RU2747898C1

RU2747898C1 - Installation for thermal destruction of predominantly solid municipal waste with production of carbon residue

Info

Publication number: RU2747898C1
Application number: RU2020137438A
Authority: RU
Inventors: Олег Григорьевич Ясинский; Сергей Васильевич Гунич; Александр Ярославович Еремин; Валерий Геннадьевич Мищихин; Виктор Яковлевич Шапошников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «Технопарк»; Акционерное общество «Восточный научно-исследовательский углехимический институт»
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2021-05-17

Abstract

FIELD: recycling.

SUBSTANCE: invention relates primarily to technologies for the utilization of predominantly solid municipal waste (SMW), including municipal waste, as well as other types of waste similar to them in properties, in particular waste from the polymer, food, woodworking, petrochemical industries. The installation contains a sequentially connected unit for preparation and crushing of waste with a section for feeding crushed waste into a thermolysis reactor, a multistage line for purification of off-gaseous fractions, water treatment and collection of the liquid phase and waste for disposal. The thermolysis reactor is made multi-chamber, consists of vertical steel reaction chambers of rectangular cross-section, each of which has a width of 600 - 620 mm, a length of at least 1200 mm, a height of 6000 – 7000 mm and is made with the possibility of heating from bottom to top, equipped with an external lining made of refractory materials, external two-layer lining with heat-insulating and refractory layers, supporting metal frame. The reaction chambers are connected to each other with the possibility of ensuring their series-parallel operation, each reaction chamber is equipped with a loading feeder at the top, with a gas burner device at the bottom, an unloading unit that is connected to a block for collecting the carbonaceous residue formed in the process of waste thermolysis. The unloading unit is made in the form of an unloading cone, a sluice-feeder and a screw conveyor-cooler, while the bodies of the unloading cone, a sluice-lock-feeder and a screw conveyor-cooler are connected in series with each other, equipped with a water cooling jacket and connected to a cooling water supply device ensuring the creation of a single cooling circuit with a closed cycle of cooling water circulation, wherein each screw conveyor-cooler is additionally connected to the water vapor circulation line for cooling the carbonaceous residue by contacting it with the cooling wash water, and each reaction chamber is connected to the collectors of fuel gas, raw synthesis gas and flue gases.

EFFECT: deep complex processing of waste of various origins, containing a hydrocarbon component, with the production of synthetic coal as a commercial product with a simultaneous increase in energy efficiency and productivity of the thermal destruction process.

2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к технологиям утилизации преимущественно твердых коммунальных отходов (ТКО), включая городской мусор, а также иные виды отходов, близких к ним по свойствам, в частности отходы полимерной, пищевой, деревообрабатывающей, нефтехимической промышленности.The invention relates primarily to technologies for the utilization of predominantly solid municipal waste (MSW), including municipal waste, as well as other types of waste similar to them in properties, in particular waste from the polymer, food, woodworking, petrochemical industries.

Особенностью переработки твердых отходов, преимущественно твердых коммунальных отходов (ТКО), обусловлены их свойствами, которые характеризуются склонностью к прилипанию, слеживаемости. Кроме того, для ТКО характерны специфические физико-механические свойства - высокий угол естественного откоса 50…75°, высокий коэффициент внутреннего трения ~ 1,6. В связи с этим ТКО нельзя отнести к легкосыпучим грузам, поэтому при разработке устройств для переработки ТКО должно учитываться, что ТКО не могут свободно выгружаться под действием гравитационных сил.The peculiarity of the processing of solid waste, mainly solid municipal waste (MSW), is due to their properties, which are characterized by a tendency to sticking, caking. In addition, MSW is characterized by specific physical and mechanical properties - a high angle of repose of 50 ... 75 °, a high coefficient of internal friction ~ 1.6. In this regard, MSW cannot be classified as free-flowing cargo, therefore, when developing devices for processing MSW, it should be taken into account that MSW cannot be freely discharged under the influence of gravitational forces.

Известна установка переработки твердых бытовых отходов термической деструкцией твердых бытовых отходов (ТБО), который ведут путем пиролиза (патент RU 2254518). Установка содержит вертикальную шахтную печь с бункером для загрузки ТБО и сыпучего инертного теплоносителя. Установка снабжена эжекторной камерой сгорания с пассивным соплом, к которому подключен трубопровод отвода низконапорного пиролизного газа из печи. К активному соплу эжектора камеры сгорания подключен напорный трубопровод воздушного компрессора. Трубопровод отвода продуктов сгорания из камеры подключен к входу газовой турбины, которая приводит во вращение генератор электрического тока. К выхлопу турбины подключены котел-утилизатор и экономайзер пароводяного контура, который содержит также паровую турбину, конденсатор и конденсатный насос. Инициацию пиролиза осуществляют подачей горячей пароводяной смеси, а полученный низконапорный пиролизный газ сжигают, утилизируя теплоты сгорания. Known installation for processing solid waste by thermal destruction of solid waste (MSW), which is carried out by pyrolysis (patent RU 2254518). The installation contains a vertical shaft furnace with a hopper for loading solid waste and a free-flowing inert heat carrier. The installation is equipped with an ejector combustion chamber with a passive nozzle, to which a pipeline for withdrawing low-pressure pyrolysis gas from the furnace is connected. The pressure line of the air compressor is connected to the active nozzle of the combustion chamber ejector. The pipeline for removing combustion products from the chamber is connected to the inlet of a gas turbine, which drives an electric current generator in rotation. A waste heat boiler and an economizer of a steam-water circuit, which also contains a steam turbine, a condenser and a condensate pump, are connected to the turbine exhaust. The initiation of pyrolysis is carried out by supplying a hot steam-water mixture, and the resulting low-pressure pyrolysis gas is burned, utilizing the heat of combustion.

Известная установка может обеспечить высокую степень переработки ТБО. Однако энергоэффективность и практическая реализация остается на невысоком уровне, в том числе из-за особенностей состава и качества ТБО. Кроме того, известная установка не обеспечивает возможность получения углеродистого остатка для последующего использования, в том числе в качестве топлива.The known installation can provide a high degree of MSW processing. However, energy efficiency and practical implementation remains at a low level, including due to the peculiarities of the composition and quality of solid waste. In addition, the known installation does not provide the possibility of obtaining a carbonaceous residue for subsequent use, including as a fuel.

Известен пиролизный реактор (патент RU 2613063), включающий герметичную камеру для нагрева и сушки отходов (ТКО) и расположенную ниже камеры сушки герметичную металлическую камеру пиролиза с внешним нагревом для термохимического пиролизного разложения отходов за счет конвективного нагрева отходов от раскаленного металлического корпуса, нагревание которого осуществляется за счет пропуска горячих бескислородных газов во внешнюю полость между металлическим корпусом и наружной теплоизоляционной оболочкой. Known pyrolysis reactor (patent RU 2613063), including a sealed chamber for heating and drying waste (MSW) and located below the drying chamber sealed metal pyrolysis chamber with external heating for thermochemical pyrolysis decomposition of waste due to convective heating of waste from a red-hot metal body, which is heated due to the passage of hot oxygen-free gases into the outer cavity between the metal body and the outer heat-insulating shell.

В известном устройстве ТКО подвергают разгрузке через шнековые питатели, соединенные с пиролизными камерами через вертикальные патрубки малых диаметров под углом 90°. Поскольку ТКО нельзя отнести к легкосыпучим грузам, постольку они не могут свободно выгружаться под действием гравитационных сил через вертикальные патрубки представленной конструкции. Поэтому недостатком известного устройства является низкая эффективность стадии сушки, обусловленная разнородным фракционным составом ТКО по форме, крупности частиц, влажности и температурам плавления, низкой насыпной плотностью слоя ТКО. Также к недостаткам устройства относится низкая надежность конструкции камер пиролизного реактора, шнековых систем выгрузки продуктов переработки в нижней горячей зоне пиролизного реактора, особенно в части обеспечения герметичности камеры пиролиза.In the known device MSW is subjected to unloading through screw feeders connected to pyrolysis chambers through vertical pipes of small diameters at an angle of 90 °. Since MSW cannot be classified as free-flowing cargo, they cannot be freely unloaded under the action of gravitational forces through the vertical pipes of the presented design. Therefore, the disadvantage of the known device is the low efficiency of the drying stage, due to the heterogeneous fractional composition of MSW in shape, particle size, moisture and melting temperatures, low bulk density of the MSW layer. Also, the disadvantages of the device include the low reliability of the design of the chambers of the pyrolysis reactor, screw systems for unloading processed products in the lower hot zone of the pyrolysis reactor, especially in terms of ensuring the tightness of the pyrolysis chamber.

Известен мусороперерабатывающий комплекс для термической деструкции ТКО с получением углеродистого остатка (патент RU 2659924), который содержит блок пиролиза, включающий по меньшей мере две пиролизные установки, конвейерную линию для подачи подготовленных отходов к реакторам, конвейерную линию для транспортировки углеродистого остатка в приемный бункер. B барабанном реакторе цилиндрическая камера сгорания размещена соосно и сопряжена с внутренним контуром обогрева рабочего объема реактора. Возле внутренней стенки цилиндра реактора по всей его длине размещен шнековый транспортер, под реактором расположен шнековый транспортер-охладитель. Термическое воздействие на подготовленные отходы осуществляют последовательно в два этапа: сначала удаляют поверхностную (капиллярную) воду при температуре 120-150°С, а затем применяют термическую деструкцию в диапазоне температур 200-450°С при непрерывном ворошении сырья в барабанном реакторе. Разделяют парогазовую смесь на воду и топливные фракции.Known waste processing complex for thermal destruction of MSW to obtain a carbon residue (patent RU 2659924), which contains a pyrolysis unit, including at least two pyrolysis plants, a conveyor line for supplying prepared waste to the reactors, a conveyor line for transporting the carbonaceous residue to the receiving hopper. In the drum reactor, a cylindrical combustion chamber is located coaxially and is associated with an internal heating circuit of the working volume of the reactor. A screw conveyor is located near the inner wall of the reactor cylinder along its entire length, and a screw conveyor-cooler is located under the reactor. The thermal effect on the prepared waste is carried out sequentially in two stages: first, surface (capillary) water is removed at a temperature of 120-150 ° C, and then thermal destruction is applied in the temperature range of 200-450 ° C with continuous tedding of raw materials in a drum reactor. The steam-gas mixture is separated into water and fuel fractions.

Известная установка обеспечивает возможность термической деструкции при низких температурах пиролиза. Вместе с тем, основным недостатком способа является низкая производительность пиролизного барабанного реактора, так как ТКО характеризуются низкой насыпной плотностью, склонностью к слипанию, слеживаемости. Для эффективного использования известной установки и реализации термической деструкции ТКО в крупнотоннажном масштабе производительностью от 20 тонн ТКО в час, потребуется создание реакторов с большим объемом реакционной зоны. В цилиндрическом барабанном реакторе с диаметром более 1 метра и длиной более 20 метров практически невозможно обеспечить равномерный обогрев отходов до нужных температур путем конвективной теплопередачи от внутреннего контура обогрева ввиду низких коэффициентов теплопроводности разнородного слоя твердых частиц ТКО. В связи с этим масштабирование известного комплекса с обеспечением эффективности переработки ТКО представляется затруднительным. Также к недостаткам следует отнести выбор диапазона температур термической деструкции 250-450°С. При таких температурах происходит неполное разложение углеродсодержащих фракций ТКО, более полная деструкция сложных компонентов ТКО (целлюлозосодержащие древесно-растительные фракции, бумага, картон, пищевые отходы) осуществляется при температурах от 700°С и более, а следовательно, качество углеродистого остатка в известной установке является низким.The known installation provides the possibility of thermal destruction at low pyrolysis temperatures. At the same time, the main disadvantage of the method is the low productivity of the pyrolysis drum reactor, since MSW is characterized by low bulk density, tendency to sticking, and caking. To effectively use the known installation and implement the thermal destruction of MSW on a large scale with a capacity of 20 tons of MSW per hour, it will be necessary to create reactors with a large volume of the reaction zone. In a cylindrical drum reactor with a diameter of more than 1 meter and a length of more than 20 meters, it is practically impossible to ensure uniform heating of waste to the required temperatures by convective heat transfer from the internal heating circuit due to the low thermal conductivity coefficients of a heterogeneous layer of solid MSW particles. In this regard, scaling the known complex to ensure the efficiency of MSW processing seems to be difficult. Also, the disadvantages include the choice of the temperature range for thermal destruction of 250-450 ° C. At such temperatures, incomplete decomposition of the carbon-containing fractions of MSW occurs, a more complete destruction of complex components of MSW (cellulose-containing wood-plant fractions, paper, cardboard, food waste) is carried out at temperatures from 700 ° C or more, and therefore, the quality of the carbon residue in a known installation is low.

