RU81291U1

RU81291U1 - SYSTEM OF COMPLEX PROCESSING OF SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE

Info

Publication number: RU81291U1
Application number: RU2008136582/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Жанович Аренс; Александр Абрамович Вертман; Александр Николаевич Рябов; Михаил Иванович Щадов
Original assignee: Александр Абрамович Вертман
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2009-03-10

Abstract

Полезная модель относится к области уничтожения сжиганием твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО), именно к системе их комплексной переработки в герметичных экологически чистых высокотемпературных печах шахтного типа. Подобная система может найти применение, в том числе, для кардинального оздоровления Московского региона, являющегося одним из самых экологически напряженных районов России. Решаемой задачей является создание высокорентабельной, экологически чистой и промышленно применимой системы для прямой комплексной переработки широкого класса ТБПО и забалансовых горючих материалов, например, сланцев. Дополнительной к поставленной является задача создания системы, которая может эксплуатироваться вблизи крупных населенных пунктов или непосредственно в городской черте мегаполисов при минимальных затратах на коммуникационные связи с поставщиками отходов. Эффективность системы комплексной переработки ТБПО должна быть связана также с максимально быстрой окупаемостью, в том числе, за счет производства максимального количества собственной электроэнергии, а также дополнительной ликвидной продукции в виде товарного цемента, чугунного литья, строительных изделий из шлака и др. Указанная задача решается тем, что в системе комплексной переработки ТБПО, содержащей средства доставки и подготовки отходов и модуль для их переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подачи отходов, вывода продуктов переработки и производства электроэнергии, согласно полезной модели, вертикальная шахтная печь модуля состоит из накопительной и подовой частей, снабженных огнеупорной футеровкой и средней части, выполненной из жаростойкой стали с возможностью охлаждения ее стенок жидкометаллическим теплоносителем, контур циркуляции которого включает теплообменник-парогенератор, входящий в состав паротурбинной установки, причем в кольцевой зоне средней части шахтной печи установлены фурмы кислородного дутья, соединенные с выходом кислородной станции, выход шахтной печи по продуктам газификации соединен через высокотемпературный фильтр и охлаждающий регенеративный теплообменник с топливным входом генераторной установки на базе двигателя внутреннего сгорания, линия выхлопа которого снабжена средствами для снижения токсичности и утилизации тепла уходящих газов.The utility model relates to the field of destruction by burning solid domestic and industrial wastes (TBPO), namely to the system of their complex processing in sealed environmentally friendly high-temperature shaft-type furnaces. A similar system can be used, inter alia, for cardinal rehabilitation of the Moscow region, which is one of the most environmentally tense regions of Russia. The task to be solved is the creation of a highly profitable, environmentally friendly and industrially applicable system for the direct integrated processing of a wide class of TBPO and off-balance combustible materials, for example, shale. Complementary to the task is the creation of a system that can be operated near large settlements or directly in the urban area of megacities with minimal communication costs with waste suppliers. The effectiveness of the complex processing system of TBPO should also be associated with the fastest possible payback, including through the production of the maximum amount of own electricity, as well as additional liquid products in the form of commercial cement, iron castings, construction products from slag, etc. The specified problem is solved by that in the system of complex processing of TBPO containing the means of delivery and preparation of waste and a module for their processing, including a vertical shaft furnace with feed devices According to the utility model, the vertical shaft furnace of the module consists of storage and hearth parts equipped with refractory lining and a middle part made of heat-resistant steel with the possibility of cooling its walls with a liquid metal coolant, the circulation circuit of which includes a heat exchanger-steam generator , which is part of the steam turbine installation, and in the annular zone of the middle part of the shaft furnace there are oxygen lance lances connected to During the course of the oxygen station, the shaft furnace outlet for gasification products is connected through a high-temperature filter and a cooling regenerative heat exchanger to the fuel inlet of the generator set based on an internal combustion engine, the exhaust line of which is equipped with means to reduce toxicity and utilize the heat of the exhaust gases.

