RU2648737C1 - Система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов - Google Patents
Система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648737C1 RU2648737C1 RU2016148250A RU2016148250A RU2648737C1 RU 2648737 C1 RU2648737 C1 RU 2648737C1 RU 2016148250 A RU2016148250 A RU 2016148250A RU 2016148250 A RU2016148250 A RU 2016148250A RU 2648737 C1 RU2648737 C1 RU 2648737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- unit
- pyrogas
- reactor
- heat
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 73
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- MNZAKDODWSQONA-UHFFFAOYSA-N 1-dibutylphosphorylbutane Chemical compound CCCCP(=O)(CCCC)CCCC MNZAKDODWSQONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 7
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000011269 tar Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
-
- 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
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов ТБПО. Техническим результатом является повышение производительности процесса переработки, коэффициента полезного действия при одновременной экологической безопасности за счет исключения образования диоксинов. Технический результат достигается тем, что система переработки ТБПО включает технологически связанные между собой: противоточный реактор шахтного типа 1, в который через блоки подготовки 2, загрузки 3 и загрузочные шлюзы 4 и 5 поступают ТБПО; высокотемпературный нагреватель 6, из которого через подводящую фурму с кольцевым газоходом 7 подают противотоком в реактор водяной пар, нагретый до температуры не менее 1700°C. Летники 8 и 9 для выпуска расплавов минералов и металлов соответственно. Два выпускных кольцевых газоотвода: первый, 10 - для отвода сырого синтез-газа, второй, 11 - для отвода сырого пирогаза. Сырой синтез-газ последовательно направляют через фильтр удаления твердых частиц 12 в утилизатор тепла 13, в блок осушки 14, разделитель газов 15, после чего очищенный и осушенный синтез-газ поступает в ресивер 16. Сырой пирогаз направляют в блок очистки 17 для удаления твердых частиц, жировых и смоляных загрязнений, а также хлор-, фтор- и серусодержащих примесей, после чего очищенный пирогаз поступает в блок осушки 18, затем в емкость 19. Твердые частицы из фильтров, жировые и смоляные загрязнения возвращают в реактор через узел загрузки 27. Смеситель 20, в который поступают очищенные и осушенные синтез-газ и пирогаз для получения нормализованной горючей смеси, которую накапливают в газгольдере 21. Газотурбинная электрогенерирующая установка 22 для энергообеспечения заявленной системы. Парогенератор 23 для запитки высокотемпературного нагревателя 6 водяным паром с температурой до 500°C; блок водоподготовки 24 для парогенератора, получающий подпитку от внешнего источника и использующий воду из блока очистки оборотной воды 25; утилизатор низкопотенциального тепла 26 для обеспечения коммунальных потребностей, использующий тепло продуктов сгорания из высокотемпературного нагревателя 6 и газотурбинной электрогенерирующей установки 22. Для оптимизации процесса горения в камерах сгорания в качестве окислителя используют отсепарированный от азота воздух с повышенным содержанием кислорода. Отработанные газы из высокотемпературного нагревателя 6 и газотурбинной электрогенерирующей установки 22 после утилизации тепла и диоксид углерода из разделителя газов 15 направляют в теплицу для увеличения содержания диоксида углерода в воздухе для повышения фотосинтетической деятельности растений в промышленных теплицах; низкопотенциальное тепло из утилизатора 26 направляют для отопления тепличного здания, обогрева грунта или гидропонных систем. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов ТБПО, именно к энерготехнологической системе комплексной переработки посредством высокотемпературной конверсии ТБПО путем пиролиза и газификации в герметичных высокотемпературных реакторах шахтного типа с аллотермическим теплоснабжением и жидким шлакоудалением.
Известна система переработки ТБПО, содержащая средства доставки отходов и модуль для их переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подготовки и подачи в нее отходов, горячего воздуха, дополнительного топлива и вывода продуктов переработки (US №3511194, F23G 5/00, 12.05.1970).