Наиболее близким к заявляемому, является устройство для термического обезвреживания опасных отходов (патент RU 2629721), обеспечивающее процесс термической деструкции углеродсодержащих твердых, жидких и пастообразных отходов при температуре 500 - 950°С в инертной бескислородной среде в термолизном реакторе с рабочей камерой шириной 300 мм, загрузочным питателем и нижним разгрузочным шнековым транспортером. Устройство содержит последовательно соединенные накопительный бункер, термолизный реактор с загрузочным питателем и нижним разгрузочным устройством, емкость для охлаждения углеродного остатка термолиза отходов, бункер временного складирования углеродного остатка с системой пробоотбора для экспресс-анализа токсичности и установку плазменного дожига углеродного остатка с приемной шлаковой ванной, а также линию фракционирования с насадочным скруббером, адсорбером и колонными аппаратами для выделения жидкой углеводородной фракции продуктов термолиза и несконденсированного синтез-газа, используемого в качестве вторичного топлива в реакторе термолиза, систему водоочистки производственных сточных вод, трехстадийную очистку дымовых газов термолизного реактора. Реактор термолиза содержит по крайней мере одну камеру термолиза, система газоочистки содержит три стадии очистки с извлечением окислов тяжелых металлов, а система водоочистки включает в себя три ступени физико-химической очистки. The closest to the claimed one is a device for thermal disposal of hazardous waste (patent RU 2629721), which provides the process of thermal destruction of carbon-containing solid, liquid and pasty waste at a temperature of 500 - 950 ° C in an inert oxygen-free environment in a thermolysis reactor with a working chamber 300 mm wide, loading feeder and bottom unloading auger conveyor. The device contains a series-connected storage hopper, a thermolysis reactor with a feed feeder and a lower unloading device, a tank for cooling the carbon residue of waste thermolysis, a hopper for temporary storage of carbon residue with a sampling system for rapid toxicity analysis and a plasma afterburner of carbon residue with a receiving slag bath, and also a fractionation line with a packed scrubber, an adsorber and column apparatus for separating a liquid hydrocarbon fraction of thermolysis products and uncondensed synthesis gas used as a secondary fuel in a thermolysis reactor, a water treatment system for industrial waste water, a three-stage purification of flue gases from a thermolysis reactor. The thermolysis reactor contains at least one thermolysis chamber, the gas purification system contains three purification stages with the extraction of heavy metal oxides, and the water purification system includes three stages of physicochemical purification.

Недостатками известного устройства является низкая энергоэффективность процесса переработки разнородных по свойствам ТКО, ненадежность конструкции термолизного реактора, в частности, расположение разгрузочного шнекового транспортера в нижней горячей зоне рабочей камеры (с температурой стенки 900-1050°С) термолизного реактора при длительной эксплуатации приведет к его деформации из-за температурных удлинений и перегрева металла в узлах крепления к реактору, а вследствие деформации будет происходить разгерметизация реактора, содержащего взрывоопасные газы-продукты термической деструкции отходов (преимущественно ацетилен, этилен, метан, аммиак, водород, оксиды углерода (II) и (IV)). Также к недостаткам данного устройства следует отнести необоснованно узкую ширину (300 мм) рабочих камер термолизного реактора, что при масштабировании применительно к созданию крупнотоннажных мусороперерабатывающих комплексов мощностью от 20 тонн ТКО в час приведет к сравнительно высоким капитальным и эксплуатационным затратам, так как для увеличения производительности потребуется значительно количество таких рабочих камер. Использование плазменного сжигания твердого углеродистого продукта термической деструкции твердых коммунальных отходов, относящихся к классу мало опасных и практически безопасных отходов (согласно действующей в РФ классификации по степени воздействия на окружающую среду), которое входит в состав известного устройства, также приводит к экономически нецелесообразным очень высоким капитальным и эксплуатационным затратам для крупнотоннажных мусороперерабатывающих комплексов.The disadvantages of the known device are the low energy efficiency of the process of processing MSW of dissimilar properties, the unreliability of the design of the thermolysis reactor, in particular, the location of the unloading screw conveyor in the lower hot zone of the working chamber (with a wall temperature of 900-1050 ° C) of the thermolysis reactor during long-term operation will lead to its deformation. due to temperature elongations and overheating of the metal in the attachment points to the reactor, and due to deformation, the reactor will depressurize, containing explosive gases - products of thermal destruction of waste (mainly acetylene, ethylene, methane, ammonia, hydrogen, carbon oxides (II) and (IV )). Also, the disadvantages of this device include the unreasonably narrow width (300 mm) of the working chambers of the thermolysis reactor, which, when scaled up in relation to the creation of large-scale waste processing complexes with a capacity of 20 tons of MSW per hour, will lead to relatively high capital and operating costs, since increasing productivity will require a significant number of such working chambers. The use of plasma combustion of a solid carbonaceous product of thermal destruction of solid municipal waste belonging to the class of low hazardous and practically safe waste (according to the classification in force in the Russian Federation by the degree of environmental impact), which is part of the known device, also leads to economically inexpedient very high capital and operating costs for large-scale waste processing facilities.

Задачей настоящего изобретения является создание крупнотоннажного мусороперерабатывающего комплекса для термической деструкции различных отходов (включая твердые, жидкие, пастообразные, коммунальные, бытовые и производственные, опасные и практически безопасные) производительностью от 200 000 тонн ТКО в год за счет увеличения производительности реакторов термической деструкции, повышения доли перерабатываемых фракций ТКО от исходной массы, увеличения практического выхода углеродистого остатка как главного продукта переработки ТКО, повышение энергоэффективности и упрощение аппаратурного оформления процесса термической деструкции. The objective of the present invention is to create a large-scale waste processing complex for thermal destruction of various wastes (including solid, liquid, pasty, municipal, household and industrial, hazardous and practically safe) with a capacity of 200,000 tons of MSW per year by increasing the productivity of thermal destruction reactors, increasing the share processed fractions of MSW from the initial mass, increasing the practical yield of carbonaceous residue as the main product of MSW processing, increasing energy efficiency and simplifying the hardware design of the thermal destruction process.

Для решения поставленной задачи предлагается установка для термической деструкции преимущественно твердых коммунальных отходов с получением углеродистого остатка, содержащее последовательно связанные узел подготовки и измельчения отходов с участком подачи измельченных отходов в термолизный реактор, снабженный сверху загрузочным питателем и узлом разгрузки в нижней части, который соединен с блоком сбора углеродистого остатка, образующего в процессе термолиза отходов, снабженный системой охлаждения, а также соединенная с термолизным реактором многоступенчатая линия очистки отходящих газообразных фракций, многоступенчатая система водоочистки и линии сбора жидкой фазы и отходов на захоронение, отличается тем, что термолизный реактор выполнен многокамерным, состоящий из вертикальных стальных реакционных камер прямоугольного сечения, каждая из которых имеет ширину 600 - 620 мм, длину не менее 1200 мм, высоту 6000 – 7000 мм и выполнена с возможностью обогрева по высоте снизу вверх, снабжена наружной футеровкой, выполненной из огнеупорных материалов, внешней двухслойной футеровкой с теплоизоляционным и огнеупорным слоями, опорным металлическим каркасом, при этом реакционные камеры соединены друг с другом с возможностью обеспечения их последовательно-параллельной работы, каждая реакционная камера снабжена газогорелочным устройством, в зоне которого размещено сопло для сжигания вторичного топлива, выполненное с возможностью дополнительной подачи нагретого воздуха, загрузочный питатель представлен по меньшей мере одним загрузочным бункером и шиберным затвором для загрузки перерабатываемых отходов, соединенных с участком подачи измельченных отходов, который выполнен в виде непрерывного ленточного конвейера с ковшовым элеватором и соединен с ленточным конвейером возврата избытка исходных отходов (сырья), в нижней части каждой реакционной камеры размещен узел разгрузки, выполненный в виде разгрузочного конуса, шлюзового затвора-питателя и шнекового транспортера-охладителя, при этом корпусы разгрузочного конуса, шлюзового затвора-питателя и шнекового транспортера-охладителя последовательно соединены друг с другом, снабжены рубашкой водяного охлаждения и соединены с устройством подачи охлаждающей воды, обеспечивающей создание единого контура охлаждения с замкнутым циклом оборота охлаждающей воды, при этом каждый шнековый транспортер-охладитель дополнительно соединен с линией циркуляции водяных паров для охлаждения углеродистого остатка путем его контактирования с охлаждающей промывной водой, а каждая реакционная камера соединена с коллекторами топливного газа, сырого синтез-газа и дымовых газов.To solve this problem, an installation is proposed for the thermal destruction of mainly solid municipal waste with the production of a carbonaceous residue, containing a series-connected unit for preparation and grinding of waste with a section for feeding ground waste into a thermolysis reactor, equipped with a loading feeder on top and an unloading unit in the lower part, which is connected to the block collection of carbonaceous residue, which forms in the process of waste thermolysis, equipped with a cooling system, as well as a multi-stage line for purification of off-gaseous fractions, a multi-stage water treatment system and lines for collection of the liquid phase and waste for disposal, connected to the thermolysis reactor, consisting of from vertical steel reaction chambers of rectangular cross-section, each of which has a width of 600 - 620 mm, a length of at least 1200 mm, a height of 6000 - 7000 mm and is made with the possibility of heating from bottom to top, equipped with an outer lining made of refractory materials, an outer two-layer lining with heat-insulating and refractory layers, a supporting metal frame, while the reaction chambers are connected to each other with the possibility of ensuring their series-parallel operation, each reaction chamber is equipped with a gas burner device, in the zone of which a nozzle is located for combustion of secondary fuel, made with the possibility of additional supply of heated air, the feed feeder is represented by at least one feed hopper and a slide gate for loading the processed waste, connected to the feed section of crushed waste, which is made in the form of a continuous belt conveyor with a bucket elevator and is connected to a belt conveyor for returning excess initial waste (raw materials), in the lower part of each reaction chamber there is an unloading unit made in the form of an unloading cone, a sluice feeder and a screw conveyor-cooler, etc. and the bodies of the unloading cone, the sluice gate-feeder and the screw conveyor-cooler are connected in series with each other, equipped with a water cooling jacket and connected to the cooling water supply device, which ensures the creation of a single cooling circuit with a closed cycle of cooling water circulation, with each screw conveyor - the cooler is additionally connected to the water vapor circulation line for cooling the carbonaceous residue by contacting it with the cooling wash water, and each reaction chamber is connected to the collectors of fuel gas, raw synthesis gas and flue gases.

В заявляемой установке узел подготовки и измельчения отходов может представлять собой площадку временного накопления отходов, конвейерную линию отбора крупногабаритных материалов, разрыватель пакетов с бытовым мусором, конвейерную линию сортировки отходов, установку двухстадийного измельчения отходов до класса крупности 1-10 мм, линию рецикла недоизмельченного сырья (исходных отходов) для реализации многократного дробления, магнитный сепаратор фракции черного металла, вихретоковый сепаратор фракции цветных металлов, воздушный сепаратор легкой фракции, вибрационный грохот, конвейерную линию рецикла недоизмельченного сырья (исходных отходов). In the claimed installation, the waste preparation and crushing unit can be a site for temporary waste accumulation, a conveyor line for the selection of bulky materials, a bag breaker with household waste, a waste sorting conveyor line, a two-stage waste crushing unit to a size class of 1-10 mm, a recycle line for under-grinded raw materials ( initial waste) for the implementation of multiple crushing, magnetic separator of ferrous metal fraction, eddy-current separator of non-ferrous metal fraction, air separator of light fraction, vibrating screen, conveyor line for recycling under-ground raw materials (initial waste).

Участок подачи измельченных отходов может быть представлен подающим ленточным конвейером, обеспечивающим возможность непрерывной подачи отходов на переработку, ковшовый элеватор, загрузочный скребковый конвейер в закрытом исполнении с загрузочными желобами, а также ленточный конвейер возврата отходов, незагруженных в реакционные камеры. The area for feeding crushed waste can be represented by a feeding belt conveyor, which provides the possibility of continuous supply of waste for processing, a bucket elevator, a loading scraper conveyor in a closed design with loading chutes, as well as a belt conveyor for returning waste not loaded into the reaction chambers.

Реактор термолиза состоит из вертикальных реакционных камер прямоугольного сечения, каждая из которых имеет ширину 600 - 620 мм, предпочтительно 600 мм, длину не менее 1200 мм, предпочтительно 1200 мм, высоту 6000 – 7000 мм с наружной футеровкой из огнеупорных материалов, внешней двухслойной футеровкой с теплоизоляционным и огнеупорным слоями, опорным металлическим каркасом, в нижней части газогорелочными устройствами в зоне которых размещены сопла сжигания вторичного топлива с подачей нагретого воздуха. Реакционные камеры соединены друг с другом с возможностью обеспечения последовательно-параллельной работы нескольких реакционных камер с единой системой загрузки измельченных отходов и разгрузкой продуктов термической деструкции. The thermolysis reactor consists of vertical reaction chambers of rectangular cross-section, each of which has a width of 600 - 620 mm, preferably 600 mm, a length of at least 1200 mm, preferably 1200 mm, a height of 6000 - 7000 mm with an outer lining of refractory materials, an outer two-layer lining with heat-insulating and refractory layers, a supporting metal frame, in the lower part of the gas-burner devices in the zone of which there are nozzles for combustion of secondary fuel with the supply of heated air. The reaction chambers are connected to each other with the possibility of providing series-parallel operation of several reaction chambers with a single system for loading crushed waste and unloading thermal destruction products.

В нижней части реакционные камеры содержат узел разгрузки углеродистого остатка, состоящий из последовательно соединенных разгрузочного конуса, шлюзового затвора-питателя и шнекового транспортера-охладителя с рубашкой водяного охлаждения, обеспечивая единый контур охлаждения узла разгрузки. В корпусе шнекового транспортера-охладителя дополнительно размещен контур охлаждения углеродистого остатка, содержащий встроенные форсунки для подачи и разбрызгивания охлаждающей промывной воды, в результате чего происходит охлаждение («мокрое» тушение) горячего углеродистого остатка, выдаваемого из реакционной камеры при температуре более 700°С, с целью исключения дальнейшего возможного самовоспламенения на открытом воздухе. Также в корпусе шнекового транспортера-охладителя установлены штуцеры для отвода загрязненных водяных паров, образующихся при охлаждении («мокром» тушении) углеродистого остатка. Линия циркуляции водяных паров, образующихся в результате охлаждения углеродистого остатка в шнековом транспортере-охладителе, содержит газодувку, скруббер-газопромыватель для конденсации и очистки загрязненных водяных паров, приемный резервуар для временного накопления промывной воды и ее очистки путем механического отстаивания, насосное оборудование и систему трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой для замкнутого оборота промывной воды на шнековый транспортер-охладитель.In the lower part, the reaction chambers contain a unit for unloading the carbonaceous residue, consisting of a series-connected unloading cone, a sluice-feeder and a screw conveyor-cooler with a water-cooled jacket, providing a single cooling circuit for the unloading unit. In the housing of the screw conveyor-cooler, an additional cooling circuit for the carbonaceous residue is located, containing built-in nozzles for supplying and spraying cooling wash water, as a result of which cooling ("wet" quenching) of the hot carbonaceous residue discharged from the reaction chamber at a temperature of more than 700 ° C occurs, in order to exclude further possible spontaneous ignition in the open air. Also, in the housing of the screw conveyor-cooler, fittings are installed to remove contaminated water vapor generated during cooling ("wet" extinguishing) of the carbonaceous residue. The line for the circulation of water vapor generated as a result of cooling the carbonaceous residue in the screw conveyor-cooler contains a gas blower, a scrubber-gas washer for condensation and purification of contaminated water vapor, a receiving tank for temporary accumulation of wash water and its purification by mechanical settling, pumping equipment and a pipeline system with shut-off and control valves for closed circulation of wash water to the screw conveyor-cooler.

