RU2666559C1 - Installation for thermal processing of waste - Google Patents
Installation for thermal processing of waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666559C1 RU2666559C1 RU2017137641A RU2017137641A RU2666559C1 RU 2666559 C1 RU2666559 C1 RU 2666559C1 RU 2017137641 A RU2017137641 A RU 2017137641A RU 2017137641 A RU2017137641 A RU 2017137641A RU 2666559 C1 RU2666559 C1 RU 2666559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- thermolysis
- destruction
- reactor
- chamber
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 22
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 27
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 abstract 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 15
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010085603 SFLLRNPND Proteins 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L calcium sulfite Chemical class [Ca+2].[O-]S([O-])=O GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical group 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical group 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000010819 recyclable waste Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/12—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of plastics, e.g. rubber
-
- 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
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
-
- 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
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области термической переработки отходов и может быть использовано для обеззараживания органических, в том числе опасных производственных отходов, таких как нефтесодержащие отходы.The invention relates to the field of thermal processing of waste and can be used for disinfection of organic, including hazardous industrial waste, such as oily waste.
Известна установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную печь с кислородным дутьем под колосниковую решетку, бункер для загрузки и подачи отходов, устройство удаления золы, камеру дожигания, циклонную камеру со съемными ретортами периодического пиролиза и возвратом пиролизных газов в камеру дожигания, систему очистки дымовых газов (RU 2400671 С1, 27.09.2010). Недостатком данной установки является сложная система регулирования температуры дымовых газов для нагрева реторты пиролиза, увеличенный вынос твердых зольный включений при организации кислородного дуться под колосниковую решетку и. как следствие, быстрый абразивный износ твердыми включениями дымовых газов теплообменной поверхности реторты пиролиза.A known installation for the thermal processing of solid waste, including a chamber furnace with oxygen blast under the grate, a hopper for loading and feeding waste, an ash removal device, an afterburner, a cyclone chamber with removable periodic pyrolysis retorts and return of pyrolysis gases to the afterburner, a smoke treatment system gases (RU 2400671 C1, 09/27/2010). The disadvantage of this installation is a complex system for controlling the temperature of flue gases to heat the pyrolysis retort, the increased removal of solid ash inclusions when organizing oxygen to sulk under the grate and. as a result, rapid abrasive wear by solid inclusions of flue gases of the heat exchange surface of the pyrolysis retort.
Известна установка для осуществления способа переработки нефтесодержащих отходов (шламов), включающий предварительное обезвоживание шлама с последующей термической обработкой в барабанных или вращающихся печах при 300-400°С с добавлением гравия (щебня) в массовом соотношении 1:2 или 1:3. Процесс термической обработки осуществляется путем контактирования во вращающемся смесителе предварительно обезвоженного нефтешлама с нагретым в барабанных печах до 300-400°С щебнем (гравием) (RU 2156750 С2, 27.09.2000). Недостатком данной установки является необходимость в предварительном обезвоживании нефтешлама на механических измельчителях и предварительном нагреве щебня (гравия) в барабанных печах, что увеличивает электро- и топливо-потребление при эксплуатации.A known installation for implementing a method of processing oily waste (sludge), including preliminary dewatering of the sludge, followed by heat treatment in drum or rotary kilns at 300-400 ° C with the addition of gravel (crushed stone) in a mass ratio of 1: 2 or 1: 3. The heat treatment process is carried out by contacting in a rotary mixer a pre-dehydrated oil sludge with crushed stone (gravel) heated to 300-400 ° C in drum furnaces (RU 2156750 C2, 09.27.2000). The disadvantage of this installation is the need for preliminary dewatering of oil sludge on mechanical grinders and preheating of crushed stone (gravel) in drum furnaces, which increases electrical and fuel consumption during operation.
