RU2817604C1 - Waste recycling plant - Google Patents

Waste recycling plant Download PDF

Info

Publication number
RU2817604C1
RU2817604C1 RU2023119755A RU2023119755A RU2817604C1 RU 2817604 C1 RU2817604 C1 RU 2817604C1 RU 2023119755 A RU2023119755 A RU 2023119755A RU 2023119755 A RU2023119755 A RU 2023119755A RU 2817604 C1 RU2817604 C1 RU 2817604C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
heat exchanger
chamber
thermoreactor
air
Prior art date
Application number
RU2023119755A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Дигин
Сергей Исаакович Сапега
Original Assignee
Владимир Николаевич Дигин
Сергей Исаакович Сапега
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Николаевич Дигин, Сергей Исаакович Сапега filed Critical Владимир Николаевич Дигин
Application granted granted Critical
Publication of RU2817604C1 publication Critical patent/RU2817604C1/en

Links

Abstract

FIELD: removal and processing of wastes.
SUBSTANCE: invention relates to equipment for recycling industrial and household wastes, including combustible low-calorie wastes. Waste recycling plant comprises a thermoreactor with a grate, a flue gas afterburner, a flue gas quenching chamber and a heat exchanger. Thermoreactor in upper part is made with possibility of communication with waste loading device. In the under-grate zone of the thermoreactor, destruction of combustible gases is provided, the over-grate zone of the thermoreactor is interconnected through the pyrolysis gas exhauster with the afterburner, the outlet of which is interconnected with the inlet of the flue gas quenching chamber, the outlet of which is interconnected with the first inlet of the heat exchanger. Plant comprises a distribution chamber of gas-air flows to stabilize gas flow and equalize pressure at its outlets. Gas-air flows distribution chamber inlet is connected to the heat exchanger second outlet, the gas-air flows distribution chamber first outlet is connected to the thermoreactor under-grate zone, second outlet of gas-air flow distribution chamber communicates with fluidized bed zone of thermoreactor formed nearby grate. Inside the flue gas quenching chamber vertical ring-shaped partitions are installed at a distance from each other with formation of ring-shaped cavities between them. Each quenching chamber partition is made with a longitudinal cut along the entire length of the partition with formation of vertical edges located at a distance from each other. Heat exchanger is made cylindrical with internal arched partitions installed at a distance from each other with formation of ring-shaped cavities between them for flue gases and air. At that, ring-shaped cavities for flue gases and ring-shaped cavities for air are made alternating and are located adjacent to each other. Air is supplied to the heat exchanger through its second inlet. Ring-shaped air cavities are interconnected and connected with the second outlet of the heat exchanger, which in turn is interconnected with the inlet of the distribution chamber of gas-air flows. Installation contains a scrubber; at that, the heat exchanger is equipped with the first outlet communicated with the ring-shaped cavities for flue gases, which is interconnected by means of a gas duct with the inlet of the scrubber through the flue gas exhauster. Ring-shaped cavities for flue gases are interconnected and connected with the first outlet of the heat exchanger. Scrubber outlet is interconnected by means of a branch pipe with the inlet of the device for utilization of harmful impurities of slag and ash, the second inlet of which is interconnected by means of the branch pipe with the under-grate zone of the thermoreactor. Outside on the thermal reactor at the level of the under-grate zone there are emitters of electromagnetic waves and rigidly fixed.
EFFECT: improving efficiency of the device for recycling wastes with simultaneous provision of environmental friendliness of recycling process and proper quality of flue gas cleaning.
13 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Заявляемое устройство относится к области оборудования для утилизации промышленных и бытовых отходов, в том числе горючих низкокалорийных отходов.The inventive device relates to the field of equipment for the disposal of industrial and household waste, including flammable low-calorie waste.

Из патента РФ № 2502017 на изобретение известен мусоросжигательный завод, состоящий из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит плавильный реактор, футерованный изнутри; плазмотрон; бункер золы с механизмом ввода золы; систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов, при этом плавильный реактор блока утилизации золы имеет металлический водоохлаждаемый кожух, блок утилизации золы содержит воздушный компрессор и водяной насос для охлаждения электродов плазмотрона и кожуха реактора, система очистки дымовых газов блока утилизации золы содержит дожигатель, вихревой скруббер (центробежно-барботажный аппарат) с щелочным раствором, рукавный фильтр для очистки от твердых примесей и приемник зольного остатка (вторичной золы).From the RF patent No. 2502017 for the invention, a waste incineration plant is known, consisting of a bunker block, a solid waste combustion block in a rotating drum-type kiln, a smoke purification block, a water treatment and heat recovery block, an ash recovery block, which contains a melting reactor lined from the inside; plasmatron; ash bunker with ash input mechanism; a melt drainage and slag granulation system, a power supply, a flue gas purification system, wherein the smelting reactor of the ash recovery unit has a metal water-cooled casing, the ash recovery unit contains an air compressor and a water pump for cooling the plasmatron electrodes and the reactor casing, a flue gas purification system of the recycling unit ash contains an afterburner, a vortex scrubber (centrifugal bubbling apparatus) with an alkaline solution, a bag filter for cleaning from solid impurities and a receiver of ash residue (secondary ash).

Недостатком аналога по патенту № 2502017 является его сложность, обусловленная сложностью состава оборудования, а также осуществление процесса в две стадии с необходимостью использования системы высокотемпературного дожига шлака с использованием плазмотрона. Также недостатком аналога является его неэкологичность, обусловленная возможностью восстановления сложных молекул опасных веществ за дымовой трубой после термического нагрева.The disadvantage of the analogue according to patent No. 2502017 is its complexity, due to the complexity of the equipment, as well as the implementation of the process in two stages with the need to use a high-temperature slag afterburning system using a plasma torch. Another disadvantage of the analog is that it is not environmentally friendly, due to the possibility of restoring complex molecules of hazardous substances behind the chimney after thermal heating.

Из патента РФ № 2502017 на изобретение известна установка для утилизации отходов, содержащая термореактор с колосником, камеру дожига, вихревую камеру, теплообменник, ресивер, последовательно жестко соединенные относительно друг друга, при этом термореактор, камера дожига, вихревая камера, теплообменник, ресивер жестко закреплены относительно жесткого каркаса, выход термореактора, выполненный в его подколосниковой зоне, сообщен со входом камеры дожига, выход которой сообщен со входом вихревой камеры, выход которой сообщен со входом теплообменника, выход теплообменника сообщен со входом ресивера, первый выход которого сообщен с подколосниковой зоной термореактора, второй выход ресивера сообщен с зоной кипящего слоя термореактора, расположенной над колосниковой решеткой, термореактор в верхней части выполнен с возможностью сообщения с устройством загрузки отходов, в подколосниковой зоне термореактора обеспечена деструкция сгорающих газов при температуре 1400 ± 50°С и при давлении 0,02 - 0,08 МПа, габариты вихревой камеры заданы из соотношения:From RF patent No. 2502017 for the invention, a waste disposal plant is known, containing a thermoreactor with a grate, an afterburning chamber, a vortex chamber, a heat exchanger, and a receiver, rigidly connected in series relative to each other, while the thermoreactor, afterburning chamber, vortex chamber, heat exchanger, and receiver are rigidly fixed relatively rigid frame, the output of the thermoreactor, made in its under-grid zone, is connected to the input of the afterburning chamber, the output of which is connected to the input of the vortex chamber, the output of which is connected to the inlet of the heat exchanger, the heat exchanger output is connected to the input of the receiver, the first output of which is connected to the under-grid zone of the thermoreactor, the second outlet of the receiver is connected to the fluidized bed zone of the thermoreactor located above the grate, the thermoreactor in the upper part is configured to communicate with the waste loading device, in the under-grid zone of the thermoreactor destruction of combustion gases is ensured at a temperature of 1400 ± 50 ° C and at a pressure of 0.02 - 0.08 MPa, the dimensions of the vortex chamber are specified from the ratio:

V = (3-5)×Х,V = (3-5)×X,

где V - объем вихревой камеры, м3,where V is the volume of the vortex chamber, m 3 ,

Х - расход горячего газа через вихревую камеру, м3/с,X - hot gas flow through the vortex chamber, m 3 / s,

ресивер и камера дожига размещены между термореактором и вихревой камерой, установка снабжена дымососом пиролизных газов, сообщенным с одной стороны посредством коллектора пиролизных газов с надколосниковой зоной термореактора, а с другой стороны - с камерой дожига.the receiver and the afterburning chamber are located between the thermoreactor and the vortex chamber, the installation is equipped with a pyrolysis gas exhaust fan, connected on one side through a pyrolysis gas collector with the above-grid zone of the thermoreactor, and on the other hand with the afterburning chamber.

Техническое решение по патенту РФ № 2784299 выбрано в качестве прототипа.The technical solution according to RF patent No. 2784299 was chosen as a prototype.

Недостатком прототипа является его недостаточная эффективность.The disadvantage of the prototype is its lack of efficiency.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением - создание простого, высокопроизводительного устройства, обеспечивающего экологичную утилизацию промышленных и бытовых отходов, расширение арсенала средств для утилизации отходов.The technical problem solved by the proposed invention is the creation of a simple, high-performance device that provides environmentally friendly disposal of industrial and household waste, expanding the arsenal of means for waste disposal.

