RU2586332C1 - Eco-friendly and highly effective method for preparing solid fuel using organic waste with high water content and combine thermoelectric power system operating with fuel described - Google Patents
Eco-friendly and highly effective method for preparing solid fuel using organic waste with high water content and combine thermoelectric power system operating with fuel described Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586332C1 RU2586332C1 RU2014145949/04A RU2014145949A RU2586332C1 RU 2586332 C1 RU2586332 C1 RU 2586332C1 RU 2014145949/04 A RU2014145949/04 A RU 2014145949/04A RU 2014145949 A RU2014145949 A RU 2014145949A RU 2586332 C1 RU2586332 C1 RU 2586332C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- waste
- stage
- pressure
- solid fuel
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims description 34
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 15
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 claims description 4
- 239000010794 food waste Substances 0.000 claims description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 5
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 4
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/42—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on animal substances or products obtained therefrom, e.g. manure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/403—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on paper and paper waste
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/406—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on plastic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/46—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
- C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
- C10L9/086—Hydrothermal carbonization
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/14—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours using industrial or other waste gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2200/00—Components of fuel compositions
- C10L2200/04—Organic compounds
- C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
- C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2270/00—Specifically adapted fuels
- C10L2270/04—Specifically adapted fuels for turbines, planes, power generation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/08—Drying or removing water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/24—Mixing, stirring of fuel components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/28—Cutting, disintegrating, shredding or grinding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/48—Expanders, e.g. throttles or flash tanks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/50—Screws or pistons for moving along solids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[1] Настоящее изобретение относится к экологически чистому и высокоэффективному способу получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды и к комбинированной теплоэлектрической системе, в которой используется данный способ при заметном уменьшении неприятного запаха.[1] The present invention relates to an environmentally friendly and highly efficient method for producing solid fuels using organic waste with a high water content and to a combined thermoelectric system that uses this method with a noticeable reduction in unpleasant odor.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
[2] Органические отходы, например осадки сточных жидкостей, отходы животноводства, как правило, обрабатываются с использованием таких технологий, как сжигание, ферментация, прямая или косвенная сушка и т.д. При сжигании образуется диоксин и много вредных веществ, этот способ требует большого количества подводимой извне энергии наряду с дополнительными затратами на монтаж, так что недостатком вышеупомянутого способа сжигания его неэкономичность. Кроме того, также существует проблема, что в ходе прямой или косвенной сушки для снижения содержания воды с 80% до 15% требуется большое количество энергии, и во время процесса сушки и после завершения процесса сушки твердое топливо выделяет неприятный запах. В случае ферментации существуют некоторые проблемы - образование в большом количестве неприятного запаха, эффективность использования энергии низкая и для обработки сточных вод требуется много времени. Морской сброс сточных жидкостей и отходов животноводства запрещен с января 2012 года на основании вступления в силу соответствующего протокола. Кроме того, предполагается, что морской сброс пищевых осадков сточных жидкостей, которые образуются в процессе обработки пищевых отходов, также будет запрещен после января 2013 года.[2] Organic waste, such as sewage sludge, animal waste, is typically treated using technologies such as incineration, fermentation, direct or indirect drying, etc. When burning, dioxin and a lot of harmful substances are formed, this method requires a large amount of energy supplied from outside, along with additional installation costs, so that the disadvantage of the aforementioned combustion method is its inefficiency. In addition, there is also a problem that during direct or indirect drying, a large amount of energy is required to reduce the water content from 80% to 15%, and during the drying process and after the drying process the solid fuel emits an unpleasant odor. In the case of fermentation, there are some problems - the formation of a large amount of unpleasant odor, the energy efficiency is low and it takes a lot of time to treat waste water. Marine discharge of sewage and animal waste has been prohibited since January 2012 on the basis of the entry into force of the relevant protocol. In addition, it is assumed that the marine discharge of food sediment from sewage that is generated during the processing of food waste will also be prohibited after January 2013.
[3] Технология производства твердого топлива заключается в том, чтобы переработать органические отходы с высоким содержанием воды в источник энергии. В этом случае необходимо обязательно снизить содержание воды меньше 15%. Такой технологический процесс обработки твердого топлива подразделяется на сушку и карбонизацию. С точки зрения общего количества энергии сушка является наиболее предпочтительной. Проблематичным становится неприятный запах, образующийся в процессе сушки, а также неприятный запах, образующийся в процессе хранения и использования полученного топлива.[3] The technology for producing solid fuels is to recycle high-water organic waste into an energy source. In this case, it is necessary to lower the water content to less than 15%. Such a technological process for the processing of solid fuels is divided into drying and carbonization. In terms of total energy, drying is most preferred. The unpleasant odor generated during the drying process, as well as the unpleasant odor generated during storage and use of the resulting fuel, becomes problematic.
Описание изобретенияDescription of the invention
[4] Соответственно, предметом настоящего изобретения является создание экологически чистого и высокоэффективного способа получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, что позволяет заметно уменьшить неприятный запах.[4] Accordingly, an object of the present invention is to provide an environmentally friendly and highly efficient method for producing solid fuels using organic waste with a high water content, which can significantly reduce unpleasant odor.
[5] Другим предметом настоящего изобретения является создание комбинированной теплоэлектрической системы, в которой используется твердое топливо, полученное с помощью вышеуказанного способа.[5] Another object of the present invention is to provide a combined thermoelectric system using solid fuel obtained using the above method.