Известны способ и устройство утилизации углеродосодержащих отходов пиролизом (RU 2433158 С2, 10.11.2011). Способ утилизации углеродосодержащих отходов пиролизом в ретортах заключается в нагреве реторт снаружи в печи, разложении отходов на газообразные и твердые составляющие, удалении из реторт отходящих газов во время пиролиза и последующем удалении твердых составляющих из охлажденных реторт, при этом дополнительно и одновременно с наружным нагревом топочные газы нагнетают внутрь реторт, смешивают с отходящими горючими газами, произведенными в результате пиролиза, полученную смесь газов направляют последовательно из одной реторты в другую, а затем в топку печи, где сжигают. Устройство, реализующее способ, содержит печь с топкой и дымоходом, в которой установлены герметичные реторты, снабженные газоотводящими трубопроводами, топка печи выполнена из последовательно установленных отдельных секций, в каждой из которых установлены реторты, в стенках секций выполнены входные и выходные газоходные отверстия для топочных газов, последняя секция снабжена вытяжным дымососом, кроме того, топка снабжена нагнетающим дымососом. Недостатком данного устройства является нагнетание топочных газов внутрь пиролизной реторты и смешивание их с отходящими горючими газами пиролиза. Учитывая, что топливные газы от горелочных устройств, как правило, содержат остаточный кислород, данная операция является взрывопожароопасной и требует сложного аппаратурного контроля содержания кислорода в горячих дымовых газах, поступающих внутрь пиролизной реторты.A known method and device for the disposal of carbon-containing waste by pyrolysis (RU 2433158 C2, 11/10/2011). A method for utilizing carbon-containing wastes by pyrolysis in retorts is to heat the retorts externally in the furnace, decompose the waste into gaseous and solid components, remove waste gases from the retorts during pyrolysis and then remove solid components from the cooled retorts, while additionally and simultaneously with external heating, flue gases injected into the retort, mixed with exhaust combustible gases produced by pyrolysis, the resulting gas mixture is sent sequentially from one retort to another Guy, and then into the furnace, where they burn. A device that implements the method comprises a furnace with a furnace and a chimney, in which sealed retorts equipped with gas exhaust pipes are installed, the furnace furnace is made up of individually installed sections in each of which retorts are installed, inlet and outlet gas openings for flue gases are made in the walls of the sections , the last section is equipped with an exhaust smoke exhauster, in addition, the furnace is equipped with a discharge smoke exhauster. The disadvantage of this device is the injection of flue gases into the pyrolysis retort and mixing them with the exhaust combustible pyrolysis gases. Considering that fuel gases from burners, as a rule, contain residual oxygen, this operation is explosive and fire hazard and requires complex hardware control of the oxygen content in hot flue gases entering the pyrolysis retort.
Наиболее близкой к предложенной установке является технологическая схема установки для термического обезвреживания промышленных нефтесодержащих и твердых бытовых отходов, включающая узел подачи отходов на переработку в камеру загрузки, вращающуюся печь термообработки, конструктивно соединенную с указанной камерой загрузки и с камерой выгрузки обработанных отходов, топку дожигания продуктов пиролиза, снабженную системой газоходов и газопроводов, при этом вращающаяся печь термообработки содержит вращающийся барабан с соосно установленной внутри него с образованием кольцевого зазора ретортой, которая одним концом соединена с камерой загрузки, а другим - с камерой выгрузки обработанных отходов, при этом упомянутая камера выгрузки сообщена посредством газохода транспортирования продуктов пиролиза с топкой дожигания, которая в свою очередь дополнительно снабжена газоходом подачи воздуха и соединена газопроводом подачи дымовых газов с кольцевым зазором между вращающимся барабаном и ретортой печи с обеспечением противотока перерабатываемых отходов, находящихся в реторте, и дымовых газов, проходящих по кольцевому зазору, причем упомянутый кольцевой зазор также снабжен газопроводом отвода отработанных дымовых газов, при этом узел подачи отходов на переработку дополнительно снабжен конструктивными узлами: дробильной машиной, а также виброситом и/или грохотами, причем обработанные посредством указанных конструктивных узлов и подготовленные к обработке отходы подаются в камеру загрузки по меньшей мере одним конвейером (RU 75711 U1, 20.08.2008). Однако указанная известная технологическая схема установка не лишена недостатков, а именно:Closest to the proposed installation is the technological scheme of the installation for the thermal neutralization of industrial oil-containing and solid household waste, including a unit for supplying waste for processing to the loading chamber, a rotary heat treatment furnace structurally connected to the specified loading chamber and the unloading chamber for treated waste, and a furnace for the afterburning of pyrolysis products equipped with a system of gas ducts and gas pipelines, while the rotary heat treatment furnace contains a rotary drum with coaxially installed inside it with the formation of an annular gap by a retort, which is connected at one end to the loading chamber and the other to the