи для загрузки материалов и на конце печи для выгрузки материалов.

Требуется вращающееся уплотнение печи, которое нуждается в специальном обслуживании.

4. Печь с наклонным подом

Указанная печь используется для утилизации металла, например алюминия, из блоков двигателя и т.п. Зейгеровочная печь снабжена одним или несколькими выпускными отверстиями или широкой щелью, размер которой позволяет расплавленному металлу проходить в резервуар, а отходы остаются. В зейгеровочной печи имеется наклонный под, на который загружают блоки двигателя, и получающийся расплавленный алюминий стекает в резервуар. Угол наклона пода имеет большое значение, чтобы пыль и песок из блоков двигателя не могли пройти в резервуар и загрязнить металл.

В документе WO 01/98092 А1 описывается печь, способная поворачиваться или наклоняться, причем ей не присущи многие из недостатков ранее известного устройства, и описываются способы термического удаления покрытий. Для подробного ознакомления с конструкцией и работой печи читателю следует обратиться к документу WO 01/98092 А1 Однако, вкратце, печь имеет загрузочный участок для приема обрабатываемого материала и переходной участок. В переходном участке смонтирована камера тепловой обработки, через которую может проходить поток или струя горячих газов. Печь шарнирно подвижна между первым положением, в котором переходной участок расположен выше загрузочного участка, и вторым положением, в котором загрузочный участок расположен выше переходного участка. Конфигурация печи такова, что при ее циклическом перемещении между первым положением и вторым положением материал в печи падает из одного участка в другой участок, проходя через поток горячих газов в камере тепловой обработки. Также описывается способ обработки материала с использованием указанной печи.

Известная печь, описанная выше, имеет преимущество, состоящее в том, что она может использоваться для обработки сравнительно небольших объемов материала при проведении периодического процесса. Дополнительное преимущество состоит в том, что при регулируемом перемещении печи обрабатываемый материал может, когда требуется, входить в камеру тепловой обработки и выходить из нее, в результате, обеспечивается надежная работа печи, исключающая неконтролируемый автотермический процесс и позволяющая регулировать процесс обработки на высоком уровне.

Установлено, что печь, описанная в документе WO 01/98092 А1, качественно работает, являясь коммерчески и технически приемлемым устройством для термического удаления покрытий при обработке относительно небольших объемов материалов. Однако, при обработке легких материалов, например, порошков или сильно измельченных материалов, может возникнуть тенденция к захвату части обрабатываемого материала потоком горячих газов, проходящих через камеру тепловой обработки. Хотя часть захваченного материала может быть отфильтрована из потока газа и собрана, общая эффективность процесса снижается.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание устройства для обработки отходов и способа обработки отходов.

Устройство для обработки отходов, включающих органические отходы и муниципальные твердые отходы, содержит удлиненную рабочую камеру с зоной обработки для проведения обработки отходов при повышенной температуре, при этом рабочая камера имеет: входное отверстие для введения отходов, а выходное отверстие для удаления обработанных твердых частиц, первые средства для введения горячих газов в камеру, которые расположены в радиально отдаленной области указанной камеры; и экстракционные средства для извлечения газа из центральной области указанной камеры.

Первые средства содержат, по меньшей мере, одну группу сопл, размещенных в продольном направлении указанной камеры.

Сопла сформированы в цилиндрических элементах, образующих группу в указанной камере.

Группа элементов располагается по периферии камеры, занимая сегмент с центральным углом, составляющим 180°.

Группа элементов способна совершать угловые перемещения вокруг продольной оси камеры, что позволяет группе позиционироваться в камере в любом подходящем угловом положении.

Сопла сформированы в группе труб, продолжающихся вдоль камеры.

По меньшей мере, некоторые из труб способны поворачиваться вокруг своих продольных осей и имеют средства для измельчения указанных отходов.

Трубы совершают качательные движения вокруг своих продольных осей в пределах заданного угла поворота.

Средства для измельчения отходов представляют собой множество выступов на указанных трубах.

По меньшей мере, некоторые из труб в поперечном сечении имеют неровную форму с углами, которые образуют средства для измельчения отходов.

Устройство может иметь средства для измельчения отходов, способные перемещаться в камере.

Экстракционные средства продолжаются в продольном направлении камеры для извлечения газа на всем протяжении, по меньшей мере, одного участка камеры.