Техническое решениеTechnical solution
[6] Для достижения вышеуказанных целей в качестве одного аспекта настоящего изобретения предлагается экологически чистый и высокоэффективный способ получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, включающий:[6] To achieve the above objectives, as one aspect of the present invention, there is provided an environmentally friendly and highly efficient method for producing solid fuels using high-water organic waste, including:
[7] (a) стадию смешивания отходов, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на Fe-основе и смешиваются; (b) стадию гидролиза, на которой давление смеси органических отходов и твердых бытовых отходов повышается за счет добавления высокотемпературного пара в реактор и в состоянии под давлением выполняется перемешивание, смесь при этом гидролизуется; (c) стадию сброса давления, на которой обеспечивается контроль реактора для поддержания его в нормальном состоянии после резкого сброса давления внутри реактора за счет выпуска пара из реактора, и смесь размельчается путем деполимеризации органических отходов, обработанных на стадии (b), или путем увеличения удельной площади поверхности твердых бытовых отходов, обработанных на стадии (b); (d) стадию вакуума или дифференциального давления, на которой из реагента, обработанного на стадии (c), удаляется вода за счет создания вакуума или дифференциального давления в реакторе; и (e) стадию получения твердого топлива, на которой получается твердое топливо с содержанием воды 10~20% путем естественной сушки реагента, обработанного на стадии (d).[7] (a) a waste mixing step in which high-water organic waste and municipal solid waste are fed to an Fe-based reactor and mixed; (b) a hydrolysis step, in which the pressure of the mixture of organic waste and municipal solid waste is increased by adding high-temperature steam to the reactor and stirring is performed under pressure, the mixture is hydrolyzed; (c) a pressure relief stage, in which the reactor is monitored to maintain its normal state after a sharp pressure drop inside the reactor by releasing steam from the reactor, and the mixture is crushed by depolymerization of organic waste processed in stage (b), or by increasing the specific the surface area of municipal solid waste treated in stage (b); (d) a vacuum or differential pressure step in which water is removed from the reagent treated in step (c) by creating a vacuum or differential pressure in the reactor; and (e) a solid fuel production step, which produces solid fuel with a water content of 10 ~ 20% by naturally drying the reagent treated in step (d).
[8][8]
[9] Для достижения вышеуказанных целей в качестве другого аспекта настоящего изобретения предлагается комбинированная теплоэлектрическая система, в которой используется твердое топливо, полученное с помощью описанного выше способа.[9] To achieve the above objectives, as another aspect of the present invention, there is provided a combined thermoelectric system using solid fuel obtained using the method described above.
Преимущественные эффектыAdvantage effects
[10] Настоящее изобретение отличается тем, что твердое топливо может быть получено путем эффективного удаления сушкой внутренней воды органических отходов таким образом, чтобы более эффективно осуществлялась деструкция органических веществ и неприятного запаха под действием энергии разложения радикала в паровой фазе и активированной пептонной реакции Fe с помощью катализатора путем подачи в реактор на основе Fe органических отходов с высоким содержание воды и твердых бытовых отходов, их смешивание и добавление пара при высокой температуре и давлении и, таким образом, обеспечивается полное размельчение и деструкция органических отходов на основании резкого сброса давления. В частности, настоящее изобретение позволяет получать твердое топливо в течение короткого времени за счет значительного увеличения эффективности сушки таким образом, что неразложившиеся органические отходы деполимеризуются за счет резкого сброса давления после введения пара при высокой температуры и давлении и что удельная площадь поверхности увеличивается за счет набухания твердых бытовых отходов.[10] The present invention is characterized in that solid fuel can be obtained by efficiently removing organic waste by drying internal water so that the destruction of organic substances and unpleasant odors under the influence of the energy of radical decomposition in the vapor phase and the activated peptone reaction Fe with catalyst by feeding high-content organic waste and municipal solid waste to the Fe-based reactor, mixing them and adding steam at high temperatures urine and pressure and, thus, provides a complete grinding and destruction of organic waste on the basis of a sharp release of pressure. In particular, the present invention makes it possible to obtain solid fuel for a short time due to a significant increase in drying efficiency so that undecomposed organic waste is depolymerized due to a sharp depressurization after steam is introduced at high temperature and pressure and that the specific surface area increases due to the swelling of solid household waste.
[11] Кроме того, твердое топливо, получаемое в соответствии с настоящим изобретением, может использоваться в качестве выгодного источника энергии, который может заменить ископаемые источники энергии благодаря своей высокой теплотворной способности. Таким образом, электроэнергия может эффективно вырабатываться на основании комбинированной теплоэлектрической генерирующей системы с использованием вышеупомянутого источника энергии.[11] In addition, the solid fuel obtained in accordance with the present invention can be used as a profitable energy source, which can replace fossil energy sources due to its high calorific value. Thus, electricity can be efficiently generated based on a combined thermoelectric generating system using the aforementioned energy source.
Краткое описание рисунковBrief Description of Drawings
[12] Фигура 1 - вид, иллюстрирующий систему обработки органических отходов с высоким содержанием воды в соответствии с настоящим изобретением.[12] Figure 1 is a view illustrating a high water content organic waste treatment system in accordance with the present invention.
[13] Фигура 2 - кривая изменения ионного продукта и изменения проницаемости воды.[13] Figure 2 is a curve of changes in the ionic product and changes in the permeability of water.
[14][fourteen]
Способы осуществления изобретенияMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[15] Настоящее изобретение относится к экологически чистому и высокоэффективному способу получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, что дает возможность осуществлять эффективную осушку внутренней воды в органических отходах таким образом, чтобы обеспечивалось наиболее эффективная деструкция органических веществ и неприятного запаха с помощью энергии разложения радикала в паровой фазе и активированной пептонной реакции с помощью Fe катализатора путем подачи в реактор на Fe-основе органических отходов с высоким содержанием воды и твердых бытовых отходов, их смешивания и добавления пара при высокой температуре и давлении, обеспечивая, таким образом, полное размельчение и деструкцию органических отходов за счет резкого сброса давления.[15] The present invention relates to an environmentally friendly and highly efficient method for producing solid fuels using organic waste with a high water content, which makes it possible to efficiently dry internal water in organic waste so as to ensure the most effective destruction of organic substances and unpleasant odors using the energy of the decomposition of the radical in the vapor phase and the activated peptone reaction with the help of a Fe catalyst by feeding organic matter to the Fe-based reactor ble waste with a high water content and solid waste, mixing them and adding steam at a high temperature and pressure, thus ensuring full grinding and destruction of organic waste due to abrupt depressurization.