Известна система комплексной переработки твердых бытовых и промышленных отходов, содержащая средства доставки отходов и, по крайней мере, один модуль для их комплексной переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подготовки и подачи в нее отходов, горячего воздуха, дополнительного топлива и вывода продуктов переработки, при этом вертикальная шахтная печь модуля системы снабжена средствами для ее герметизации в процессе эксплуатации и содержит устройства подачи дополнительных технологических компонентов, содержащих известь, флюсы и низкосортное твердое топливо для стабилизации температурного режима в печи и образования в ней восстановительной среды и зоны деструкции вредных компонентов, причем модуль комплексной переработки отходов содержит закрываемые бункеры для ограниченного во времени хранения поступающих на приемную эстакаду отходов, средства для их резки и/или компактирования, блок очистки уходящих из шахтной печи горючих газов, соединенный с энергоустановкой для выработки электроэнергии, линию непрерывной разливки низкосортного металла в целевой продукт и линию для изготовления изделий из шлака (RU 47492 U1, F23G 5/00, 27.08.2005).
Известна система комплексной переработки твердых бытовых и промышленных отходов, содержащая средства доставки и подготовки отходов и модуль для их переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подачи отходов, вывода продуктов переработки и производства электроэнергии, при этом, вертикальная шахтная печь модуля состоит из накопительной и подовой частей, снабженных огнеупорной футеровкой и средней части, выполненной из жаростойкой стали с возможностью охлаждения ее стенок жидкометаллическим теплоносителем, контур циркуляции которого включает теплообменник-парогенератор, входящий в состав паротурбинной установки, причем в кольцевой зоне средней части шахтной печи установлены фурмы кислородного дутья, соединенные с выходом кислородной станции, выход шахтной печи по продуктам газификации соединен через высокотемпературный фильтр и охлаждающий регенеративный теплообменник с топливным входом генераторной установки на базе двигателя внутреннего сгорания, линия выхлопа которого снабжена средствами для снижения токсичности и утилизации тепла уходящих газов (RU 81291 U1, F23G 5/00, 10.03.2009).
Известные системы не отвечают установленным экологическим требованиям из-за высоких значений выноса вредных газов, в том числе диоксинов, пыли и золы; не обеспечивают полноты утилизации материальных и энергетических ресурсов отходов из-за пониженного выхода топливного синтез-газа и недостаточно высокой производительности процесса.
Задачей предлагаемого изобретения является создание рентабельной, экологически чистой и промышленно применимой системы высокотемпературной конверсии ТБПО путем пиролиза и газификации для комплексной переработки твердых бытовых и промышленных отходов с аллотермическим теплоснабжением реактора и жидким шлакоудалением.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение производительности процесса переработки, коэффициента полезного действия всего цикла переработки при одновременной экологической безопасности системы за счет исключения образования токсичных газов, в том числе диоксинов.
Технический результат достигается тем, что система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов ТБПО посредством их высокотемпературной конверсии с аллотермическим теплоснабжением и жидким шлакоудалением включает: технологически связанные между собой: противоточный реактор шахтного типа 1, в который через блоки подготовки 2, загрузки 3 и загрузочные шлюзы 4 и 5 поступают ТБПО; высокотемпературный нагреватель 6, из которого через подводящую фурму с кольцевым газоходом 7 противотоком в реактор подают водяной пар, нагретый до температуры не менее 1700°C; летники 8 и 9, расположенные ниже фурмы, для выпуска расплава минералов и расплава металлов, соответственно; выпускные кольцевые газоотводы 10 и 11, расположенные выше фурмы и снабженные заслонками, для регулирования отвода из реактора продуктов конверсии: сырого синтез-газа и сырого пирогаза, соответственно; фильтр 12 для удаления твердых частиц из сырого синтез-газа; утилизатор тепла сырого синтез-газа 13 для обеспечения технологических потребностей, в том числе в производстве водяного пара, используемого для наддува шлюзов с целью выравнивания давления с давлением в реакторе; блок осушки сырого синтез-газа 14; разделитель газов 15 для отделения диоксида углерода от синтез-газа; ресивер 16 для сбора очищенного и осушенного синтез-газа; блок очистки 17 для удаления из сырого пирогаза твердых частиц, жировых и смоляных загрязнений, а также хлор-, фтор- и серусодержащих примесей; блок осушки очищенного пирогаза 18; емкость 19 для сбора очищенного и осушенного пирогаза; смеситель газов 20 для получения нормализованной горючей смеси из очищенных и осушенных синтез-газа и пирогаза; газгольдер 21 для накопления горючей смеси, используемой в камерах сгорания высокотемпературного нагревателя 6 и газотурбинной электрогенерирующей установки 22 для энергообеспечения заявленной системы; парогенератор 23 для запитки высокотемпературного нагревателя 6 водяным паром с температурой до 500°C; блок водоподготовки 24 для парогенератора, получающий подпитку от внешнего источника и использующий воду из блока очистки оборотной воды 25; утилизатор низкопотенциального тепла 26 для обеспечения коммунальных потребностей, использующий тепло продуктов сгорания из высокотемпературного нагревателя 6 и газотурбинной электрогенерирующей установки 22; узел загрузки 27 для возврата в реактор жировых, смоляных загрязнений и твердых частиц с фильтров.