unloading chamber of treated waste, while the said unloading chamber is communicated through a gas duct for conveying pyrolysis products with an afterburning furnace, which in turn is additionally equipped with an air supply duct and is connected by a flue gas supply pipeline with an annular gap between the rotating drum and the furnace retort with a counterflow of recyclable waste located in retort, and flue gases passing through the annular gap, the aforementioned annular gap is also equipped with a gas duct for exhaust flue gases, while the waste supply unit for processing is additionally equipped with structural units: a crushing machine, as well as a vibrating screen and / or screens, processed by means of these structural units and waste prepared for processing are fed into the loading chamber by at least one conveyor (RU 75711 U1, 08.20.2008). However, the specified well-known technological scheme of the installation is not without drawbacks, namely:
1) цилиндрическая, заполненная измельченными отходами металлическая реторта создает высокое аэродинамическое сопротивление движению, выделяющихся при деструкции пиролизных газов, отсутствует полость для выделения и накопления пиролизных газов;1) a cylindrical metal retort filled with crushed waste creates a high aerodynamic resistance to movement released during the destruction of pyrolysis gases, there is no cavity for the release and accumulation of pyrolysis gases;
2) в установке требуется тщательное измельчение и фракционирование исходного сырья для создания рыхлого, равномерного перемещаемого слоя отходов;2) the installation requires thorough grinding and fractionation of the feedstock to create a loose, uniform transported waste layer;
3) в установке не предусмотрена возможность равномерного заполнения всего сечения цилиндрической реторты для эффективного использования всей теплопередающей поверхности;3) the installation does not provide for the possibility of uniformly filling the entire cross section of the cylindrical retort for efficient use of the entire heat transfer surface;
4) в установке отсутствует механический побудитель движения и перемешивания внутри цилиндрической реторты и, как следствие, возникает вероятность налипания и закоксования, в особенности отходов, содержащих углеводороды;4) there is no mechanical stimulator of movement and mixing inside the cylindrical retort and, as a result, there is a possibility of sticking and coking, especially waste containing hydrocarbons;
5) использование тепла отходящих дымовых газов для наружного обогрева реторты неэффективно из-за низкого коэффициента теплоотдачи от газовых сред и, следовательно, требуется увеличение площади теплообменной поверхности; в случае цилиндрической реторты это увеличение длины и диаметра, и, следовательно, увеличение металлоемкости изделия;5) the use of heat of the exhaust flue gases for external heating of the retort is inefficient due to the low heat transfer coefficient from gaseous media and, therefore, an increase in the area of the heat exchange surface is required; in the case of a cylindrical retort, this is an increase in length and diameter, and, consequently, an increase in the metal consumption of the product;
6) при передаче тепла дымовыми газами полностью исключается лучистая составляющая теплообмена;6) during heat transfer by flue gases, the radiant component of heat transfer is completely eliminated;
7) реализованная в установке система транспортировки высокотемпературных дымовых газов требует конструкционно сложных футерованных газоходов, что не только увеличивает вес установки, но и увеличивает затраты на ее изготовление и эксплуатацию;7) the system for transporting high-temperature flue gases implemented in the installation requires structurally complex lined flues, which not only increases the weight of the installation, but also increases the cost of its manufacture and operation;
8) применение раствора карбамида в качестве средства газоочистки путем подачи его в камеру дожигания при температуре 1100°С и наличие избыточного кислорода, как правило, приводит к окислению аммиака до оксида азота, что снижает эффективность газоочистки в целом.8) the use of a urea solution as a means of gas purification by feeding it to the afterburner at a temperature of 1100 ° C and the presence of excess oxygen, as a rule, leads to the oxidation of ammonia to nitric oxide, which reduces the efficiency of gas purification as a whole.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в устранении указанных недостатков прототипа, повышении эффективности теплообменных процессов, создание гибкой технологической схемы утилизации отходов различного агрегатного состояния со сложным компонентным и химическим составом, упрощении конструкции при одновременном повышении эксплуатационной надежности установки, повышение производительности с гарантированным получением обработанных отходов, пригодных для использования в хозяйственных целях.The technical problem solved by the invention consists in eliminating the specified disadvantages of the prototype, increasing the efficiency of heat transfer processes, creating a flexible technological scheme for waste disposal of various state of aggregation with a complex component and chemical composition, simplifying the design while improving the operational reliability of the installation, increasing productivity with guaranteed receipt of processed waste suitable for domestic use.