[16][16]
[17] Далее приводится подробное описание настоящего изобретения.[17] The following is a detailed description of the present invention.
[18] Настоящее изобретение относится к способу получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, который включает (a) стадию смешивания отходов, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на Fe-основе и смешиваются; (b) стадию гидролиза, на которой давление смеси органических отходов и твердых бытовых отходов повышается за счет добавления высокотемпературного пара в реактор и в состоянии под давлением выполняется перемешивание, смесь при этом гидролизуется; (c) стадию сброса давления, на которой обеспечивается контроль реактора для поддержания его в нормальном состоянии после резкого сброса давления внутри реактора за счет выпуска пара из реактора, и смесь размельчается путем деполимеризации органических отходов, обработанных на стадии (b), или путем увеличения удельной площади поверхности твердых бытовых отходов, обработанных на стадии (b); (d) стадию вакуума или дифференциального давления, на которой из реагента, обработанного на стадии (с), удаляется вода за счет создания вакуума или дифференциального давления в реакторе; и (е) стадию получения твердого топлива, на которой получается твердое топливо с содержанием воды 10-20% путем естественной сушки реагента, обработанного на стадии (d).[18] The present invention relates to a method for producing solid fuels using high water organic waste, which comprises (a) a waste mixing step in which high water organic waste and municipal solid waste are fed to a Fe-based reactor and mixed ; (b) a hydrolysis step, in which the pressure of the mixture of organic waste and municipal solid waste is increased by adding high-temperature steam to the reactor and stirring is performed under pressure, the mixture is hydrolyzed; (c) a pressure relief stage, in which the reactor is monitored to maintain its normal state after a sharp pressure drop inside the reactor by releasing steam from the reactor, and the mixture is crushed by depolymerization of organic waste processed in stage (b), or by increasing the specific the surface area of municipal solid waste treated in stage (b); (d) a vacuum or differential pressure step in which water is removed from the reagent treated in step (c) by creating a vacuum or differential pressure in the reactor; and (e) a solid fuel production step, which produces solid fuel with a water content of 10-20% by naturally drying the reagent treated in step (d).
[19] В настоящем изобретении стадия (a) представляет собой стадию, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на основе Fe и смешиваются. Органические отходы с высоким содержанием воды представляет собой один или, по меньшей мере, один вид отходов, выбранных из группы, состоящей из отходов животноводства, осадков сточных жидкостей и пищевых отходов, и содержит более 80% воды, а твердые бытовые отходы предпочтительно содержат отходы типа бумаги и пластика. Каждый вид твердых бытовых отходов, содержащий бумагу и пластик и имеющий увеличенную удельную площадь поверхности, вступает в реакцию при набухании с органическими отходами, которые были деполимеризованы путем сброса давления на стадии сброса давления, следовательно, эффективность сушки может быть увеличена максимально. Поскольку присутствуют твердые бытовые отходы на основе пластика, которые являются видом органического вещества на нефтяной основе, то низкую теплотворную способность полученного твердого топлива можно повысить. Предпочтительно, твердые бытовые отходы содержат 50-55 масс. % бумаги и 40-45 масс. % пластика.[19] In the present invention, step (a) is a step in which high water organic waste and municipal solid waste are fed to a Fe-based reactor and mixed. High-water organic waste is one or at least one type of waste selected from the group consisting of livestock waste, sewage sludge and food waste, and contains more than 80% water, and municipal solid waste preferably contains waste of the type paper and plastic. Each type of municipal solid waste containing paper and plastic and having an increased specific surface area reacts upon swelling with organic waste that has been depolymerized by depressurizing at the depressurization stage, therefore, drying efficiency can be maximized. Since there are solid household waste based on plastic, which is a type of petroleum-based organic matter, the low calorific value of the resulting solid fuel can be increased. Preferably, municipal solid waste contains 50-55 mass. % paper and 40-45 wt. % plastic.
[20] На стадии (а) предпочтительно, что органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются и смешиваются в соотношении 3,5-4:0,5-1. Кроме того, более предпочтительно, что органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор и смешиваются при соотношении наполнения 70-90%. Поскольку пар при высокой температуре и давлении может подаваться извне реактора, даже при том, что подлежащие обработке отходы подаются в реактор с такой высокой скоростью загрузки, и может поддерживаться контактная реакция с насыщенным паром, эффективность реакции можно повысить по самой высокой рабочей производительности отходов.[20] In step (a), it is preferable that high water organic waste and municipal solid waste are supplied and mixed in a ratio of 3.5-4: 0.5-1. In addition, it is more preferable that high-water organic waste and municipal solid waste are fed into the reactor and mixed at a filling ratio of 70-90%. Since steam can be supplied from outside the reactor at high temperature and pressure, even though the waste to be treated is fed into the reactor at such a high feed rate, and a contact reaction with saturated steam can be maintained, the reaction efficiency can be increased by the highest working productivity of the waste.