Технический результат, достигаемый заявляемым устройством - повышение эффективности устройства для утилизации отходов с одновременным обеспечением экологичности процесса утилизации и надлежащего качества очистки дымовых газов, уменьшение габаритных размеров установки.The technical result achieved by the claimed device is increasing the efficiency of the device for waste disposal while simultaneously ensuring the environmental friendliness of the recycling process and the proper quality of flue gas purification, reducing the overall dimensions of the installation.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в установке для утилизации отходов, содержащей термореактор с колосниковой решеткой, камеру дожига дымовых газов, камеру закалки дымовых газов, теплообменник, термореактор в верхней части выполнен с возможностью сообщения с устройством загрузки отходов, в подколосниковой зоне термореактора обеспечена деструкция сгорающих газов при температуре 1400 ± 50°С и при давлении 0,02 - 0,08 МПа, надколосниковая зона термореактора через дымосос пиролизных газов сообщена с камерой дожига, выход которой сообщен со входом камеры закалки дымовых газов, выход которой сообщен с первым входом теплообменника, согласно изобретению установка содержит распределительную камеру газовоздушных потоков для стабилизации потока газа и выравнивания давления на ее выходах, вход распределительной камеры газовоздушных потоков сообщен со вторым выходом теплообменника, первый выход распределительной камеры газовоздушных потоков сообщен с подколосниковой зоной термореактора, второй выход распределительной камеры газовоздушных потоков сообщен с зоной кипящего слоя термореактора, образованной около колосниковой решетки, камера закалки дымовых газов выполнена цилиндрической из огнеупорного материала, внутри камеры закалки дымовых газов установлены на расстоянии друг от друга выполненные из огнеупорного материала, вертикальные кольцеобразные перегородки с образованием между ними кольцеобразных полостей, каждая перегородка камеры закалки выполнена с продольным разрезом по всей длине перегородки с образованием вертикальных краев, расположенных на расстоянии друг от друга, теплообменник выполнен цилиндрическим с внутренними дугообразными перегородками, выполненными из металла и установленными на расстоянии друг от друга с образованием между ними кольцеобразных полостей для дымовых газов и воздуха, при этом кольцеобразные полости для дымовых газов и кольцеобразные полости для воздуха выполнены чередующимися и расположены смежно друг с другом, подача воздуха в теплообменник обеспечена через его второй вход, кольцеобразные полости для воздуха сообщены между собой и сообщены со вторым выходом теплообменника, сообщенным, в свою очередь, с входом распределительной камеры газовоздушных потоков, установка содержит скруббер, при этом теплообменник снабжен сообщенным с кольцеобразными полостями для дымовых газов первым выходом, который сообщен посредством газохода со входом скруббера через дымосос дымовых газов, обеспечивающим направление потока дымовых газов от теплообменника к скрубберу, кольцеобразные полости для дымовых газов сообщены друг с другом и сообщены с первым выходом теплообменника, выход скруббера сообщен посредством патрубка со входом устройства утилизации вредных примесей шлака и пепла, второй вход которого сообщен посредством патрубка с подколосниковой зоной термореактора, при этом устройство утилизации вредных примесей шлака и пепла выполнено в виде печи, обеспечивающей нагрев пепла и шлака до температур не менее 700°С, снаружи на термореакторе на уровне подколосниковой зоны размещены и жестко закреплены излучатели электромагнитных волн, при этом термореактор на уровне расположения электромагнитных излучателей выполнен из материала, прозрачного для электромагнитного излучения, электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне резонансных частот или частот кратных резонансным частотам колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах, газоходы и патрубки выполнены из жесткого термоустойчивого до температур 1500°С материала, соединение газоходов и патрубков обеспечено посредством фланцевых соединений, обеспечивающих прохождение потока газа.The claimed technical result is achieved due to the fact that in a waste disposal plant containing a thermoreactor with a grate, a flue gas afterburning chamber, a flue gas quenching chamber, a heat exchanger, the thermoreactor in the upper part is configured to communicate with a waste loading device in the under-grid zone of the thermoreactor destruction of combustion gases is ensured at a temperature of 1400 ± 50 ° C and at a pressure of 0.02 - 0.08 MPa, the above-grid zone of the thermoreactor is connected through a smoke exhauster of pyrolysis gases to the afterburning chamber, the output of which is connected to the input of the flue gas quenching chamber, the output of which is connected to the first the inlet of the heat exchanger, according to the invention, the installation contains a distribution chamber of gas-air flows for stabilizing the gas flow and equalizing the pressure at its outlets, the inlet of the distribution chamber of gas-air flows is connected with the second output of the heat exchanger, the first outlet of the distribution chamber of gas-air flows is connected with the under-grid zone of the thermoreactor, the second output of the distribution chamber of gas-air flows communicate with the fluidized bed zone of the thermoreactor formed near the grate, the flue gas quenching chamber is made cylindrical from refractory material, inside the flue gas quenching chamber, vertical ring-shaped partitions made of refractory material are installed at a distance from each other with the formation of ring-shaped cavities between them, each the partition of the hardening chamber is made with a longitudinal section along the entire length of the partition with the formation of vertical edges located at a distance from each other, the heat exchanger is made cylindrical with internal arc-shaped partitions made of metal and installed at a distance from each other with the formation of ring-shaped cavities for flue gases between them and air, wherein the annular cavities for flue gases and the annular cavities for air are made alternating and located adjacent to each other, the air supply to the heat exchanger is provided through its second input, the annular cavities for air are interconnected and communicated with the second output of the heat exchanger, communicated in turn, with the inlet of the distribution chamber of gas-air flows, the installation contains a scrubber, and the heat exchanger is equipped with a first outlet connected with the annular cavities for flue gases, which is connected by means of a flue to the inlet of the scrubber through a flue gas exhaust fan, ensuring the direction of the flue gas flow from the heat exchanger to the scrubber , the annular cavities for flue gases are communicated with each other and communicated with the first output of the heat exchanger, the scrubber output is connected through a pipe with the input of a device for recycling harmful impurities of slag and ash, the second input of which is connected through a pipe with the under-grid zone of the thermoreactor, while the device for recycling harmful impurities of slag and ash is made in the form of a furnace that provides heating of ash and slag to temperatures of at least 700°C; outside on the thermoreactor at the level of the under-grid zone, emitters of electromagnetic waves are placed and rigidly fixed, while the thermoreactor at the level of the location of electromagnetic emitters is made of a material transparent to electromagnetic radiation radiation, electromagnetic emitters are made with the possibility of periodically changing the frequency of electromagnetic radiation in the range of resonant frequencies or frequencies that are multiples of the resonant frequencies of vibrations of atoms of substances contained in flue gases, gas ducts and pipes are made of hard material that is heat-resistant up to temperatures of 1500°C, the connection of gas ducts and pipes is ensured by flange connections ensuring the passage of gas flow.

Камера закалки дымовых газов может быть выполнена с возможностью удержания дымовых газов в камере в течение не менее 3 сек.The flue gas quenching chamber can be configured to hold flue gases in the chamber for at least 3 seconds.

Противоположные вертикальные края смежных перегородок могут быть снабжены дугообразными в поперечном сечении отражателями, при этом вогнутая сторона каждого отражателя направлена в сторону другого края соответствующей перегородки.The opposite vertical edges of adjacent partitions can be equipped with reflectors that are arcuate in cross section, with the concave side of each reflector directed towards the other edge of the corresponding partition.

Установка может содержать каркас, относительно которого жестко закреплены термореактор с колосником, камера дожига, камера закалки газов, теплообменник и распределительная камера газовоздушных потоков.The installation may contain a frame, relative to which a thermoreactor with a grate, an afterburning chamber, a gas quenching chamber, a heat exchanger and a distribution chamber for gas-air flows are rigidly fixed.

Распределительная камера газовоздушных потоков может содержать внутренние каналы, сообщенные с одной стороны с ее входом, а с другой стороны - с соответствующими выходами, при этом выравнивание газовоздушных потоков и давления на выходах указанной камеры обеспечено посредством датчиков регулирования давления.The distribution chamber of gas-air flows may contain internal channels connected on the one hand with its inlet, and on the other hand with the corresponding outlets, while the equalization of gas-air flows and pressure at the outlets of said chamber is ensured by means of pressure control sensors.

Внутри камеры закалки дымовых газов перед ее выходом напротив друг друга могут быть установлены углеродные электроды, работающие от электромагнитного импульса с частотой в диапазоне от 200 Гц до 1000 Гц и напряжением в диапазоне от 5000 В до 15000 В.Inside the flue gas quenching chamber, before it exits, carbon electrodes can be installed opposite each other, operating from an electromagnetic pulse with a frequency in the range from 200 Hz to 1000 Hz and a voltage in the range from 5000 V to 15000 V.

Распределительная камера газовоздушных потоков может быть выполнена с третьим выходом с возможностью сообщения посредством воздуховода через третий выход с внешним потребителем тепловой энергии.The distribution chamber of gas-air flows can be made with a third outlet with the possibility of communication via an air duct through the third outlet with an external consumer of thermal energy.

Устройство может быть снабжено вентилятором, жестко зафиксированным посредством резьбового соединения относительно каркаса, при этом вентилятор предназначен как для нагнетания воздуха в соответствующие кольцеобразные полости теплообменника через его второй вход, сообщенный с атмосферой, так и для наружного охлаждения воздушного потока и потока дымовых газов до распределительной камеры газовоздушных потоков.The device can be equipped with a fan, rigidly fixed by means of a threaded connection relative to the frame, and the fan is designed both for pumping air into the corresponding annular cavities of the heat exchanger through its second input connected to the atmosphere, and for external cooling of the air flow and flue gas flow to the distribution chamber gas-air flows.

Вентилятор может быть размещен на каркасе и соединен с ним посредством резьбового соединения.The fan can be placed on the frame and connected to it via a threaded connection.

Вентилятор может быть размещен на каркасе над теплообменником.The fan can be placed on the frame above the heat exchanger.

Электромагнитные излучатели могут быть выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот от 200 Гц до 100000 Гц.Electromagnetic emitters can be configured to periodically change the frequency of electromagnetic radiation in the frequency range from 200 Hz to 100,000 Hz.

Объем кольцеобразных полостей для воздуха в теплообменнике может соответствовать объему кольцеобразных полостей для дымовых газов.The volume of the annular cavities for air in the heat exchanger can correspond to the volume of the annular cavities for flue gases.

Объем кольцеобразных полостей в теплообменнике может составлять не менее объема кольцеобразных полостей для дымовых газов.The volume of the annular cavities in the heat exchanger can be no less than the volume of the annular cavities for flue gases.

Заявляемое устройство поясняется чертежами.The inventive device is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена блок-схема заявляемого устройства для утилизации горючих отходов.In fig. 1 shows a block diagram of the proposed device for recycling flammable waste.

На фиг. 2 изображено схематично поперечное сечение теплообменника.In fig. Figure 2 shows a schematic cross-section of the heat exchanger.

На фиг. 3 изображено схематично поперечное сечение камеры закалки.In fig. Figure 3 shows a schematic cross-section of the hardening chamber.

Позиции на фигурах:Positions on the figures:

1 - термореактор;1 - thermoreactor;

2 - камера (печь) дожига;2 - afterburning chamber (furnace);

3 - камера закалки дымовых газов (печь);3 - flue gas quenching chamber (furnace);

3.1 - перегородки в камере закалки;3.1 - partitions in the hardening chamber;

3.2 - кольцеобразные полости в камере закалки;3.2 - ring-shaped cavities in the hardening chamber;

3.3 - отражатели;3.3 - reflectors;

4 - теплообменник;4 - heat exchanger;

4.1 - перегородки теплообменника;4.1 - heat exchanger partitions;

4.2 - кольцеобразные полости для дымовых газов в теплообменнике;4.2 - ring-shaped cavities for flue gases in the heat exchanger;

4.3 - кольцеобразные полости для воздуха в теплообменнике;4.3 - ring-shaped cavities for air in the heat exchanger;

4.4 - плоские перегородки в теплообменнике;4.4 - flat partitions in the heat exchanger;

5 - скруббер;5 - scrubber;

6 - распределительная камера газовоздушных потков;6 - distribution chamber of gas-air flows;

7 - первый выход распределительной камеры газовоздушных потоков;7 - first outlet of the gas-air flow distribution chamber;

8 - второй выход распределительной камеры газовоздушных потоков;8 - second outlet of the gas-air flow distribution chamber;

9 - третий выход распределительной камеры газовоздушных потоков;9 - third outlet of the gas-air flow distribution chamber;

10 - колосниковая решетка (колосник);10 - grate (grid);

11 - каркас;11 - frame;

12 -дымовая труба скруббера (газоотвод скруббера);12 - scrubber chimney (scrubber gas outlet);

13 - подколосниковая зона термореактора;13 - under-grid zone of the thermoreactor;

14 - зона кипящего слоя реактора;14 - fluidized bed zone of the reactor;

15 - вентилятор;15 - fan;

16 - дымосос дымовых газов;16 - flue gas exhaust fan;

17 - дымосос пиролизных газов;17 - smoke exhauster of pyrolysis gases;

18 - коллектор пиролизных газов.18 - pyrolysis gas collector.

19 - излучатели электромагнитных волн;19 - emitters of electromagnetic waves;

20 - муфельная печь.20 - muffle furnace.

Осуществление заявляемой установки.Implementation of the proposed installation.

Заявляемая установка для утилизации отходов содержит термореактор 1 с колосниковой решеткой 10, камеру дожига 2 дымовых газов, камеру 3 закалки дымовых газов в течение времени не менее 3 сек, теплообменник 4; термореактор 1 в верхней части выполнен с возможностью сообщения с устройством загрузки отходов (на фиг. не показан); в подколосниковой зоне 13 термореактора 1 обеспечена деструкция сгорающих газов при температуре 1400 ± 50°С и при давлении 0,02 - 0,08 МПа, надколосниковая зона термореактора 1 через дымосос 17 пиролизных газов сообщена с камерой 2 дожига, выход которой сообщен со входом камеры 3 закалки дымовых газов, выход которой сообщен с первым входом теплообменника 4.The inventive installation for waste disposal contains a thermoreactor 1 with a grate 10, a combustion chamber 2 for flue gases, a chamber 3 for quenching flue gases for a period of at least 3 seconds, a heat exchanger 4; the thermoreactor 1 in the upper part is configured to communicate with the waste loading device (not shown in the figure); in the under-grid zone 13 of the thermoreactor 1, destruction of combustion gases is ensured at a temperature of 1400 ± 50 ° C and at a pressure of 0.02 - 0.08 MPa, the above-grid zone of the thermoreactor 1 is connected through a smoke exhauster 17 of pyrolysis gases to the afterburning chamber 2, the output of which is connected to the chamber input 3 for quenching flue gases, the output of which is connected to the first input of heat exchanger 4.