Для оптимизации процесса горения в камерах сгорания в качестве окислителя используют отсепарированный от азота воздух с повышенным содержанием кислорода.
Продукты сгорания из высокотемпературного нагревателя и газотурбинной электрогенерирующей установки после утилизации тепла и диоксид углерода из разделителя газов направляют в теплицу для увеличения содержания диоксида углерода в воздухе с целью повышения фотосинтетической деятельности растений в промышленных теплицах; низкопотенциальное тепло из утилизатора направляют для отопления тепличного здания, обогрева грунта или гидропонных систем.
На чертеже представлена принципиальная блок-схема системы комплексной безотходной переработки ТБПО, которая включает: противоточный реактор 1; блок подготовки 2; блок загрузки 3; загрузочные шлюзы 4 и 5; высокотемпературный нагреватель 6, подводящая фурма с кольцевым газоходом 7; летники 8 и 9; два выпускных кольцевых газоотвода 10 и 11; фильтр 12; утилизатор тепла 13; блок осушки 14 синтез-газа; разделитель газов 15; ресивер 16; блок очистки 17 сырого пирогаза; блок осушки 18 пирогаза; емкость 19 для сбора очищенного и осушенного пирогаза; смеситель газов 20; газгольдер 21; газотурбинная электрогенерирующая установка 22; парогенератор 23; блок водоподготовки 24; блок очистки оборотной воды 25; утилизатор низкопотенциального тепла 26; узел загрузки 27.
Стрелками на чертеже показано направление технологических связей всех блоков, узлов и составляющих системы между собой.
Сущность изобретения заключается в построении системы согласованно взаимодействующих блоков и узлов, обеспечивающих устойчивую конверсию отходов в последовательных физико-химических превращениях по мере их продвижения по реактору навстречу потоку высоко нагретого водяного пара. После загрузки в реактор отходы проходят фазы прогрева, сушки, низкотемпературного и высокотемпературного пиролиза органической составляющей, завершающиеся образованием твердого углеродистого продукта. Ключевой фазой конверсии является безостаточная газификация твердого углерода по реакции «водяного газа» с образованием синтез-газа. Процесс конверсии в системе завершается расплавлением металлических и минеральных составляющих.
Кроме того, в реакторе обеспечивается непрерывность встречного движения высокотемпературного дутья и газообразных продуктов конверсии вверх и твердых масс вниз. Цикл работы загрузочных шлюзов синхронизирован с циклом конверсии ТБПО, синхронизированы циклы выпуска пирогаза, синтез-газа, расплавов минералов и металлов, что обеспечивает непрерывность и стабильность работы системы.
Предлагаемая система предназначена для переработки твердых бытовых отходов и углеродсодержащих промышленных отходов любого морфологического и химического состава.
Теплоснабжение реактора осуществляют дутьем водяного пара, нагретого до температуры не менее 1700°C, который из высокотемпературного нагревателя 6 поступает в реактор 1 противотоком относительно потока ТБПО через подводящую фурму с кольцевым газоходом 7, расположенным выше уровня расплава металлов и минералов.
В зоне плавления ниже фурмы выполнены два летника 8 и 9:
- летник 8 для выпуска расплава минералов в виде стеклообразной шлакомассы, свободной от углерода;
- летник 9 для выпуска расплава смеси металлов.
Летники 8 и 9 располагаются на уровне, определяемом скоростью наполнения пода реактора расплавами минералов и металлов.
