RU70962U1 - Установка для переработки твердых бытовых отходов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для термического обезвреживания отходов путем пиролиза и может быть использовано при переработке бытовых и промышленных отходов, выработке тепловой и электрической энергии. Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции, экономичность, компактность. Технический результат достигается тем, что она выполнена на основе спаренной линии, содержащей общий узел первичной сортировки твердых бытовых отходов, плазменный реактор, газотурбинные установки с паротурбинным электрогенератором, выходы газотурбинных установок соединены с входами котлов-утилизаторов, выходы которых последовательно соединены с газоочисткой и входами дымососов, а выходы дымососов соединены с входом узла выброса газов, вторые выходы котлов-утилизаторов предназначены для внешнего потребителя. Установка для переработки твердых бытовых отходов снабжена дополнительным газопроводом. 1 н.п.ф. 1 илл.

Description

Полезная модель относится к устройствам для термического обезвреживания отходов путем пиролиза и может быть использовано при переработке бытовых и промышленных отходов, выработке тепловой и электрической энергии.

Известны промышленные энергетические парогазовые установки комбинированного цикла на базе газотурбинных двигателей, применяемых в авиации, и утилизационных паровых турбин, работающие на природном газе. В этих установках используют тепло выхлопных газов газотурбинных двигателей, которые при температуре 350-450°С направляют в котел-утилизатор, где вырабатывают пар, который затем направляют в паровую турбину с электрогенератором.

Известны и схемы плазменных мусороперерабатывающих установок и технологических комплексов, в которых горючий газ либо сжигают с последующим использованием высокотемпературных продуктов сгорания для получения пара в котлах-утилизаторах (бойлерах) и привода паротурбинных агрегатов, либо пирогаз после газоочистки используют как топливо для работы дизельных или газотурбинных электрогенераторов.

Известна установка, содержащая блок пиролиза сланцев с технологической топкой, котел-утилизатор, соединенный с технологической топкой, систему очистки и конденсации парогазовой смеси, накопительные емкости для полукоксового газа и фракций жидких топлив, паротурбинный энергоблок, газотурбинный энергоблок, подключенный к емкости с фракциями дополнительный газотурбинный энергоблок, подключенный к емкости полукоксового газа. Патент Российской Федерации №2152526, МПК: F01K 13/00, 2000.

Известна установка для плазменной переработки отходов, содержащая печь пиролиза с плазмотроном с автономным источником электропитания, системы очистки пирогаза, линию водоподготовки, теплообменник,

энергетический блок. Один из выходов дистилляционной опреснительной установки соединен со входом системы охлаждения источника электропитания плазмотрона и со входом энергетического блока, а выход по пару энергетического блока соединен с соответствующими входами печи пиролиза и дистилляционной опреснительной установки. Патент Российской Федерации №2143086. МПК: F23G 5/00, 1999 г.

Приведенные выше аналоги представляют собой сложные, высокогабаритные сооружения.

Известна установка для сжигания мусора с утилизацией тепла отходящих газов в системах водоснабжения и энергоснабжения, включающая бункер для мусора, печь для сжигания мусора, воздухоподающим устройством, устройством для подогрева воды отходящими газами, блок очистки отходящих газов и систему энергоснабжения, в которой устройство для подогрева воды отходящими газами в системах питьевого водоснабжения выполнено в виде котла-дистиллятора, теплообменник и насос для подачи и раздачи воды, причем теплообменник соединен с рекуператором, связанным с котлом-дистиллятором, а блок очистки отходящих газов снабжен дожигателем отходящих газов в кислородной среде, воздухоподающее устройство снабжено блоком концентрирования кислорода с помощью короткоцикловых цеолитов и устройством для отделения азота. атмосферного воздуха с камерой горения. Патент Российской Федерации №2303050, МПК: F23B 99/00, 2007. Прототип.

Прототип, как и аналоги, представляет собой сложную установку.

Задачей полезной модели является разработка пиролизной энергетической установки переработки твердых бытовых отходов совмещенной с малогабаритными промышленными энергоблоками парогазовых установок комбинированного цикла (например, ГТУ-ТЭЦ "Янус" Пермского завода с двумя турбинами ГТУ-4П).

Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции, экономичность, компактность.