Установка содержит распределительную камеру 6 газовоздушных потоков для стабилизации потока газа и выравнивания давления на ее выходах; вход распределительной камеры 6 газовоздушных потоков сообщен со вторым выходом теплообменника 4; первый выход распределительной камеры 6 газовоздушных потоков сообщен с подколосниковой зоной 13 термореактора; второй выход распределительной камеры 6 газовоздушных потоков сообщен с зоной 14 кипящего слоя термореактора, образованной около колосниковой решетки 10; камера 3 закалки дымовых газов выполнена цилиндрической из огнеупорного материала; внутри камеры 3 закалки дымовых газов установлены на расстоянии друг от друга выполненные из огнеупорного материала, вертикальные кольцеобразные перегородки 3.1 с образованием между ними кольцеобразных полостей 3.2; каждая перегородка 3.1 камеры закалки выполнена с продольным разрезом по всей длине перегородки с образованием вертикальных краев, расположенных на расстоянии друг от друга; теплообменник 4 выполнен цилиндрическим с внутренними дугообразными перегородками 4.1, выполненными из металла и установленными на расстоянии друг от друга с образованием между ними кольцеобразных полостей 4.2 для дымовых газов и 4.3 воздуха, при этом кольцеобразные полости 4.2 для дымовых газов и кольцеобразные полости 4.3 для воздуха выполнены чередующимися и расположены смежно друг с другом; подача воздуха в теплообменник 4 обеспечена через его второй вход; кольцеобразные полости 4.3 для воздуха сообщены между собой и сообщены со вторым выходом теплообменника 4, сообщенным, в свою очередь, с входом распределительной камеры 6 газовоздушных потоков; установка содержит скруббер 5; при этом теплообменник 4 снабжен сообщенным с кольцеобразными полостями 4.2 для дымовых газов первым выходом, который сообщен посредством газохода со входом скруббера 5 через дымосос 16 дымовых газов, обеспечивающим направление потока дымовых газов от теплообменника 4 к скрубберу 5; кольцеобразные полости 4.2 для дымовых газов сообщены друг с другом и сообщены с первым выходом теплообменника 4; выход скруббера 5 сообщен посредством патрубка со входом устройства 20 утилизации вредных примесей шлака и пепла, второй вход которого сообщен посредством патрубка с подколосниковой зоной 13 термореактора; при этом устройство 20 утилизации вредных примесей шлака и пепла выполнено в виде печи, обеспечивающей нагрев пепла и шлака до температур не менее 700°С; снаружи на термореакторе 1 на уровне подколосниковой зоны 13 размещены и жестко закреплены излучатели 19 электромагнитных волн; при этом термореактор 1 на уровне расположения электромагнитных излучателей 19 выполнен из материала, прозрачного для электромагнитного излучения; электромагнитные излучатели 13 выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне резонансных частот или частот кратных резонансным частотам колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах; газоходы и патрубки выполнены из жесткого термоустойчивого до температур 1500°С материала; соединение газоходов и патрубков обеспечено посредством фланцевых соединений, обеспечивающих прохождение потока газа.The installation contains a distribution chamber 6 gas-air flows to stabilize the gas flow and equalize the pressure at its outlets; the input of the distribution chamber 6 of gas-air flows is connected to the second output of the heat exchanger 4; the first outlet of the distribution chamber 6 of gas-air flows is connected to the under-grid zone 13 of the thermoreactor; the second outlet of the distribution chamber 6 of gas-air flows is connected to the fluidized bed zone 14 of the thermoreactor formed near the grate 10; chamber 3 for quenching flue gases is made of cylindrical material; inside the flue gas quenching chamber 3, vertical ring-shaped partitions 3.1 are installed at a distance from each other, made of refractory material, with the formation of ring-shaped cavities 3.2 between them; each partition 3.1 of the hardening chamber is made with a longitudinal section along the entire length of the partition with the formation of vertical edges located at a distance from each other; the heat exchanger 4 is made cylindrical with internal arc-shaped partitions 4.1 made of metal and installed at a distance from each other to form ring-shaped cavities 4.2 for flue gases and 4.3 air between them, while the annular cavities 4.2 for flue gases and ring-shaped cavities 4.3 for air are made alternating and are located adjacent to each other; air supply to the heat exchanger 4 is provided through its second inlet; the annular cavities 4.3 for air are interconnected and communicated with the second output of the heat exchanger 4, which in turn is connected with the input of the distribution chamber 6 of gas-air flows; the installation contains a scrubber 5; in this case, the heat exchanger 4 is equipped with a first outlet communicated with the annular cavities 4.2 for flue gases, which is connected by means of a gas duct to the inlet of the scrubber 5 through a flue gas exhaust fan 16, ensuring the direction of the flue gas flow from the heat exchanger 4 to the scrubber 5; the annular cavities 4.2 for flue gases are connected to each other and communicated with the first outlet of the heat exchanger 4; the output of the scrubber 5 is connected through a pipe to the input of the device 20 for recycling harmful impurities of slag and ash, the second input of which is connected through a pipe to the under-grid zone 13 of the thermoreactor; in this case, the device 20 for recycling harmful impurities of slag and ash is made in the form of a furnace that provides heating of the ash and slag to temperatures of at least 700°C; outside on the thermoreactor 1 at the level of the under-grid zone 13, emitters 19 of electromagnetic waves are placed and rigidly fixed; in this case, the thermoreactor 1 at the level of the electromagnetic emitters 19 is made of a material transparent to electromagnetic radiation; electromagnetic emitters 13 are configured to periodically change the frequency of electromagnetic radiation in the range of resonant frequencies or frequencies that are multiples of the resonant vibration frequencies of atoms of substances contained in flue gases; flues and pipes are made of hard material that is heat-resistant up to temperatures of 1500°C; the connection of gas ducts and pipes is ensured by means of flange connections that ensure the passage of gas flow.

Выполнение теплообменника 4 с полостями для воздуха позволяет обеспечить его нагрев и подать на вход камеры 6 нагретый воздух.Making the heat exchanger 4 with cavities for air allows it to be heated and supply heated air to the input of the chamber 6.

Насыщенная кислородом газовоздушная смесь, поступающая с выхода камеры 6 в надколосниковую и подколосниковую зоны термореактора 1 более эффективно обеспечивает горение и подержание температуры в термореакторе 1 по сравнению с наиболее близким аналогом. Что позволило обеспечить более полное сжигание дымовых газов в термореакторе 1 и исключить необходимость в подаче на вход камеры 2 дожига дымовых газов как из надколосниковой зоны термореактора 1, так и одновременно из его подколосниковой зоны (как в наиболее близком аналоге).The oxygen-saturated gas-air mixture entering from the outlet of chamber 6 into the above-grid and under-grid zones of the thermoreactor 1 more effectively ensures combustion and temperature maintenance in the thermoreactor 1 compared to the closest analogue. This made it possible to ensure more complete combustion of flue gases in thermoreactor 1 and eliminate the need to supply flue gases from both the above-grid zone of thermoreactor 1 and simultaneously from its sub-grid zone (as in the closest analogue) to the input of afterburning chamber 2.

Отделение полостей 4.2 и 4.3 в теплообменнике 4 может быть организовано простыми средствами, например, использованием плоских перегородок 4.4, посредством которых полости 4.2 и 4.3 изолируются друг от друга. Также дополнительно для обеспечения сообщения полостей 4.2 между собой, а также полостей 4.3 между собой используется система трубопроводом (на фиг. не показаны). Сообщение полостей 4.2, а также полостей 4.3 можно организовать иным образом, наиболее удобным для производителя и/или пользователя.The separation of the cavities 4.2 and 4.3 in the heat exchanger 4 can be organized by simple means, for example, by using flat partitions 4.4, through which the cavities 4.2 and 4.3 are isolated from each other. Also, in addition, to ensure communication of cavities 4.2 with each other, as well as cavities 4.3 with each other, a pipeline system is used (not shown in the figure). The communication of cavities 4.2, as well as cavities 4.3, can be organized in another way, most convenient for the manufacturer and/or user.

В заявляемой установке на вход камеры 2 дожига подаются пиролизные газы из надколосниковой зоны, как наиболее вредные, содержащие наибольшее количество вредных примесей. Соответственно, подача в камеру 2 дожига меньшего, по сравнению с наиболее близким аналогом, объема газа позволяет соответственным образом уменьшить объем камеры 2 дожига на 20 ÷ 30%.In the inventive installation, pyrolysis gases from the above-grid zone are supplied to the inlet of the afterburning chamber 2, as they are the most harmful, containing the largest amount of harmful impurities. Accordingly, supplying a smaller volume of gas to the afterburning chamber 2, compared to the closest analogue, allows you to correspondingly reduce the volume of the afterburning chamber 2 by 20 ÷ 30%.

Термореактор 1 с колосниковой решеткой 10, камера 2 дожига, камера 3 закалки газов, теплообменник 4 и распределительная камера 6 газовоздушных потоков могут быть жестко закреплены относительно каркаса 11. Каркас 11 может быть выполнен в виде рамной (балочной) конструкции, обеспечивающей возможность жесткого закрепления всех элементов установки и возможность помещения установки, например, в транспортный контейнер.The thermoreactor 1 with a grate 10, afterburning chamber 2, gas quenching chamber 3, heat exchanger 4 and distribution chamber 6 of gas-air flows can be rigidly fixed relative to the frame 11. The frame 11 can be made in the form of a frame (beam) structure, providing the possibility of rigidly fastening all installation elements and the possibility of placing the installation, for example, in a transport container.

Распределительная камера 6 газовоздушных потоков может содержать внутренние каналы, сообщенные с одной стороны с ее входом, а с другой стороны сообщенные с соответствующими выходами, при этом выравнивание газовоздушных потоков и давления на выходах указанной камеры 6 может быть обеспечено посредством датчиков регулирования давления. Выравнивание газовоздушных потоков и давления на выходах камеры 6 необходимо для того, чтобы с выходов камеры 6 газовоздушная смесь поступала в надколосниковую и подколосниковую зоны термореактора 1 с одинаковым давлением. Поступление газовоздушной смеси в надколосниковую и подколосниковую зоны термореактора 1 обеспечивает режим горения без необходимости использования дополнительного топлива. При подаче газовоздушной смеси в указанные зоны не должен нарушаться термодинамический режим внутри термореактора 1. Поддержание термодинамического режима в термореакторе 1 обеспечивается тем, что газовоздушная смесь подается в его надколосниковую и подколосниковую зоны с одинаковым давлением.The distribution chamber 6 of gas-air flows may contain internal channels communicated on one side with its input, and on the other hand communicated with the corresponding outputs, while equalization of gas-air flows and pressure at the outlets of said chamber 6 can be ensured by means of pressure control sensors. Equalization of gas-air flows and pressure at the outlets of chamber 6 is necessary so that from the outlets of chamber 6 the gas-air mixture enters the above-grid and under-grid zones of the thermoreactor 1 with the same pressure. The entry of the gas-air mixture into the above and below the grate zones of the thermoreactor 1 ensures combustion mode without the need to use additional fuel. When supplying a gas-air mixture to these zones, the thermodynamic regime inside the thermoreactor 1 must not be disturbed. The thermodynamic regime in the thermoreactor 1 is maintained by the fact that the gas-air mixture is supplied to its above-grid and under-grid zones with the same pressure.

Использование ресивера (как в наиболее близком аналоге) для этих целей невозможно, поскольку ресивер предназначен только для сбора газа. При этом подача газа с выходов ресивера (как в наиболее близкого аналога) в надколосниковую и подколосниковую зоны термореактора может привести к нарушению термодинамического режима в нем из-за того, что в указанные зоны газ может подаваться под разным давлением.Using a receiver (as in the closest analogue) for these purposes is impossible, since the receiver is intended only for collecting gas. In this case, the supply of gas from the outlets of the receiver (as in the closest analogue) to the above and below the grate zones of the thermoreactor can lead to a violation of the thermodynamic regime in it due to the fact that gas can be supplied to these zones at different pressures.