Узел разгрузки углеродистого остатка соединен с закрытым пластинчатым конвейером, через который осуществляется выгрузка охлажденного углеродистого остатка, направляемого на установку формования и упаковки товарного продукта. Охлажденный углеродистый остаток представляет собой товарный продукт – синтетический уголь. The carbon residue unloading unit is connected to a closed plate conveyor through which the cooled carbon residue is unloaded the remainder sent to the installation of molding and packaging of a commercial product. Cooled carbon the remainder is a commercial product - synthetic coal.

Каждая реакционная камера соединена с коллекторами топливного газа, сырого синтез-газа и дымовых газов, представляющих собой отходящие газы, коллекторы соединены с линиями очистки отходящих газов. Each reaction chamber is connected to fuel gas, raw syngas and flue gas manifolds, which are off-gases, and the manifolds are connected to off-gas purification lines.

Линии очистки сырого синтез-газа и образующихся жидких фракций представлены газодувкой, насадочным скруббером-газопромывателем, линией отвода избыточной выпаренной воды на цикл промывки скруббера, приемным резервуаром, установкой очистки и переработки термолизной смолы.Lines for purification of raw synthesis gas and the resulting liquid fractions are represented by a gas blower, a packed scrubber-gas scrubber, a line for withdrawing excess evaporated water to the scrubber washing cycle, a receiving tank, a thermolysis resin purification and processing unit.

Коллектор дымовых газов соединен с четырехстадийной линией очистки, содержащей теплообменники для охлаждения горячих дымовых газов до 200°С, абсорбер насадочного типа для очистки дымовых газов от кислотных оксидов, хлороводорода и фтороводорода «мокрым» известковым способом со встроенным шламоотстойником, абсорбер насадочного типа для очистки дымовых газов от оксидов азота «мокрым» карбамидным способом, контактный аппарат очистки дымовых газов от оксида углерода каталитическим способом, воздуходувку, расходные емкости-смесители, многокамерный рукавный фильтр со встроенной системой встряхивания и продувки фильтровальных рукавов, ленточный конвейер и приемные бункеры для разгрузки твердых продуктов газоочистки, линию подачи нагретого воздуха на сжигание вторичного топлива, дымовую трубу.The flue gas collector is connected to a four-stage purification line containing heat exchangers for cooling hot flue gases to 200 ° C, a packed-type absorber for cleaning flue gases from acid oxides, hydrogen chloride and hydrogen fluoride in a "wet" lime method with a built-in sludge settler, a packed-type absorber for cleaning flue gases gases from nitrogen oxides by the "wet" carbamide method, a contact device for cleaning flue gases from carbon monoxide by a catalytic method, an air blower, consumable mixing tanks, a multi-chamber bag filter with a built-in shaking and blowing system of filter bags, a belt conveyor and receiving hoppers for unloading solid gas cleaning products , heated air supply line for secondary fuel combustion, chimney.

Многоступенчатая система водоочистки производственных сточных вод выполнена трехступенчатой и представлена тонкослойным отстойником, флотатором, напорными сорбционными фильтрами, приемными резервуарами, линиями отвода шламов и осадка. The multistage industrial wastewater treatment system is three-stage and is represented by a thin-layer settler, a flotation device, pressure sorption filters, receiving tanks, sludge and sludge removal lines.

Заявляемая установка для термической деструкции преимущественно твердых коммунальных отходов обеспечивает создание равномерного теплового поля в реакционных камерах для термической деструкции ТКО без доступа воздуха либо в инертной среде азота или среде водяного пара или иной среде, выбираемой для некоторых специальных легкоокисляющихся компонентов ТКО в процессе термической деструкции (термолиз) сырья (исходных отходов) при температурах от 400 до 750°С, которая осуществляется в центральной зоне вертикальных реакционных камер прямоугольного сечения, обогреваемые снизу вверх по всей высоте, с размером по ширине 600 - 620 мм, по длине не менее 1200 мм, по высоте высоту 6000 – 7000 мм, снабжена наружной футеровкой, выполненной из огнеупорных материалов, внешней двухслойной футеровкой с теплоизоляционным и огнеупорным слоями, обеспечивающие равномерность прогрева реакционных камер по их высоте. Выполнение реакционных камер с указанными геометрическими размерами и формой, выполнение термолизного реактора с многослойной футеровкой обеспечивают возможность проведения процесса термолиза в зоне температур, существенно меньшей, чем в прототипе. В заявляемом устройстве совместно осуществляют термическую деструкцию (термолиз, полукоксование отходов с получением газообразных горючих фракций и углеродистого остатка), а также обезвреживание отходов путем сокращения их исходной массы, посредством равномерной конвективной теплопередачи по всей высоте реакционных камер реактора (основного технологического аппарата), благодаря чему повышается теплотехнический коэффициент полезного действия, значение которого может достигать 92%. Также одной из главных отличительных особенностей заявляемой установки является создание режима последовательно-параллельной работы нескольких реакционных камер в единой технологической линии с использованием единой непрерывной конвейерной линии подачи сырья (исходных отходов), что обеспечивает непрерывность технологического режима по загрузке сырья и выгрузке продуктов переработки. Еще важной особенностью заявляемой установки является выполнение узла разгрузки углеродистого остатка соединенным с разгрузочным конусом реакционных камер, оборудованным единым водоохлаждаемым контуром и дополнительным контуром шнекового транспортера-охладителя для охлаждения углеродистого остатка промывной водой, соединенным с линий циркуляцией водяных паров, обеспечивающим охлаждение узла разгрузки углеродистого остатка, повышая надежность термолизного реактора за счет исключения возможности перегрева его нижней части. Схема сбора цепи узлов и блоков в заявляемом устройстве позволяет повысить производительность до величины более 200 000 тонн ТКО в год. Заявляемая установка обеспечивает возможность повышения доли перерабатываемых фракций ТКО от исходной массы за счет полноты термической деструкции в каждом реакционном аппарате, увеличить практический выход углеродистого остатка как главного продукта переработки ТКО, повысить энергоэффективность и безопасность процесса, в том числе за счет обеспечения возможности сжигания газообразных продуктов переработки с последующим использованием в качестве вторичного топлива. Кроме того, заявляемые в устройстве узлы загрузки отходов в реакционные камеры и узел разгрузки позволяют сократить эксплуатационные расходы, минимизировать использование подсобной транспортной инфраструктуры и трудоемких механизмов, снизить уровень негативного воздействия на окружающую среду путем уменьшения эмиссии вредных продуктов переработки ТКО в атмосферу в несколько раз по сравнению с аналогами. The claimed installation for thermal destruction of mainly solid municipal waste provides for the creation of a uniform thermal field in reaction chambers for thermal destruction of MSW without air access or in an inert nitrogen or water vapor environment or another medium chosen for some special easily oxidized MSW components in the process of thermal destruction (thermolysis ) raw materials (initial waste) at temperatures from 400 to 750 ° C, which is carried out in the central zone of vertical reaction chambers of rectangular cross-section, heated from bottom to top along the entire height, with a width of 600 - 620 mm, a length of at least 1200 mm, along height 6000 - 7000 mm, equipped with an outer lining made of refractory materials, an outer two-layer lining with heat-insulating and refractory layers, ensuring uniform heating of the reaction chambers along their height. The implementation of the reaction chambers with the specified geometric dimensions and shape, the implementation of a thermolysis reactor with a multilayer lining provide the possibility of carrying out the thermolysis process in a temperature zone that is significantly lower than in the prototype. In the claimed device, thermal destruction is jointly carried out (thermolysis, semi-coking of waste to obtain gaseous combustible fractions and carbonaceous residue), as well as waste disposal by reducing their initial mass, through uniform convective heat transfer along the entire height of the reaction chambers of the reactor (the main technological apparatus), due to the heat engineering coefficient of efficiency increases, the value of which can reach 92%. Also, one of the main distinguishing features of the claimed installation is the creation of a mode of series-parallel operation of several reaction chambers in a single technological line using a single continuous conveyor line for feeding raw materials (initial waste), which ensures the continuity of the technological regime for loading raw materials and unloading processed products. Another important feature of the claimed installation is the implementation of a carbon residue unloading unit connected to the discharge cone of the reaction chambers, equipped with a single water-cooled circuit and an additional circuit of a screw conveyor-cooler for cooling the carbon residue with wash water connected to the water vapor circulation lines, which provides cooling of the carbon residue unloading unit, increasing the reliability of the thermolysis reactor by eliminating the possibility of overheating of its lower part. The scheme of collecting the chain of nodes and blocks in the claimed device allows to increase productivity up to more than 200,000 tons of MSW per year. The inventive installation makes it possible to increase the share of processed MSW fractions from the initial mass due to the completeness of thermal destruction in each reaction apparatus, to increase the practical yield of carbonaceous residue as the main product of MSW processing, increase the energy efficiency and safety of the process, including by ensuring the possibility of burning gaseous products of processing with subsequent use as a secondary fuel. In addition, the units for loading waste into the reaction chambers and the unloading unit declared in the device allow reducing operating costs, minimizing the use of auxiliary transport infrastructure and labor-intensive mechanisms, and reducing the level of negative impact on the environment by reducing the emission of harmful products of MSW processing into the atmosphere several times compared to with analogues.

Сравнение заявляемой установки с известным устройством позволяет сделать вывод о наличии отличительных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна». Заявляемая совокупность существенных признаков обеспечивает получение нового технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed installation with the known device allows us to conclude that there are distinctive features, which allows us to conclude that the proposed device meets the "novelty" criterion. The claimed set of essential features provides a new technical result, which makes it possible to conclude that the claimed device meets the "inventive step" criterion.

Сущность технологического комплекса поясняется следующими рисунками.The essence of the technological complex is illustrated by the following figures.

На Фиг. 1 схематично показана принципиальная технологическая схема заявляемой установки.FIG. 1 schematically shows a schematic flow diagram of the claimed installation.

На Фиг. 2 схематично показан узел заявляемой установки мощностью 24 тонны ТКО в сутки – единичный термолизный реактор с одной реакционной камерой (главный вид). FIG. 2 schematically shows a unit of the claimed installation with a capacity of 24 tons of MSW per day - a single thermolysis reactor with one reaction chamber (main view).

На Фиг. 3 схематично показан узел заявляемой установки мощностью 24 тонны ТКО в сутки – единичный термолизный реактор с одной реакционной камерой (сечение 1-1). FIG. 3 schematically shows a unit of the claimed installation with a capacity of 24 tons of MSW per day - a single thermolysis reactor with one reaction chamber (section 1-1).

На Фиг. 4 схематично показан узел заявляемой установки мощностью 24 тонны ТКО в сутки – единичный термолизный реактор с одной реакционной камерой (план на отм. +5,600 м). FIG. 4 schematically shows a node of the claimed installation with a capacity of 24 tons of MSW per day - a single thermolysis reactor with one reaction chamber (plan at elevation +5,600 m).

На Фиг. 5 показана структурная схема заявляемой установки мощностью 300 000 тонн ТКО в год, состоящая из 4 параллельных блоков реакторов термолиза, в каждом из которых последовательно соединены 10 реакционных камер. FIG. 5 shows a block diagram of the claimed installation with a capacity of 300,000 tons of MSW per year, consisting of 4 parallel blocks of thermolysis reactors, in each of which 10 reaction chambers are connected in series.

На Фиг. 6 схематично показана принципиальная схема последовательно-параллельного соединения блоков реакторов термолиза в заявляемой установке.FIG. 6 schematically shows a schematic diagram of a series-parallel connection of thermolysis reactor units in the inventive installation.

На Фиг. 7 схематично показан узел заявляемой установки мощностью 300 000 тонн ТКО в год с блоком реакторов термолиза, состоящим из нескольких реакционных камер (продольный разрез). FIG. 7 schematically shows a node of the claimed installation with a capacity of 300,000 tons of MSW per year with a thermolysis reactor block, consisting of several reaction chambers (longitudinal section).

На Фиг. 8 — схематично показан узел заявляемой установки мощностью 300 000 тонн ТКО в год с блоком реакторов термолиза, состоящим из нескольких реакционных камер в поперечном разрезе (сечение по реакционным камерам).FIG. 8 schematically shows a unit of the claimed installation with a capacity of 300,000 tons of MSW per year with a thermolysis reactor block, consisting of several reaction chambers in cross section (section along the reaction chambers).

На Фиг. 9 схематично показана техническая проблема, характерная для барабанных вращающихся реакторов пиролиза отходов (ранее известное решение). FIG. 9 schematically shows the technical problem inherent in rotary drum reactors for pyrolysis of waste (previously known solution).