Кроме того, вертикальная шахтная печь с линиями выпуска металла и шлака, теплообменник-парогенератор, высокотемпературный фильтр и охлаждающий регенеративный теплообменник могут быть размещены ниже уровня земли, причем линия выпуска металла из подовой части шахтной печи может быть соединена с устройством разливки для изготовления изделий целевого назначения, а линия выпуска шлака может быть снабжена средствами для его охлаждения и фракционирования для получения цементного клинкера. Кроме того, указанный контур циркуляции может быть заполнен теплоносителем в виде свинцово-висмутового сплава, охлаждающий регенеративный теплообменник может быть заполнен насадкой из металлических шаров, а средства для утилизации тепла уходящих газов и снижения их токсичности могут включать аммиачную паротурбинную установку и адсорбер токсичных компонентов. Описание на 6 л., илл.1 л.In addition, a vertical shaft furnace with metal and slag discharge lines, a heat exchanger-steam generator, a high-temperature filter and a cooling regenerative heat exchanger can be placed below ground level, and the line for the discharge of metal from the hearth of the shaft furnace can be connected to a casting device for the manufacture of products for the intended purpose and the slag discharge line can be equipped with means for cooling and fractioning it to produce cement clinker. In addition, this circulation circuit can be filled with a heat carrier in the form of a lead-bismuth alloy, the cooling regenerative heat exchanger can be filled with a nozzle made of metal balls, and means for utilizing the heat of the exhaust gases and reducing their toxicity may include an ammonia steam turbine unit and an adsorber of toxic components. Description on 6 l., Ill. 1 l.

Description

Полезная модель относится к области уничтожения сжиганием твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО), именно к системе их комплексной переработки в герметичных экологически чистых высокотемпературных печах шахтного типа. Подобная система может найти применение, в том числе, для кардинального оздоровления Московского региона, являющегося одним из самых экологически напряженных районов России.The utility model relates to the field of destruction by burning solid domestic and industrial wastes (TBPO), namely to the system of their complex processing in sealed environmentally friendly high-temperature shaft-type furnaces. A similar system can be used, inter alia, for cardinal rehabilitation of the Moscow region, which is one of the most environmentally tense regions of Russia.

Известна система переработки твердых бытовых отходов путем их сжигания на мусороперерабатывающих заводах полузакрытого типа. При этом образуются собственные вредные газообразные и шлаковидные отходы с неконтролируемым составом, которые требуют захоронения (см. Фрош Р.А., Галлопулос Н.Э. Стратегия промышленного производства., ж. «В мире науки», №11, 1989 г., с.86).A known system for the processing of municipal solid waste by incineration at semi-closed type waste processing plants. This creates its own harmful gaseous and slag-like waste with an uncontrolled composition that requires disposal (see Frosh R.A., Gallopoulos N.E. Industrial Production Strategy., J. "In the World of Science", No. 11, 1989, p. 86).

Недостатком таких систем переработки ТБПО является экологическая опасность и несовместимость с сельскохозяйственными и жилыми объектами по вредным выбросам при многолетней эксплуатации мусороперерабатывающих заводов.The disadvantage of such TBPO processing systems is the environmental hazard and incompatibility with agricultural and residential facilities in terms of harmful emissions from the long-term operation of waste recycling plants.

Известна система переработки ТБПО, содержащая средства доставки отходов и модуль для их переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подготовки и подачи в нее отходов и вывода продуктов переработки (см. патент США №3511194, кл. С10в 49\02).A known system of processing TBPO containing a means of delivery of waste and a module for their processing, including a vertical shaft furnace with devices for the preparation and supply of waste and output of processed products (see US patent No. 3511194, class C10v 49 \ 02).

Недостатками известной системы являются нестабильность процесса переработки отходов по высоте ствола шахтной печи, недостаточная стойкость ее конструкции, а также высокие значения выноса вредных газов, пыли и золы из-за отсутствия ее герметизации и соответствующих средств очистки. В целом известная система не обеспечивает необходимых экологических требований, эффективности и производительности при утилизации ТБПО в условиях крупных населенных пунктов.The disadvantages of the known system are the instability of the waste processing along the height of the shaft of the shaft furnace, the insufficient durability of its design, as well as the high values of the removal of harmful gases, dust and ash due to the lack of sealing and appropriate cleaning agents. In general, the known system does not provide the necessary environmental requirements, efficiency and productivity for the disposal of TBPO in large settlements.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является система комплексной переработки ТБПО, содержащая средства доставки и подготовки отходов и модуль для их переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подачи отходов, вывода продуктов переработки и производства электроэнергии (см. патент РФ №47492, опубл. 27.08.2005. бюл. №24 - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a system for the integrated processing of TBPO, which contains delivery and treatment facilities for waste and a module for their treatment, including a vertical shaft furnace with devices for supplying waste, output of products from processing and production of electricity (see RF patent No. 47492, publ. 27.08 .2005, Bulletin No. 24 - prototype).