Поддержание режима горения в термореакторе 1 посредством подачи с выхода камеры 6 газовоздушной смеси, насыщенной кислородом воздуха, с сохранением термодинамического режима, позволили повысить производительность установки на 10 ÷ 15% по сравнению с наиболее близким аналогом, в котором режим горения поддерживается только очищенными дымовыми газами, поступающими в термореактор с выходов ресивера, при этом сохранение термодинамического режима в термореакторе 1 в наиболее близком аналоге не обеспечивается.Maintaining the combustion mode in thermoreactor 1 by supplying from the outlet of chamber 6 a gas-air mixture saturated with air oxygen, while maintaining the thermodynamic regime, made it possible to increase the productivity of the installation by 10 ÷ 15% compared to the closest analogue, in which the combustion mode is supported only by purified flue gases, entering the thermoreactor from the receiver outputs, while maintaining the thermodynamic regime in thermoreactor 1 in the closest analogue is not ensured.

Внутри камеры 3 закалки дымовых газов перед ее выходом напротив друг друга могут быть установлены углеродные электроды (на фиг. не показаны), работающие от электромагнитного импульса с частотой в диапазоне от 200 Гц до 1000 Гц и напряжением в диапазоне от 5000В до 15000В. Указанные электроды оказывают дополнительное воздействие на дымовые газы, выходящие из камеры 3 закалки газов, способствуя их деструкции.Inside the flue gas quenching chamber 3, before it exits, carbon electrodes (not shown in the figure) can be installed opposite each other, operating from an electromagnetic pulse with a frequency in the range from 200 Hz to 1000 Hz and a voltage in the range from 5000V to 15000V. These electrodes have an additional effect on the flue gases leaving the gas quenching chamber 3, contributing to their destruction.

Распределительная камера 6 газовоздушных потоков и камера 2 дожига могут быть размещены между термореактором 1 и камерой 3 закалки газов друг над другом для образования более компактной конструкции заявляемой установки, способствуя уменьшению ее габаритных размеров.The distribution chamber 6 of gas-air flows and the afterburning chamber 2 can be placed between the thermoreactor 1 and the gas quenching chamber 3 one above the other to form a more compact design of the inventive installation, helping to reduce its overall dimensions.

Распределительная камера 6 газовоздушных потоков может быть выполнена с третьим выходом с возможностью сообщения посредством воздуховода через третий выход с внешним потребителем тепловой энергии. Таким потребителем энергии может быть, например, локальная ТЭЦ или иной потребитель тепла.The distribution chamber 6 of gas-air flows can be made with a third outlet with the possibility of communication through an air duct through the third outlet with an external consumer of thermal energy. Such an energy consumer could be, for example, a local thermal power plant or another heat consumer.

Устройство может быть снабжено вентилятором 15, жестко зафиксированным посредством резьбового соединения относительно каркаса 11, при этом вентилятор 15 предназначен как для нагнетания воздуха в соответствующие кольцеобразные полости 4.3 теплообменника 4 через его второй вход, сообщенный с атмосферой, так и для наружного охлаждения воздушного потока и потока дымовых газов до распределительной камеры 6 газовоздушных потоков. Наличие вентилятора 15, выполняющего одновременно две функции позволяет, во-первых упростить заявляемую установку за счет исключения специальных конструктивных элементов, обеспечивающих подачу в соответствующие кольцеобразные полости 4.3 воздуха в требуемом объеме, а во-вторых позволяет еще более охладить и выровнять температуру воздуха, поступающего на вход камеры 6. Поступление на вход камеры 6 воздуха с одинаковой скоростью и при одинаковой температуре ускорит процесс стабилизации газовоздушной смеси в камере 6 и выравнивание давления на ее выходах. Что, в свою очередь, позволит повысить производительность установки в целом.The device can be equipped with a fan 15, rigidly fixed by means of a threaded connection relative to the frame 11, while the fan 15 is designed both for pumping air into the corresponding annular cavities 4.3 of the heat exchanger 4 through its second input communicated with the atmosphere, and for external cooling of the air flow and flow flue gases to the distribution chamber 6 gas-air flows. The presence of a fan 15, which simultaneously performs two functions, allows, firstly, to simplify the inventive installation by eliminating special structural elements that ensure the supply of air in the required volume to the corresponding annular cavities 4.3, and secondly, it allows for further cooling and equalizing the temperature of the air entering the inlet of chamber 6. The entry of air at the inlet of chamber 6 at the same speed and at the same temperature will speed up the process of stabilizing the gas-air mixture in chamber 6 and equalizing the pressure at its outlets. Which, in turn, will improve the productivity of the installation as a whole.

Вентилятор 15 может быть размещен на каркасе 11 над теплообменником 4 и соединен с ним посредством резьбового соединения.The fan 15 can be placed on the frame 11 above the heat exchanger 4 and connected to it via a threaded connection.

Электромагнитные излучатели 19 выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот от 200 Гц до 100000 Гц.Electromagnetic emitters 19 are designed to periodically change the frequency of electromagnetic radiation in the frequency range from 200 Hz to 100,000 Hz.

Заявляемое устройство представляет собой единую жесткую работоспособную конструкцию, все элементы которой связаны сборочными операциями (резьбовыми соединениями; фланцевыми соединениями). При этом каждое фланцевое соединение представляет собой фланцевое соединение сквозного типа для того, чтобы обеспечивать прохождение через него потока газа. Установка фланцевого соединения производится с использованием крепежей и/или сварки. Соединительный комплект имеет несколько составляющих: фланец - металлическая деталь плоского профиля с отверстиями для проведения монтажа; крепежные элементы (болтовые, винтовые, заклепки), прокладки - уплотнения соединения (https://jafar-rus.ru/news/articles/osnovnye-kharakteristiki-i-naznachenie-flantsevykh-soedineniy/).The inventive device is a single rigid workable structure, all elements of which are connected by assembly operations (threaded connections; flange connections). In this case, each flange connection is a through-type flange connection in order to ensure the passage of gas flow through it. The flange connection is installed using fasteners and/or welding. The connecting kit has several components: a flange - a metal part of a flat profile with holes for installation; fasteners (bolts, screws, rivets), gaskets - joint seals (https://jafar-rus.ru/news/articles/osnovnye-kharakteristiki-i-naznachenie-flantsevykh-soedineniy/).

В заявляемом устройстве каркас 11 выполняет функцию корпуса, обеспечивающего надежность всего устройства в целом за счет исключения повреждения или деформации газоходов, патрубков и мест их соединения.In the inventive device, the frame 11 serves as a housing that ensures the reliability of the entire device as a whole by eliminating damage or deformation of gas ducts, pipes and their connections.

Существенному снижению габаритных размеров установки способствуют особенности конструкций камеры 3 закалки газов и теплообменника 4.A significant reduction in the overall dimensions of the installation is facilitated by the design features of the gas quenching chamber 3 and heat exchanger 4.

Камера 3 закалки дымовых газов выполнена цилиндрической из огнеупорного материала, внутри камеры закалки дымовых газов установлены на расстоянии друг от друга, выполненные из огнеупорного материала, вертикальные кольцеобразные перегородки 3.1 с образованием между ними кольцеобразных полостей 3.2, каждая перегородка 3.1 выполнена с продольным разрезом по всей длине перегородки с образованием вертикальных краев, расположенных на расстоянии друг от друга.The flue gas quenching chamber 3 is made cylindrical from a refractory material; inside the flue gas quenching chamber, vertical annular partitions 3.1 are installed at a distance from each other, made of refractory material, with the formation of annular cavities 3.2 between them, each partition 3.1 is made with a longitudinal section along the entire length partitions with the formation of vertical edges located at a distance from each other.

Таким образом, поступающие во внутрь камеры 3 дымовые газы двигаются в кольцеобразных полостях камеры 3 в противоположных направлениях, поскольку распределение потока дымовых газов по кольцеобразным полостям 3.2 происходит из общего пространства между перегородками. Организация движения дымовых газов в противоположных направлениях приводит к столкновению дымовых газов и к их торможению, увеличивая время нахождения дымовых газов в камере 3 до требуемых параметров - не менее 3 сек. Габариты камеры 3 и количество и размеры дугообразных перегородок с учетом необходимого времени закалки дымовых газов определяются расчетным путем.Thus, the flue gases entering the chamber 3 move in the annular cavities of the chamber 3 in opposite directions, since the distribution of the flue gas flow through the annular cavities 3.2 comes from the common space between the partitions. The organization of the movement of flue gases in opposite directions leads to a collision of the flue gases and to their braking, increasing the residence time of the flue gases in chamber 3 to the required parameters - at least 3 seconds. The dimensions of chamber 3 and the number and dimensions of arcuate partitions, taking into account the required time for quenching the flue gases, are determined by calculation.

Увеличение, в случае необходимости (например, при больших объемах дымовых газов) времени задержки дымовых газов (времени закалки) может быть обеспечено посредством отражателей 3.3, которые имеют в поперечном сечении дугообразную форму, отражатели закреплены на противоположных вертикальных краях смежных перегородок 3.1, другие края соответствующих перегородок 3.1 такими отражателями не снабжены. Вогнутая сторона каждого отражателя 3.3 направлена в сторону другого края соответствующей перегородки. Отражатели 3.3 способствуют еще большему завихрению дымовых газов в результате их отражения от отражателей 3.3, соответственно, такое завихрение приводит к еще большему торможению дымовых газов и к их большей (на 10÷20%) задержке в камере 3 закалки.An increase, if necessary (for example, with large volumes of flue gases) of the flue gas retention time (quenching time) can be ensured by means of reflectors 3.3, which have an arc-shaped cross section, the reflectors are fixed on the opposite vertical edges of adjacent partitions 3.1, the other edges of the corresponding partitions 3.1 are not equipped with such reflectors. The concave side of each reflector 3.3 is directed towards the other edge of the corresponding partition. Reflectors 3.3 contribute to even greater swirl of flue gases as a result of their reflection from reflectors 3.3, respectively, such a swirl leads to even greater inhibition of flue gases and to their greater (10÷20%) delay in the quenching chamber 3.

Выполнение камеры 3 с кольцеообразными перегородками 3.1 позволяет уменьшить ее размеры на 30÷50% по сравнению с камерами закалки дымовых газов с общей неразделенной внутренней полостью. Т.к. в камере 3 в заявляемой установке обеспечивается закалка одновременно всего поступающего в нее потока дымовых газов по всему объему камеры 3. В то время, как в камерах с общей неразделенной внутренней полостью требуемая закалка газа обеспечена только на выходе из камеры.Making chamber 3 with ring-shaped partitions 3.1 makes it possible to reduce its dimensions by 30÷50% compared to flue gas quenching chambers with a common undivided internal cavity. Because in chamber 3 in the inventive installation, quenching of the entire flue gas flow entering it is ensured simultaneously throughout the entire volume of chamber 3. While in chambers with a common undivided internal cavity, the required gas quenching is provided only at the exit from the chamber.

Поэтому для закалки одного и того же объема поступающего в камеру 3 газа, требуется гораздо меньший ее объем по сравнению с камерой закалки с неразделенной общей внутренней полостью.Therefore, to quench the same volume of gas entering chamber 3, a much smaller volume is required compared to a quenching chamber with an undivided common internal cavity.

Выполнение камеры 3 с теми же габаритами, что и камера закалки газов с неразделенной общей внутренней полостью, позволит повысить производительность установки, не менее, чем на 15%.Making chamber 3 with the same dimensions as the gas quenching chamber with an undivided common internal cavity will increase the productivity of the installation by no less than 15%.

В наиболее близком аналоге для закалки газов используется вихревая камера, которая обеспечивает требуемую задержку газов (не менее, чем на 3 сек) за счет использования специальных конструктивных элементов - завихрителей.The closest analogue for gas hardening uses a vortex chamber, which provides the required gas retention (at least 3 seconds) through the use of special structural elements - swirlers.