На представленных чертежах показаны: (1) – узел подготовки и измельчения отходов, (2) – подающий конвейер, (3) – ковшовый элеватор, (4) – скребковый цепной конвейер, (5) (5.1 5.2) – конвейер возврата избытка измельченных отходов, (6) – термолизный реактор (реакторный блок), (7) – реакционные камеры, (8) – газогорелочные устройства, (9) – разгрузочные конусы, (10) – шлюзовый затвор-питатель, (11) – шнековый транспортер-охладитель, (12) – шиберный затвор, (13) – загрузочные бункеры, (14) – коллектор синтез-газа, (15) – коллектор дымовых газов, (16) – коллектор топливного газа, (17) – конвейер углеродистого остатка, (18) – установка формования и упаковки товарного продукта - угля, (19) – газодувка, (20) – скруббер-газопромыватель, (21) – приемный резервуар, (22) и (24) – газодувки, (23) – насадочный скруббер-газопромыватель, (25) – приемный резервуар, (26) – нагнетательный дымосос, (27) и (29) – теплообменники, (28) – контактный аппарат, (30) и (33) – воздуходувки, (31) и (32) – абсорберы, (34) – рукавный фильтр, (35) – ленточный конвейер, (36), (37) и (38) – расходные емкости-смесители, (39) – дымосос, (40) – дымовая труба, (41) – факельная установка (свеча аварийного сброса горючих газов), (42) – градирня, (43) – вентилятор, (44) – расходный резервуар, (45) – установка переработки смолы, (46) – тонкослойный отстойник, (47) – флотатор, (48) – приемный резервуар, (49) – напорный сорбционный фильтр, (50) – приемный резервуар, (51) – запорно-регулирующая арматура. Линии и потоки: I –исходные твердые коммунальные отходы (сырье)- ТКО, II – измельченные отсортированные отходы, III – возврат избытка ТКО, IV – углеродистый остаток, V – сырой синтез-газ, VI – очищенный синтез-газ, VII – топливный газ, VIII – воздушное дутье, IX – дымовые газы загрязненные, X – дымовые газы обеспыленные, XI – дымовые газы очищенные, XII – воздух, XIII – вода техническая, XIV – гашеная известь, XV – известковая суспензия, XVI – карбамид, XVII – рабочий раствор реагентов, XVIII – отработанные растворы, XIX – активированный уголь, XX – гашеная известь, XXI – реагентная воздушная смесь, XXII – отходы газоочистки, XXIII – термолизная смола сырая, XXIV – очищенная термолизная смола, XXV – загрязненная сточная вода, XXVI – пары охлаждения углеродистого остатка, XXVII – конденсат, XXVIII – нагретая вода, XXIX – охлаждающая оборотная вода, XXX – сточная вода 1-й ступени очистки (осветленная), XXXI – флотореагент, XXXII – флотошлам, XXXIII – сточная вода 2-й ступени очистки, XXXIV – сточная вода очищенная, XXXV – катализатор газоочистки. The presented drawings show: (1) - waste preparation and crushing unit, (2) - feed conveyor, (3) - bucket elevator, (4) - scraper chain conveyor, (5) (5.1 5.2) - return conveyor of excess crushed waste , (6) - thermolysis reactor (reactor block), (7) - reaction chambers, (8) - gas burners, (9) - discharge cones, (10) - airlock-feeder, (11) - screw conveyor-cooler , (12) - slide gate, (13) - loading bins, (14) - synthesis gas collector, (15) - flue gas collector, (16) - fuel gas collector, (17) - carbon residue conveyor, (18 ) - installation for molding and packaging of a commercial product - coal, (19) - gas blower, (20) - scrubber-gas scrubber, (21) - receiving tank, (22) and (24) - gas blowers, (23) - packed scrubber-gas scrubber , (25) - receiving tank, (26) - blower, (27) and (29) - heat exchangers, (28) - contact device, (30) and (33) - blowers, (31) and (32) - absorbers , (34) - bag filter, (35) - belt conveyor, (36), (37) and (38) - consumable mixing tanks, (39) - smoke exhauster, (40) - chimney, (41) - flare installation (emergency discharge plug of combustible gases), (42) - cooling tower, (43) - fan, (44) - supply tank, (45) - resin processing unit, (46) - thin-layer settler, (47) - flotator, ( 48) - receiving tank, (49) - pressure sorption filter, (50) - receiving tank, (51) - shut-off and control valves. Lines and streams: I - initial solid municipal waste (raw materials) - MSW, II - shredded sorted waste, III - return of excess MSW, IV - carbonaceous residue, V - crude synthesis gas, VI - purified synthesis gas, VII - fuel gas, VIII - air blast, IX - contaminated flue gases, X - dust-free flue gases, XI - purified flue gases, XII - air, XIII - industrial water, XIV - slaked lime, XV - lime suspension, XVI - carbamide, XVII - working solution of reagents, XVIII - spent solutions, XIX - activated carbon, XX - slaked lime, XXI - reagent air mixture, XXII - gas cleaning waste, XXIII - crude thermolysis resin, XXIV - purified thermolysis resin, XXV - contaminated waste water, XXVI - carbon residue cooling vapors, XXVII - condensate, XXVIII - heated water, XXIX - circulating cooling water, XXX - 1st stage waste water (clarified ), XXXI - flotation reagent, XXXII - flotation sludge, XXXIII - 2nd stage waste water, XXXIV - purified waste water, XXXV - gas cleaning catalyst.

Заявляемая установка содержит узел подготовки и измельчения отходов (1), включающий в себя площадку временного накопления ТКО, конвейерную линию отбора недробимых крупногабаритных материалов, разрыватель пакетов с бытовым мусором, конвейерную линию сортировки отходов на основе ручного или механизированного отбора ценных фракций вторичного сырья (бумага, картон, полиэтилен, ПЭТ, металлические частицы, алюминиевые банки, стекло и т.д.), участок двухстадийного измельчения хвостов сортировки, магнитный сепаратор фракции черного металла, вихретоковый сепаратор фракции цветных металлов (отбор неперерабатываемых частиц проволоки, электрических кабелей, батареек, аккумуляторов, фольги, фантиков, электротехнического лома и т.п.), воздушный сепаратор легкой фракции, вибрационный грохот, конвейерную линию рецикла недоизмельченного сырья на повторное измельчение. The inventive installation contains a waste preparation and crushing unit (1), which includes a site for the temporary accumulation of solid waste, a conveyor line for the selection of non-crushable bulky materials, a bag breaker with household waste, a conveyor line for sorting waste based on manual or mechanized selection of valuable fractions of secondary raw materials (paper, cardboard, polyethylene, PET, metal particles, aluminum cans, glass, etc.), a section for two-stage grinding of sorting tailings, a magnetic separator of ferrous metal fraction, eddy current separator of non-ferrous metal fraction (selection of non-recyclable particles of wire, electric cables, batteries, accumulators, foil, candy wrappers, electrical scrap, etc.), air separator of light fraction, vibrating screen, conveyor line for recycling under-ground raw materials for re-grinding.

Участок подачи измельченных отходов содержит подающий конвейер (2) ленточного типа, ковшовый элеватор (3) типа нории, скребковый цепной конвейер (4) в закрытом исполнении с загрузочными желобами, ленточный конвейер возврата избытка отходов (5).The section for feeding crushed waste contains a conveyor (2) of a belt type, a bucket elevator (3) of an elevator type, a scraper chain conveyor (4) in a closed design with loading chutes, a belt conveyor for returning excess waste (5).

Основу заявляемой установки составляет термолизный реактор (6), оснащенный огнеупорной футеровкой, опорным металлическим каркасом, размещенным снаружи, реакционными камерами (7) прямоугольного сечения шириной 600 мм, длиной 1200 мм, высотой 6000 – 7000 мм, газогорелочными устройствами (8) и соплами для сжигания вторичного топлива, газогорелочным устройством, в зоне которого размещено сопло для сжигания вторичного топлива, коллекторами топливного газа (16), сырого синтез-газа (14), дымовых газов (15). The basis of the claimed installation is a thermolysis reactor (6) equipped with a refractory lining, a supporting metal frame located outside, reaction chambers (7) of rectangular section 600 mm wide, 1200 mm long, 6000 - 7000 mm high, gas burner devices (8) and nozzles for secondary fuel combustion, a gas burner device, in the zone of which there is a nozzle for secondary fuel combustion, fuel gas collectors (16), raw synthesis gas (14), flue gases (15).

Термолизный реактор (6) содержит реакционные камеры (7), выполненные в виде вертикально расположенных прямоугольных параллелепипедов, имеющих в сечении прямоугольную форму, из жаропрочной нержавеющей стали с наружной футеровкой из огнеупорных материалов (на основе шамота), закрепленных на опорном металлическом каркасе, представляющие собой внешние металлоконструкции. Каждая из реакционных камер (7) соединена с загрузочными желобами скребкового конвейера посредством газоплотных шиберных затворов (12) для загрузки измельченных отходов через загрузочные бункеры (13). The thermolysis reactor (6) contains reaction chambers (7), made in the form of vertically arranged rectangular parallelepipeds having a rectangular cross-section, made of heat-resistant stainless steel with an outer lining of refractory materials (based on chamotte), fixed on a supporting metal frame, representing external metal structures. Each of the reaction chambers (7) is connected to the feed chutes of the scraper conveyor by means of gas-tight slide gates (12) for loading the crushed waste through the feed hoppers (13).

Разгрузка основного продукта переработки ТКО из реакционных камер (7) осуществляется через разгрузочный конус (9), оснащенный шлюзовым затвором- питателем (10), шнековым транспортером-охладителем (11), которые оснащены единым водоохлаждаемым контуром (42), (43), (44) и (51) с замкнутой системой циркуляции технической воды, поступающей по линии XIII, через рубашку охлаждения разгрузочного конуса (9), шлюзового затвора- питателя (10) и шнекового транспортера-охладителя (11). При этом шнековый транспортер-охладитель (11) имеет отдельный контур для охлаждения непосредственно углеродистого остатка промывной водой. Указанный контур образован из последовательно соединенных друг с другом шлюзового затвора- питателя (10), шнекового транспортера-охладителя (11), скруббера-газопромывателя (20), приемного резервуара (21), образующих линию циркуляции водяных паров для охлаждения углеродистого остатка. В шнековом транспортере-охладителе (11) предусмотрены штуцеры для подачи промывной воды на охлаждение горячего углеродистого остатка контактным («мокрым») способом и штуцеры для отвода грязных водяных паров. Разгрузочный штуцер шнекового транспортера-охладителя (11) соединен с приемным узлом закрытого пластинчатого конвейера (17) для транспортировки углеродистого остатка на установку формования и упаковки товарного продукта – синтетического угля (18). The unloading of the main product of MSW processing from the reaction chambers (7) is carried out through the unloading cone (9) equipped with a sluice-feeder (10), a screw conveyor-cooler (11), which are equipped with a single water-cooled circuit (42), (43), ( 44) and (51) with a closed circulation system of industrial water flowing through line XIII through the cooling jacket of the discharge cone (9), the sluice feeder (10) and the screw conveyor-cooler (11). In this case, the screw conveyor-cooler (11) has a separate circuit for cooling directly the carbonaceous residue with rinsing water. The specified circuit is formed of a sluice feeder (10), a screw conveyor-cooler (11), a scrubber-scrubber (20), a receiving tank (21), which are connected in series with each other, forming a water vapor circulation line for cooling the carbonaceous residue. The screw conveyor-cooler (11) has fittings for supplying wash water for cooling the hot carbon residue by contact ("wet") method and fittings for removing dirty water vapor. The unloading nipple of the screw conveyor-cooler (11) is connected to the receiving unit of the closed plate conveyor (17) for transporting the carbonaceous residue to the installation for molding and packaging a commercial product - synthetic coal (18).

Грязные водяные пары, образующиеся в результате контактного охлаждения углеродистого остатка в шнековом транспортере-охладителе (11), удаляются посредством механического побуждения газодувкой (19) на скруббер-газопромыватель (20), соединенный с приемным резервуаром (21) и системой циркуляции промывной водой-конденсатом. Dirty water vapor, formed as a result of contact cooling of the carbon residue in the screw conveyor-cooler (11), is removed by means of mechanical induction by a gas blower (19) to a scrubber-scrubber (20) connected to a receiving tank (21) and a circulation system with wash water-condensate ...

Линии очистки отходящих газов, представляющих собой продукты термической деструкции (термолиза) ТКО, осуществляют функцию создания необходимого разряжения в термолизном реакторе (6) (неглубокого вакуума, исключающего выделение среды в реакционной камере (7) в окружающую среду), своевременного удаления отходящих газов.Lines for cleaning waste gases, which are products of thermal destruction (thermolysis) of MSW, perform the function of creating the necessary vacuum in the thermolysis reactor (6) (shallow vacuum, excluding the release of the medium in the reaction chamber (7) into the environment), timely removal of waste gases.

Удаление из термолизного реактора (6) синтез-газа, представляющего собой влажный (сырой) метансодержащий синтез-газ, с последующей его сушкой и извлечением жидких углеводородных смол, осуществляют через коллектор синтез-газа (14) посредством взрывозащищенной газодувки (22). Коллектор синтез-газа (14) соединен с насадочным скруббером-газопромывателем (23) из которого очищенный синтез-газ направляется на сжигание в качестве вторичного топлива посредством дополнительно установленной газодувкой (24). Для обезвреживания аварийных выбросов сырого и очищенного синтез-газа в заявляемом устройстве предусмотрена факельная установка (41). В насадочном скруббере-газопромывателе (23) осуществляется одновременное охлаждение синтез-газа промывной водой, конденсация выпаренной влаги ТКО, улавливание (абсорбция) жидких углеводородных смол – продуктов термической деструкции ТКО. Сырая обводненная термолизная смола насосами (на схеме не показаны) подается в приемный резервуар (25) и далее на установку переработки смолы (45).Removal from the thermolysis reactor (6) of synthesis gas, which is a wet (raw) methane-containing synthesis gas, followed by its drying and extraction of liquid hydrocarbon resins, is carried out through the synthesis gas collector (14) by means of an explosion-proof gas blower (22). The synthesis gas collector (14) is connected to a packed scrubber-scrubber (23) from which the purified synthesis gas is sent for combustion as a secondary fuel by means of an additionally installed gas blower (24). To neutralize emergency emissions of raw and purified synthesis gas in the claimed device, a flare unit is provided (41). In a packed scrubber-scrubber (23), the synthesis gas is simultaneously cooled with wash water, condensation of the evaporated moisture of MSW, and the capture (absorption) of liquid hydrocarbon resins - products of thermal destruction of MSW. The raw, watered thermolysis resin is fed by pumps (not shown in the diagram) to the receiving tank (25) and then to the resin processing unit (45).