Экстракционные средства содержат удлиненную трубу, имеющую множество отверстий для прохода газа в указанную трубу.

Рабочая камера имеет первую зону для извлечения воздуха и/или влаги из отходов и вторую зону для извлечения синтетического газа, расположенную ниже по ходу первой зоны; и экстракционные средства приспособлены для извлечения воздуха и/или влаги отдельно от синтетического газа.

Камера имеет запорные средства, перемещаемые между первым положением, препятствующим перемещению отходов из первой зоны во вторую зону, и вторым положением, допускающим свободное перемещение отходов из первой зоны во вторую зону.

Устройство может иметь трубчатые средства, продолжающиеся коаксиально камере и имеющие множество сквозных отверстий для прохода газа в трубчатые средства.

Трубчатые средства имеют: первые трубопроводные средства, которые продолжаются вдоль первой зоны и имеют множество сквозных отверстий, предусмотренных для извлечения воздуха и/или влаги вдоль первой зоны; и вторые трубопроводные средства, которые продолжаются вдоль второй зоны и имеют множество сквозных отверстий, предусмотренных для извлечения синтетического газа вдоль второй зоны.

Сквозные отверстия размещены вдоль первой зоны для равномерного извлечения воздуха и/или влаги и размещены вдоль второй зоны для равномерного извлечения синтетического газа.

Устройство может иметь экстракционную зону, расположенную ниже по ходу зоны обработки, для извлечения обработанных твердых частиц из зоны обработки.

Устройство имеет запорные средства, перемещаемые между первым положением, препятствующим перемещению отходов из зоны обработки в экстракционную зону, и вторым положением, допускающим свободное перемещение отходов из зоны обработки в экстракционную зону.

Экстракционная зона содержит приемник с множеством сквозных отверстий, позволяющих извлекать пыль и небольшие частицы материала из экстракционной зоны.

Экстракционные средства дополнительно содержат вспомогательные средства для направления части извлеченных газов в экстракционную зону, что облегчает извлечение пыли и небольших частиц материала из экстракционной зоны.

Вспомогательные средства содержат удлиненную трубу, имеющую множество отверстий для прохода газа в экстракционную зону.

Труба направляет воздух и/или влагу из первой зоны в экстракционную зону.

Устройство может иметь всасывающие средства для отсасывания пыли и небольших частиц материала из экстракционной зоны.

Приемник установлен в корпусе (400) с возможностью вращения вокруг своей продольной оси.

Кроме того, в настоящем изобретении предлагается способ обработки отходов, включающих органические отходы и муниципальные твердые отходы, который содержит:

введение отходов в зону обработки; введение горячих газов в зону из радиально отдаленной области зоны; удаление обработанных твердых частиц из зоны; извлечение газа из центральной области зоны.

Различные дополнительные признаки предпочтительных вариантов осуществления способа согласно изобретению описываются в каждом из параграфов, представленных ниже.

Горячие газы вводят в зону, по меньшей мере, через одну группу сопл, размещенных в продольном направлении зоны.

Сопла сформированы в цилиндрических элементах, образующих группу в зоне.

Группа элементов располагается по периферии камеры, занимая сегмент с центральным углом, составляющим 180°.

Группа элементов способна совершать угловые перемещения вокруг продольной оси камеры, что позволяет группе позиционироваться в камере в любом подходящем угловом положении.

Сопла сформированы в группе труб, продолжающихся вдоль камеры.

По меньшей мере, некоторые из труб способны поворачиваться вокруг своих продольных осей.

Трубы совершают качательные движения вокруг своих продольных осей в пределах заданного угла поворота.

Газ извлекается на всем протяжении, по меньшей мере, одного участка зоны.

Зона обработки имеет первую зону для извлечения воздуха и/или влаги из отходов и вторую зону для извлечения синтетического газа, расположенную ниже по ходу первой зоны; и согласно способу извлечение воздуха и/или влаги проводится отдельно от синтетического газа.

Перемещение отходов из первой зоны во вторую зону регулируется.

Воздух и/или влага извлекается равномерно вдоль первой зоны, и синтетический газ извлекается равномерно вдоль второй зоны.