[21] В настоящем изобретении стадия (b) представляет собой стадию, на которой давление смеси органических отходов и твердых бытовых отходов повышается за счет подачи высокотемпературного пара в реактор и полученная смесь перемешивается в состоянии под давлением и гидролизуется. Вещества, принадлежащие к органическим отходам, разлагается и деполимеризуется под давлением, и неприятный запах, содержащий серную кислоту, исчезает, так что содержание воды в органических отходах может быть значительно снижено благодаря высокой температуре, при этом неприятный запах устраняется. В этот момент предпочтительным является то, что смесь можно перемешивать и проводить реакцию гидролиза после создания внутреннего давления реактора 20-25 атм путем подачи в реактор пара при температуре 200-250°C. На Фигуре 2 показано изменение ионного продукта ([Н+][ОН-] и изменение диэлектрической проницаемости воды. Как показано на Фигуре 2, реакция ионного продукта наиболее активна при температуре 200-250°C и демонстрирует в 1000 раз более высокую активность по сравнению с комнатной температурой. Поскольку проницаемость снижается до 1/3-1/4 по сравнению с комнатной температурой, между ионами возникает разность потенциалов, что приведет к увеличению эффективности разложения органического вещества. Если она ниже диапазона вышеупомянутой температуры и давления, трудно получить желаемый эффект, а когда она выше диапазона вышеупомянутой температуры и давления, может произойти потеря энергии.[21] In the present invention, step (b) is a step in which the pressure of a mixture of organic waste and municipal solid waste is increased by supplying high temperature steam to the reactor and the resulting mixture is stirred under pressure and hydrolyzed. Substances belonging to organic waste decompose and depolymerize under pressure, and the unpleasant odor containing sulfuric acid disappears, so that the water content in organic waste can be significantly reduced due to the high temperature, while the unpleasant odor is eliminated. At this point, it is preferable that the mixture can be mixed and a hydrolysis reaction is carried out after creating an internal pressure of the reactor of 20-25 atm by supplying steam to the reactor at a temperature of 200-250 ° C. Figure 2 shows the change in the ionic product ([H +] [OH-] and the change in the dielectric constant of water. As shown in Figure 2, the reaction of the ionic product is most active at a temperature of 200-250 ° C and exhibits 1000 times higher activity compared to with room temperature, since the permeability decreases to 1 / 3-1 / 4 compared to room temperature, a potential difference arises between the ions, which will increase the efficiency of decomposition of organic matter if it is below the range of the above temperature and yes Lenia difficult to obtain the desired effect, and when it is above the aforementioned range of temperature and pressure, energy loss may occur.
[22] На стадии (b) настоящего изобретения, поскольку подача пара выполняется с использованием соединенного с реактором бойлера, органические отходы в реакторе контактируют с паром из бойлера и вступают физически и химически в реакцию, что значительно повышает эффективность реакции без какой-либо процедуры, когда вода превращается в высокотемпературную воду так, что она распыляется при непосредственном контакте с органическими отходами с низкой температурой. Кроме того, поскольку пар подается из внешнего бойлера, ничего не происходит, когда он вступает в реакцию с высокотемпературной водой, так что реакция может поддерживаться даже при увеличении количества отходов. И, следовательно, смесь отходов, подлежащих обработке, загружается вплоть до 70-90% реактора, таким образом, вызывается реакция на основе контакта с паром.[22] In step (b) of the present invention, since the steam is supplied using a boiler connected to the reactor, the organic waste in the reactor contacts the steam from the boiler and physically and chemically reacts, which significantly increases the efficiency of the reaction without any procedure, when water is converted to high temperature water so that it is sprayed in direct contact with low temperature organic waste. In addition, since steam is supplied from an external boiler, nothing happens when it reacts with high temperature water, so that the reaction can be maintained even with an increase in the amount of waste. And, therefore, the mixture of waste to be processed is loaded up to 70-90% of the reactor, thus causing a reaction based on contact with steam.
[23] Поскольку гидролиз происходит внутри реактора на основе Fe, эффективность реакции может быть значительно повышена благодаря реакции катализатора Fe, в частности активированная пептонная реакция в зоне, занимаемой насыщенным паром в реакторе, и с внутренней стороны реактора образуется органическая мембрана 1-2 мм на основании технологического процесса и работы реактора, так что может быть предотвращена любая коррозия, вызываемая NaCl и т.д.[23] Since hydrolysis takes place inside the Fe-based reactor, the reaction efficiency can be significantly improved due to the reaction of the Fe catalyst, in particular, an activated peptone reaction in the zone occupied by saturated steam in the reactor, and an 1-2 mm organic membrane is formed on the inside of the reactor the basis of the process and the operation of the reactor, so that any corrosion caused by NaCl, etc. can be prevented.
[24] Стадия (c) настоящего изобретения представляет собой стадию, на которой обеспечивается контроль реактора для поддержания его в нормальном состоянии после резкого сброса давления внутри реактора за счет выпуска пара из реактора, так что обработанные на стадии (b) органические отходы деполимеризуются или происходит увеличение удельной площади поверхности твердых бытовых отходов, обработанных на стадии (b); и твердые бытовые отходы размельчаются, более конкретно, стадия (c) представляет собой стадию, на которой в реагенте, в котором с помощью высокотемпературного пара было повышено давление, давление резко сбрасывается, и объем увеличивается, таким образом, происходит деполимеризация реагента или размельчение реагента. Поскольку происходит резкое увеличение объема твердых бытовых отходов в форме сырья за счет резкого сброса давления, а удельная площадь поверхности увеличивается, то время сушки может быть сокращено благодаря тому, что такие твердые бытовые отходы вступают в реакцию с содержащим воду органическим веществом и высыхают, таким образом, значительно повышается эффективность сушки. В этот момент предпочтительно, что давление резко сбрасывается, и давление среды может стать 0,9-1,1 атм за счет выпуска пара внутри реактора в течение 10-120 секунд.[24] Step (c) of the present invention is a step in which the reactor is monitored to maintain its normal state after a sharp pressure drop inside the reactor by releasing steam from the reactor, so that the organic waste treated in step (b) is depolymerized or occurs an increase in the specific surface area of municipal solid waste treated in stage (b); and municipal solid waste is crushed, more specifically, step (c) is a step in which in a reagent in which pressure has been raised using high-temperature steam, the pressure is sharply relieved and the volume is increased, thus, reagent depolymerization or reagent crushing takes place. Since there is a sharp increase in the volume of municipal solid waste in the form of raw materials due to a sharp depressurization, and the specific surface area increases, the drying time can be shortened due to the fact that such municipal solid waste reacts with organic matter containing water and dries, thus significantly increases the drying efficiency. At this point, it is preferable that the pressure drops sharply, and the pressure of the medium can become 0.9-1.1 atm due to the release of steam inside the reactor within 10-120 seconds.