Линия очистки и удаления дымовых газов, образующихся в термолизном реакторе, включает в себя нагнетательный дымосос (26), теплообменник (27) кожухотрубного или иного типа для охлаждения горячих дымовых газов, контактный аппарат (28) для каталитической очистки от окиси углерода (СО), теплообменник (29) кожухотрубного или иного типа для второй ступени охлаждения дымовых газов, воздуходувку (30) для подачи охлаждающего воздуха в теплообменники (27) и (29), абсорберы (31) и (32) насадочного типа для очистки дымовых газов от кислотных оксидов и вредных газообразных примесей (хлороводород, фтороводород, сероводород), многокамерный рукавный фильтр (34) для обеспыливания и очистки дымовых газов от взвешенных твердых частиц (сажи), аэрозолей загрязняющих веществ (тяжелые металлы, полиароматические углеводороды типа бензапирена, полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны), ленточный конвейер (35) и приемные бункеры (на схеме не показаны) для сбора и удаления твердых отходов газоочистки, расходные емкости – смесители (36, 37, 38) для подготовки растворов реагентов газоочистки, воздуходувку (33) для нагнетания реагентно-воздушной смеси на рукавный фильтр (34), дымосос (39) и дымовую трубу (40) для отвода дымовых газов в атмосферу.The line for cleaning and removing flue gases formed in the thermolysis reactor includes a forced draft fan (26), a shell-and-tube heat exchanger (27) for cooling hot flue gases, a contact device (28) for catalytic cleaning from carbon monoxide (CO), heat exchanger (29) of shell-and-tube or other type for the second stage of flue gas cooling, blower (30) for supplying cooling air to heat exchangers (27) and (29), packed-type absorbers (31) and (32) for cleaning flue gases from acid oxides and harmful gaseous impurities (hydrogen chloride, hydrogen fluoride, hydrogen sulfide), multi-chamber bag filter (34) for dust removal and purification of flue gases from suspended solid particles (soot), aerosols of pollutants (heavy metals, polyaromatic hydrocarbons such as benzopyrene, polychlorinated dibenzofuracins and dibenzodioxins), belt conveyor (35) and receiving bins (not shown in the diagram) for the collection and removal of solid waste gas cleaning, p feed tanks - mixers (36, 37, 38) for the preparation of gas cleaning reagent solutions, an air blower (33) for pumping a reagent-air mixture onto a bag filter (34), a smoke exhauster (39) and a chimney (40) for removing flue gases into the atmosphere ...

Линия очистки загрязненной производственной сточной воды состоит из тонкослойного отстойника (46) для гравитационного разделения твердых взвешенных частиц (песок, пыль, сажа); флотатора (47) для очистки от углеводородных смол, близких по свойствам к нефтепродуктам; напорного сорбционного фильтра (49) для очистки от кислотных остатков. Вышеописанная конструкция позволяет очистить сброс от взвешенных частиц, сажи, углеводородных смол, соединений тяжелых металлов, хлорид-, нитрат-, сульфат-, фосфат-ионов до приемлемых норм для биологической очистки на производственных или городских очистных сооружениях. The line for purification of polluted industrial waste water consists of a thin-layer settler (46) for gravitational separation of suspended solid particles (sand, dust, soot); a flotator (47) for cleaning from hydrocarbon resins similar in properties to petroleum products; pressure head sorption filter (49) for cleaning from acid residues. The above design allows you to clean the discharge from suspended particles, soot, hydrocarbon resins, heavy metal compounds, chloride, nitrate, sulfate, phosphate ions to acceptable standards for biological treatment at industrial or city wastewater treatment plants.

В заявляемой установке реализован замкнутый оборот охлаждающей технической воды, включающий в себя градирню (42) закрытого типа со встроенным вентилятором (43), соединенную трубопроводами с расходным резервуаром (44), из которого охлажденная вода подается в рубашку водяного охлаждения разгрузочных конусов (9), шлюзового затвора-питателя (10) и шнекового транспортера-охладителя (11) реакционных камер (7) термолизного реактора (6). Также в заявляемом устройстве реализован замкнутый оборот охлаждающей промывной воды для «мокрого» тушения горячего углеродистого остатка, включающий в себя газодувку (19), скруббер-газопромыватель (20), соединенный с приемным резервуаром (21) и системой циркуляции очищенной промывной воды-конденсата. The inventive installation implements a closed circulation of cooling service water, which includes a closed-type cooling tower (42) with a built-in fan (43), connected by pipelines to a supply tank (44), from which chilled water is supplied to the water cooling jacket of the discharge cones (9), a sluice feeder (10) and a screw conveyor-cooler (11) of the reaction chambers (7) of the thermolysis reactor (6). Also, the claimed device implements a closed circulation of cooling wash water for "wet" extinguishing of hot carbonaceous residue, including a blower (19), a scrubber-gas washer (20) connected to a receiving tank (21) and a circulation system of purified wash water-condensate.

Заявляемая установка работает следующим образом.The claimed installation works as follows.

Отходы, направляемые на переработку, разгружают на площадку временного накопления отходов в составе узла подготовки и измельчения отходов (1), затем фронтальными погрузчиками подают на конвейерную линию отбора крупногабаритных материалов, где осуществляется отбор недробимых кусков, состоящих преимущественно из неорганических (негорючих) веществ – компонентов строительного мусора, камней, почвогрунта, металлических изделий и т.д. Далее отходы направляют на конвейерную линию сортировки отходов с ручным либо механизированным отбором ценных фракций вторичного сырья, включающую в себя разрыватель пакетов с бытовым мусором, конвейерную линию сортировки отходов на основе ручного или механизированного отбора ценных фракций вторичного сырья (бумага, картон, полиэтилен, ПЭТ, металлические частицы, алюминиевые банки, стекло и т.д.). После извлечения ценных фракций вторичного сырья, хвосты сортировки направляют по конвейерной линии на участок последовательного двухстадийного измельчения, осуществляемого в ножевых измельчителях-шредерах, крупность исходного питания >400 мм крупность дробленых продуктов 1-й стадии 150 мм, крупность дробленых продуктов 2-й стадии <1…10 мм. Далее измельченные отходы подают через конвейерную линию на вибрационный грохот для разделения на надрешетный и подрешетный фракции. Надрешетную фракцию, содержащую недоизмельченные отходы крупностью >10…20 мм, подают на рецикл на повторное измельчение для достижения требуемой крупности частиц. Подрешетную фракцию, содержащую отходы крупностью <1…10 мм, с помощью ленточных конвейеров направляют на последовательно установленные магнитный сепаратор для автоматизированного извлечения мелкой фракции черного металла, вихретоковый сепаратор для извлечения мелкой фракции цветных металлов (автоматизированный отбор неперерабатываемых частиц проволоки, электрических кабелей, батареек, аккумуляторов, фольги, фантиков, электротехнического лома и т.п.), воздушный сепаратор для извлечения тяжелой фракции негорючих неперерабатываемых примесей (почвогрунт, камни, стекло, силикатные материалы и т.д.). Waste sent for processing is unloaded to the site for temporary waste accumulation as part of the waste preparation and crushing unit (1), then by front-end loaders it is fed to the conveyor line for the selection of large-sized materials, where unbreakable pieces are selected, consisting mainly of inorganic (non-combustible) substances - components construction waste, stones, soil, metal products, etc. Then the waste is sent to a conveyor line for sorting waste with manual or mechanized selection of valuable fractions of secondary raw materials, including a breaker for bags with household waste, a conveyor line for sorting waste based on manual or mechanized selection of valuable fractions of secondary raw materials (paper, cardboard, polyethylene, PET, metal particles, aluminum cans, glass, etc.). After the extraction of valuable fractions of secondary raw materials, the sorting tailings are directed along a conveyor line to a section of sequential two-stage grinding, carried out in knife grinders-shredders, the size of the initial feed is> 400 mm, the size of the crushed products of the 1st stage is 150 mm, the size of the crushed products of the 2nd stage is < 1 ... 10 mm. Further, the crushed waste is fed through a conveyor line to a vibrating screen for separation into oversize and undersize fractions. The oversize fraction containing undersized waste with a particle size> 10 ... 20 mm is fed for recycling for re-grinding to achieve the required particle size. The undersize fraction containing waste with a particle size of <1 ... 10 mm, using belt conveyors, is directed to a series-installed magnetic separator for automated extraction of fine fractions of ferrous metal, an eddy-current separator for extraction of fine fraction of non-ferrous metals (automated selection of non-recyclable particles of wire, electric cables, batteries, batteries, foil, candy wrappers, electrical scrap, etc.), an air separator for extracting the heavy fraction of non-combustible non-recyclable impurities (soil, stones, glass, silicate materials, etc.).

Подрешетную фракцию отходов направляют на термическую деструкцию в термолизном реакторе (6) (реакторном блоке), которая транспортируется посредством подающего конвейера (2) ленточного типа непрерывного действия, вертикально расположенного ковшового элеватора (3) типа нории, скребкового цепного конвейера (4) в закрытом исполнении через загрузочные желоба, установленные в нижней части, отходы поступают в реакционные камеры (7) термолизного реактора (6). Загрузочные желоба скребкового цепного конвейера (4) соединены через шиберные затворы (12), выполненные газоплотными, с загрузочными бункерами (13) термолизного реактора (6). Шиберные затворы (12) оснащены электроприводом, выполнены с возможностью открывания и закрывания попеременно. Термолизный реактор (6) состоит из реакционных камер (7), которые обогреваются равномерно конвективным способом с наружных сторон по всей высоте. Обогрев осуществляют теплом от дымовых газов, образуемых при сжигании топливного газа в газогорелочных устройствах (8) и движущихся в пространствах между наружной поверхностью стенок реакционной камеры и внутренней поверхностью футеровки. Внешняя футеровка термолизного реактора (6) выполнена в два слоя – слой, обращенный в сторону обогревательной зоны, выполнен из огнеупорного материала (на основе фасонных шамотных изделий); слой, обращенный в окружающую среду, выполнен из теплоизоляционных строительных материалов (например, пенодиатомитовый кирпич). Расчетная температура стенки реакционных камер (7) составляет от 800 до 1050°С. Температура перерабатываемой среды внутри реакционной камеры (7) в середине слоя составляет от 750-800°С. При указанной температуре в инертной бескислородной среде осуществляются физико-химические реакции разложения углеродсодержащих компонентов отходов на летучую парогазовую фракцию и твердый углеродистый остаток (полукокс). Процесс термической деструкции в термолизном реакторе (6) ведут в полунепрерывном режиме в течение 12 часов, например, со следующими стадиями:The undersize waste fraction is sent for thermal destruction in a thermolysis reactor (6) (reactor block), which is transported by means of a continuous belt-type feed conveyor (2), a vertically located bucket elevator (3) of the bucket elevator type, a scraper chain conveyor (4) in a closed design through the feed chutes installed in the lower part, the waste enters the reaction chambers (7) of the thermolysis reactor (6). The feed chutes of the scraper chain conveyor (4) are connected through gas-tight slide gates (12) with the feed hoppers (13) of the thermolysis reactor (6). Slide gates (12) are equipped with an electric drive, made with the ability to open and close alternately. Thermolysis reactor (6) consists of reaction chambers (7), which are heated uniformly convectively from the outside along the entire height. Heating is carried out by heat from flue gases formed during combustion of fuel gas in gas burners (8) and moving in the spaces between the outer surface of the walls of the reaction chamber and the inner surface of the lining. The outer lining of the thermolysis reactor (6) is made in two layers - the layer facing the heating zone is made of refractory material (based on shaped chamotte products); the layer facing the environment is made of heat-insulating building materials (for example, diatomite foam brick). The calculated wall temperature of the reaction chambers (7) is from 800 to 1050 ° C. The temperature of the medium being processed inside the reaction chamber (7) in the middle of the layer ranges from 750-800 ° C. At the specified temperature in an inert oxygen-free environment, physicochemical reactions of decomposition of carbon-containing components of waste into a volatile vapor-gas fraction and a solid carbonaceous residue (semicoke) are carried out. The process of thermal destruction in the thermolysis reactor (6) is carried out in a semi-continuous mode for 12 hours, for example, with the following stages:

1) 20…100°С – разогрев отходов;1) 20 ... 100 ° С - waste heating;

2) 100…200°С – сушка отходов, плавление полимерных компонентов;2) 100… 200 ° С - drying of waste, melting of polymer components;

3) 200…400°С – первичное разложение полимерных компонентов, древесно-растительных, пищевых и бумажно-картонных фракций;3) 200 ... 400 ° С - primary decomposition of polymer components, woody plant, food and paper-cardboard fractions;

4) 400…700°С – физико-химическое разложение отходов с образованием смол и газовой фазы;4) 400 ... 700 ° С - physicochemical decomposition of waste with the formation of resins and a gas phase;

5) 700…1000°С – прокаливание продуктов реакций разложения отходов с получением углеродного вещества (карбонизация).5) 700 ... 1000 ° C - calcining the products of the decomposition reactions of waste with the receipt of a carbon substance (carbonization).

При достижении температуры 700…750°С осуществляется изотермическая выдержка отходов, в результате которой выделяется парогазовая фаза и образуется углеродистый остаток, состоящий на 70-90% из углерода (в пересчете на сухую массу). Практический выход углеродистого остатка зависит от состава отходов и в среднем составляет 25…45% от первоначальной массы со средней влажностью 25%. When the temperature reaches 700 ... 750 ° C, isothermal holding of the waste is carried out, as a result of which a vapor-gas phase is released and a carbon residue is formed, consisting of 70-90% carbon (in terms of dry weight). The practical yield of the carbonaceous residue depends on the composition of the waste and is on average 25 ... 45% of the initial mass with an average moisture content of 25%.