Техническая проблема решается установкой для термической переработки отходов, содержащей узел подачи отходов, реактор термолизной деструкции отходов, камеру сжигания твердых продуктов термолизной деструкции, а также линию подачи реагента, соединенную с указанной камерой сжигания твердых продуктов, и узел транспортировки и удаления дымовых газов, которая, согласно изобретению, снабжена камерой сжигания парогазовой смеси (ПГС) и дожигания твердых продуктов термолизной деструкции, соединенной с выходом указанной камерой сжигания твердых продуктов и с выходом реактора термолизной деструкции для ПГС, и в верхней части - с узлом транспортировки и удаления дымовых газов.The technical problem is solved by the installation for the thermal processing of waste containing a waste feed unit, a thermolysis waste destruction reactor, a thermolysis destruction solid product combustion chamber, and a reagent supply line connected to said solid product combustion chamber, and a flue gas transportation and removal unit, which, according to the invention, is equipped with a chamber for burning a vapor-gas mixture (ASG) and afterburning of solid products of thermolysis destruction, connected to the outlet of the specified chamber for burning solid products and with the release of a thermolysis destruction reactor for ASG, and in the upper part - with a flue gas transportation and removal unit.
Кроме того, реактор термолизной деструкции отходов выполнен в виде снабженной топочным устройством герметичной емкости с двухвальцовым шнековым транспортером в ее нижней части.In addition, the thermolysis waste destruction reactor is made in the form of a sealed tank equipped with a furnace device with a twin-roll screw conveyor in its lower part.
Кроме того, узел транспортировки и удаления дымовых газов включает соединенный с указанной камерой сжигания ПГС и дожигания твердых продуктов скруббер химической очистки и последовательно соединенные с ним циклон-пылеуловитель и рукавный фильтр механической очистки.In addition, the flue gas transportation and removal unit includes a chemical scrubber connected to the specified chamber for burning ASG and afterburning solid products, and a cyclone dust collector and a bag filter for mechanical cleaning connected in series with it.
Кроме того, между узлом подачи отходов и реактором термолизной деструкции установлен смеситель для перемешивания отходов с наполнителем.In addition, between the waste feed unit and the thermolysis destruction reactor, a mixer is installed to mix the waste with the filler.
Технический результат, достигаемый предложенным изобретением, заключается в повышении эффективности переработки отходов, которое достигается эффективным сжиганием продуктов термической деструкции в камере сжигания и в камере дожигания.The technical result achieved by the proposed invention is to increase the efficiency of waste processing, which is achieved by efficient combustion of thermal degradation products in the combustion chamber and in the afterburner.
Аппаратурная схема предлагаемой установки представлена на чертеже.The hardware diagram of the proposed installation is presented in the drawing.
Установка для термической переработки отходов содержит соединенные последовательно узел подачи отходов - насосный агрегат 1, смеситель 2 для перемешивания отходов с наполнителем, реактор бтермолизной деструкции отходов, камеру 10 сжигания твердых продуктов термолизной деструкции - углерод-минерального остатка (УМО). Реактор 6 оборудован узлом 3 загрузки отходов, узлом 7 выгрузки УМО, а также топочным устройством 4 с горел очными устройствами 5. Узел 7 выгрузки УМО соединен с вертикальным герметичным золоприемником 23.The installation for thermal processing of waste contains a series-connected unit for supplying waste - a pump unit 1, a mixer 2 for mixing waste with filler, a bermolysis reactor for waste destruction, a
Смеситель 2 может отсутствовать, если отходы не жидкие и уже имеют нужную консистенцию.The mixer 2 may be absent if the waste is not liquid and already has the desired consistency.
Камера 10 сжигания оборудована на входе загрузочным устройством 8, соединенным посредством шнекового транспортера с выходом золоприемника 23, и горелочным устройством 5. Кроме того, с входом этой камеры 10 соединена линия подачи реагента, включающая станцию 22 приготовления реагента и насос 21.The
Камера 10 сжигания соединена с нижней частью камеры 13 сжигания ПГС и дожигания УМО (далее - камера 13 дожигания), которая также соединена с верхней частью емкости реактора 6 термолизной деструкции отходов через гидрозатвор 9. В своей внешней части выход дымовых газов камеры 13 дожигания соединен с узлом транспортировки и удаления дымовых газов, который включает полый форсуночный скруббер 14 химической очистки и последовательно соединенные с ним батарейный циклон-пылеуловитель 15 и рукавный фильтр 16 механической очистки.The
Согласно представленной аппаратурной схеме термическая переработка отходов реализуется следующим образом.According to the presented hardware diagram, thermal processing of waste is implemented as follows.