[25] Кроме того, стадия (d) настоящего изобретения представляет собой стадию, на которой влага удаляется из обработанного на стадии (с) реагента за счет создания вакуума или дифференциального давления в реакторе. Предпочтительно, что из реагента, обработанного на стадии (с), удаляется 5-10% влаги за счет создания вакуума или дифференциального давления в течение 10-15 минут в реакторе с помощью вакуумного насоса, соединенного с реактором.[25] Furthermore, step (d) of the present invention is a step in which moisture is removed from the reagent treated in step (c) by creating a vacuum or differential pressure in the reactor. Preferably, 5-10% moisture is removed from the reagent treated in step (c) by creating a vacuum or differential pressure for 10-15 minutes in the reactor using a vacuum pump connected to the reactor.
[26] Кроме того, стадия (е) настоящего изобретения представляет собой стадию, на которой обработанный на стадии (d) реагент подвергается естественной сушке с получением в результате твердого топлива, в котором содержание воды составляет 10-20%. Предпочтительно, что получается твердое топливо, имеющее низкую теплотворную способность выше 5000 ккал/кг.[26] Furthermore, step (e) of the present invention is a step in which the reagent treated in step (d) is naturally dried to produce a solid fuel in which the water content is 10-20%. It is preferable that a solid fuel is obtained having a low calorific value higher than 5000 kcal / kg.
[27][27]
[28] Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к комбинированной теплоэлектрической генерирующей системе, в которой используется твердое топливо, полученное с помощью описанного выше способа. А именно, в настоящем изобретении предлагается комбинированная теплоэлектрическая генерирующая система, характеризующаяся тем, что твердое топливо (RDF) получают из органических отходов с высоким содержанием воды и твердых бытовых отходов, а перегретый пар получают путем подачи твердого топлива в горелку на основе твердого топлива и бойлер, и электричество можно получать с помощью системы генерирования электроэнергии на основе пара, в которой используется перегретый пар.[28] According to another aspect, the present invention relates to a combined thermoelectric generating system using solid fuel obtained using the method described above. Namely, the present invention proposes a combined thermoelectric generating system, characterized in that solid fuel (RDF) is obtained from organic waste with a high water content and municipal solid waste, and superheated steam is obtained by supplying solid fuel to a solid fuel burner and a boiler , and electricity can be generated using a steam-based power generation system that uses superheated steam.
[29][29]
[30] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно вместе с иллюстративным вариантом осуществления.[30] Next, the present invention will be described in more detail together with an illustrative embodiment.
[31][31]
[32] Варианты осуществления.[32] Options for implementation.
[33] Вариант осуществления 1.[33]
[34] Был изготовлен реактор периодического действия, выполненный из Fe материала, размером 5 м3. В реактор загрузили насколько возможно быстро 3,5 тонны отходов животноводства, в которых содержание воды составляло 80-85%, и 0,5-1 тонну бумажных твердых бытовых отходов (ТБО), входное отверстие в верхней части реактора закрыли. После завершения загрузки отходы животноводства и ТБО смешали, подвели пар при 210°C для создания внутреннего давления в реакторе, равного 23 атм. В это время поступивший насыщенный пар или перегретый пар достигал состояния реакции в течение примерно 3-5 минут в специальном бойлере для подачи пара в верхней части предварительно подготовленного реактора, так что подача пара была остановлена. Подведенный пар и целевые отходы перемешали со скоростью 10-15 об/мин, чтобы подведенный пар и целевые отходы вступили в реакцию физически и химически. Когда реакция достигла состояния ниже предварительно заданных температуры и давления при выполнении реакции, периодически подавали насыщенный пар или перегретый пар для поддержания давления 23 атм при 210°C. Описанный выше режим поддерживали в течение 30-60 минут в зависимости от физических свойств объекта обработки, чтобы обеспечить достаточную пептонную реакцию, основанную на действии катализатора с помощью пара, обрабатываемого органического вещества и реактора на основе железа.[34] A batch reactor was made of Fe material, 5 m 3 in size. As fast as possible, 3.5 tons of animal waste were loaded into the reactor, in which the water content was 80-85%, and 0.5-1 tons of paper municipal solid waste (MSW), the inlet at the top of the reactor was closed. After loading was completed, livestock and solid waste were mixed, steam was added at 210 ° C to create an internal pressure of 23 atm in the reactor. At this time, the saturated steam or superheated steam that arrived reached the reaction state for about 3-5 minutes in a special boiler for supplying steam in the upper part of the previously prepared reactor, so that the steam supply was stopped. The supplied steam and target waste were mixed at a speed of 10-15 rpm so that the supplied steam and target waste reacted physically and chemically. When the reaction reached a state below a predetermined temperature and pressure during the reaction, saturated steam or superheated steam was periodically applied to maintain a pressure of 23 atm at 210 ° C. The above-described regime was maintained for 30-60 minutes depending on the physical properties of the processing object in order to provide a sufficient peptone reaction based on the action of the catalyst with the help of steam, an organic substance being processed and an iron-based reactor.