Соответственно, габариты камеры 3, используемой в заявляемой установке, на 30÷50% меньше, чем габариты вихревой камеры в наиболее близком аналоге при одинаковой производительности установки.Accordingly, the dimensions of chamber 3 used in the inventive installation are 30÷50% smaller than the dimensions of the vortex chamber in the closest analogue with the same installation performance.

В зависимости от потребностей можно выполнять камеру 3 с меньшими габаритами при сохранении производительности не меньшей, чем у наиболее близкого аналога, или же можно выполнять камеру 3 с такими же габаритами, как в наиболее близком аналоге, повысив таким образом производительность установки не менее, чем на 15%.Depending on the needs, it is possible to make chamber 3 with smaller dimensions while maintaining productivity no less than that of the closest analogue, or it is possible to make chamber 3 with the same dimensions as in the closest analogue, thus increasing the productivity of the installation by no less than 15%.

Следует отметить, что в камере 3 в заявляемой установке также обеспечено завихрение потока дымовых газов, но такое завихрение (даже без отражателей 3.3) является следствием организации движения потока дымовых газов в кольцеобразных полостях 3.2 в противоположных направлениях, в результате которого имеет место столкновение движущихся в указанных полостях потоков газов и образование их вихрей. Отражатели 3.3 способствуют еще большему завихрению потока дымовых газов.It should be noted that in chamber 3 in the inventive installation a swirl of the flue gas flow is also provided, but such a swirl (even without reflectors 3.3) is a consequence of the organization of the movement of the flue gas flow in the ring-shaped cavities 3.2 in opposite directions, as a result of which a collision occurs between those moving in the indicated cavities of gas flows and the formation of their vortices. Reflectors 3.3 contribute to even greater swirl of the flue gas flow.

Особенность конструкции теплообменника 4 заключается в том, что он выполнен цилиндрическим с внутренними дугообразными перегородками 4.1, выполненными из металла и установленными на расстоянии друг от друга с образованием между ними кольцеобразных полостей 4.2 и 4.3 для дымовых газов и воздуха. Кольцеобразные полости 4.2 для дымовых газов и кольцеобразные полости 4.3 для воздуха выполнены чередующимися и расположены смежно друг с другом; подача воздуха в теплообменник обеспечена через его второй вход, кольцеобразные полости 4.3 для воздуха сообщены между собой и сообщены со вторым выходом теплообменника 4, сообщенным, в свою очередь, с входом распределительной камеры 6 газовоздушных потоков; кольцеобразные полости 4.2 для дымовых газов сообщены друг с другом и сообщены с первым выходом теплообменника 4.The design feature of the heat exchanger 4 is that it is cylindrical with internal arc-shaped partitions 4.1 made of metal and installed at a distance from each other to form ring-shaped cavities 4.2 and 4.3 between them for flue gases and air. The annular cavities 4.2 for flue gases and the annular cavities 4.3 for air are made alternating and located adjacent to each other; air supply to the heat exchanger is provided through its second input, the annular cavities 4.3 for air are interconnected and communicated with the second output of the heat exchanger 4, which in turn is connected with the input of the distribution chamber 6 of gas-air flows; ring-shaped cavities 4.2 for flue gases are connected to each other and communicated with the first outlet of the heat exchanger 4.

При прохождении потока дымовых газов по предназначенным для них полостям 4.2, осуществляется передача тепла через металлические перегородки (являющиеся теплопроводными) на воздух, находящийся в соседних кольцеобразных полостях. В результате обеспечивается остывание до требуемых температур дымовых газов и одновременный нагрев воздуха.When the flow of flue gases passes through the cavities 4.2 intended for them, heat is transferred through metal partitions (which are thermally conductive) to the air located in the adjacent annular cavities. As a result, cooling of the flue gases to the required temperatures and simultaneous heating of the air is ensured.

Наличие металлических перегородок 4.1 в теплообменнике 4 существенно увеличивает поверхность теплообмена по сравнению с теплообменниками с неразделенной внутренней полостью. Постоянный отвод воздуха из теплообменника 4 обеспечивает постоянное нахождение в его полости среды, воспринимающей тепло. Соответственно, для охлаждения одного и того же объема дымовых газов в заявляемой установке требуется теплообменник с меньшим до 50% объемом по сравнению с теплообменником с неразделенной внутренней полостью, в котором отсутствует постоянный отвод среды, воспринимающей тепло от дымовых газов.The presence of metal partitions 4.1 in the heat exchanger 4 significantly increases the heat exchange surface compared to heat exchangers with an undivided internal cavity. The constant removal of air from the heat exchanger 4 ensures that a heat-receiving medium is always present in its cavity. Accordingly, to cool the same volume of flue gases in the inventive installation, a heat exchanger with up to 50% less volume is required compared to a heat exchanger with an undivided internal cavity, in which there is no constant removal of the medium that receives heat from the flue gases.

Целесообразно, чтобы объем кольцеобразных полостей 4.3 для воздуха в теплообменнике 4 соответствовал объему кольцеобразных полостей 4.2 для дымовых газов. Наиболее оптимальной будет ситуация, при которой объем кольцеобразных полостей 4.3 для воздуха в теплообменнике 4 будет не менее объема кольцеобразных полостей 4.2 для дымовых газов. В этом случае обеспечивается наиболее эффективное охлаждение лымовых газов и будет иметь место нагрев воздуха до температур, равных температуре остывших дымовых газов.It is advisable that the volume of the annular cavities 4.3 for air in the heat exchanger 4 corresponds to the volume of the annular cavities 4.2 for flue gases. The most optimal situation will be in which the volume of the annular cavities 4.3 for air in the heat exchanger 4 will be no less than the volume of the annular cavities 4.2 for flue gases. In this case, the most efficient cooling of the flue gases is ensured and the air will be heated to temperatures equal to the temperature of the cooled flue gases.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В верхнюю часть реактора 1 через загрузочное устройство, например, ленточный транспортер, поступают твердые бытовые и/или промышленные отходы, которые принимают без сортировки как из спецмашин, так и из грузового транспорта общего назначения. Крупногабаритные металлические включения отделяют из отходов на стадии приема. Затем отходы равномерно поступают в зону 14 кипящего слоя в области колосниковой решетки 10 термореактора 1 с температурой 900-200 °С.Solid household and/or industrial waste enters the upper part of the reactor 1 through a loading device, for example, a conveyor belt, which is accepted without sorting both from special vehicles and from general-purpose freight transport. Large metal inclusions are separated from waste at the receiving stage. Then the waste evenly enters the fluidized bed zone 14 in the area of the grate 10 of the thermoreactor 1 with a temperature of 900-200 °C.

При сгорании отходов в надколосниковой зоне термореактора 1 образуются пиролизные газы, часть которых отводится через дымосос 17 пиролизных газов в камеру 2 дожига, представляющую собой печь сжигания. Неудаленная часть пиролизных газов сгорает с одновременной ее эффективной деструкцией за счет электромагнитных излучателей в подколосниковой зоне термореактора 1. Окончательный дожиг дымовых газов из подколосниковой зоны термореактора осуществляется в печи 20, в которой также просиходит сбор и дожиг образовавшихся в процессе сгорания отходов золы и пепла.When waste is burned in the above-grid zone of the thermoreactor 1, pyrolysis gases are formed, some of which are discharged through a smoke exhauster 17 of pyrolysis gases into the afterburning chamber 2, which is a combustion furnace. The unremoved part of the pyrolysis gases burns with its simultaneous effective destruction due to electromagnetic emitters in the under-grid zone of the thermoreactor 1. The final combustion of flue gases from the under-grid zone of the thermoreactor is carried out in furnace 20, in which the collection and afterburning of waste ash and ash generated during the combustion process also takes place.

Из камеры 2 дымовые газы поступают в камеру 3 закалки дымовых газов, в которой производится термическая закалка дымовых в течение времени не менее 3 секунд с температурой до 1400 °С. Из камеры 3 закалки дымовые газы поступают в теплообменник 4, в котором происходит их резкое охлаждение за время не более 0,6 секунды. В результате сложные молекулы, разрушенные при термической деструкции, не восстанавливаются. Затем дымовые газы поступают в блок дымоочистки, например, скруббер 5.From chamber 2, flue gases enter chamber 3 for quenching flue gases, in which thermal quenching of flue gases is carried out for a period of at least 3 seconds at a temperature of up to 1400 °C. From the quenching chamber 3, the flue gases enter the heat exchanger 4, in which they are sharply cooled in no more than 0.6 seconds. As a result, complex molecules destroyed during thermal destruction are not restored. Then the flue gases enter the smoke purification unit, for example, scrubber 5.

Часть тепловой энергии из теплообменника 4 поступает в распределительную камеру 6 газовоздушных потоков, где осуществляется выравнивание газодинамических параметров. Далее, уже равномерный поток насыщенной кислородом воздуха газовоздушной смеси с температурой до 800°С поступает по газоходам (представляющим собой, как правило, патрубки) 7 и 8 на организацию и эффективное поддержание процесса горения в реактор 1 в зону 14 кипящего слоя и в подколосниковую зону 13.Part of the thermal energy from heat exchanger 4 enters the distribution chamber 6 of gas-air flows, where the gas-dynamic parameters are equalized. Next, a uniform flow of oxygen-saturated gas-air mixture with a temperature of up to 800°C enters through gas ducts (which are, as a rule, pipes) 7 and 8 to organize and effectively maintain the combustion process into the reactor 1 into the fluidized bed zone 14 and into the under-grid zone 13.

В заявляемом устройстве термин «газоход» используется для патрубков, обеспечивающих пропускание газов; термин «патрубок» используется для отрезков трубопроводов, через которые проходят в первую очередь не газы, а пепел, зола, осажденные примеси.In the claimed device, the term “gas duct” is used for pipes that allow the passage of gases; the term “pipe” is used for sections of pipelines through which primarily not gases pass, but ash, ash, and precipitated impurities.

Организация потока воздуха (газовоздушной смеси) от термореактора 1 до камеры 6 и далее - опять в термореактор 1 в заявляемой установке позволяет:The organization of air flow (gas-air mixture) from thermoreactor 1 to chamber 6 and further - again into thermoreactor 1 in the proposed installation allows:

- значительно улучшить процесс горения;- significantly improve the combustion process;

- произвести рекуперацию тепла, что, в свою очередь, повышает тепловой коэффициент полезного действия установки, как тепловой машины.- recover heat, which, in turn, increases the thermal efficiency of the installation as a heat engine.

При этом подача горячего воздуха из распределительной камеры 6 газовоздушных потоков 6 в надколосниковую зону 14 термореактора (зону кипящего слоя) и в подколосниковую зону 13 позволяет наиболее эффективно поддерживать процесс горения в термореакторе 1 в его полном объеме.In this case, the supply of hot air from the distribution chamber 6 of gas-air flows 6 into the above-grid zone 14 of the thermoreactor (fluidized bed zone) and into the under-grid zone 13 makes it possible to most effectively support the combustion process in the thermoreactor 1 in its entirety.

Часть горячего воздуха из системы охлаждения может поступать внешнему потребителю тепловой энергии через воздуховод 9. В качестве внешнего потребителя тепловой энергии может служить, например, котельная, система отопления производственных или жилых помещений, технологические тепловые потребители.Part of the hot air from the cooling system can be supplied to an external consumer of thermal energy through air duct 9. An external consumer of thermal energy can serve, for example, a boiler room, a heating system for industrial or residential premises, or technological heat consumers.