Технический результат достигается тем, что установка для переработки твердых бытовых отходов, содержащая блок плазменной переработки твердых бытовых отходов, энергоблок электроснабжения и теплоснабжения, газоочистки и газового выброса с газотурбинной и паротурбинной установками с электрическим генератором, выполнена на основе, по крайней мере, на одной спаренной линии, содержащей общий узел первичной сортировки твердых бытовых отходов, по крайней мере, один плазменный реактор, соединенный с компрессором, и узел водоподготовки, выходы компрессоров соединены с входом газотурбинной установки, энергоблок электроснабжения и теплоснабжения выполнен, по крайней мере, на спаренной линии, содержащей газотурбинную установку с газотурбинным электрогенераторами и котел-утилизатор, паротурбинную установку с паротурбинным электрогенератором, выходы газотурбинных установок соединены с входами котлов-утилизаторов, выходы которых последовательно соединены с газоочисткой и входами дымососов, а выходы дымососов соединены с входом узла выброса газов, вторые выходы котлов-утилизаторов предназначены для внешнего потребителя. Установка для переработки твердых бытовых отходов снабжена дополнительным газопроводом.

Структура полезной модели схематично представлена на чертеже, где: I - блок плазменной переработки, II - комплексный энергоблок электроснабжения и теплоснабжения. III - блок газоочистки и газового выброса. Блок плазменной переработки I содержит: 1 - узел первичной сортировки твердых бытовых отходов (ТБО), 2 - плазменный реактор, 3 - компрессор, 4 - узел водоподготовки. Энергоблок электроснабжения и теплоснабжения II содержит: 5 - газотурбинная установка (ГТУ), 6 - газотурбинный электрогенератор, 7 - котел-утилизатор (бойлер), 8 - паротурбинная установка (ПТУ), 9 - паротурбинный электрогенератор. Блок газоочистки и газового выброса III содержит: 10 - газоочистка, 11 - дымосос, 12 - узел выброса газов, 13 - система управления, 14 - газопровод.

Установка работает следующим образом. После узла первичной сортировки 1 ТБО поступают в плазменные реакторы 2. Полученный в результате пиролиза газ, генерируемый в результате переработки отходов в плазменных реакторах 2, имеет на выходе температуру 200-250°С.

Пиролизный газ предварительно очищают от пыли и агрессивных хлористых и сернистых компонентов, и после сжатия в компрессоре 3 до давления 12-15 атм. подают непосредственно в камеры сгорания газовых турбин газотурбинных установок 5. При необходимости (в зависимости от характеристик камеры сгорания) к нему может подмешиваться 10-15% природного газа от газопровода 14.

Отработавший газ из газотурбинной установки 5, при температуре около 400°С, подают в котел-утилизатор (бойлер) 7, где получают пар с температурой около 300°С, который затем под давлением 4-5 атм. подают на паротурбинную установку (ПТУ) 8. Сбросной поток отработавшего газа, а также отработавший пар из паровой турбины используют для теплоснабжения. Протяжка продуктов сгорания через систему газоочистки обеспечивается дымососом 11.

В нашем случае использована промышленная установка ГТУ-ТЭЦ "Янус" Пермского завода с двумя турбинами ГТУ-4П по 4 МВт и одной паровой турбиной мощностью 3 МВт.

Четыре плазменных реактора суммарной производительностью 8-10 тонн отходов в час с паротурбинным энергоблоком на 3 МВт в комбинации с промышленной газотурбинной установкой из двух ГТУ мощностью по 4 МВт способны обеспечить утилизацию около 50 тыс. тонн твердых бытовых отходов в год. Выработка электроэнергии для поставки внешним потребителям составит 80-85 тыс. МВт-ч. За счет отходящих газов и отработавшего горячего пара ПТУ можно получить более 150 тыс. Гкал/год тепловой энергии при температуре теплоносителя не менее 90-110°С. Суммарный к.п.д. установки может составлять не менее 32%.

Claims (2)

1. Установка для переработки твердых бытовых отходов, содержащая блок плазменной переработки твердых бытовых отходов, энергоблок электроснабжения и теплоснабжения, газоочистки и газового выброса с газотурбинной и паротурбинной установками с электрическим генератором, отличающаяся тем, что установка выполнена на основе, по крайней мере, на одной спаренной линии, содержащей общий узел первичной сортировки твердых бытовых отходов, по крайней мере, один плазменный реактор, соединенный с компрессором, и узел водоподготовки, выходы компрессоров соединены с входом газотурбинной установки, энергоблок электроснабжения и теплоснабжения выполнен, по крайней мере, на спаренной линии, содержащей газотурбинную установку с газотурбинным электрогенераторами и котел-утилизатор, паротурбинную установку с паротурбинным электрогенератором, выходы газотурбинных установок соединены с входами котлов-утилизаторов, выходы которых последовательно соединены с газоочисткой и входами дымососов, а выходы дымососов соединены с входом узла выброса газов, вторые выходы котлов-утилизаторов предназначены для внешнего потребителя.

2. Установка для переработки твердых бытовых отходов по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным газопроводом.