Из зоны обработки извлекают пыль и небольшие частицы материала.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение описывается посредством примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 - вид сверху в перспективе устройства предпочтительной формы согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - вид сбоку устройства, представленного на фиг.1.

Фиг.3 - вид сзади устройства, представленного на фиг.2, в направлении стрелки А.

Фиг.4 - вид сверху в перспективе устройства, подобный виду на фиг.1, но наружные стенки устройства изображены прозрачными, чтобы показать внутреннюю область.

Фиг.5 - вид, подобный виду на фиг.2, но наружные стенки устройства изображены прозрачными, чтобы показать внутреннюю область.

Фиг.6 - вид, подобный виду на фиг.4, при продольном разрезе устройства, представленного на фиг.1.

Фиг.7 - вид сбоку, при частичном разрезе экстракционной трубы устройства, представленного на фиг.1.

Фиг.8 - вид сзади трубы, представленной на фиг.7, в направлении стрелки В.

Фиг.9 - увеличенный вид левого конца трубы, представленной на фиг.7, в продольном сечении.

Фиг.10 - увеличенный вид участка D трубы, представленной на фиг.7, в продольном сечении.

Фиг.11 - увеличенный вид участка С трубы представленной на фиг.7, в продольном сечении.

Фиг.12 - вид, подобный виду на фиг.6, на котором показана экстракционная камера устройства.

Фиг.13 - вид, подобный виду на фиг.12, на котором показана часть экстракционной камеры.

Фиг.14 - вид, подобный виду на фиг.13, на котором показана экстракционная камера, но стенка экстракционной камеры изображена непрозрачной.

Фиг.15 - вид экстракционной камеры, представленной на фиг.14, в направлении стрелки С.

Осуществление изобретения

Устройство 10 предпочтительной формы для обработки разнообразных жидких органических материалов, муниципальных твердых отходов или угля, независимого от содержания в них воды или органических соединений, используется для газифицикации отходов и для выработки синтетического газа (сингаза), который собирают, а не сжигают.

Устройство содержит удлиненную рабочую камеру 100, как правило, цилиндрической формы (хотя она может иметь любую подходящую форму), в которой имеется зона обработки, состоящая из первой зоны 200 для удаления влаги и воздуха из отходов и второй зоны 300 для извлечения синтетического газа, расположенной выше по ходу первой зоны 200. Ниже по ходу второй зоны 300 предусмотрена экстракционная камера 400, снабженная, к тому же, экстракционной зоной 500 для извлечения твердого материала в виде пыли, небольших частиц и крупных неорганических включений (например, кусков металла, стекла или кирпича).

Что касается рабочей камеры 100, то она имеет входное отверстие 210 для введения отходов и, фактически, сформирована из двух отдельных приемников, которые формируют первую и вторую зоны 200, 300. По существу, две зоны, предпочтительно, идентичны и поэтому подробно описывается только зона 200.

Зона 200 имеет цилиндрическую форму, хотя следует принять во внимание, что зона в поперечном сечении может иметь любую подходящую форму, например, квадратную, шестиугольную или другую многоугольную форму. В иллюстративном варианте осуществления изобретения экстракционная зона 200 имеет цилиндрическую наружную оболочку 202 и круглые опорные фланцы 203, размещенные на каждом конце оболочки 202. Могут быть предусмотрены дополнительные или альтернативные опоры.

Зона 200 также имеет кольцевые опоры 204, смонтированные на фланцах 203 на каждом конце оболочки 202, для вращения вокруг продольной оси рабочей камеры относительно оболочки и фланцев 202, 203. Опоры 204 несут группу труб или трубопроводов, которые продолжаются, в общем, коаксиально рабочей камере и расположены рядом, хотя и отдалены от цилиндрической оболочки 202 первой зоны 200.

В трубах 206 имеется группа сопл 210 или сквозных отверстий, через которые горячие газы нагнетаются в первую зону 200. Через опоры 204 горячие газы подаются к трубам 206, и сопла размещены по длине труб 206, чтобы в первую зону 200 можно было накачивать горячие газы по всей ее длине. Конфигурация такова, что горячие газы можно накачивать в первую зону 200 равномерно по всей ее длине.