[35] Далее, органическое вещество и органический элемент или ТБО, которые не разложились во время вышеупомянутой реакции, были деполимеризированы или размельчены за счет быстрого выпуска пара через выпускное отверстие для пара при открытии редукционного клапана, пока давление не стало атмосферным (1 атм) за 2 минуты. Примерно 5-10% от общего объема воды реагента было удалено за счет создания вакуума (дифференциального давления) в течение примерно 10-15 минут с использованием внешнего вакуумного (дифференциального давления) насоса, чтобы удалить воду из реагента в реакторе в условиях высокого вакуума или дифференциального давления после процессов деполимеризации и размельчения реагента. Полученный продукт после реакции переместили в место естественной сушки и высушили в естественных условиях, в результате было получено конечное твердое топливо с содержанием воды 15%.[35] Further, the organic matter and the organic element or MSW that did not decompose during the above reaction were depolymerized or crushed by the rapid release of steam through the steam outlet at the opening of the pressure reducing valve until the pressure became atmospheric (1 atm) per 2 minutes. About 5-10% of the total volume of the reactant water was removed by creating a vacuum (differential pressure) for about 10-15 minutes using an external vacuum (differential pressure) pump to remove water from the reactant in the reactor under high vacuum or differential pressure after the processes of depolymerization and grinding of the reagent. The resulting product after the reaction was transferred to a place of natural drying and dried under natural conditions, as a result, a final solid fuel with a water content of 15% was obtained.
[36][36]
[37] Сравнительный Пример 1.[37] Comparative Example 1.
[38] Твердое топливо было получено способом в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления, в котором твердое топливо получено без добавления твердых бытовых отходов (ТБО).[38] Solid fuel was obtained by the method in accordance with the first illustrative embodiment, in which solid fuel was obtained without the addition of municipal solid waste (MSW).
[39][39]
[40] Сравнительный Пример 2.[40] Comparative Example 2.
[41] Твердое топливо было получено способом в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления, в котором твердое топливо получено без выполнения процесса быстрого сброса давления за счет выпуска пара после повышения давления.[41] Solid fuel was obtained by the method in accordance with the first illustrative embodiment, in which solid fuel was obtained without performing a quick pressure relief process by releasing steam after increasing pressure.
[42][42]
[43] Эксперимент и результат.[43] Experiment and result.
[44] Изменения количества содержания воды на основе времени получения (времени сушки) твердого топлива в соответствии с вышеприведенным иллюстративным вариантом осуществления измерили с помощью необработанных отходов с высоким содержанием воды и сравнительных примеров 1 и 2 в качестве контрольной группы, результат измерения приведен в Таблице 1.[44] Changes in the amount of water content based on the time of receipt (drying time) of the solid fuel in accordance with the above illustrative embodiment was measured using untreated waste with a high water content and comparative examples 1 and 2 as a control group, the measurement result is shown in Table 1 .
[46] Как видно из Таблицы 1, в случае сравнительного примера 1, когда обработка производилась без твердых бытовых отходов, обработка показала почти такую же скорость сушки, как и для отходов с высоким содержанием воды, которые не были обработаны. Такой результат, очевидно, дает тот факт, что реагент перешел в фазу гелеобразного состояния благодаря деполимеризации органических веществ и внешнего сброса уровня молекул, так что испарилась только находящаяся на верхней части геля вода, а вода на нижней части геля не испарилась. В случае сравнительного примера 2, когда обработка производилась без процесса резкого сброса давления, было подтверждено, что скорость сушки при осуществлении в естественных условиях не изменилась, поскольку скорость увеличения удельной поверхности была низкой. В случае варианта осуществления 1 настоящего изобретения через 20 часов был достигнут уровень содержания воды около 10%, что говорит о том, что эффективность получения твердого топлива очень высокая.[46] As can be seen from Table 1, in the case of comparative example 1, when the treatment was carried out without municipal solid waste, the treatment showed almost the same drying speed as for waste with a high water content that was not treated. This result, obviously, is given by the fact that the reagent entered the phase of the gel state due to the depolymerization of organic substances and an external drop in the level of molecules, so that only the water located on the upper part of the gel evaporated, and the water on the lower part of the gel did not evaporate. In the case of comparative example 2, when the processing was carried out without the process of abrupt pressure relief, it was confirmed that the drying speed during the implementation in vivo did not change, since the rate of increase in the specific surface was low. In the case of
[47] В результате можно утверждать, что время до того, как уровень содержания воды не стал равен 10% благодаря процессам резкого сброса давления и создания вакуума путем добавления твердых бытовых отходов, сократилось более чем в 2 раза.[47] As a result, it can be argued that the time before the water content did not become equal to 10% due to the processes of abrupt depressurization and the creation of vacuum by adding municipal solid waste was reduced by more than 2 times.