Особенностью известной системы является наличие средств подачи в герметичную шахтную печь дополнительных технологических компонентов, содержащих известь, флюсы и низкосортное твердое топливо для стабилизации температурного режима сжигания ТБПО в печи, образования в ней восстановительной среды и зоны деструкции вредных компонентов, причем модуль комплексной переработки отходов содержит закрываемые бункеры для ограниченного во времени хранения поступающих на приемную эстакаду отходов, средства для их резки и/или компактирования, блок очистки уходящих из шахтной печи горючих газов, соединенный с энергоустановкой для выработки электроэнергии, линию непрерывной разливки низкосортного металла в целевой продукт и линию для изготовления изделий из шлака.A feature of the known system is the availability of means for supplying additional technological components containing lime, fluxes and low-grade solid fuel to the sealed shaft furnace to stabilize the temperature regime of burning TBPO in the furnace, the formation of a reducing environment and the zone of destruction of harmful components in it, and the complex waste processing module contains lockable bins for limited time storage of waste arriving at the receiving rack, means for their cutting and / or compaction, bl ok cleaning of combustible gases leaving the shaft furnace, connected to a power plant for generating electricity, a line for continuous casting of low-grade metal into the target product, and a line for the manufacture of slag products.

К недостаткам известной системы следует отнести сложность или невозможность ее эксплуатации непосредственно вблизи населенных пунктов или в черте города, в том числе, по причине недостаточного ресурса шахтной печи. Кроме того, известная система обладает сравнительно низкой эффективностью в части производства товарных количеств электроэнергии и дополнительной целевой продукции в виде материалов, сопутствующих процессу переработки ТБПО.The disadvantages of the known system include the complexity or impossibility of its operation directly in the vicinity of settlements or within the city, including due to the insufficient resource of the shaft furnace. In addition, the known system has a relatively low efficiency in terms of the production of commodity quantities of electricity and additional target products in the form of materials accompanying the processing of TBPO.

Решаемой задачей является создание высокорентабельной, экологически чистой и промышленно применимой системы для прямой комплексной переработки широкого класса ТБПО и забалансовых горючих материалов, например, сланцев. Дополнительной к поставленной является задача создания системы, которая может эксплуатироваться вблизи крупных населенных пунктов или непосредственно в городской черте мегаполисов при минимальных затратах на коммуникационные связи с поставщиками отходов. Эффективность системы комплексной переработки ТБПО должна быть связана также с максимально быстрой окупаемостью, в том числе, за счет производства максимального количества собственной электроэнергии, а также дополнительной ликвидной продукции в виде товарного цемента, чугунного литья, строительных изделий из шлака и др.The task to be solved is the creation of a highly profitable, environmentally friendly and industrially applicable system for the direct integrated processing of a wide class of TBPO and off-balance combustible materials, for example, shale. Complementary to the task is the creation of a system that can be operated near large settlements or directly in the urban area of megacities with minimal communication costs with waste suppliers. The effectiveness of the integrated processing system of TBPO should also be associated with the fastest possible payback, including through the production of the maximum amount of own electricity, as well as additional liquid products in the form of commercial cement, iron castings, construction products from slag, etc.