Каждая из труб 206 также способна поворачиваться вокруг своей оси независимо или в сочетании с одной или несколькими другими трубами и, хотя трубы 206, показанные на фиг.6, являются цилиндрическими, трубы могут иметь различную форму, одна из которых, к примеру, в поперечном сечении показана на фиг.6а. Труба 206а, показанная на фиг.6а, в общем, имеет в поперечном сечении треугольную форму с тремя острыми углами 208 и соплами 210, через которые горячие газы подаются в первую зону 200.

При вращении труб (трубы могут вращаться с регулируемой скоростью) острые края 208 обеспечивают измельчение отходов в первой зоне. Как вариант или дополнительно, с той же самой целью, т.е. для измельчения твердых частиц отходов, трубы 206, 206а могут содержать соответствующие средства, например, специально сформированные выступы.

При вращении труб обеспечивается как перемешивание, так и измельчение твердых частиц отходов.

Как можно видеть на фиг.4, группа труб 206 располагается по периферии рабочей камеры, занимая сегмент с центральным углом, составляющим менее 360°. На фиг.4, показаны образующие группу трубы, которые располагаются по периферии рабочей камеры, занимая сегмент с центральным углом, составляющим около 180°, хотя этот угол можно изменять, добавляя или убирая трубы, в соответствии с требованиями отдельных процессов.

Эффект указанного размещения труб состоит в том, что там, где расположены трубы 206, создается нагретая зона, и там, где трубы отсутствуют, создается ненагретая зона. Преимущества этого размещения будут описаны ниже.

Вторая зона 300 коаксиально примыкает к первой зоне 200 и работает аналогично первой зоне 200. Зона 300 снабжена группой труб 306, аналогичной той, которая показана и описана при рассмотрении первой зоны 200. Задвижка 308, имеющая, предпочтительно, форму сегмента, предусмотрена между двумя зонами и может поворачиваться вокруг оси рабочей камеры между положением, показанным на фиг.4, в котором она препятствует перемещению твердых отходов из первой зоны 200 во вторую зону 300, и положением при повороте на 180°, в котором она допускает свободное перемещение отходов во вторую зону 300.

Экстракционная камера 400 коаксиально примыкает ко второй зоне 300 и также снабжена задвижкой 408, которая действует и регулируется аналогично задвижке 308.

Экстракционная камера 400 имеет наружный корпус 501, который, как правило, смонтирован на полу, и внутренний, предпочтительно, цилиндрический приемник 502, который формирует экстракционную зону 500. Зоны 200, 300 и 500 могут поворачиваться относительно друг друга. Это осуществляется посредством опорных фланцев 203 на каждом конце оболочек 202, 302, 508. Приемник 502 способен поворачиваться внутри корпуса 501. Как хорошо видно на фиг.6, цилиндрическая оболочка 508 приемника 502 перфорирована и сквозные отверстия 507 имеют достаточный размер, чтобы пыль и небольшие частицы материала падали в участок 504 экстракционной камеры 400 предназначенный для удаления пыли. Участок 504, предназначенный для извлечения пыли, может быть наклонным желобом, имеющим наклон в направлении вниз по ходу камеры, способствующим извлечению материала. Извлечение материала на участке 504 производится при помощи горячих газов, вводимых в первую зону, как будет описываться ниже. Материал для проведения дальнейшей обработки высасывается из участка 504 через выходной трубопровод 506.

Извлечение воздуха и влаги из первой зоны 200 и синтетического газа из второй зоны 300 выполняется посредством соответствующих экстракционных средств, предпочтительно, используется экстракционная труба 102. Как хорошо видно на фиг.6-11, экстракционная труба 102 от выходного отверстия 140 продолжается через третью и вторую зоны 500, 300 в первую зону 200, соответственно, располагаясь почти у входного отверстия 110 или недалеко от него. При этом, соответственно расположенная экстракционная труба коаксиальна первой и второй зонам 200, 300 и экстракционной зоне 500, что позволяет извлекать воздух, влагу и синтетический газ из центра рабочей камеры 100, однако может использоваться любое подходящее расположение экстракционной трубы.