Жидкий и/или пастообразный опасный отход насосным агрегатом 1 подается в лопаточный смеситель 2 непрерывного действия. В лопаточный смеситель 2 также подается шнековым транспортером расчетное количество песка или зольно-минерального остатка (ЗМО) после камеры 10 сжигания твердых продуктов термической деструкции. Производительность подающего песок шнека регулируется частотным преобразователем скорости вращения электропривода, что позволяет добиться гарантированного смешения отхода с песком в соотношении 1:0,8. Данная технологическая операция позволяет подготовить жидкий и/или пастообразный отход для дальнейшей транспортировки его шнековым транспортером, кроме того, добавление песка улучшает теплофизические и механические свойства отхода при его дальнейшем термическом обезвреживании. Подготовленный таким образом отход шнековым транспортером (транспортные шнеки между технологическим оборудованием не схеме не указаны) подается в герметичное загрузочное устройство 3 реактора 6 термолиза. Реактор 6 термолиза представляет собой горизонтальную герметичную камеру со встроенным двухвальцовым шнековым транспортером в ее нижней части. Двухвальцовый шнековый транспортер позволяет перемещать отход внутри реактора 6, равномерно тонким слоем распределяя его по теплопередающей поверхности, перемешивает отход для равномерного распределения подводимого тепла, кроме того, возможность регулирования скорости вращения шнекового транспортера позволяет регулировать производительность реактора 6. Шнековый транспортер может быть также выполнен одновальцовым или многовальцовым. Реактор 6 оборудован герметичными шлюзовыми узлами загрузки 3 отходов и выгрузки 7 углерод-минерального остатка (УМО). Для разогрева реактор 6 оборудован топочным устройством 4 с горел очными устройствами 5. Для контроля технологического процесса термической деструкции реактор 6 оснащен датчиками температуры и давления, средствами противопожарной защиты (азотная рампа), запорной и запорно-регулирующей арматурой. В реакторе 6 термолиза происходит конвективный нагрев отходов без доступа кислорода, испарение и деструкция органических компонентов отхода при температуре 350-500°С. Нагрев отходов происходит плавно, за счет постепенного перемещения перерабатываемого продукта шнеком вдоль камеры реактора 6. Давление в камере реактора 6 термолиза поддерживается в пределах 5 кПа (избыточное) за счет изменения расхода горелочного топлива, подаваемого на горел очные устройства 5. Образующийся в процессе термолиза твердый УМО разгружается закрытым шнеком в вертикальный герметичный золоприемник 23. Далее УМО подается шнековым транспортером на загрузочное устройство 8 камеры 10 сжигания.Liquid and / or pasty hazardous waste pumping unit 1 is fed into a continuous blade mixer 2. The estimated amount of sand or ash-mineral residue (ZMO) after the
Полученная в результате термолиза парогазовая смесь (ПГС), содержащая низкомолекулярные продукты деструкции органических компонентов и пары воды, по газоотводным трубопроводам отбирается из реактора 6 термолиза и через гидрозатвор 9 направляется на газораспределительный коллектор 12 камеры 13 дожигания. Газораспределительный коллектор 12 предназначен для поддержания давления ПГС при подаче ее непосредственно в пламя горелочного устройства5. В камере 13 дожигания реализуется автотермический режим горения.The vapor-gas mixture (PGS) obtained as a result of thermolysis, containing low molecular weight degradation products of organic components and water vapor, is taken from the thermolysis reactor 6 through gas discharge pipes and sent through the gas trap 9 to the
Удаление дымовых газов из топки реактора 6 термолиза производится через дымовую трубу с эжектором (на схеме не показаны).The removal of flue gases from the furnace of the thermolysis reactor 6 is carried out through a chimney with an ejector (not shown in the diagram).