В заявляемой установке ширина реакционных камер (7) термолизного реактора (6) составляет около 600 мм, что обеспечивает максимальную глубину прогрева стационарного слоя перерабатываемых отходов в полости реакционной камеры (7), имеющих в сечении прямоугольную форму, при осуществлении их нагрева по высоте снизу вверх. Указанная ширина реакционных камер (7) при длине не менее 1200 мм, является определяющим геометрическим размером для последующего масштабирования применительно к созданию крупнотоннажных мусороперерабатывающих комплексов производительностью от 200 000 тонн ТКО в год и более. Реакционные камеры иной формы (вращающиеся барабанные цилиндрические емкости, горизонтальные и вертикальные реторты круглого сечения, змеевиковые печи, шахтные и кольцевые печи и т.п.) масштабированию путем увеличения единичной мощности не подлежат по причине невозможности увеличения диаметров и длины емкостей из-за создания необогреваемых зон в центре слоя таких реакционных камер (Фиг. 9). Число реакционных камер в термолизном реакторе и количество термолизных реакторов в реакторном блоке определяется расчетным путем исходя из времени (цикла) термолизной деструкции отходов и необходимой производительности по входящему потоку отходов с учетом их насыпной плотности (удельного веса).In the inventive installation, the width of the reaction chambers (7) of the thermolysis reactor (6) is about 600 mm, which provides the maximum depth of heating of the stationary layer of the processed waste in the cavity of the reaction chamber (7), having a rectangular cross-section, when they are heated in height from bottom to top ... The specified width of the reaction chambers (7) with a length of at least 1200 mm is the determining geometric dimension for subsequent scaling in relation to the creation of large-scale waste processing complexes with a capacity of 200,000 tons of MSW per year or more. Reaction chambers of a different shape (rotating drum cylindrical containers, horizontal and vertical circular retorts, coil furnaces, shaft and ring furnaces, etc.) cannot be scaled by increasing the unit power due to the impossibility of increasing the diameters and length of containers due to the creation of unheated zones in the center of the layer of such reaction chambers (Fig. 9). The number of reaction chambers in the thermolysis reactor and the number of thermolysis reactors in the reactor block are determined by calculation based on the time (cycle) of thermolysis destruction of waste and the required productivity for the incoming waste stream, taking into account their bulk density (specific gravity).

В процессе термической деструкции отходов, происходит уменьшение их исходного уровня и уменьшение массы отходов в реакционной камере (7). По мере снижения уровня загрузки в реакционной камере (7) и выгрузки образующегося углеродистого остатка, в реакционную камеру (7) подают новую порцию отходов для проведения термической деструкции. In the process of thermal destruction of waste, there is a decrease in their initial level and a decrease in the mass of waste in the reaction chamber (7). As the loading level in the reaction chamber (7) decreases and the resulting carbonaceous residue is discharged, a new portion of the waste is fed into the reaction chamber (7) for thermal destruction.

Выгрузку углеродистого остатка осуществляют гравитационным способом через разгрузочный конус (9), размещенный в нижней части реакционной камеры (7), который также выполнен из жаропрочной нержавеющей стали и оснащен рубашкой водяного охлаждения для отвода избыточного тепла. Разгрузочный конус (9) соединен со шлюзовым затвором-питателем (10), который выполнен водоохлаждаемым и имеет электропривод от мотор-редуктора, обеспечивает герметичную выгрузку углеродистого остатка и снижает приток воздуха в реакционную камеру (7). Шлюзовый затвор-питатель (10) через фланец соединен со шнековым транспортером-охладителем (11), в котором раскаленный углеродистый остаток подвергают охлаждению (тушению) до температуры ниже температуры самовоспламенения «мокрым» способом путем непосредственного контакта с промывной водой, распыляемой внутри корпуса шнекового транспортера-охладителя (11). К рубашке водяного охлаждения корпусов разгрузочного конуса (9), шлюзового затвора-питателя (10) и шнекового транспортера-охладителя (11) воду для охлаждения подводят из системы замкнутого водооборота заявляемого устройства, а отработанную нагретую воду направляют на вентиляторную градирню (42) закрытого типа, в которой происходит охлаждение воды воздушным потоком до температуры 27-30°С, после чего охлажденную воду через расходный резервуар (44) возвращают в цикл оборота с частичной добавкой свежей технической воды для компенсации потерь из-за каплеуноса.The unloading of the carbonaceous residue is carried out by gravity through the unloading cone (9) located in the lower part of the reaction chamber (7), which is also made of heat-resistant stainless steel and equipped with a water-cooled jacket to remove excess heat. The discharge cone (9) is connected to a water-cooled sluice gate (10), which is electrically driven by a geared motor, provides a sealed discharge of the carbon residue and reduces the air flow into the reaction chamber (7). The sluice feeder (10) is connected through a flange to the cooling screw conveyor (11), in which the incandescent carbonaceous residue is cooled (extinguished) to a temperature below the autoignition temperature in a "wet" way by direct contact with rinsing water sprayed inside the screw conveyor body -cooler (11). Water for cooling is supplied from the closed water circulation system of the claimed device to the water cooling jacket of the housings of the discharge cone (9), the airlock-feeder (10) and the screw conveyor-cooler (11), and the heated waste water is directed to the closed-type fan cooling tower (42) , in which the water is cooled by an air flow to a temperature of 27-30 ° C, after which the cooled water is returned through the supply tank (44) to the circulation cycle with a partial addition of fresh industrial water to compensate for losses due to droplet entrainment.

Охлажденный углеродистый остаток при температуре <100°С по конвейеру углеродистого остатка (17), представляющего собой закрытый пластинчатый конвейер, направляют на установку формования и упаковки товарного продукта – синтетического угля (18). Водяные пары, образующиеся при охлаждении углеродистого остатка в шнековом транспортере- охладителе (11), откачивают газодувкой (19) на скруббер-газопромыватель (20), в котором пары промывают технической оборотной водой с последующим удалением избытка конденсата в приемный резервуар (21) и далее направляют на локальные очистные сооружения. Скруббер-газопромыватель (20) представляет собой полый вертикальный стальной аппарат цилиндрической формы, в верхней части которого установлены форсунки для подачи циркулирующей охлаждающей воды. Водяные пары от тушения углеродистого остатка направляют в нижнюю часть аппарата, сверху противотоком подают охлаждающую воду, в результате противоточного контактирования этих потоков происходит охлаждение и конденсация паров. Образующийся конденсат удаляют на локальные очистные сооружения, часть конденсата отбирают на рецикл на орошение скруббера- газопромывателя (20).The cooled carbonaceous residue at a temperature of <100 ° C along the carbon residue conveyor (17), which is a closed lamellar conveyor, is directed to the unit for molding and packaging a commercial product - synthetic coal (18). The water vapors formed during the cooling of the carbonaceous residue in the screw conveyor-cooler (11) are pumped out by a gas blower (19) to the scrubber-gas scrubber (20), in which the vapors are washed with technical circulating water with subsequent removal of excess condensate into the receiving tank (21) and further sent to local treatment facilities. The scrubber-gas washer (20) is a hollow vertical steel apparatus of cylindrical shape, in the upper part of which there are nozzles for supplying circulating cooling water. Water vapor from the quenching of the carbonaceous residue is directed to the lower part of the apparatus, cooling water is supplied from above in a countercurrent flow, as a result of countercurrent contact of these streams, the cooling and condensation of the vapors occurs. The resulting condensate is removed to local treatment facilities, part of the condensate is recycled to irrigate the scrubber-gas washer (20).

Полученный товарный продукт – синтетический уголь возможно направить на установку гранулирования для производства топливных пеллет.The resulting commercial product - synthetic coal - can be sent to a pelletizing unit for the production of fuel pellets.

В процессе термической деструкции образуется летучая парогазовая фракция, которая представляет собой влажный метансодержащий газообразный продукт, содержащий пары углеводородных смол - сырой синтез-газ. Количественный выход сырого синтез-газа зависит от состава и влажности отходов, в среднем находится в пределах 10…30% от исходной массы. Удаление сырого синтез-газа из реакционных камер (7) осуществляют через сборный трубопровод - коллектор синтез-газа (14), установленный в верхней части термолизного реактора (6). Сырой синтез-газ откачивают посредством газодувки (22), выполненной взрывозащищенной, и направляют в насадочный скруббер-газопромыватель (23), представляющий собой насадочный колонный аппарат-абсорбер. В насадочном скруббере-газопромывателе (23) проводят одновременное охлаждение синтез-газа промывной водой, конденсацию выпаренной влаги, улавливание и конденсацию термолизных смол (жидких углеводородных смол) – продуктов термической деструкции. Температура сырого синтез-газа на входе в насадочный скруббер-газопромыватель (23) составляет 400-500°С, а внутри синтез-газ охлаждают до температуры 80-100°С. Образующуюся сырую обводненную углеводородную смолу с насадочного скруббера-газопромывателя (23) насосами подают в приемный резервуар (25), где осуществляют отстаивание и первичное разделение на смолу и загрязненную водную фазу. Термолизная смола представляет собой смесь воды и жидкой широкой фракции углеводородов (преимущественно непредельные ациклические углеводороды и ароматические сложные соединения) с температурой кипения 105-360°С, по свойствам близкой к темному печному топливу или низкосернистому мазуту марки М-100. Отстоянную термолизную смолу направляют далее на установку переработки смолы (45) для дальнейшей утилизации в качестве жидкого темного печного (котельного) топлива, например обезвоживанием в центробежных сепараторах, выпариванием в испарителях, атмосферной перегонки в ректификационных аппаратах. Практический выход углеводородной смолы зависит от морфологического состава отходов (в особенности от содержания фракций пластика – полиэтилен, полистирол, полиуретан, ПЭТФ, резино-технические изделия и т.п.), составляет в среднем 5…10 мас.% от массы исходного влажного сырья. Сконденсированную выпаренную водную фазу направляют обратно в цикл промывки синтез-газа на насадочный скруббер-газопромыватель (23), избыток водной фазы отводят в линию водоочистки. Очищенный промывкой синтез-газ, содержащий преимущественно ацетилен, этилен, метан, аммиак, водород, оксиды углерода (II) и (IV) и т.д., подают с помощью дополнительной взрывозащищенной газодувки (24) к соплам, вмонтированным в нижнюю часть футеровки термолизного реактора (6) для сжигания в качестве вторичного топлива. Для обезвреживания аварийных выбросов сырого и очищенного синтез-газа предусмотрена факельная установка (41). In the process of thermal destruction, a volatile vapor-gas fraction is formed, which is a wet methane-containing gaseous product containing vapors of hydrocarbon resins - crude synthesis gas. The quantitative yield of raw synthesis gas depends on the composition and moisture content of the waste, on average it is in the range of 10 ... 30% of the initial mass. Removal of raw synthesis gas from the reaction chambers (7) is carried out through a collection pipeline - a synthesis gas collector (14), installed in the upper part of the thermolysis reactor (6). The raw synthesis gas is pumped out by means of an explosion-proof gas blower (22) and sent to a packed scrubber-scrubber (23), which is a packed column absorber apparatus. In a packed scrubber-gas scrubber (23), the synthesis gas is simultaneously cooled with wash water, evaporated moisture condensation, and thermolysis resins (liquid hydrocarbon resins) - products of thermal destruction - are captured and condensed. The temperature of the raw synthesis gas at the inlet to the packed scrubber-scrubber (23) is 400-500 ° C, and inside the synthesis gas is cooled to a temperature of 80-100 ° C. The resulting crude, watered hydrocarbon resin from the packed scrubber-scrubber (23) is pumped into the receiving tank (25), where settling and primary separation into resin and a contaminated aqueous phase are carried out. Thermolysis resin is a mixture of water and a wide liquid fraction of hydrocarbons (mainly unsaturated acyclic hydrocarbons and aromatic complex compounds) with a boiling point of 105-360 ° C, similar in properties to dark furnace fuel or low-sulfur fuel oil of the M-100 brand. The settled thermolysis resin is sent further to the resin processing unit (45) for further utilization as liquid dark furnace (boiler) fuel, for example, dehydration in centrifugal separators, evaporation in evaporators, atmospheric distillation in rectification apparatus. The practical yield of hydrocarbon resin depends on the morphological composition of the waste (in particular on the content of plastic fractions - polyethylene, polystyrene, polyurethane, PET, rubber products, etc.), averaging 5 ... 10 wt.% Of the mass of the initial wet raw material ... The condensed evaporated aqueous phase is sent back to the syngas scrubbing cycle to a packed scrubber-gas scrubber (23), the excess aqueous phase is discharged to the water treatment line. Synthesis gas purified by flushing, containing mainly acetylene, ethylene, methane, ammonia, hydrogen, carbon oxides (II) and (IV), etc., is fed using an additional explosion-proof gas blower (24) to nozzles mounted in the lower part of the lining thermolysis reactor (6) for combustion as secondary fuel. A flare unit is provided to neutralize emergency emissions of raw and purified synthesis gas (41).