Экстракционная труба 102 включает первый трубопровод 104, который проходит по длине экстракционной трубы от первой зоны 200 к выходному отверстию 140. Трубопровод 104 имеет первую группу 106 сквозных отверстий на концевом участке 108, который находится в первой зоне 200 рабочей камеры, и имеет вторую группу 116 сквозных отверстий на своем дополнительном участке 112, который находится в экстракционной зоне 500. Благодаря этому, имеется возможность извлекать воздух и влагу и отсасывать в первой зоне 200 через выходное отверстие 140 экстракционной трубы 102 или через экстракционную зону 500 и выходное отверстие 506. В последнем случае более мелкие частицы пыли и материала, проходящие из второй зоны 300 в экстракционную зону 500, выводятся через выходное отверстие 506 потоком газов из первой зоны 200.

Также экстракционная труба 102 включает второй трубопровод 120, который сформирован как сегмент экстракционной трубы 102 (см. фиг.7-11), но изолирован от первого трубопровода 104 для того, чтобы газы из одного трубопровода не могли пройти непосредственно в другой трубопровод. Второй трубопровод 120 также имеет группу 122 сквозных отверстий, расположенных в нем на протяжении второй зоны 300, и эти сквозные отверстия позволяют извлекать синтетический газ из второй зоны 300. Синтетический газ выводится через трубопровод 120 и выходное отверстие 140 и поступает на хранение или на участок дальнейшей обработки, не входя в контакт с воздухом, который извлекается через первый трубопровод 104. Благодаря этому, обеспечивается существенное преимущество, так как значительно снижается риск возникновения огня и взрыва в результате затягивания воздуха в зоны с высокой концентрацией летучих горючих веществ.

Несмотря на то, что показанные на чертеже трубопроводы 104, 120 объединены одной трубой, следует принимать во внимание, что могут использоваться любые подходящие средства, позволяющие отделить извлеченный воздух и влагу из первой зоны 200 от извлеченного синтетического газа из второй зоны 300. Могут использоваться две отдельные трубы или два трубопровода, по одному в каждой зоне.

Процесс извлечения проводится с относительно низкой скоростью, что достигается не за счет уменьшения объемного расхода, а благодаря сквозным отверстиям, имеющим относительно большой диаметр. Это означает, что хотя скорость текучей среды является небольшой, ее расход достаточно велик, что обеспечивает эффективную и быструю обработку отходов.

При рассмотрении чертежей видно, что экстракционная камера 400, имеет сквозные отверстия 507, сформированные в сегменте цилиндрической оболочки 508 с центральным углом, составляющим менее 360°, и, как правило, примерно 180. В оболочке 508 напротив сквозных отверстий имеется большое отверстие 510, через которое могут извлекаться крупные частицы твердого материала. При этом приемник 502 поворачивается так, чтобы через располагаемые внизу отверстия 507 более тяжелые крупные отходы могли проваливаться в сменный накопитель (не показанный на чертежах).

Поскольку газ и влага из первой зоны 200, обычно отсасываются через приемник 502 и выходят через выходное отверстие 507, можно выключить насос или другие всасывающие средства, обычно используемые для откачивания газа, чтобы минимизировать выход газа через отверстие 510.

Принцип действия

При эксплуатации устройства отходы вводятся через входное отверстие 110 в первую зону 200. Трубы 206 могут поворачиваться вокруг своих продольных осей с регулируемой скоростью независимо друг от друга, обеспечивая разламывание, перемешивание и измельчение отходов. Чтобы способствовать этому процессу группа труб 106 также может совершать качательные движения или поворачиваться вокруг продольной оси первой зоны 200.

В то же самое время, горячие газы вводятся в зону 200 через трубы 106 и сопла 210 и извлекаются из зоны 200 через сквозные отверстия 106 в экстракционной трубе 102 вместе с воздухом и влагой, которые захвачены отходами. Поскольку горячие газы проходят от радиальной наружной области первой зоны 200 к центру, где происходит их извлечение, накопление газа внутри зоны происходит относительно равномерно, что значительно усиливает воздействие горячих газов на отходы. Усиление взаимодействия горячих газов с материалом повышает эффективность процесса.

Когда группа труб 206 занимает только часть периферии первой зоны 200, образуя сегмент, создается нагретая или высокотемпературная зона, окружающая ту часть периферии первой зоны 200, где расположены трубы, и создается ненагретая или низкотемпературная зона, окружающая ту часть периферии первой зоны 200, где трубы 206 отсутствуют. Это означает, что в случае превышения заданного уровня температуры отходов в зоне 200 можно повернуть группу труб 206, отдаляя от основной массы материала, чтобы созданная трубами высокотемпературная зона была отдалена от перегретого материала, благодаря чему, материал будет охлаждаться.