Камера сжигания 10 предназначена для сжигания остаточного углерода УМО и прокаливания минерального зольного остатка ЗМО. Сжигание и прокалка происходит при температуре 800-850°С с подачей дополнительного атмосферного воздуха. Прокалка минерального зольного осадка полностью освобождает отход от органических включений.The
Камера 10 сжигания представляет собой барабанную вращающуюся топку, оборудованную камерой загрузки и камерой разгрузки. Топка представляет собой металлический цилиндр, футерованный изнутри огнеупорным материалом. Цилиндр расположен наклонно (1-3°) в сторону камеры выгрузки для обеспечения продвижения отхода внутри топки. Частота вращения барабана 0,5÷2,0 об/мин. Скорость продвижения отходов по барабанам определяется частотой вращения и углом наклона барабана. Для обеспечения безопасной эксплуатации и предотвращения поступления продуктов горения во внешнюю среду, процесс обезвреживания проводят при разрежении 20-30 Па. Разрежение внутри камеры 10 сжигания и по всему последующему газовому тракту поддерживается автоматически, работой вентилятора-дымососа.The
Камера 10 сжигания снабжена горел очными устройствами 5 для поддержания гарантированной температуры внутри топки на уровне 800-850°С, датчиками температуры и давления, узлами подачи атмосферного воздуха.The
Прокаленный зольный минеральный осадок (ЗМО) представляет собой обезвоженную и очищенную от органических включений смесь горных парод (песок, глина и пр.) 4-5 класса опасности. ЗМО из топки поступает в нижнюю приемную часть 11 камеры 13 дожигания под пламя горелочного устройства 5 и далее шнековым транспортером выгружается из камеры 13 и поступает в закрытый накопительный бункер, и дальше на площадки складирования.Calcined ash mineral sediment (ZMO) is a mixture of mountain vapors (sand, clay, etc.) of hazard class 4-5 dehydrated and purified from organic inclusions. ZMO from the furnace enters the lower receiving part 11 of the afterburning
Зольный минеральный осадок может использоваться в технологическом процессе на стадии смешивания отходов в качестве заменителя песка и для рекультивации земель.Ash mineral sediment can be used in the technological process at the stage of mixing waste as a substitute for sand and for land reclamation.
Образовавшиеся в камере 10 сжигания дымовые газы поступают в камеру 13 дожигания, где при температуре 1000-1100°С и экспозиции не менее 2 секунд окончательно очищаются от органических включений и продуктов недожога. В камеру 13 дожигания также поступает ПГС из реактора 6 термолиза. Камера 13 дожигания представляет собой вертикальную металлическую конструкцию, футерованную изнутри огнеупорными и теплоизоляционными материалами. Камера 13 дожигания оборудована горел очными устройствами 5, устройствами подачи дополнительного атмосферного воздуха, нижней приемной частью 11 с шнековым узлом выгрузки ЗМО, датчиками температуры и давления, предохранительным аварийным клапаном.The flue gases formed in the
После камеры 13 дожигания дымовые газы с температурой 1000-1100°С поступают на узел транспортировки и удаления дымовых газов, который состоит из полусухого скруббера 14, циклона-пылеуловителя 15 и рукавного фильтра 16.After the
Скруббер 14 представляет собой полый вертикальный металлический аппарат, снабженный узлами ввода и вывода дымовых газов, каплеотбойным устройством, механическими мелкодисперсными форсунками, узлом выгрузки продуктов химической очистки дымовых газов, датчиками температуры.The
Охлаждение дымовых газов до 250°С происходит за счет теплоты нагрева и испарения воды, подаваемой в скруббер 14 через механические мелкодисперсные форсунки. Совместно с водой в скруббер 14 подается химический реагент - гидроксид кальция. Раствор химического реагента приготавливается на автоматизированной станции 19 приготовления и подачи химического реагента. Раствор подается насосом 20. Степень химической очистки полусухого скруббера 14 составляет не менее 0,95 по кислым компонентам дымовых газов, а степень механической очистки от твердых минеральных включений не менее 0,6. Сухой водонерастворимый осадок солей сульфита кальция и минеральный зольный вынос по мере накопления удаляется из нижней части скруббера 14 шнековым транспортером и подается в бункер-накопитель. Быстрое охлаждение дымовых газов препятствует образованию вторичных диоксинов и фуранов.Cooling of flue gases to 250 ° C is due to the heat of heating and evaporation of water supplied to the
Охлажденные и химические очищенные дымовые газы поступают на воздушный циклон-пылеуловитель 15, где под действием центробежных сил, возникающих при вращении газового потока внутри корпуса циклона, происходит отделение твердых частиц пыли от газового потока. Частицы пыли отбрасываются к стенкам корпуса и под действием сил тяжести перемещаются вниз к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона в пылеприемник. По мере накопления пыль выгружается из пылеприемника шнековым транспортером и подается в бункер-накопитель. Степень очистки циклона-пылеуловителя 15 не менее 0,85.Cooled and chemical purified flue gases enter the air
Для окончательной очистки от частиц пыли, не осевшей в циклоне-пылеуловителе 15, дымовые газы поступают на блочный рукавный фильтр 16. Степень очистки дымовых газов рукавным фильтром 16 не менее 0,99.For final cleaning of dust particles that have not settled down in the cyclone-
Охлажденные до 200°С и очищенные дымовые газы центробежным вентилятором 17 выбрасываются в дымовую трубу 18 и далее в атмосферу.Cooled to 200 ° C and purified flue gases by
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности переработки отходов, достигается вследствие следующих особенностей предложенной установки.The technical result, which consists in increasing the efficiency of waste processing, is achieved due to the following features of the proposed installation.