[48][48]
[49] Кроме того, ниже приводится результат анализа в отношении фаз твердых бытовых отходов, используемых в варианте осуществления 1 и в сравнительном примере 2.[49] In addition, the following is the analysis result with respect to the phases of the municipal solid waste used in
[51] Кроме того, в результате измерений теплотворной способности твердого топлива, полученного в соответствии с вариантом осуществления 1 настоящего изобретения, и твердого топлива, полученного согласно сравнительному примеру 1, в случае варианта осуществления 1, когда были добавлены твердые бытовые отходы, была продемонстрирована средняя теплотворная способность 5,000 ккал/кг, что на 500 ккал/кг выше, чем в сравнительном примере 1. А именно, очевидно, что скорость сушки увеличилась, так как увеличилась удельная площадь поверхности при резком сбросе давления благодаря содержанию бумаги более 50% и пластика более 40% в твердых бытовых отходах, и теплотворная способность полученного твердого вещества увеличилась благодаря пластику, который представляет собой органическое вещество на нефтяной основе. Среднее значение теплотворной способности приведено в Таблице 3 (единица измерения: ккал/кг).[51] Furthermore, by measuring the calorific value of the solid fuel obtained in accordance with
[52][52]
[54][54]
[55] Поскольку настоящее изобретение может быть воплощено в нескольких формах без отступления от сущности или основных характеристик изобретения, следует также понимать, что вышеописанные примеры не ограничиваются какими-либо деталями предшествующего описания, если не указано иное, а скорее их следует толковать широко в пределах сущности и объема изобретения, как определено в прилагаемой патентной формуле, и, следовательно, все изменения и модификации, которые попадают в рамки требований и границ патентной формулы, или эквиваленты таким требованиям и границам, должны охватываться прилагаемой формулой изобретения.[55] Since the present invention can be embodied in several forms without departing from the essence or main characteristics of the invention, it should also be understood that the above examples are not limited to any details of the foregoing description, unless otherwise indicated, but rather should be interpreted broadly within the essence and scope of the invention, as defined in the attached patent claims, and, therefore, all changes and modifications that fall within the scope of the requirements and boundaries of the patent claims, or equivalents thereof requirements and boundaries should be covered by the attached claims.
Claims (9)
(a) стадию смешивания отходов, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на основе Fe и смешиваются;
(b) стадию гидролиза, на которой давление смеси органических отходов и твердых бытовых отходов повышается за счет добавления высокотемпературного пара в реактор и в состоянии под давлением выполняется перемешивание, смесь при этом гидролизуется;
(c) стадию сброса давления, на которой обеспечивается контроль реактора для поддержания его в нормальном состоянии после резкого сброса давления внутри реактора за счет выпуска пара из реактора, и смесь размельчается путем деполимеризации органических отходов, обработанных на стадии (b), или путем увеличения удельной площади поверхности твердых бытовых отходов, обработанных на стадии (b);
(d) стадию вакуума или дифференциального давления, на которой из реагента, обработанного на стадии (c), удаляется вода за счет создания вакуума или дифференциального давления в реакторе; и
(e) стадию получения твердого топлива, на которой получается твердое топливо с содержанием воды 10-20% путем естественной сушки реагента, обработанного на стадии (d).1. An environmentally friendly and highly efficient method for producing solid fuels using organic waste with a high water content, including:
(a) a waste mixing step in which high-water organic waste and municipal solid waste are fed to a Fe-based reactor and mixed;
(b) a hydrolysis step, in which the pressure of the mixture of organic waste and municipal solid waste is increased by adding high-temperature steam to the reactor and stirring is performed under pressure, the mixture is hydrolyzed;
(c) a pressure relief stage, in which the reactor is monitored to maintain its normal state after a sharp pressure drop inside the reactor by releasing steam from the reactor, and the mixture is crushed by depolymerization of organic waste processed in stage (b), or by increasing the specific the surface area of municipal solid waste treated in stage (b);
(d) a vacuum or differential pressure step in which water is removed from the reagent treated in step (c) by creating a vacuum or differential pressure in the reactor; and
(e) a step for producing solid fuel, which produces solid fuel with a water content of 10-20% by naturally drying the reagent processed in step (d).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120052662A KR101313314B1 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Manufacturing method for refuse derived fuel using highly water-contained waste, and cogeneration system using the rdf |
KR10-2012-0052662 | 2012-05-17 | ||
PCT/KR2013/004323 WO2013172661A1 (en) | 2012-05-17 | 2013-05-15 | Environmentally friendly and high efficiency solid fuel production method using high-water-content organic waste, and combined heat and power system using same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586332C1 true RU2586332C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=49456985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145949/04A RU2586332C1 (en) | 2012-05-17 | 2013-05-15 | Eco-friendly and highly effective method for preparing solid fuel using organic waste with high water content and combine thermoelectric power system operating with fuel described |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150143809A1 (en) |
KR (1) | KR101313314B1 (en) |
CN (1) | CN104508093A (en) |
ES (1) | ES2526716B1 (en) |
RU (1) | RU2586332C1 (en) |
WO (1) | WO2013172661A1 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CL2016000931A1 (en) * | 2016-04-19 | 2016-11-11 | Antonio Caraball Ugarte Jose | Solid biofuel comprising lignin obtained from cattle manure and a method for obtaining it. |
CN106753676A (en) * | 2017-01-03 | 2017-05-31 | 苏州草宝能源科技有限公司 | A kind of method that high temperature wet dries house refuse |
CN109943380A (en) * | 2019-02-22 | 2019-06-28 | 佐古猛 | A kind of solid fuel manufacturing method and manufacturing device |
KR102107704B1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-05-07 | 주식회사 네오디아 | Apparatus for manufacturing fuel using sewage sludge |
JP7285729B2 (en) * | 2019-08-08 | 2023-06-02 | 三菱重工業株式会社 | waste treatment equipment |