Выходящая из летника 8 стеклообразная шлакомасса поступает на встроенную в систему линию по производству экологически чистых строительных материалов и изделий (на чертеже не показано).
Выходящий из летника 9 расплав смеси металлов собирается в специальные картриджи, передаваемые на последующий металлургический передел (на чертеже не показано).
В реакторе выполнен узел загрузки 27 для возврата твердых частиц с фильтров и жировых, смоляных загрязнений в реакционную зону с температурой около 1200°C.
Из реактора газы выводятся через два выпускных кольцевых газоотвода 10 и 11:
- газоотвод 10 служит для вывода сырого синтез-газа из реакционной зоны с температурой около 1000°;
- газоотвод 11 служит для вывода сырого пирогаза из реакционной зоны с температурой около 200°C.
Газоотводы снабжены задвижками для регулирования вывода продуктов высокотемпературной конверсии ТБПО из реактора.
Сырой синтез-газ из газоотвода 10 направляют на фильтр 12 для удаления твердых частиц, затем в утилизатор тепла 13 и блок осушки 14. Очищенный и осушенный синтез-газ из блока осушки 14 направляют в разделитель газов 15 для отделения диоксида углерода и далее - в ресивер 16.
Сырой пирогаз из газоотвода 11 направляют в блок очистки 17 для удаления твердых частиц, жировых и смоляных загрязнений, а также хлор-, фтор- и серусодержащих примесей, затем - в блок осушки 18. Очищенный и осушенный пирогаз собирают в емкости 19.
Для обеспечения стабильной работы высокотемпературного нагревателя 6 и газотурбинной электрогенерирующей установки 22 в камеры сгорания подается топливо в виде нормализованной горючей смеси, состоящей из продуктов конверсии ТБПО (синтез-газа и пирогаза), которая формируется в смесителе газов 20. Приведение продуктов конверсии ТБПО к нормализованному составу также необходимо и в случае отпуска товарной смеси сторонним потребителям.
В блоке подготовки ТБПО перед загрузкой в реактор выполняется операция брикетирования с установленным размером брикетов для обеспечения необходимой газопроницаемости ТБПО в реакторе и оптимальной скорости процесса конверсии.
Для выравнивания давления с давлением в реакторе проводят наддув шлюзов паром с температурой 200°C.
Воду в блок водоподготовки 24 подают от внешнего источника (водопровод, скважина) и оборотную воду из блока очистки 25. Подготовленная вода направляется в парогенератор 23, из которого пар с температурой до 500°C поступает в высокотемпературный нагреватель 6.
Тепло отработанных газов с температурой 400-500°C из газотурбинной электрогенерирующей установки 22 и из камеры сгорания высокотемпературного нагревателя 6 утилизируется в блоке 26 и используется для коммунальных потребностей, а также для отопления тепличных зданий, обогрева грунта или гидропонных систем. Затем, отработанные газы из блока 26 с температурой 30-40°C поступают в промышленные теплицы для увеличения содержания диоксида углерода в воздухе с целью повышения фотосинтетической деятельности растений.
Утилизатор тепла синтез-газа 13 производит технологический пар с температурой 200°C, который используется системой и отпускается сторонним потребителям.
Воздух перед подачей в камеры сгорания газотурбинной электрогенерирующей установки 22 и высокотемпературного нагревателя 6 проходит сепарацию для отделения азота с целью существенного увеличения содержания кислорода, что обеспечивает необходимую тепловую эффективность системы. Отсепарированный газообразный азот накапливается и используется в местной системе пожаротушения, а избыток азота закачивают в тарные баллоны для реализации различным потребителям.
Таким образом, преимуществом предлагаемой системы перед всеми освоенными к настоящему времени в мировой практике способами и технологическими схемами переработки отходов являются: способность перерабатывать отходы любого состава без предварительной сортировки; полная утилизация материальных и энергетических ресурсов в виде товарной продукции высокого качества; высокая удельная производительность при непрерывной работе системы - не менее 6 т/час на 1 м2 сечения реактора; полная экологическая безопасность, обеспечиваемая невозможностью образования вредных соединений, включая диоксины, и отсутствием вторичных отходов, требующих захоронения; энерго- и ресурсоавтономность функционирования системы; надежность, безопасность производства и комфорт для населения прилегающих территорий.