Технологический процесс термической утилизации организован в две ступени (стадии), где на первой ступени подготовленные жидкие и/или пастообразные подготовленные (смешанные с песком в соотношение 1:0,8) отходы проходят термическую деструкцию в реакторе 6 с разложением сложных высокомолекулярных трудногорючих органических компонентов без атмосферного кислорода до образования низкомолекулярных легкогорючих веществ и углерод-минерального остатка, а на второй ступени в камерах 10 и 13 проходит эффективное окисление (сжигание) продуктов термической деструкции с избытком атмосферного воздуха и получением негорючего нетоксичного зольно-минерального остатка и дымовых газов, поступающих в высокоэффективную систему химической и механической очистки.The technological process of thermal utilization is organized in two stages (stages), where in the first stage the prepared liquid and / or pasty prepared (mixed with sand in a 1: 0.8 ratio) waste materials undergo thermal degradation in reactor 6 with decomposition of complex high-molecular-weight organic compounds without atmospheric oxygen to the formation of low molecular weight combustible substances and a carbon-mineral residue, and in the second stage in
Реактор 6 термолиза оборудован свободной сборной полостью, что не препятствует выделению парогазовых компонентов из отходов и прохождению реакций деструкции и синтеза при заявленных параметрах технологического процесса.The thermolysis reactor 6 is equipped with a free prefabricated cavity, which does not prevent the separation of gas-vapor components from the waste and the passage of destruction and synthesis reactions with the declared process parameters.
Реактор 6 термолиза оборудован герметичным двухвальцовым шнековым транспортером для равномерного распределения, перемешивания и перемещения обезвреживаемых отходов, препятствующих их налипанию и закоксованию на стенках реактора 6. Более того, перемещение отхода, смешанного с песком, способствует очистке внутренней теплообменной поверхности реактора 6 и поверхности самих шнеков.The thermolysis reactor 6 is equipped with a sealed twin-roll screw conveyor for uniform distribution, mixing and movement of neutralized waste, preventing them from sticking and coking on the walls of the reactor 6. Moreover, the movement of the waste mixed with sand helps to clean the internal heat exchange surface of the reactor 6 and the surface of the screws themselves.
Топочное устройство 4 конвективного нагрева реактора 6 термолиза позволяет полностью использовать теплоту дымовых газов, в том числе и лучистую составляющую теплообмена, что существенно повышает энергетическую эффективность процесса.The furnace device 4 for convective heating of the thermolysis reactor 6 allows you to fully use the heat of the flue gases, including the radiant component of heat transfer, which significantly increases the energy efficiency of the process.
В предлагаемой установке практически отсутствуют сложные футерованные газоходы для транспортировки горячих дымовых газов, за исключением короткого участка между камерой 13 дожигания и скруббером 14.In the proposed installation, there are practically no complex lined flues for transporting hot flue gases, with the exception of a short section between the afterburning
Раствор карбамида подается в надпламенное пространство камеры 10 сжигания при температуре 800-850°С и стехиометрическом объеме атмосферного кислорода, что препятствует окислению аммиака и повышает общую эффективность газоочистки.The urea solution is fed into the above-flame space of the
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137641A RU2666559C1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Installation for thermal processing of waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137641A RU2666559C1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Installation for thermal processing of waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666559C1 true RU2666559C1 (en) | 2018-09-11 |
Family
ID=63580168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137641A RU2666559C1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Installation for thermal processing of waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666559C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699642C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Амурский научный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Device for obtaining separated combustion products of coals |
| RU2747898C1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью «Технопарк» | Installation for thermal destruction of predominantly solid municipal waste with production of carbon residue |
| RU2770987C1 (en) * | 2021-02-12 | 2022-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Method for reclamation of lands contaminated with petroleum and petroleum products, and apparatus for implementation thereof |