Скруббер 5 предназначен для отвода дымовых газов, остывших после теплообменника 4 с температуры 1400°С до температур 90°С. Выход скруббера 5 сообщен посредством газохода с муфельной печью 20 для транспортировки из скруббера 5 осажденных частиц примесей на их утилизацию. Скруббер 11 также снабжен газоотводом для отвода очищенного газа в атмосферу. Муфельная печь 20 обеспечивает дожигание вредных примесей шлака и пепла при температурах не менее 700°С, что позволяет в полной мере обеспечить дожиг вредных примесей металлов и пепла. При таком дожигании вредных примесей пепла и шлака обеспечивается снижение уровня загрязненности отходящих из подколосниковой зоны термореактора 1 дымовых газов с 3 класса до 5, т.е. до полностью безопасного уровня.Scrubber 5 is designed to remove flue gases that have cooled after heat exchanger 4 from a temperature of 1400°C to a temperature of 90°C. The outlet of the scrubber 5 is connected through a gas duct with a muffle furnace 20 for transporting deposited impurity particles from the scrubber 5 for their disposal. Scrubber 11 is also equipped with a gas outlet for discharging purified gas into the atmosphere. Muffle furnace 20 provides afterburning of harmful impurities of slag and ash at temperatures of at least 700°C, which makes it possible to fully ensure afterburning of harmful impurities of metals and ash. With such afterburning of harmful impurities of ash and slag, the level of contamination of the flue gases leaving the under-grid zone of the thermoreactor 1 is reduced from class 3 to class 5, i.e. to a completely safe level.

В распределительной камере 6 газовоздушных потоков осуществляется сбор всех газовоздушных потоков из системы охлаждения оборудования: термореактора 1, теплообменника (экономайзера) 4, камеры закалки газов 3, камеры 2 дожига и непосредственно внешнего кожуха распределительной камеры 6 газовоздушных потоков. Средняя температура воздушного потока от термореактора 1 до распределительной камеры 6 газовоздушных потоков может регулироваться расходом воздуха от вентилятора 15 и, как правило, колеблется от 600 до 800°С.In the distribution chamber 6 gas-air flows, all gas-air flows are collected from the equipment cooling system: thermoreactor 1, heat exchanger (economizer) 4, gas quenching chamber 3, afterburning chamber 2 and directly the outer casing of the distribution chamber 6 gas-air flows. The average temperature of the air flow from the thermoreactor 1 to the gas-air flow distribution chamber 6 can be controlled by the air flow from the fan 15 and, as a rule, ranges from 600 to 800°C.

В силу своей компактности, с учетом размещения всех конструктивных узлов устройства на жестком каркасе, все устройство может быть размещено в стандартном транспортном контейнере. При этом, за счет использования внешнего кожуха (стенки контейнера), закрывающего снаружи устройство снимается вопрос по обеспечению требований безопасной работы для обслуживающего персонала (от ожогов).Due to its compactness, taking into account the placement of all structural components of the device on a rigid frame, the entire device can be placed in a standard transport container. At the same time, due to the use of an external casing (container wall) covering the device from the outside, the issue of ensuring safe operation requirements for operating personnel (from burns) is removed.

Благодаря более равномерному по сравнению с наиболее близким аналогом распределению окислителя (газовоздушной смеси из камеры 6) и горючего (отходы) в кипящем слое 12 термореактора 1 организуется благоприятное стехиометрическое соотношение и условия для устойчивого процесса горения. Рекуперация тепловой энергии осуществляется путем частичного направления нагретого воздуха в термореактор 1 камеры 6 через выходы 7 и 8. Для организации горения с использованием системы автоматического управления важно иметь стабильный газ-окислитель (воздух). Наличие камеры 6 позволяет выровнять тепловые газовоздушные потоки к равномерным выравненным параметрам по температуре, давлению, расходу. Распределительная камера 6 газовоздушных потоков позволяет использовать тепловую энергию для иных целей (например, путем направления ее внешнему потребителю и т.п.).Thanks to a more uniform distribution of the oxidizer (gas-air mixture from chamber 6) and fuel (waste) in the fluidized bed 12 of the thermoreactor 1, compared to the closest analogue, a favorable stoichiometric ratio and conditions for a stable combustion process are organized. Thermal energy recovery is carried out by partially directing heated air into the thermoreactor 1 of chamber 6 through outputs 7 and 8. To organize combustion using an automatic control system, it is important to have a stable oxidizer gas (air). The presence of chamber 6 makes it possible to level the thermal gas-air flows to uniform equalized parameters in temperature, pressure, and flow. The distribution chamber 6 of gas-air flows allows the use of thermal energy for other purposes (for example, by directing it to an external consumer, etc.).

Таким образом, за счет распределительной камеры 6 газовоздушных потоков и ее соединения с зонами 13 и 14 термореактора 1 повышаются газодинамические свойства топлива (окислитель плюс горючее) за счет предварительного нагрева окислителя и горючего. Горючее (отходы) нагреваются в верхней надколосниковой части 14 термореактора 1 за счет конвективного теплообмена и светового излучения из зоны кипящего слоя.Thus, due to the distribution chamber 6 of gas-air flows and its connection with zones 13 and 14 of the thermoreactor 1, the gas-dynamic properties of the fuel (oxidizer plus fuel) are increased due to preheating of the oxidizer and fuel. Fuel (waste) is heated in the upper grate part 14 of the thermoreactor 1 due to convective heat exchange and light radiation from the fluidized bed zone.

Процесс горения организован в зоне кипящего слоя 14, в камере 2 дожига и в печи 20. Распределительная камера 6 газовоздушных более равномерно, чем в наиболее близком аналоге, распределяет горячие газовоздушные потоки из системы охлаждения дымовых газов на организацию процесса горения в термореакторе 1 в зоне 14 кипящего слоя в районе колосниковой решетки 10, в подколосниковой зоне 13 и в камере 2, обеспечивающей дожиг пиролизных газов из надколосниковой зоны термореактора 1.The combustion process is organized in the fluidized bed zone 14, in the afterburning chamber 2 and in the furnace 20. The gas-air distribution chamber 6 more evenly than in the closest analogue distributes hot gas-air flows from the flue gas cooling system to organize the combustion process in the thermoreactor 1 in zone 14 fluidized layer in the area of the grate 10, in the under-grid zone 13 and in chamber 2, which ensures afterburning of pyrolysis gases from the above-grid zone of thermoreactor 1.

Технические параметры газодинамического тракта в процессе работы устройства: температура под колосниковой решеткой 10 - 1400+50°С; температура дымовых газов в скруббере 5 - 80+10°С; давление по всему газодинамическому тракту (дымовых газов) составляет 800 + 100 Па; производительность заявляемого устройства до 6 т/час по твердым коммунальным отходам и до 4 т/час по твёрдым промышленным отходам; расход воздуха для стехиометрического горения составляет 13500 м3/час, при этом выделяемое тепло с килограмма топлива равняется 10,3 МДж/кг; суммарная мощность устройства при производительности 6 т/час, стехиометрическом соотношении при горении и удельной теплоте сгорания 10,3 МДж/кг равняется 45500 МДж в час, суммарная мощность устройства при производительности 4 т/час по твёрдым промышленным отходам равняется 73500 МДж в час. Коэффициент полезного действия заявляемой установки составляет 87-89%.Technical parameters of the gas-dynamic path during operation of the device: temperature under the grate 10 - 1400+50°C; flue gas temperature in scrubber 5 - 80+10°C; the pressure throughout the gas-dynamic path (flue gases) is 800 + 100 Pa; the productivity of the proposed device is up to 6 t/h for municipal solid waste and up to 4 t/h for solid industrial waste; the air consumption for stoichiometric combustion is 13500 m 3 /hour, while the heat generated per kilogram of fuel is 10.3 MJ/kg; the total power of the device with a productivity of 6 t/h, the stoichiometric ratio during combustion and the specific heat of combustion of 10.3 MJ/kg is equal to 45500 MJ per hour, the total power of the device with a productivity of 4 t/h for solid industrial waste is equal to 73500 MJ per hour. The efficiency of the proposed installation is 87-89%.

Данные параметры свидетельствуют о том, что эффективность заявляемой установки выше, чем у наиболее близкого аналога.These parameters indicate that the efficiency of the proposed installation is higher than that of the closest analogue.

После выдержки (закалки) горячих газов в камере 3 и последующего их резкого охлаждения в теплообменнике 4, вещества, содержащиеся в горячих газах, переходят в атомарное состояние, т.е. не восстанавливаемое состояние. Поэтому периодический частичный сброс дымовых газов из скруббера 5 через воздуховод 12 не приводит к загрязнению окружающей среды. По этим же причинам не имеет место загрязнение окружающей среды на третьем выходе распределительной камеры 6 газовоздушных потоков. К возможному потребителю тепловой энергии поступает безвредный горячий воздух. Все вещества в выходящих газах содержатся в атомарном, невосстанавливаемом состоянии, что является безопасным для окружающей среды. Интенсификация перемещения горячего воздуха в устройстве обеспечивается дымососами 16 и 17.After holding (quenching) the hot gases in chamber 3 and their subsequent sharp cooling in the heat exchanger 4, the substances contained in the hot gases pass into the atomic state, i.e. non-recoverable condition. Therefore, the periodic partial discharge of flue gases from the scrubber 5 through the air duct 12 does not lead to environmental pollution. For the same reasons, there is no environmental pollution at the third outlet of the distribution chamber 6 of gas-air flows. Harmless hot air is supplied to the possible consumer of thermal energy. All substances in the exhaust gases are contained in an atomic, non-reducible state, which is safe for the environment. Intensification of the movement of hot air in the device is provided by smoke exhausters 16 and 17.

Для повышения эффективности процесса деструкции дымовых газов заявляемое устройство снабжено преобразователями электромагнитного излучения 19. Состав веществ дымовых газов предварительно определяется по результатам анализа их состава. Частота электромагнитного излучения периодически изменяется в соответствии с резонансной частотой веществ, содержащихся в дымовых газах.To increase the efficiency of the process of destruction of flue gases, the inventive device is equipped with electromagnetic radiation converters 19. The composition of substances in flue gases is preliminarily determined by the results of an analysis of their composition. The frequency of electromagnetic radiation changes periodically in accordance with the resonant frequency of the substances contained in the flue gases.

Процесс осуществляется в зоне горения (в подколосниковой зоне 13 термореактора), где дымовые газы подвержены термическому воздействию, что приводит к разрушению или ослаблению межмолекулярных связей.The process is carried out in the combustion zone (in the under-grid zone 13 of the thermoreactor), where the flue gases are subject to thermal effects, which leads to the destruction or weakening of intermolecular bonds.

При этом сведения о резонансных частотах химических элементов таблицы Менделеева известны (см. таблицу 1).At the same time, information about the resonant frequencies of chemical elements of the periodic table is known (see table 1).

Таблица 1:Table 1:

Для эффективной работы устройства используются материалы термореактора (как минимум на уровне подколосниковой зоны), прозрачные для электромагнитного излучения в рабочем диапазоне частот, например, выполненного из смесей стекла, кварца или керамики.For efficient operation of the device, thermoreactor materials are used (at least at the level of the under-grid zone), transparent to electromagnetic radiation in the operating frequency range, for example, made from mixtures of glass, quartz or ceramics.

Дымовые газы, как правило, являются дипольными или полярными диэлектриками за счет электролиза дымовых газов в кипящем слое 14 (в надколосниковой зоне термореактора) от искровых разрядов статического электричества, образующегося на колосниковой решетке 10 и внутренней поверхности термореактора 1 за счет динамики и завихрения газового потока, увлекающего частицы утилизируемых отходов, обладающих соответствующим удельным электрическим сопротивлением. При этом при трении веществ дымовых газов о решетку 10 и внутреннюю поверхность термореактора 1 генерируется статическое электричество, которое образует разряды, способствующие как диссоциации воды на водород и кислород, так и термической деструкции частиц утилизируемых отходов на углеводороды и оксид углерода.Flue gases, as a rule, are dipole or polar dielectrics due to the electrolysis of flue gases in the fluidized bed 14 (in the above-grid zone of the thermoreactor) from spark discharges of static electricity formed on the grate 10 and the inner surface of the thermoreactor 1 due to the dynamics and vortex of the gas flow, entraining particles of recycled waste with appropriate electrical resistivity. In this case, when the flue gas substances rub against the grate 10 and the inner surface of the thermoreactor 1, static electricity is generated, which forms discharges that promote both the dissociation of water into hydrogen and oxygen, and the thermal destruction of recyclable waste particles into hydrocarbons and carbon monoxide.