Указанная задача решается тем, что в системе комплексной переработки ТБПО, содержащей средства доставки и подготовки отходов и модуль для их переработки, включающий вертикальную шахтную печь с устройствами подачи отходов, вывода продуктов переработки и производства электроэнергии, согласно полезной модели, вертикальная шахтная печь модуля состоит из накопительной и подовой частей, снабженных огнеупорной футеровкой и средней части, выполненной из жаростойкой стали с возможностью охлаждения ее стенок жидкометаллическим теплоносителем, контур циркуляции которого включает теплообменник-парогенератор, входящий в состав паротурбинной установки, причем в кольцевой зоне средней части шахтной печи установлены фурмы кислородного дутья, соединенные с This problem is solved by the fact that in the integrated processing system of TBPO, containing waste delivery and treatment facilities and a module for their processing, including a vertical shaft furnace with devices for supplying waste, output of processing products and electricity production, according to a utility model, the vertical shaft furnace of the module consists of storage and hearth parts equipped with refractory lining and a middle part made of heat-resistant steel with the possibility of cooling its walls with a liquid metal coolant m, the circulation circuit of which includes a heat exchanger-steam generator, which is part of the steam turbine unit, and in the annular zone of the middle part of the shaft furnace there are oxygen lance lances connected to

выходом кислородной станции, выход шахтной печи по продуктам газификации соединен через высокотемпературный фильтр и охлаждающий регенеративный теплообменник с топливным входом генераторной установки на базе двигателя внутреннего сгорания, линия выхлопа которого снабжена средствами для снижения токсичности и утилизации тепла уходящих газов.the outlet of the oxygen station, the outlet of the shaft furnace based on gasification products is connected through a high-temperature filter and a cooling regenerative heat exchanger to the fuel inlet of the generator set based on an internal combustion engine, the exhaust line of which is equipped with means to reduce toxicity and utilize the heat of the exhaust gases.

Кроме того, вертикальная шахтная печь с линиями выпуска металла и шлака, теплообменник-парогенератор, высокотемпературный фильтр и охлаждающий регенеративный теплообменник могут быть размещены ниже уровня земли, причем линия выпуска металла из подовой части шахтной печи может быть соединена с устройством разливки для изготовления изделий целевого назначения, а линия выпуска шлака может быть снабжена средствами для его охлаждения и фракционирования для получения цементного клинкера.In addition, a vertical shaft furnace with metal and slag discharge lines, a heat exchanger-steam generator, a high-temperature filter and a cooling regenerative heat exchanger can be placed below ground level, and the line for the discharge of metal from the hearth of the shaft furnace can be connected to a casting device for the manufacture of products for the intended purpose and the slag discharge line can be equipped with means for cooling and fractioning it to produce cement clinker.

Кроме того, указанный контур циркуляции может быть заполнен теплоносителем в виде свинцово-висмутового сплава, охлаждающий регенеративный теплообменник может быть заполнен насадкой из металлических шаров, а средства для утилизации тепла уходящих газов и снижения их токсичности могут включать аммиачную паротурбинную установку и адсорбер токсичных компонентов,In addition, this circulation circuit can be filled with a coolant in the form of a lead-bismuth alloy, the cooling regenerative heat exchanger can be filled with a nozzle made of metal balls, and means for utilizing the heat of the exhaust gases and reducing their toxicity may include an ammonia steam turbine unit and an adsorber of toxic components,

Такое выполнение системы позволяет решить, при сравнительно малых затратах, важную задачу обеспечения надежной основы экологической жизнедеятельности крупных населенных пунктов, в том числе, Московского региона за счет внедрения современной, высокорентабельной, эффективной и промышленно применимой системы комплексной переработки широкого класса ТБПО, удовлетворяющей мировым нормам по вредным выбросам для модульных мусороперерабатывающих предприятий.This implementation of the system allows us to solve, at relatively low cost, the important task of providing a reliable basis for the environmental activities of large settlements, including the Moscow region, by introducing a modern, highly profitable, efficient and industrially applicable system for the comprehensive processing of a wide class of TBPO that meets world standards for harmful emissions for modular waste processing enterprises.