Дымовые газы, образующиеся в процессе обогрева термолизного реактора (6), направляют на 4-стадийную газоочистку. Неочищенные горячие дымовые газы откачивают дымососом (26) из обогревательных пространств термолизного реактора (6) через коллекторы-дымоходы (15), представляющие собой каналы круглого либо прямоугольного сечения, выполненные из огнеупорных материалов. Температура горячих неочищенных дымовых газов находится в пределах 800…1100°С. Для ее снижения используется теплообменники (27) и (29), в которых происходит охлаждение дымовых газов воздухом. Вместо теплообменников (27) и (29) возможно применение котла-утилизатора, в котором происходит снижение температуры дымовых газов и нагрев воды в паро-водяном цикле с выработкой вторичной тепловой энергии (водяной пар низкого давления, либо горячая вода). Температура охлажденных дымовых газов после теплообменников (27) и (29) составляет около 200°С. Нагретый воздух из теплообменника (29) подают к соплам в зоне горелочных устройств (8) термолизного реактора (6) для сжигания синтез-газа.The flue gases generated during the heating of the thermolysis reactor (6) are sent to a 4-stage gas cleaning. Untreated hot flue gases are pumped out by a smoke exhauster (26) from the heating spaces of the thermolysis reactor (6) through the collectors-chimneys (15), which are channels of circular or rectangular cross-section made of refractory materials. The temperature of hot untreated flue gases is in the range of 800 ... 1100 ° C. To reduce it, heat exchangers (27) and (29) are used, in which the flue gases are cooled with air. Instead of heat exchangers (27) and (29), it is possible to use a waste heat boiler, in which the temperature of the flue gases decreases and water is heated in a steam-water cycle with the generation of secondary heat energy (low pressure steam or hot water). The temperature of the cooled flue gases after the heat exchangers (27) and (29) is about 200 ° C. The heated air from the heat exchanger (29) is fed to the nozzles in the area of the burners (8) of the thermolysis reactor (6) for burning synthesis gas.

Первая стадия очистки дымовых газов предназначена для очистки выбросов от загрязняющих веществ - кислотных оксидов (диоксид серы SO₂, диоксид углерода СО₂, хлороводород HCl, фтороводород HF) «мокрым» способом со степенью очистки от диоксида серы не менее 90% и основана на процессе физико-химической абсорбции загрязняющих веществ из дымовых газов водным раствором реагентов (хемосорбентов). В качестве реагентов используют суспензию гашеной извести Ca(OH)₂. Сущность процесса поясняется следующими химическими реакциями, продуктами которых являются нерастворимые безопасные для атмосферного воздуха вещества - карбонат, сульфит, сульфат, хлорид и фторид кальция:The first stage of flue gas cleaning is designed to purify emissions from pollutants - acid oxides (sulfur dioxide SO ₂ , carbon dioxide CO ₂ , hydrogen chloride HCl, hydrogen fluoride HF) by the "wet" method with a degree of purification from sulfur dioxide of at least 90% and is based on the process physicochemical absorption of pollutants from flue gases by an aqueous solution of reagents (chemisorbents). Slaked lime Ca (OH) ₂ suspension is used as reagents. The essence of the process is explained by the following chemical reactions, the products of which are insoluble substances safe for atmospheric air - carbonate, sulfite, sulfate, chloride and calcium fluoride:

SO₂ + Ca(OH)₂ = CaSO₃·1/2H₂OSO ₂ + Ca (OH) ₂ = CaSO ₃ 1 / 2H ₂ O

SO₂ + Ca(OH)₂ + 1/2O₂ + H₂O = CaSO₄·2H₂OSO ₂ + Ca (OH) ₂ + 1 / 2O ₂ + H ₂ O = CaSO ₄ 2H ₂ O

Ca(OH)₂ + СО₂ = CaCO₃ + H₂OCa (OH) ₂ + CO ₂ = CaCO ₃ + H ₂ O

SO₃ + Ca(OH)₂ = CaSO₄·1/2H₂OSO ₃ + Ca (OH) ₂ = CaSO ₄ 1 / 2H ₂ O

2HCl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2H₂O2HCl + Ca (OH) ₂ = CaCl ₂ + 2H ₂ O

2HF + Ca(OH)₂ = CaF₂ + 2H₂O2HF + Ca (OH) ₂ = CaF ₂ + 2H ₂ O

Процесс очистки ведут в абсорбере (31), представляющем собой вертикальный цилиндрический емкостной аппарат с внутренней массообменной насадкой (в виде цилиндрических колец или шаров) и форсунками для распыления реагента. В расходной емкости-смесителе (36) готовят известковую суспензию путем смешивания гашеной извести, подаваемой из силоса пневмотранспортом, с технической водой. Затем химическими насосами известковую суспензию подают в верхнюю часть абсорбера (31), где распределяют по сечению абсорбера (31) с помощью форсунок, размещенных рядами. Дымовые газы подают в нижнюю часть абсорбера (31) и удаляются из верхней его части. Отработанный реагент с продуктами газоочистки направляют через встроенный шламоотстойник на локальные очистные сооружения. The cleaning process is carried out in an absorber (31), which is a vertical cylindrical capacitive apparatus with an internal mass transfer nozzle (in the form of cylindrical rings or balls) and nozzles for spraying the reagent. In the supply tank-mixer (36), a lime suspension is prepared by mixing slaked lime supplied from the silo by pneumatic transport with industrial water. Then, by chemical pumps, the lime slurry is fed into the upper part of the absorber (31), where it is distributed over the absorber (31) section using nozzles arranged in rows. Flue gases are fed to the bottom of the absorber (31) and removed from the top. The spent reagent with gas cleaning products is sent through a built-in sludge settler to local treatment facilities.

Вторая стадия очистки дымовых газов предназначена для очистки выбросов от азотсодержащих токсичных компонентов (аммиак NH₃, оксиды NxOy) и сероводорода H2S, «мокрым способом» со степенью очистки от диоксида азота не менее 95%. Стадия основана на процессе физико-химической абсорбции азотсодержащих компонентов хемосорбентом - водным раствором карбамида (концентрация 40 – 100 г/л.), в результате происходит химическая нейтрализация оксидов азота и серы с получением суспензии сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ и нитрата аммония NH₄NO₃, подлежащих сбросу в систему водоочистки. Температура дымовых газов, направляемых на газоочистку, составляет 100-150°С. Хемосорбент приготовляют в расходной емкости-смесителе (37), куда предварительно подают воду, карбамид в кристаллическом виде, и в зависимости от концентрации загрязняющих веществ при необходимости – реагенты-добавки для корректирования pH водного раствора, например концентрированный водный раствор NaOH или аммиачную воду. Процесс проводится в абсорбере (32), представляющем собой вертикальный цилиндрический емкостной аппарат с внутренней массообменной насадкой и форсунками для распыления реагента. Раствор хемосорбента подают химическими насосами из расходной емкости-смесителя в верхнюю часть абсорбера и распределяют по сечению абсорбера (32) с помощью рядов форсунок (по меньшей мере 3 ряда форсунок). На поверхности массообменной насадки (в виде цилиндрических колец или шаров) происходит контактирование дымовых газов и хемосорбента. Очищенные дымовые газы движутся противотоком снизу вверх абсорбера (32). Отработанный реагент откачивают из нижней части абсорбера (32) насосами на локальные очистные сооружения.The second stage of flue gas purification is designed to purify emissions from nitrogen-containing toxic components (ammonia NH ₃ , oxides NxOy) and hydrogen sulfide H2S, using the "wet method" with a degree of purification from nitrogen dioxide of at least 95%. The stage is based on the process of physicochemical absorption of nitrogen-containing components by a chemisorbent - an aqueous solution of carbamide (concentration 40 - 100 g / l), as a result, chemical neutralization of nitrogen and sulfur oxides occurs to obtain a suspension of ammonium sulfate (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and ammonium nitrate NH ₄ NO ₃ to be discharged into the water treatment system. The temperature of flue gases sent to gas cleaning is 100-150 ° C. The chemisorbent is prepared in a supply tank-mixer (37), where water, crystalline carbamide is preliminarily fed, and, depending on the concentration of pollutants, if necessary, additive reagents for adjusting the pH of an aqueous solution, for example, a concentrated aqueous solution of NaOH or ammonia water. The process is carried out in an absorber (32), which is a vertical cylindrical capacitive apparatus with an internal mass transfer nozzle and nozzles for spraying the reagent. The chemisorbent solution is supplied by chemical pumps from the supply tank-mixer to the upper part of the absorber and is distributed over the absorber cross-section (32) using rows of nozzles (at least 3 rows of nozzles). On the surface of the mass transfer packing (in the form of cylindrical rings or balls), flue gases and chemisorbent come into contact. The cleaned flue gases move in countercurrent from the bottom to the top of the absorber (32). The spent reagent is pumped out from the bottom of the absorber (32) by pumps to local treatment facilities.

Третья стадия очистки дымовых газов основана на адсорбции аэрозолей загрязняющих веществ (тяжелые металлы, полиароматические углеводороды типа бензапирена, полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны) «сухим» способом с применением активированного угля различных марок при температуре 100-120°С. Также на данной стадии предусмотрена дополнительная очистка дымовых газов от серосодержащих вредных компонентов (оксиды серы SOх, сероводород H₂S, сероуглерод и т.д.). В очищенные дымовые газы из расходной емкости- смесителя (38) вдувают реагентную смесь из активированного угля и гашеной извести (в сухом кристаллическом виде) посредством воздуходувки (33) для создания необходимого давления. Состав реагентной смеси: гашеная известь (гидроксид кальция) – 90 мас.%, активированный уголь – 10 мас.%. Величину давления и расход реагентной смеси определяют расчетным путем исходя из требуемой производительности системы очистки и конструктива аппаратов. Адсорбция аэрозолей загрязняющих веществ происходит в рукавном фильтре (34) во всем его объеме и на поверхности. Рукавный фильтр (34) представляет собой многокамерный емкостной аппарат с последовательно установленными на опорной плите цилиндрическими трубками из фильтровального материала (ткань, полиамидные или полиэфирные волокна). Загрязненные дымовые газы подают в нижнюю часть рукавного фильтра (34) к фильтровальным рукавам под опорную плиту, на которых происходит осаждение пыли, продуктов газоочистки и непрореагировавших твердых частиц. Очищенные и обеспыленные дымовые газы удаляются из верхней части фильтра за счет тяги дымососов (39). В рукавном фильтре (34) предусмотрена система встряхивания фильтровальных рукавов и их продувки воздухом. Отходы газоочистки с помощью ленточного конвейера (35) направляются на отгрузку в приемные контейнеры для вывоза на дальнейшее захоронение.The third stage of flue gas cleaning is based on the adsorption of aerosols of pollutants (heavy metals, polyaromatic hydrocarbons such as benzopyrene, polychlorinated dibenzodioxins and dibenzofurans) by the "dry" method using activated carbon of various brands at a temperature of 100-120 ° C. Also, at this stage, additional cleaning of flue gases from sulfur-containing harmful components (sulfur oxides SOх, hydrogen sulfide H ₂ S, carbon disulfide, etc.) is provided. A reagent mixture of activated carbon and slaked lime (in dry crystalline form) is blown into the cleaned flue gases from the supply tank-mixer (38) by means of a blower (33) to create the required pressure. The composition of the reagent mixture: slaked lime (calcium hydroxide) - 90 wt.%, Activated carbon - 10 wt.%. The magnitude of the pressure and the flow rate of the reagent mixture are determined by calculation based on the required performance of the purification system and the design of the apparatus. The adsorption of pollutant aerosols occurs in the bag filter (34) in its entire volume and on the surface. The bag filter (34) is a multi-chamber container apparatus with cylindrical tubes of filter material (cloth, polyamide or polyester fibers) installed in series on a base plate. Contaminated flue gases are fed into the lower part of the bag filter (34) to the filter bags under the base plate, on which dust, gas cleaning products and unreacted solid particles are deposited. Cleaned and dust-free flue gases are removed from the upper part of the filter by the draft of the smoke exhausters (39). The bag filter (34) provides a system for shaking the filter bags and blowing them with air. Waste gas cleaning using a belt conveyor (35) is sent for shipment to receiving containers for removal for further disposal.

Четвертая стадия очистки дымовых газов предназначена для удаления оксида углерода (II) CO, основана на каталитическом процессе со степенью очистки не менее 90%. В качестве катализаторов используется катализатор на основе оксида алюминия типа РК-211, заводской готовности согласно ТУ 38.1011380-97 от 14.08.1998. Принцип действия катализатора состоит в том, что на нем протекает реакция окисления СО кислородом, содержащимся в дымовых газов, при температурах 200…250 °С:The fourth stage of flue gas cleaning is designed to remove carbon monoxide (II) CO, based on a catalytic process with a purification degree of at least 90%. As catalysts, a catalyst based on aluminum oxide of the RK-211 type, factory readiness according to TU 38.1011380-97 of 08/14/1998, is used. The principle of operation of the catalyst is that the reaction of CO oxidation with oxygen contained in the flue gases proceeds on it at temperatures of 200 ... 250 ° C:

СО + 1/2О₂ = СО₂ CO + 1 / 2O ₂ = CO ₂

Обеспыленные дымовые газы после рукавного фильтра (34) подают на теплообменник (27), где они подогреваются до температуры 250°С за счет тепла неочищенных дымовых газов. Затем дымовые газы подают на четвертую ступень газоочистки в контактный аппарат (28), представляющий собой стальную емкость круглого сечения с газораспределительными решетками и полками для слоя катализатора. Катализатор периодически загружают в аппарат через люки-лазы и разгружают по мере его выработки для последующей утилизации методом обжига на заводе-изготовителе. На катализаторе происходит окисление СО кислородом воздуха до концентрации СО 50 мг/м³.Dust-free flue gases after the bag filter (34) are fed to the heat exchanger (27), where they are heated to a temperature of 250 ° C due to the heat of the raw flue gases. Then the flue gases are fed to the fourth stage of gas cleaning into the contact apparatus (28), which is a steel container with a circular cross-section with gas distribution grids and shelves for the catalyst bed. The catalyst is periodically loaded into the apparatus through manholes and unloaded as it is depleted for subsequent disposal by firing at the manufacturing plant. On the catalyst, CO is oxidized with atmospheric oxygen to a CO concentration of 50 mg / m ³ .

Очищенные дымовые газы после стадии каталитической очистки подлежат инструментальному контролю содержания основных загрязняющих веществ (пыль, сажа, влажность, оксиды углерода, азота, серы) в выбросах с помощью специализированного непрерывно действующего устройства-газоанализатора, вмонтированного в дымовую трубу (40). Дымовые газы направляют на выброс в атмосферу за счет тяги дымососов (39). Газоанализатор функционирует в составе программно-аппаратного комплекса анализа, интегрированного в автоматизированную систему управления технологическим процессом.Purified flue gases after the catalytic cleaning stage are subject to instrumental control of the content of the main pollutants (dust, soot, moisture, carbon oxides, nitrogen, sulfur) in emissions using a specialized continuously operating gas analyzer mounted in the chimney (40). Flue gases are sent to the atmosphere due to the draft of the smoke exhausters (39). The gas analyzer functions as part of a software and hardware analysis complex integrated into an automated process control system.