Статическое электричество на колосниковой решетке 10 генерируется при трении веществ, содержащихся в дымовых газах, о колосниковую решетку 10 (так называемый эффект трибоэлектризации).Static electricity on the grate 10 is generated by friction of substances contained in the flue gases against the grate 10 (the so-called triboelectrification effect).

Трибоэлектричество (от греч. tribos - трение) - явление возникновения электрических зарядов при трении и последующем разделении материалов.Triboelectricity (from the Greek tribos - friction) is the phenomenon of the emergence of electrical charges during friction and subsequent separation of materials.

Наличие поляризованных частиц позволяет эффективно передавать энергию электромагнитного излучения к дымовым газам, воздействуя, в первую очередь, на кинетику процесса. При взаимодействии электромагнитного излучения с дипольными диэлектриками диполи веществ постоянно меняют ориентацию в пространстве по направлению линий электрического поля, и при этом испытывают напряжение вдоль магнитных линий, вследствие чего уменьшаются межмолекулярные силы.The presence of polarized particles makes it possible to effectively transfer the energy of electromagnetic radiation to the flue gases, affecting, first of all, the kinetics of the process. When electromagnetic radiation interacts with dipole dielectrics, the dipoles of substances constantly change their orientation in space in the direction of the electric field lines, and at the same time experience tension along the magnetic lines, as a result of which intermolecular forces decrease.

Индуцированные или постоянные диполи среды меняют свою ориентацию под действием переменного электромагнитного поля. В зависимости от частоты внешнего электромагнитного поля диполь может двигаться во времени со скоростью изменения поля, отставать от него или оставаться на месте. Т.к. движение диполей ограничено соседними атомами, в результате внутреннего взаимодействия диполей энергия их вращательного движения расходуется на химические превращения или переходит в тепло. Если частота электромагнитного излучения максимально близка к частоте, с которой могут менять свою ориентацию молекулярные диполи среды (резонансная частота), то энергия излучения эффективно передается в первую очередь на энергию вращательного движения частиц. Для этого электромагнитные преобразователи выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот от 200 Гц до 100000 Гц.Induced or permanent dipoles of a medium change their orientation under the influence of an alternating electromagnetic field. Depending on the frequency of the external electromagnetic field, the dipole can move in time at the rate of change of the field, lag behind it, or remain in place. Because the movement of dipoles is limited by neighboring atoms; as a result of the internal interaction of dipoles, the energy of their rotational motion is spent on chemical transformations or converted into heat. If the frequency of electromagnetic radiation is as close as possible to the frequency with which molecular dipoles of the medium can change their orientation (resonant frequency), then the radiation energy is effectively transferred primarily to the energy of rotational motion of particles. For this purpose, electromagnetic converters are designed to periodically change the frequency of electromagnetic radiation in the frequency range from 200 Hz to 100,000 Hz.

Вклад в поглощение дает также ионная проводимость, но доминирующим механизмом поглощения является изменение ориентации дипольных молекул диэлектрика под действием переменного электрического поля. Для магнитных материалов, содержащихся в дымовых газах: железо, никель, кобальт и др., необходимо также учитывать воздействие магнитной составляющей поля на вещество, которое может вносить определяющий вклад во взаимодействие веществ с переменным электромагнитным излучением.Ionic conductivity also contributes to absorption, but the dominant absorption mechanism is a change in the orientation of the dipole molecules of the dielectric under the influence of an alternating electric field. For magnetic materials contained in flue gases: iron, nickel, cobalt, etc., it is also necessary to take into account the effect of the magnetic component of the field on the substance, which can make a decisive contribution to the interaction of substances with alternating electromagnetic radiation.

При воздействии электромагнитного поля на дымовые газы с высоким содержанием пара, находящиеся на поверхности жидкости молекулы стремятся изменить ориентацию по направлению линий электрического поля. Т.к. движение молекул ограничено соседними молекулами, то при переориентации молекул наблюдается увеличение поверхностного натяжения в глубину жидкости. При этом у молекул на поверхности возникает крутящий момент, стремящийся развернуть молекулу жидкости. Скорость поворота частиц дымовых газов не одинакова из-за различных диэлектрических свойств веществ. Вследствие этого межмолекулярное взаимодействие молекул дымовых газов ослабевает, и молекулы переходят во внешнюю среду. Скорость электромагнитной деструкции зависит: от мощности и частоты излучения, количества дымовых газов, способа вывода дымовых газов из реактора, а также температуры дымовых газов.When exposed to an electromagnetic field on flue gases with a high vapor content, the molecules on the surface of the liquid tend to change their orientation in the direction of the electric field lines. Because the movement of molecules is limited by neighboring molecules, then when the molecules are reoriented, an increase in surface tension is observed in the depth of the liquid. In this case, the molecules on the surface develop a torque that tends to turn the liquid molecule around. The rotation speed of flue gas particles is not the same due to the different dielectric properties of the substances. As a result, the intermolecular interaction of flue gas molecules weakens, and the molecules move into the external environment. The rate of electromagnetic destruction depends on: the power and frequency of the radiation, the amount of flue gases, the method of removing flue gases from the reactor, as well as the temperature of the flue gases.

При облучении дымовых газов электромагнитным полем возникает переориентация электронных оболочек молекул кристаллических веществ дымовых газов, что приводит к полному разрушению межмолекулярных связей при меньших затратах.When flue gases are irradiated with an electromagnetic field, a reorientation of the electronic shells of the molecules of crystalline substances of flue gases occurs, which leads to the complete destruction of intermolecular bonds at lower costs.

В результате десорбции дымовых газов при электромагнитном излучении образующиеся шлаки и легкий пепел в количестве, как показывают эксперименты, не превышает 0,4% от общей массы отходов, поступают в устройство 20 под действием силы собственного веса. Такой способ удаления шлаков и легкого пепла устраняет необходимость установки дополнительных устройств, используемых для отвода шлака и легкого пепла термореактора 1. Проведение деструкции с помощью электромагнитного излучения в условиях резонанса позволяет сократить время, необходимое для деструкции газов, а также проводить деструкцию при значительно меньших температурах и без большого избыточного давления или вакуумирования. Это позволяет обеспечивать деструкцию дымовых газов, содержащих вещества с высокими температурами кипения и/или не способных разлагаться при нагревании.As a result of desorption of flue gases by electromagnetic radiation, the resulting slags and light ash in an amount, as experiments show, does not exceed 0.4% of the total mass of waste, enter the device 20 under the influence of its own weight. This method of removing slag and light ash eliminates the need to install additional devices used to remove slag and light ash from thermoreactor 1. Carrying out destruction using electromagnetic radiation under resonance conditions makes it possible to reduce the time required for the destruction of gases, and also to carry out destruction at significantly lower temperatures and without much overpressure or vacuum. This makes it possible to ensure the destruction of flue gases containing substances with high boiling points and/or that are not capable of decomposing when heated.

Работа заявляемой установки была проверена при частотах электромагнитного излучения излучателей 19, равных 200 Гц и 100000 Гц, а также при частоте электромагнитных импульсов углеродных электродов в камере 3, равной 200 Гц и 1000 Гц, при напряжении, равном 5000В и 15000В.The operation of the inventive installation was tested at frequencies of electromagnetic radiation of emitters 19 equal to 200 Hz and 100,000 Hz, as well as at a frequency of electromagnetic pulses of carbon electrodes in chamber 3 equal to 200 Hz and 1000 Hz, at a voltage of 5000V and 15000V.

При минимальных значениях частот и напряжения излучателей 19 и углеродных электродов степень очистки в заявляемой установке обеспечивалась в диапазоне 99,2 ÷ 99,5%. При этом КПД установки составлял 87% при минимальных значениях указанных параметров, и 89% при максимальных значениях указанных параметров.At minimum frequencies and voltages of emitters 19 and carbon electrodes, the degree of purification in the inventive installation was ensured in the range of 99.2 ÷ 99.5%. At the same time, the efficiency of the installation was 87% at the minimum values of the specified parameters, and 89% at the maximum values of the specified parameters.

При этом производительность заявляемой установки была выше, чем у наиболее близкого аналога на 15% при минимальных значениях указанных параметров (при одинаковых габаритных размерах камеры 3 и теплообменника 4) и на 20% при максимальных значениях указанных параметров.At the same time, the productivity of the inventive installation was higher than that of the closest analogue by 15% at the minimum values of the specified parameters (with the same overall dimensions of chamber 3 and heat exchanger 4) and by 20% at the maximum values of the specified parameters.

Снижение габаритных размеров установки в целом обеспечивается за счет снижения габаритных размеров камеры 3 (на 30-50%) и теплообменника (на 50%) по сравнению с наиболее близким аналогом при одинаковой производительности.The reduction in overall dimensions of the installation as a whole is achieved by reducing the overall dimensions of chamber 3 (by 30-50%) and the heat exchanger (by 50%) compared to the closest analogue with the same performance.

С учетом изложенного заявляемое устройство обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности устройства для утилизации отходов с одновременным обеспечением экологичности процесса утилизации, надлежащего качества очистки дымовых газов, а также обеспечивает снижение габаритных размеров установки.Taking into account the above, the claimed device ensures the achievement of a technical result, which consists in increasing the efficiency of the device for waste disposal while simultaneously ensuring the environmental friendliness of the recycling process, adequate quality of flue gas purification, and also ensures a reduction in the overall dimensions of the installation.

Claims (13)