Указанное выполнение системы обеспечивает повышение среднего уровня рабочих температур в рабочем объеме шахтной печи до 1700°С и выше за счет подачи кислорода в ее реакционную зону и стабилизацию теплового режима по высоте печи вне зависимости от колебаний содержания горючих компонентов в перерабатываемых ТБПО. При этом формируются оптимальные условия для создания восстановительной зоны и зоны деструкции вредных компонентов, повышения текучести шлака и выделения горючих газов, обладающих высокой теплотворной способностью. Эффективность предложенной системы комплексной переработки ТБПО связана, в том числе, с максимально быстрой окупаемостью за счет производства дополнительной электроэнергии, а также получения ценной ликвидной продукции в виде цемента, чугунного литья, строительных изделий из шлака и др.The specified implementation of the system provides an increase in the average level of operating temperatures in the working volume of a shaft furnace to 1700 ° C and above due to the supply of oxygen to its reaction zone and stabilization of the thermal regime along the height of the furnace, regardless of fluctuations in the content of combustible components in the processed TBPO. At the same time, optimal conditions are formed for creating a reduction zone and a zone of destruction of harmful components, increasing slag fluidity and emitting combustible gases with a high calorific value. The effectiveness of the proposed system for the integrated processing of TBPO is associated, inter alia, with the fastest possible payback due to the production of additional electricity, as well as the receipt of valuable liquid products in the form of cement, iron castings, construction products from slag, etc.

Практически полное отсутствие собственных отходов и вредных выбросов в окружающую среду, гибкость технологических и компоновочных решений позволяют в широких пределах варьировать мощность модулей предложенной системы с производительностью по ТБПО в пределах до 50-100 тыс. тонн в год на один модуль со сроком окупаемости от 3,5 до 5 лет.The almost complete absence of our own waste and harmful emissions into the environment, the flexibility of technological and layout solutions allow us to widely vary the capacity of the modules of the proposed system with a capacity of TBPO in the range up to 50-100 thousand tons per year per module with a payback period of 3, 5 to 5 years.

На фиг.1 представлена принципиальная схема завода-модуля системы комплексной переработки ТБПО.Figure 1 presents a schematic diagram of a factory module of a complex processing system TBPO.

Принципиальная схема завода-модуля системы комплексной переработки ТБПО производительностью от 30 до 60 тыс. тонн в год включает высокотемпературную вертикальную шахтную печь 1 с внешним устройством герметизации 2 на входе подачи сырья. Шахтная печь 1 и часть оборудования системы размещены в подземных боксах. На участке 3 для приемки ТБПО имеются передвижные контейнеры 4 и оборудование для резки крупногабаритных отходов и компактирования сыпучих отходов (не показано) перед подачей на вход шахтной печи 1.Schematic diagram of the plant-module of the integrated processing system of TBPO with a capacity of 30 to 60 thousand tons per year includes a high-temperature vertical shaft furnace 1 with an external sealing device 2 at the feed inlet. The shaft furnace 1 and part of the system equipment are located in underground boxes. At site 3 for receiving TBPO there are mobile containers 4 and equipment for cutting bulky waste and compacting bulk waste (not shown) before being fed to the input of the shaft furnace 1.

Завод-модуль системы переработки ТБПО содержит также паротурбинный и генераторный энергоблоки на базе ДВС 5, 6 для выработки электроэнергии и тепла, а также кислородную станцию 7 для производства кислорода и его подачи через фурмы 8 в среднюю охлаждаемую часть 9 шахтной печи 1. Энергоблоки 5, 6 и станция 7 расположены на наружной площадке завода-модуля системы. Энергоблок 6 системы может быть снабжен средствами в виде абсорбера для снижения токсичности уходящих из ДВС газов, а также оборудованием для утилизации их тепла, например, в виде аммиачной паротурбинной установки (не показаны).The plant module of the TBPO processing system also contains a steam turbine and generator power units based on ICE 5, 6 for generating electricity and heat, as well as an oxygen station 7 for producing oxygen and supplying it through tuyeres 8 to the middle cooled part 9 of shaft furnace 1. Power units 5, 6 and station 7 are located on the external site of the system module plant. The power unit 6 of the system can be equipped with means in the form of an absorber to reduce the toxicity of gases leaving the engine, as well as equipment for the utilization of their heat, for example, in the form of an ammonia steam turbine plant (not shown).