После того, как в зоне 200 эффективно обработано достаточное количество материала, задвижка 308 может быть повернута из своего положения «блокировки», показанного на фиг.4, в открытое положение, давая возможность отходам перемещаться во вторую зону 300, где они обрабатываются аналогичным образом, как и отходы в зоне 200.

Задвижка 408 аналогично находится в открытом положении, чтобы допустить перемещение отходов в экстракционную зону 400.

Так как извлечение газов из первой и второй зон 200, 300 производится по отдельности, отсутствует риск загрязнения зон. К тому же, хотя отходы непрерывно подаются через входное отверстие 110, в каждой зоне они содержатся независимо, проходят отдельную обработку и только после завершения модификации или обработки выпускаются с помощью задвижек.

При указанном размещении зон также уменьшается возможность возникновения проблем, связанных с захватом воздуха, которые свойственны обычным печам.

Claims (37)

1. Устройство (10) для обработки отходов, включающих органические отходы и муниципальные твердые отходы, содержащее:
удлиненную рабочую камеру (100) с зоной (200, 300) обработки для проведения обработки отходов при повышенной температуре, при этом рабочая камера (100) содержит:
входное отверстие (210) для введения отходов,
выходное отверстие (504) для удаления обработанных твердых частиц,
первые средства (206, 306) для введения горячих газов в камеру (100), которые расположены в радиально отдаленной области камеры; и
экстракционные средства (102) для извлечения газа из центральной области камеры (100),
рабочая камера (100) имеет первую зону (200) для извлечения воздуха и/или влаги из отходов и вторую зону (300) для извлечения синтетического газа, расположенную ниже по ходу первой зоны; при этом
экстракционные средства (102) выполнены с возможностью извлечения воздуха и/или влаги отдельно от синтетического газа.

2. Устройство по п.1, в котором первые средства содержат, по меньшей мере, одну группу (210) сопел, размещенных в продольном направлении камеры (100).

3. Устройство по п.2, в котором сопла (210) выполнены в виде цилиндрических элементов, образующих группу в камере (100).

4. Устройство по п.3, в котором группа элементов расположена по периферии камеры, занимая сегмент с центральным углом, составляющим 180°.

5. Устройство по п.3 или 4, в котором группа элементов выполнена с возможностью совершения угловых перемещений вокруг продольной оси камеры (100) для обеспечения позиционирования группе в камере в любом подходящем угловом положении.

6. Устройство по п.3 или 4, в котором сопла (210) выполнены в виде группы труб (206), продолжающихся вдоль камеры (100).

7. Устройство по п.6, в котором, по меньшей мере, некоторые из труб (206) выполнены с возможностью поворачивания вокруг своих продольных осей и имеют средства (208) для измельчения отходов.

8. Устройство по п.7, в котором трубы (206) выполнены с возможностью совершения качательных движений вокруг своих продольных осей в пределах заданного угла поворота.

9. Устройство по п.7, в котором средства для измельчения отходов выполнены в виде множества выступов на трубах (206).

10. Устройство по п.7, в котором, по меньшей мере, некоторые из труб (206) в поперечном сечении имеют неровную форму с углами (208), которые образуют средства для измельчения отходов.

11. Устройство по п.1, которое содержит средства для измельчения отходов, перемещающиеся внутри камеры.

12. Устройство по п.1, в котором экстракционные средства (102) продолжаются в продольном направлении камеры (100) для извлечения газа на всем протяжении, по меньшей мере, одного участка камеры.

13. Устройство по п.12, в котором экстракционные средства (102) содержат удлиненную трубу (104, 120), имеющую множество отверстий (106, 122, 116) для прохода газа в трубу (102).

14. Устройство по п.1, в котором камера (100) содержит средства (308), перемещаемые между первым положением, препятствующим перемещению отходов из первой зоны (200) во вторую зону (300), и вторым положением, допускающим свободное перемещение отходов из первой зоны во вторую зону.

15. Устройство по п.1, в котором предусмотрены трубчатые средства (102), продолжающиеся коаксиально камере и имеющие множество сквозных отверстий для прохода газа в трубчатые средства.