| RU2775844C1 (en) * | 2021-06-09 | 2022-07-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ДАНТОН-ПТИЦЕПРОМ" | Unit for fire disposal of waste |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2152949A (en) * | 1984-01-23 | 1985-08-14 | Pyrolysis Systems Inc | A method and apparatus for the pyrolytic destruction of waste materials |
| RU75711U1 (en) * | 2008-04-07 | 2008-08-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сигл" | TECHNOLOGICAL INSTALLATION DIAGRAM FOR THERMAL DISCONTINUATION OF INDUSTRIAL OIL-CONTAINING AND SOLID DOMESTIC WASTE |
| RU2433158C2 (en) * | 2010-01-18 | 2011-11-10 | Михаил Андреевич Харитонов | Method and apparatus for recycling carbon-bearing pyrolysis wastes |
| RU2629721C2 (en) * | 2015-04-24 | 2017-08-31 | Сергей Яковлевич Чернин | Device for thermal treatment of hazardous waste |
-
2017
- 2017-10-27 RU RU2017137641A patent/RU2666559C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2152949A (en) * | 1984-01-23 | 1985-08-14 | Pyrolysis Systems Inc | A method and apparatus for the pyrolytic destruction of waste materials |
| RU75711U1 (en) * | 2008-04-07 | 2008-08-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сигл" | TECHNOLOGICAL INSTALLATION DIAGRAM FOR THERMAL DISCONTINUATION OF INDUSTRIAL OIL-CONTAINING AND SOLID DOMESTIC WASTE |
| RU2433158C2 (en) * | 2010-01-18 | 2011-11-10 | Михаил Андреевич Харитонов | Method and apparatus for recycling carbon-bearing pyrolysis wastes |
| RU2629721C2 (en) * | 2015-04-24 | 2017-08-31 | Сергей Яковлевич Чернин | Device for thermal treatment of hazardous waste |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699642C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Амурский научный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Device for obtaining separated combustion products of coals |
| RU2747898C1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью «Технопарк» | Installation for thermal destruction of predominantly solid municipal waste with production of carbon residue |
| RU2770987C1 (en) * | 2021-02-12 | 2022-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Method for reclamation of lands contaminated with petroleum and petroleum products, and apparatus for implementation thereof |
| RU2775844C1 (en) * | 2021-06-09 | 2022-07-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ДАНТОН-ПТИЦЕПРОМ" | Unit for fire disposal of waste |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6619214B2 (en) | Method and apparatus for treatment of waste | |
| US6698365B2 (en) | Apparatus for thermal treatment using superheated steam | |
| RU2666559C1 (en) | Installation for thermal processing of waste | |
| US7802528B2 (en) | Pyrolysis apparatus | |
| RU2494128C2 (en) | Device for producing soot from rubber wastes | |
| US10428277B2 (en) | Device for processing scrap rubber | |
| KR102429348B1 (en) | Combustible material treatment method and treatment device | |
| US7147681B1 (en) | Method and device for removing recoverable waste products and non-recoverable waste products | |
| US7950339B2 (en) | Pyrolysis apparatus with transverse oxygenation | |
| JP3952702B2 (en) | Pyrolysis treatment facility using gas engine power generation facility using digestion gas | |
| JP4440696B2 (en) | Carbonization method of sewage sludge | |
| US7621225B2 (en) | Method and apparatus for treatment of waste | |
| RU2663312C1 (en) | Device for the thermal recycling of hydrocarbon-containing waste equipped with a vortex combustion chamber with an internal pyrolysis reactor and method of operation thereof | |
| RU2688990C1 (en) | Method of utilization of solid hydrocarbon wastes (including medical and biological wastes) and installation for its implementation | |
| KR101293272B1 (en) | Apparatus for continuous pyrolysis and method thereof | |
| JP4077811B2 (en) | Heat treatment equipment using superheated steam | |
| WO2012167185A2 (en) | Pyrolysis-based apparatus and methods | |
| JP3758513B2 (en) | Pyrolysis treatment facility and pyrolysis treatment method by gas engine power generation facility using digestion gas | |
| WO2011014094A1 (en) | Method and device for recycling moist waste matter comprising organic materials | |
| RU57872U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL DISCONTINUATION OF INDUSTRIAL WASTE, PREFERREDLY, OIL-CONTAMINATED SOILS AND SOILS | |
| RU2240339C1 (en) | Installation for pyrolysis of hydrocarbonaceous raw material | |
| SU917493A1 (en) | Installation for thermal decontamination of petroleum slimes | |
| JP3241792B2 (en) | Industrial waste treatment equipment | |
| JP2003012857A (en) | Treatment method for waste fiber-reinforced plastic material and treatment apparatus | |
| JP2002267125A (en) | Thermal decomposition treatment facility having gas engine power generation facility and thermal decomposition treatment method |