Окупаемость капитальных вложений при создании системы и рентабельность ее эксплуатации обеспечиваются, как за счет топливно-энергетических ресурсов собственного производства (газовое топливо, электроэнергия, технологический пар, отопление), так и за счет сбыта производимой товарной продукции (электроэнергия, экологичное газовое топливо, технологический пар для промышленных нужд, отопление для коммунальных объектов, экологически чистые строительные материалы, сплавы металлов).
Claims (3)
1. Система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов ТБПО посредством их высокотемпературной конверсии в реакторе с аллотермическим теплоснабжением и жидким шлакоудалением, включающая технологически связанные между собой: противоточный реактор шахтного типа, в который через блоки подготовки, загрузки и загрузочные шлюзы поступают ТБПО; высокотемпературный нагреватель, из которого через подводящую фурму с кольцевым газоходом в реактор противотоком поступает горячее дутье в виде водяного пара, нагретого до температуры не менее 1700°C, обеспечивающее аллотермическое теплоснабжение; летники, расположенные ниже фурмы, для выпуска расплава минералов и расплава металлов, соответственно; выпускные кольцевые газоотводы, расположенные выше фурмы и снабженные заслонками, для регулирования отвода из реактора продуктов конверсии: сырого синтез-газа и сырого пирогаза, соответственно; фильтр для удаления твердых частиц из сырого синтез-газа; утилизатор тепла сырого синтез-газа для обеспечения технологических потребностей, в том числе в производстве водяного пара, используемого для наддува шлюзов с целью выравнивания давления с давлением в реакторе; блок осушки сырого синтез-газа; разделитель газов для отделения диоксида углерода от синтез-газа; ресивер для сбора очищенного и осушенного синтез-газа; блок очистки для удаления из сырого пирогаза твердых частиц, жировых и смоляных загрязнений, а также хлор-, фтор- и серусодержащих примесей; блок осушки очищенного пирогаза; емкость для сбора очищенного и осушенного пирогаза; смеситель газов для получения нормализованной горючей смеси из очищенных и осушенных синтез-газа и пирогаза; газгольдер для накопления горючей смеси, используемой в камерах сгорания высокотемпературного нагревателя и газотурбинной электрогенерирующей установки для энергообеспечения заявленной системы; парогенератор для запитки высокотемпературного нагревателя водяным паром с температурой до 500°C; блок водоподготовки для парогенератора, получающий подпитку от внешнего источника и использующий воду из блока очистки оборотной воды; утилизатор низкопотенциального тепла для обеспечения коммунальных потребностей, использующий тепло продуктов сгорания из высокотемпературного нагревателя и газотурбинной электрогенерирующей установки; узел загрузки для возврата в реактор жировых, смоляных загрязнений и твердых частиц с фильтров.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для оптимизации процесса горения в камерах сгорания высокотемпературного нагревателя и газотурбинной электрогенерирующей установки в качестве окислителя используют отсепарированный от азота воздух с повышенным содержанием кислорода.