16. Устройство по п.15, в котором трубчатые средства (102) содержат:
первые трубопроводные средства (104), которые продолжаются вдоль первой зоны (200) и имеют множество сквозных отверстий (106), обеспечивающих извлечение воздуха и/или влаги вдоль первой зоны,
и вторые трубопроводные средства (120), которые продолжаются вдоль второй зоны (200) и имеют множество сквозных отверстий (122), обеспечивающих извлечение синтетического газа вдоль второй зоны.

17. Устройство по п.16, в котором сквозные отверстия (106, 122) размещены вдоль первой зоны (200) для равномерного извлечения воздуха и/или влаги и размещены вдоль второй зоны (300) для равномерного извлечения синтетического газа.

18. Устройство по п.1, в котором предусмотрена экстракционная зона (500), расположенная ниже по ходу зоны (200, 300) обработки, для извлечения обработанных твердых частиц из зоны обработки.

19. Устройство по п.18, в котором указанное устройство имеет запорные средства (408), перемещаемые между первым положением, препятствующим перемещению отходов из зоны (200, 300) обработки в экстракционную зону (500), и вторым положением, допускающим свободное перемещение отходов из зоны обработки в экстракционную зону.

20. Устройство по п.18, в котором экстракционная зона (500) содержит приемник (502) с множеством сквозных отверстий (507), обеспечивающих извлечение пыли и небольших частиц материала из экстракционной зоны.

21. Устройство по п.20, в котором экстракционные средства (102) содержат вспомогательные средства (112, 116) для направления части извлеченных газов в экстракционную зону (500) для облегчения извлечения пыли и небольших частиц материала из экстракционной зоны.

22. Устройство по п.21, в котором вспомогательные средства содержат удлиненную трубу (112), имеющую множество отверстий (116) для прохода газа в экстракционную зону (504).

23. Устройство по п.22, в котором
труба выполнена с возможностью направления воздуха и/или влаги из первой зоны (200) в экстракционную зону (504).

24. Устройство по любому из пп.20-23, в котором предусмотрены всасывающие средства для отсасывания пыли и небольших частиц материала из экстракционной зоны (504).

25. Устройство по любому из пп.20-23, в котором приемник (502) установлен в корпусе (400) с возможностью вращения вокруг своей продольной оси.

26. Способ обработки отходов, включающих органические отходы и муниципальные твердые отходы, который содержит следующие этапы:
введение отходов в зону (200, 300) обработки, которая имеет первую зону (200) для извлечения воздуха и/или влаги из отходов и вторую зону (300) для извлечения синтетического газа, расположенную ниже по ходу первой зоны;
введение горячих газов в зону из радиально отдаленной области зоны;
удаление обработанных твердых частиц из зоны;
извлечение газа из центральной области зоны,
извлечение воздуха и/или влаги проводят отдельно от синтетического газа.

27. Способ по п.26, в котором вводят горячие газы в зону (200, 300), по меньшей мере, через одну группу сопел (210), размещенных в продольном направлении зоны.

28. Способ по п.27, в котором сопла (210) формируют в цилиндрических элементах, образующих группу в зоне.

29. Способ по п.28, в котором группу элементов располагают по периферии камеры, занимая сегмент с центральным углом, составляющим 180°.

30. Способ по п.28 или 29, в котором предусматривают угловые перемещения группы элементов вокруг продольной оси зоны (100), обеспечивая группе позиционирование в камере в любом подходящем угловом положении.

31. Способ по п.27 или 29, в котором сопла (210) формируют в группе труб (206), продолжающихся вдоль зоны (200, 300).

32. Способ по п.31, в котором предусматривают поворот, по меньшей мере, некоторых из указанных труб (206) вокруг своих продольных осей.

33. Способ по п.32, в котором предусматривают качательные движения труб (206) вокруг своих продольных осей в пределах заданного угла поворота.

34. Способ по п.26 или 29, в котором извлекают указанный газ на всем протяжении, по меньшей мере, одного участка зоны.

35. Способ по п.26, в котором производят регулируемое перемещение отходов из первой зоны (200) во вторую зону (300).

36. Способ по п.35, в котором равномерно извлекают воздух и/или влагу вдоль первой зоны (200), а синтетический газ вдоль второй зоны (300).

37. Способ по п.26, в котором извлекают пыль и небольшие частицы материала из зоны обработки.

Images