Производственные стоки, образующиеся в результате конденсации паров охлаждения углеродистого остатка, а также в результате конденсации выпаренной влаги и «мокрой» очистки дымовых газов, направляют на локальные очистные сооружения, представляющие собой совокупность аппаратов механической и физико-химической очистки сточных вод. Процесс очистки производственных стоков проводится в три стадии.Industrial effluents formed as a result of condensation of vapors of cooling the carbonaceous residue, as well as as a result of condensation of evaporated moisture and "wet" cleaning of flue gases, are directed to local treatment facilities, which are a combination of devices for mechanical and physicochemical wastewater treatment. The process of cleaning industrial effluents is carried out in three stages.

Первая стадия очистки загрязненной производственной сточной воды основана на тонкой механической очистке воды в тонкослойном отстойнике (46) за счет гравитационного разделения твердых взвешенных частиц (песок, пыль, сажа, твердые продукты 1-й стадии газоочистки). Осветленную водную фазу после отстаивания направляют насосами на вторую стадию очистки сточных вод во флотатор (47). Образующийся осадок из тонкослойного отстойника в виде шлама удаляют встроенным шнековым транспортером из нижней части аппарата, разгружают в приемный бункер и направляют на вывоз на захоронение на специализированных полигонах либо на утилизацию. Количественный выход осадка зависит от производительности системы газоочистки и содержания загрязнений в отходящих дымовых газах. The first stage of purification of polluted industrial waste water is based on fine mechanical water purification in a thin-layer sedimentation tank (46) due to the gravitational separation of suspended solid particles (sand, dust, soot, solid products of the 1st stage of gas cleaning). The clarified aqueous phase, after settling, is sent by pumps to the second stage of wastewater treatment to the skimmer (47). The resulting sludge from the thin-layer sedimentation tank in the form of sludge is removed by a built-in screw conveyor from the lower part of the apparatus, unloaded into a receiving hopper and sent for disposal for disposal at specialized landfills or for disposal. The quantitative yield of sludge depends on the performance of the gas cleaning system and the content of contaminants in the exhaust flue gases.

Вторую стадию очистки производственных стоков осуществляют во флотаторе (47) для отделения водной фазы от углеводородных смол, близких по свойствам к нефтепродуктам, за счет всплытия и сбора с поверхности воды слоя смолы, с использованием добавок-флотореагентов либо флокулянтов различного типа. Состав реагентов определяется опытным путем в зависимости от состава и концентрации смол в производственных стоках. Шлам флотации отводят через приемный резервуар-шламонакопитель для дальнейшей утилизации или обезвреживания методом сжигания. The second stage of purification of industrial effluents is carried out in a flotation device (47) to separate the aqueous phase from hydrocarbon resins, which are similar in properties to petroleum products, by floating up and collecting a layer of resin from the water surface, using additives-flotation reagents or flocculants of various types. The composition of the reagents is determined empirically, depending on the composition and concentration of resins in industrial effluents. Flotation sludge is discharged through a sludge storage tank for further disposal or disposal by incineration.

Третью стадию очистки загрязненных производственных стоков ведут тонкой физико-химической очисткой преимущественно от ионов кислотных остатков, соединений тяжелых металлов в напорных сорбционных фильтрах (49), представляющий собой фильтрующий стальной аппарат в виде горизонтального или вертикального цилиндра с подводящей трубой для предварительно очищенной жидкости и отводящей – для вывода условно чистой воды из установки, содержащий кассеты с фильтрующим элементом. В качестве фильтрующего элемента могут быть использованы любые известные для этих целей материалы -поглотители – активированный уголь, кварцевый песок, цеолиты, керамзит. Состав фильтрующего элемента определяют опытным путем в зависимости от концентраций загрязняющих веществ в продуктах переработки. По меньшей мере устанавливают два напорных сорбционных фильтров (49), которые являются взаимозаменяемыми и обеспечивают бесперебойную работу линии: один аппарат рабочий, второй - резервный, подключаемый на период загрузки новой партии сорбента. Условно чистые сточные воды направляются в канализацию для дальнейшего сброса в канализационные системы или водные объекты. Отработанный загрязненный сорбент, содержащий уловленные вредные вещества, разгружают в приемные бункеры и вывозят на захоронение. The third stage of cleaning contaminated industrial effluents is carried out by fine physicochemical purification mainly from ions of acid residues, heavy metal compounds in pressure sorption filters (49), which is a filtering steel apparatus in the form of a horizontal or vertical cylinder with a supply pipe for a pre-purified liquid and a discharge - for the withdrawal of conditionally pure water from the installation, containing cassettes with a filter element. Any materials known for these purposes - absorbers - activated carbon, quartz sand, zeolites, expanded clay, can be used as a filter element. The composition of the filter element is determined empirically, depending on the concentration of pollutants in the processed products. At least two pressure sorption filters (49) are installed, which are interchangeable and ensure the uninterrupted operation of the line: one is working, the second is a reserve one, which is connected for the period of loading a new batch of sorbent. Conditionally clean wastewater is sent to the sewerage system for further discharge into sewerage systems or water bodies. Spent contaminated sorbent containing trapped harmful substances is unloaded into receiving bins and taken out for disposal.

Трехстадийная система водоочистки и линии сбора жидкой фазы и отходов на захоронение позволяет очистить производственные стоки от взвешенных частиц, сажи, углеводородных смол, соединений тяжелых металлов, хлорид-, нитрат-, сульфат-, фосфат-ионов до приемлемых норм для биологической очистки на производственных или городских очистных сооружениях. A three-stage water treatment system and lines for collecting the liquid phase and waste for disposal allows to clean industrial waste from suspended particles, soot, hydrocarbon resins, heavy metal compounds, chloride, nitrate, sulfate, phosphate ions to acceptable standards for biological treatment at production or urban wastewater treatment plants.

Все трубопроводы оснащаются запорно-регулирующей арматурой с электроприводом, приборами для измерения температуры и давления. Термолизный реактор (6), вышепоименованные аппараты для очистки синтез-газа и очистки дымовых газов оснащены известными в науке и технике приборами для измерения температуры, давления, расхода уровня веществ.All pipelines are equipped with shut-off and control valves with an electric drive, devices for measuring temperature and pressure. Thermolysis reactor (6), the aforementioned devices for purification of synthesis gas and purification of flue gases are equipped with devices known in science and technology for measuring temperature, pressure, flow rate of substances.

Заявляемая установка была апробирована в пилотном масштабе для проведения опытно-экспериментальных исследований и подтверждено, что термическая деструкция углеводородсодержащих отходов, в том числе отсортированных ТКО, обеспечивает высокую эффективность при использовании установки с соблюдением следующих этапов: предварительно крупные фрагменты отходов измельчают до 1…10 мм, отходы для последующей переработки берут с относительной влажностью не более 45 мас.%, термическую деструкцию ведут в диапазоне температур 400-800°С, которая реализуется в середине стационарного слоя в реакционной камере термолизного реактора из-за заявляемых геометрических параметров реакционных камер. Из летучих газообразных продуктов, образующихся в результате термической деструкции, в скруббере-газопромывателе извлекаются термолизные смолы широкого фракционного состава с температурами кипения 105…360°С. Неконденсируемый синтез-газ на 30% по массе состоит из метана и представляет собой вторичное топливо, используемое для обогрева термолизного реактора. По мере усадки перерабатываемых отходов в термолизном реакторе и удаления продуктов переработки из реакционной камеры, непрерывность процесса обеспечивается периодической дозагрузкой новой порции отходов в соответствующие реакционные камеры. В результате термической деструкции основным продуктом переработки ТКО является углеродистый остаток, который представляет собой синтетический уголь в виде безопасной порошкообразной массы, которая по теплотехническим свойствам близка к энергетическому бурому углю. Выход синтетического угля составляет 25 - 45 мас.% от исходного сырья в зависимости от его влажности и морфологического состава.The claimed installation was tested on a pilot scale for conducting experimental studies and it was confirmed that thermal destruction of hydrocarbon-containing waste, including sorted MSW, provides high efficiency when using the installation in compliance with the following stages: preliminary large fragments of waste are crushed to 1 ... 10 mm, waste for subsequent processing is taken with a relative humidity of not more than 45 wt.%, thermal destruction is carried out in the temperature range of 400-800 ° C, which is realized in the middle of the stationary layer in the reaction chamber of the thermolysis reactor due to the claimed geometric parameters of the reaction chambers. From volatile gaseous products formed as a result of thermal destruction, thermolysis resins of a wide fractional composition with boiling temperatures of 105 ... 360 ° C are extracted in a scrubber-gas scrubber. Non-condensable synthesis gas consists of 30% by mass of methane and is a secondary fuel used to heat the thermolysis reactor. As the shrinkage of the processed waste in the thermolysis reactor and the removal of processed products from the reaction chamber, the continuity of the process is ensured by periodic additional loading of a new portion of the waste into the corresponding reaction chambers. As a result of thermal destruction, the main product of MSW processing is a carbonaceous residue, which is synthetic coal in the form of a safe powdery mass, which in terms of thermal properties is close to power brown coal. The yield of synthetic coal is 25 - 45 wt.% Of the feedstock, depending on its moisture content and morphological composition.

Заявляемая установка может быть изготовлена известными способами с использованием известного оборудования. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленной установки критерию «промышленная применимость».The inventive installation can be manufactured by known methods using known equipment. This allows us to conclude that the declared installation meets the criterion of "industrial applicability".

Использование заявляемой установки позволяет обеспечить комплексную переработку отходов различного происхождения, содержащих углеводородную составляющую, с получением синтетического угля в качестве товарного продукта, обеспечить энергоэффективность процесса термической деструкции на 25 - 30% выше в сравнении с известными аналогами, а также существенно повысить производительность процесса термической деструкции. Использование заявляемой установки позволяет обеспечить выход синтез-газа, пригодного для последующего использования в качестве вторичного топлива для проведения процесса термической деструкции, обеспечить выход термолизной смолы, пригодной к дальнейшему использованию в качестве жидкого темного печного (котельного) топлива, повысить выход синтетического угля, пригодного для использования в качестве твердого топлива. Суммарный выход вышеуказанных полезных продуктов переработки отходов составляет до 90 – 95%, что позволяет сделать вывод о глубокой комплексной переработке отходов. The use of the proposed installation allows for the complex processing of waste of various origins, containing a hydrocarbon component, with the production of synthetic coal as a commercial product, to ensure the energy efficiency of the thermal destruction process by 25 - 30% higher in comparison with known analogues, and also to significantly increase the productivity of the thermal destruction process. The use of the inventive installation allows to provide the output of synthesis gas suitable for subsequent use as a secondary fuel for the thermal destruction process, to provide the output of thermolysis resin suitable for further use as a liquid dark furnace (boiler) fuel, to increase the output of synthetic coal suitable for use as a solid fuel. The total yield of the aforementioned useful products of waste processing is up to 90 - 95%, which allows us to conclude about deep complex waste processing.

Claims

1. Installation for thermal destruction of mainly solid municipal waste with the production of carbonaceous residue, containing a series-connected unit for preparation and grinding of waste with a section for feeding ground waste into a thermolysis reactor, equipped with a loading feeder on top and an unloading unit in the lower part, which is connected to a block for collecting carbonaceous residue formed as a result of waste thermolysis, equipped with a cooling system, as well as a multistage line for cleaning off-gaseous fractions, a multistage water treatment system and a line for collecting the liquid phase and waste for disposal, connected to the thermolysis reactor, characterized in that the thermolysis reactor is made multi-chamber, consisting of vertical steel reaction chambers of rectangular cross-section, each of which has a width of 600 - 620 mm, a length of at least 1200 mm, a height of 6000 - 7000 mm and is made with the possibility of heating along the height from bottom to top, equipped with an outer lining made of refractory materials, an outer two-layer lining with heat-insulating and refractory layers, a supporting metal frame, while the reaction chambers are connected to each other with the possibility of ensuring their series-parallel operation, each reaction chamber is equipped with a gas burner device, in the zone of which a nozzle for burning secondary fuel is located, made with the possibility of additional supply of heated air, the feed feeder is represented by at least one feed hopper and a slide gate for loading the recyclable waste connected to the crushed waste supply section, which is made in the form of a continuous belt conveyor with a bucket elevator and is connected to a belt conveyor for returning excess waste , in the lower part of each reaction chamber there is an unloading unit made in the form of an unloading cone, a sluice-feeder and a screw conveyor-cooler, while the bodies of the unloading cone, a sluice a-feeder and a screw conveyor-cooler are connected in series with each other, equipped with a water cooling jacket and connected to a cooling water supply device, which ensures the creation of a single cooling circuit with a closed cycle of cooling water circulation, while each screw conveyor-cooler is additionally connected to the circulation line water vapor to cool the carbonaceous residue by contacting it with cooling wash water, and each reaction chamber is connected to fuel gas, raw synthesis gas and flue gas manifolds.

2. An installation according to claim 1, characterized in that the flue gas collector is connected to a four-stage purification line containing packed-type absorbers, a bag filter and a contact apparatus configured for preliminary two-stage cooling of flue gases to 200 ° C and 100 -150 °, respectively FROM.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the raw synthesis gas collector is connected to the line for purification of raw synthesis gas and the resulting liquid fractions, which is made of a gas blower connected to each other, a packed scrubber-scrubber, a purified synthesis gas outlet line to the zone of the gas burner device for use as a secondary fuel, by a line of excess evaporated water discharge for washing the scrubber-gas scrubber, a receiving tank, an installation for purification and processing of thermolysis resin into liquid dark furnace fuel.