3. Система по п.. 1 и 2, отличающаяся тем, что продукты сгорания из высокотемпературного нагревателя и газотурбинной электрогенерирующей установки после утилизации тепла и диоксид углерода из разделителя газов направляют в теплицу для увеличения содержания диоксида углерода в воздухе с целью повышения фотосинтетической деятельности растений в промышленных теплицах, а низкопотенциальное тепло из утилизатора направляют для отопления тепличного здания, обогрева грунта или гидропонных систем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148250A RU2648737C1 (ru) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | Система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148250A RU2648737C1 (ru) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | Система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2648737C1 true RU2648737C1 (ru) | 2018-03-28 |
Family
ID=61867003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016148250A RU2648737C1 (ru) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | Система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2648737C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724171C1 (ru) * | 2019-09-11 | 2020-06-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Автоматизированный энерготехнологический комплекс по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511194A (en) * | 1968-03-25 | 1970-05-12 | Torrax Systems | Method and apparatus for high temperature waste disposal |
| RU2213908C1 (ru) * | 2002-08-26 | 2003-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЛАН" | Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов |
| RU47492U1 (ru) * | 2005-03-14 | 2005-08-27 | Шелков Евгений Михайлович | Система переработки твердых бытовых и промышленных отходов крупных населенных пунктов |
| RU81291U1 (ru) * | 2008-09-11 | 2009-03-10 | Александр Абрамович Вертман | Система комплексной переработки твердых бытовых и промышленных отходов |
| RU92150U1 (ru) * | 2007-12-27 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Альтернатива" | Установка для переработки углеводородного сырья |
| RU2014125184A (ru) * | 2014-06-23 | 2015-12-27 | Валерий Герасимович Гнеденко | Способ и устройство для обезвреживания заражённого грунта и утилизации железнодорожных шпал |
-
2016
- 2016-12-08 RU RU2016148250A patent/RU2648737C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511194A (en) * | 1968-03-25 | 1970-05-12 | Torrax Systems | Method and apparatus for high temperature waste disposal |
| RU2213908C1 (ru) * | 2002-08-26 | 2003-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИТЛАН" | Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов |
| RU47492U1 (ru) * | 2005-03-14 | 2005-08-27 | Шелков Евгений Михайлович | Система переработки твердых бытовых и промышленных отходов крупных населенных пунктов |
| RU92150U1 (ru) * | 2007-12-27 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Альтернатива" | Установка для переработки углеводородного сырья |
| RU81291U1 (ru) * | 2008-09-11 | 2009-03-10 | Александр Абрамович Вертман | Система комплексной переработки твердых бытовых и промышленных отходов |
| RU2014125184A (ru) * | 2014-06-23 | 2015-12-27 | Валерий Герасимович Гнеденко | Способ и устройство для обезвреживания заражённого грунта и утилизации железнодорожных шпал |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724171C1 (ru) * | 2019-09-11 | 2020-06-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Автоматизированный энерготехнологический комплекс по глубокой переработке и утилизации несортированных твердых бытовых и промышленных отходов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5166443B2 (ja) | ガス・蒸気タービン（コンバインドサイクル）発電所における電気的エネルギーの生成方法及び設備 | |
| KR101775608B1 (ko) | 탄소질 물질로부터의 스팀의 발생 방법 | |
| CN111234880A (zh) | 一种固废危废清洁资源化处置方法 | |
| WO2018018615A1 (zh) | 一种利用高含水率有机废弃物制备燃气的方法和系统 | |
| CN106524175B (zh) | 废弃物熔融固化处理系统及方法 | |
| CN101391746A (zh) | 小型煤汽化制氢方法 | |
| CN109054874B (zh) | 基于转炉烟尘余热利用的医疗垃圾处理方法 | |
| GB2350370A (en) | Process and device for autothermic gasification of solid fuels | |
| CN106765142B (zh) | 固体废弃物分级气化系统 | |
| CN102146301A (zh) | 一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉 | |
| CN105066135A (zh) | 一种小型垃圾气化催化裂解的工艺方法及其设备 | |
| CN102816606A (zh) | 一种可燃固体废弃物气化制取富烃可燃气的方法 | |
| CN106833690A (zh) | 一种移动床固体废物分段式热解气化工艺及其系统 | |
| CN106524176B (zh) | 废弃物气化熔融燃烧系统 | |
| RU2648737C1 (ru) | Система комплексной безотходной переработки твердых бытовых и промышленных отходов | |
| JP4250472B2 (ja) | 高炉装入原料用還元鉄及び還元性ガスの製造方法、還元鉄の利用方法、並びに還元性ガスの利用方法 | |
| WO2019069107A1 (en) | APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS | |
| CN106642138B (zh) | 废弃物气化熔融炉 | |
| CN101570699A (zh) | 固体燃料的气化装置及生产合成气体的方法 | |
| RU2570331C1 (ru) | Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов и установка для его реализации | |
| JPS6150995B2 (ru) | ||
| CN113751471B (zh) | 一种多燃料耦合的在线熔融处理危废焚烧飞灰系统及方法 | |
| CN107166400A (zh) | 生活垃圾一体化热处理系统和方法 | |
| RU2502017C1 (ru) | Способ экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов и мусоросжигательный завод для его осуществления | |
| CN110016366B (zh) | 生活垃圾气化甲烷化发电系统 |