1. Установка для утилизации отходов, содержащая термореактор с колосниковой решеткой, камеру дожига дымовых газов, камеру закалки дымовых газов, теплообменник, термореактор в верхней части выполнен с возможностью сообщения с устройством загрузки отходов, в подколосниковой зоне термореактора обеспечена деструкция сгорающих газов при температуре 1400±50°С и при давлении 0,02-0,08 МПа, надколосниковая зона термореактора через дымосос пиролизных газов сообщена с камерой дожига, выход которой сообщен с входом камеры закалки дымовых газов, выход которой сообщен с первым входом теплообменника, отличающаяся тем, что содержит распределительную камеру газовоздушных потоков для стабилизации потока газа и выравнивания давления на ее выходах, вход распределительной камеры газовоздушных потоков сообщен со вторым выходом теплообменника, первый выход распределительной камеры газовоздушных потоков сообщен с подколосниковой зоной термореактора, второй выход распределительной камеры газовоздушных потоков сообщен с зоной кипящего слоя термореактора, образованной около колосниковой решетки, камера закалки дымовых газов выполнена цилиндрической из огнеупорного материала, внутри камеры закалки дымовых газов установлены на расстоянии друг от друга выполненные из огнеупорного материала вертикальные кольцеобразные перегородки с образованием между ними кольцеобразных полостей, каждая перегородка камеры закалки выполнена с продольным разрезом по всей длине перегородки с образованием вертикальных краев, расположенных на расстоянии друг от друга, теплообменник выполнен цилиндрическим с внутренними дугообразными перегородками, выполненными из металла и установленными на расстоянии друг от друга с образованием между ними кольцеобразных полостей для дымовых газов и воздуха, при этом кольцеобразные полости для дымовых газов и кольцеобразные полости для воздуха выполнены чередующимися и расположены смежно друг с другом, подача воздуха в теплообменник обеспечена через его второй вход, кольцеобразные полости для воздуха сообщены между собой и сообщены со вторым выходом теплообменника, сообщенным, в свою очередь, с входом распределительной камеры газовоздушных потоков, установка содержит скруббер, при этом теплообменник снабжен сообщенным с кольцеобразными полостями для дымовых газов первым выходом, который сообщен посредством газохода с входом скруббера через дымосос дымовых газов, обеспечивающим направление потока дымовых газов от теплообменника к скрубберу, кольцеобразные полости для дымовых газов сообщены друг с другом и сообщены с первым выходом теплообменника, выход скруббера сообщен посредством патрубка с входом устройства утилизации вредных примесей шлака и пепла, второй вход которого сообщен посредством патрубка с подколосниковой зоной термореактора, при этом устройство утилизации вредных примесей шлака и пепла выполнено в виде печи, обеспечивающей нагрев пепла и шлака до температур не менее 700°С, снаружи на термореакторе на уровне подколосниковой зоны размещены и жестко закреплены излучатели электромагнитных волн, при этом термореактор на уровне расположения электромагнитных излучателей выполнен из материала, прозрачного для электромагнитного излучения, электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне резонансных частот или частот, кратных резонансным частотам колебаний атомов веществ, содержащихся в дымовых газах, газоходы и патрубки выполнены из жесткого термоустойчивого до температур 1500°С материала, соединение газоходов и патрубков обеспечено посредством фланцевых соединений, обеспечивающих прохождение потока газа.1. Installation for waste disposal, containing a thermoreactor with a grate, a combustion chamber for flue gases, a quenching chamber for flue gases, a heat exchanger, a thermoreactor in the upper part is designed to communicate with a waste loading device; in the under-grid zone of the thermoreactor, destruction of combustion gases is ensured at a temperature of 1400± 50°C and at a pressure of 0.02-0.08 MPa, the above-grid zone of the thermoreactor is connected through a smoke exhauster of pyrolysis gases to an afterburning chamber, the output of which is connected to the input of the flue gas quenching chamber, the output of which is connected to the first input of the heat exchanger, characterized in that it contains a distribution chamber of gas-air flows to stabilize the gas flow and equalize the pressure at its outlets, the entrance of the distribution chamber of gas-air flows is connected to the second output of the heat exchanger, the first output of the distribution chamber of gas-air flows is connected to the under-grid zone of the thermoreactor, the second output of the distribution chamber of gas-air flows is connected to the fluidized bed zone of the thermoreactor , formed near the grate, the flue gas quenching chamber is made cylindrical from refractory material, inside the flue gas quenching chamber, vertical ring-shaped partitions made of refractory material are installed at a distance from each other with the formation of ring-shaped cavities between them, each partition of the quenching chamber is made with a longitudinal section along along the entire length of the partition with the formation of vertical edges located at a distance from each other, the heat exchanger is made cylindrical with internal arc-shaped partitions made of metal and installed at a distance from each other with the formation of ring-shaped cavities between them for flue gases and air, while the ring-shaped cavities for flue gases and annular cavities for air are made alternating and located adjacent to each other, the air supply to the heat exchanger is provided through its second input, the annular cavities for air are interconnected and communicated with the second output of the heat exchanger, which in turn is connected with the input of the distribution chamber gas-air flows, the installation contains a scrubber, wherein the heat exchanger is equipped with a first outlet communicated with ring-shaped cavities for flue gases, which is connected by means of a gas duct to the inlet of the scrubber through a flue gas exhaust fan, ensuring the direction of the flue gas flow from the heat exchanger to the scrubber, the annular cavities for flue gases are connected to each other with each other and communicated with the first output of the heat exchanger, the scrubber output is connected through a pipe with the input of a device for recycling harmful impurities of slag and ash, the second input of which is connected through a pipe with the under-grid zone of the thermoreactor, while the device for recycling harmful impurities of slag and ash is made in the form of a furnace, providing heating of ash and slag to temperatures of at least 700°C, outside on the thermoreactor at the level of the under-grid zone, electromagnetic wave emitters are placed and rigidly fixed, while the thermoreactor at the level of the electromagnetic emitters is made of a material transparent to electromagnetic radiation, the electromagnetic emitters are made with the possibility of periodic changes in the frequency of electromagnetic radiation in the range of resonant frequencies or frequencies that are multiples of the resonant vibration frequencies of atoms of substances contained in flue gases, flues and pipes are made of hard material that is heat-resistant up to temperatures of 1500°C, the connection of flues and pipes is ensured by means of flange connections ensuring the passage of gas flow . 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что камера закалки дымовых газов выполнена с возможностью удержания дымовых газов в камере в течение не менее 3 сек.2. Installation according to claim 1, characterized in that the flue gas quenching chamber is designed to hold flue gases in the chamber for at least 3 seconds. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что противоположные вертикальные края смежных перегородок снабжены дугообразными в поперечном сечении отражателями, при этом вогнутая сторона каждого отражателя направлена в сторону другого края соответствующей перегородки.3. Installation according to claim 1, characterized in that the opposite vertical edges of adjacent partitions are equipped with reflectors that are arched in cross section, with the concave side of each reflector directed towards the other edge of the corresponding partition. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит каркас, относительно которого жестко закреплены термореактор с колосниковой решеткой, камера дожига, камера закалки газов, теплообменник и распределительная камера газовоздушных потоков.4. The installation according to claim 1, characterized in that it contains a frame, relative to which a thermoreactor with a grate, an afterburning chamber, a gas quenching chamber, a heat exchanger and a distribution chamber for gas-air flows are rigidly fixed. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что распределительная камера газовоздушных потоков содержит внутренние каналы, сообщенные с одной стороны с ее входом, а с другой стороны - с соответствующими выходами, при этом выравнивание газовоздушных потоков и давления на выходах указанной камеры обеспечено посредством датчиков регулирования давления.5. Installation according to claim 1, characterized in that the distribution chamber of gas-air flows contains internal channels connected on the one hand with its inlet, and on the other hand with the corresponding outlets, while equalization of gas-air flows and pressure at the outlets of said chamber is ensured by pressure regulation sensors. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внутри камеры закалки дымовых газов перед ее выходом напротив друг друга установлены углеродные электроды, работающие от электромагнитного импульса с частотой в диапазоне от 200 Гц до 1000 Гц и напряжением в диапазоне от 5000 В до 15000 В.6. The installation according to claim 1, characterized in that inside the flue gas quenching chamber before its exit, carbon electrodes are installed opposite each other, operating from an electromagnetic pulse with a frequency in the range from 200 Hz to 1000 Hz and a voltage in the range from 5000 V to 15000 IN. 7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что распределительная камера газовоздушных потоков выполнена с третьим выходом с возможностью сообщения посредством воздуховода через третий выход с внешним потребителем тепловой энергии.7. Installation according to claim 1, characterized in that the distribution chamber of gas-air flows is made with a third outlet with the possibility of communication through an air duct through the third outlet with an external consumer of thermal energy. 8. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что устройство снабжено вентилятором, жестко зафиксированным посредством резьбового соединения относительно каркаса, при этом вентилятор предназначен как для нагнетания воздуха в соответствующие кольцеобразные полости теплообменника через его второй вход, сообщенный с атмосферой, так и для наружного охлаждения воздушного потока и потока дымовых газов до распределительной камеры газовоздушных потоков.8. Installation according to claim 4, characterized in that the device is equipped with a fan, rigidly fixed by means of a threaded connection relative to the frame, and the fan is designed both for pumping air into the corresponding annular cavities of the heat exchanger through its second input, connected to the atmosphere, and for external cooling the air flow and flue gas flow to the gas-air flow distribution chamber. 9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что вентилятор размещен на каркасе и соединен с ним посредством резьбового соединения.9. Installation according to claim 8, characterized in that the fan is placed on the frame and connected to it via a threaded connection. 10. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что вентилятор размещен на каркасе над теплообменником.10. Installation according to claim 8, characterized in that the fan is placed on a frame above the heat exchanger. 11. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электромагнитные излучатели выполнены с возможностью периодического изменения частоты электромагнитного излучения в диапазоне частот от 200 Гц до 100000 Гц.11. Installation according to claim 1, characterized in that the electromagnetic emitters are designed to periodically change the frequency of electromagnetic radiation in the frequency range from 200 Hz to 100,000 Hz. 12. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что объем кольцеобразных полостей для воздуха в теплообменнике соответствует объему кольцеобразных полостей для дымовых газов.12. Installation according to claim 1, characterized in that the volume of the annular cavities for air in the heat exchanger corresponds to the volume of the annular cavities for flue gases. 13. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что объем кольцеобразных полостей в теплообменнике составляет не менее объема кольцеобразных полостей для дымовых газов.13. Installation according to claim 1, characterized in that the volume of the annular cavities in the heat exchanger is not less than the volume of the annular cavities for flue gases.
RU2023119755A 2023-07-26 Waste recycling plant RU2817604C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2817604C1 true RU2817604C1 (en) 2024-04-16

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342476A (en) * 2000-03-30 2001-12-14 Kawasaki Steel Corp Method and facility for producing carbonized waste
RU2348860C2 (en) * 2006-12-27 2009-03-10 Владимир Данилович Басаргин Gas generator based installation for waste wood recycling
RU104672U1 (en) * 2010-12-14 2011-05-20 Валерий Григорьевич Лурий SOLID WASTE PROCESSING PLANT
RU2502018C1 (en) * 2012-05-10 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Complex district thermal power plant for environmentally safe processing of solid domestic wastes with production of thermal energy and building materials
PL236303B1 (en) * 2016-09-08 2020-12-28 Chmielina Bozena Method for utilization of combustible organic wastes and/or biomass along with recovery of heat and the system for utilization of combustible organic wastes and/or biomass along with recovery of heat
RU2784299C1 (en) * 2022-04-06 2022-11-23 Владимир Михайлович Кондратьев Waste disposal plant

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342476A (en) * 2000-03-30 2001-12-14 Kawasaki Steel Corp Method and facility for producing carbonized waste
RU2348860C2 (en) * 2006-12-27 2009-03-10 Владимир Данилович Басаргин Gas generator based installation for waste wood recycling
RU104672U1 (en) * 2010-12-14 2011-05-20 Валерий Григорьевич Лурий SOLID WASTE PROCESSING PLANT
RU2502018C1 (en) * 2012-05-10 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Complex district thermal power plant for environmentally safe processing of solid domestic wastes with production of thermal energy and building materials
PL236303B1 (en) * 2016-09-08 2020-12-28 Chmielina Bozena Method for utilization of combustible organic wastes and/or biomass along with recovery of heat and the system for utilization of combustible organic wastes and/or biomass along with recovery of heat
RU2784299C1 (en) * 2022-04-06 2022-11-23 Владимир Михайлович Кондратьев Waste disposal plant
RU2788409C1 (en) * 2022-05-31 2023-01-19 Виктор Николаевич Стародубцев Waste disposal plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL190258B1 (en) Gasification process reactor
CN107525081A (en) A kind of energy saving and environment friendly processing system of discarded metal paint kettle recycling
CN102788355A (en) Turbulent-style hazardous waste pyrolysis incinerator
RU2817604C1 (en) Waste recycling plant
RU2700614C1 (en) Apparatus for heat treatment of solid municipal wastes by pyrolysis
JP2021169882A (en) Combustion device
RU2716652C1 (en) Smw disposal furnace
RU2793026C1 (en) Device for cleaning flue gases during waste disposal
RU2313725C2 (en) Power installation
RU2672280C1 (en) Mobile installation for thermal processing of solid municipal waste at landfill
RU2807829C1 (en) Inductor - grate of reactor installation for plasmothermal waste processing
RU2753722C1 (en) Furnace for thermal waste decontamination
CN111121052A (en) Boiler combustion solid waste treatment device based on plasma technology and process thereof
RU2784299C1 (en) Waste disposal plant
RU2809374C1 (en) Method of plasmothermal processing of solid waste
JPH10311526A (en) Horizontal high temperature air heater and waste treating apparatus
CN104119933A (en) Garbage disposal device with power generation device
JP3507807B2 (en) Pyrolysis equipment
CN210656798U (en) Low-temperature pyrolysis treatment system for solid organic hazardous waste
CN212319724U (en) Boiler combustion solid waste treatment device based on plasma technology
RU205667U1 (en) Municipal Solid Waste Incineration Plant
JP3998127B2 (en) Pyrolysis equipment
RU2788409C1 (en) Waste disposal plant
RU2511098C1 (en) Carbon-containing solid waste incinerator
RU2816423C1 (en) Installation for processing solid organic waste