CN110564431A (en) * | 2019-09-10 | 2019-12-13 | 上海环境卫生工程设计院有限公司 | Wet garbage dehydration pyrolysis method and system |
CN111112276A (en) * | 2019-11-25 | 2020-05-08 | 林赞德 | Waste treatment method |
KR102198208B1 (en) | 2020-07-13 | 2021-01-04 | 채재우 | A lot of water waste recycling and incineration equipment |
KR102319903B1 (en) * | 2020-12-03 | 2021-11-01 | 하재현 | Household waste hydrolysis pellet fuel-conversion system |
CN114433596B (en) * | 2022-01-25 | 2023-04-18 | 上海汉怡环保科技有限公司 | Organic garbage treatment process |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2326900C1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-06-20 | Валерий Григорьевич Лурий | Processing of organic carbonaceous waste and carbonaceous moulding |
JP2010106133A (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Kubota Kankyo Service Kk | Process and apparatus for making waste into fuel |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL182114B1 (en) * | 1994-12-07 | 2001-11-30 | Controlled Environment Syst | Apparatus for processing solid municipal wastes and method of producing commercial lactic acid |
KR100356966B1 (en) * | 2002-04-16 | 2002-10-19 | Halla Engineering & Ind Develo | Apparatus and method for integrated treatment of garbage and livestock excretions by two stage anaerobic digestion |
AU2002358010A1 (en) * | 2002-11-14 | 2004-06-03 | David Systems Technology, S.L. | Method and device for integrated plasma-melt treatment of wastes |
JP4913366B2 (en) * | 2005-06-21 | 2012-04-11 | 株式会社ネオス | Treatment method of persistent organic halogen compounds |
BRPI0617461A2 (en) * | 2005-10-17 | 2011-07-26 | Cwt Llc Ab | process for producing a fuel from a feedstock, fuel oil, method for fueling a combustion driven device, process for producing a fertilizer from a feedload, method for fertilizing a plant, process for producing a feed charge, method for feeding an animal, and processes for converting shredder waste into oil and for converting a raw stream into fuel |
KR100841335B1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-06-26 | 한국에너지기술연구원 | Development on the utilization and fuelization technologies of organic wastes such as piggery waste, food waste and swage sludge using cogeneration system including high pressure steam drying, gasification and power generation processes |
AU2007351914A1 (en) * | 2007-04-18 | 2008-10-30 | Sgc Energia Sgps, S.A. | Waste to liquid hydrocarbon refinery system |
WO2009072454A1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-11 | Cdm Consulting Co., Ltd | Method of treating biomass |
US8057639B2 (en) * | 2008-02-28 | 2011-11-15 | Andritz Inc. | System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process |
CN102906502A (en) * | 2009-11-24 | 2013-01-30 | 三角洲热能公司 | Waste to energy by way of hydrothermal decomposition and resource recycling |
-
2012
- 2012-05-17 KR KR1020120052662A patent/KR101313314B1/en active IP Right Grant
-
2013
- 2013-05-15 WO PCT/KR2013/004323 patent/WO2013172661A1/en active Application Filing
- 2013-05-15 RU RU2014145949/04A patent/RU2586332C1/en active
- 2013-05-15 CN CN201380025548.5A patent/CN104508093A/en active Pending
- 2013-05-15 US US14/401,607 patent/US20150143809A1/en not_active Abandoned
- 2013-05-15 ES ES201490128A patent/ES2526716B1/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2326900C1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-06-20 | Валерий Григорьевич Лурий | Processing of organic carbonaceous waste and carbonaceous moulding |
JP2010106133A (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Kubota Kankyo Service Kk | Process and apparatus for making waste into fuel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2526716B1 (en) | 2015-11-17 |
KR101313314B1 (en) | 2013-09-30 |
ES2526716A2 (en) | 2015-01-14 |
CN104508093A (en) | 2015-04-08 |
WO2013172661A1 (en) | 2013-11-21 |
ES2526716R1 (en) | 2015-02-04 |
US20150143809A1 (en) | 2015-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2586332C1 (en) | Eco-friendly and highly effective method for preparing solid fuel using organic waste with high water content and combine thermoelectric power system operating with fuel described | |
Lee et al. | Hydrothermal carbonization of waste from leather processing and feasibility of produced hydrochar as an alternative solid fuel | |
Xu et al. | A new method for removal of nitrogen in sewage sludge-derived hydrochar with hydrotalcite as the catalyst | |
EP2385091A1 (en) | Method for processing organic waste and a device for carrying out said method | |
Park et al. | A study of solubilization of sewage sludge by hydrothermal treatment | |
KR100954350B1 (en) | Manufacturing apparatus and method of solid fuel using sludge | |
CN111646671B (en) | Method for cooperatively treating sludge by using cement kiln | |
JP2010195994A (en) | Method and apparatus for producing dechlorinated fuel | |
JP2005205252A (en) | High-concentration slurry containing biomass, method for preparing high-concentration slurry and method for manufacturing biomass fuel | |
Yek et al. | Production of value-added hydrochar from single-mode microwave hydrothermal carbonization of oil palm waste for de-chlorination of domestic water | |
EP3148683B1 (en) | Method for transforming waste and system for performing said method | |
Zhi et al. | A review of hydrothermal carbonization of municipal sludge: Process conditions, physicochemical properties, methods coupling, energy balances and life cycle analyses | |
KR100991483B1 (en) | Biomass drying method using microwave drying device & oil | |
JP2010037536A (en) | Method for treating mixed waste material | |
JP2011031226A (en) | Waste desalination method and waste desalination apparatus | |
JP4364684B2 (en) | Method for producing gasified fuel | |
KR101990885B1 (en) | Method for preparation biomethane using organic material | |
Yan et al. | Effect of pressure and atmosphere during hydrothermal treatment on the properties of sewage sludge-derived solid fuel | |
RU2632444C1 (en) | System and method of processing wastewater sludge | |
KR20140132615A (en) | Highly water contained waste drying apparatus, and manufacturing method for refuse derived fuel using highly water contained waste, pretreatment method for highly water contained waste | |
Lam et al. | Pretreatment and thermochemical and biological processing of biomass | |
WO2015052759A1 (en) | System and method for treating vegetable oil effluent | |
Zhang et al. | Alkali-catalyzed supercritical water gasification of sewage sludge: effect of liquid residue reuse as homogenous catalyst | |
JP2017177008A (en) | Dry methane fermentation method and dry methane fermentation device | |
JP2004358455A (en) | Waste treating method,apparatus, and system, and drying apparatus and method |