Вертикальная шахтная печь 1 модуля состоит из накопительной и подовой частей 10, 11, снабженных огнеупорной футеровкой. При этом расширяющийся конический элемент 12 накопительной части 10 примыкает к средней охлаждаемой части 9, которая выполнена в виде тела вращения из жаростойкой стали с возможностью охлаждения ее стенок жидким легкоплавким металлом. Контур циркуляции 13 заполнен теплоносителем в виде свинцово-висмутового сплава с температурой плавления до 300°С и включает теплообменник-парогенератор 14, входящий в состав паротурбинной установки 5. При этом фурмы 8 кислородного дутья установлены в кольцевой зоне средней охлаждаемой части 9 шахтной печи 1. Выход шахтной печи 1 по продуктам газификации соединен через высокотемпературный фильтр 15 и охлаждающий регенеративный теплообменник 16 с топливным входом генераторной установки 6 на базе ДВС. Указанный регенеративный теплообменник 16 заполнен насадкой из чугунных шаров и выполнен с возможностью их охлаждения проточной водой.The vertical shaft furnace 1 of the module consists of a storage and hearth parts 10, 11 equipped with a refractory lining. In this case, the expanding conical element 12 of the storage part 10 is adjacent to the middle cooled part 9, which is made in the form of a body of revolution made of heat-resistant steel with the possibility of cooling its walls with liquid fusible metal. The circulation circuit 13 is filled with a coolant in the form of a lead-bismuth alloy with a melting point up to 300 ° C and includes a heat exchanger-steam generator 14, which is part of the steam turbine unit 5. At the same time, lances 8 of oxygen blast are installed in the annular zone of the middle cooled part 9 of the shaft furnace 1. The output of the shaft furnace 1 by gasification products is connected through a high-temperature filter 15 and a cooling regenerative heat exchanger 16 with the fuel inlet of the generator set 6 based on the internal combustion engine. The specified regenerative heat exchanger 16 is filled with a nozzle of cast iron balls and made with the possibility of cooling them with running water.

Вертикальная шахтная печь 1 с линиями выпуска металла и шлака из подовой части 11, теплообменник-парогенератор 14, высокотемпературный фильтр 15 и охлаждающий регенеративный теплообменник 16, как указывалось, размещены ниже уровня земли. При этом линия выпуска металла из подовой части 11 шахтной печи 1 на площадку 17 соединена с устройством (не показано) для разливки металла и изготовления изделий целевого назначения. Линия выпуска шлака на площадку 18 снабжена оборудованием (не показано) для его охлаждения и фракционирования с последующим получением цементного клинкера по известной технологии.A vertical shaft furnace 1 with metal and slag discharge lines from the hearth 11, a heat exchanger-steam generator 14, a high-temperature filter 15 and a cooling regenerative heat exchanger 16, as indicated, are located below ground level. In this case, the line for the release of metal from the hearth 11 of the shaft furnace 1 to the platform 17 is connected to a device (not shown) for casting metal and manufacturing products for the intended purpose. The slag discharge line to the site 18 is equipped with equipment (not shown) for its cooling and fractionation with the subsequent production of cement clinker using known technology.

Верхняя и нижняя герметизирующие задвижки накопительной части шахтной печи 1 обозначены поз 19. Реакционная зона шахтной печи 1 включает зону газификации (поз.20) и зону образования жидкого шлака и металла (поз.21), который скапливается на дне (поз.22) подовой части 11. Поз. 23 и 24 обозначены, соответственно, водяной и жидкометаллический циркуляционные насосы. Здание заводоуправления и система круглосуточного управления технологическим циклом работы предприятия находятся на верхней площадке завода-модуля системы.The upper and lower sealing valves of the storage part of the shaft furnace 1 are indicated by position 19. The reaction zone of the shaft furnace 1 includes a gasification zone (key 20) and a zone of formation of liquid slag and metal (key 21), which accumulates on the bottom (key 22) of the hearth parts 11. Pos. 23 and 24 are indicated, respectively, water and liquid metal circulation pumps. The factory building and the system for round-the-clock management of the technological cycle of the enterprise are located on the upper platform of the plant-module of the system.

Система комплексной переработки твердых бытовых и промышленных отходов функционирует следующим образом.The system of integrated processing of solid household and industrial waste operates as follows.

Местные сборные пункты ТБПО города или областного центра с помощью автомобильного или электромобильного транспорта направляют несортированные отходы по согласованному графику к ближайшему заводу-модулю на их комплексную переработку. Одновременно на модули доставляют дополнительные компоненты, например, флюсующие материалы, для осуществления технологического цикла переработки отходов. Поступающие на участок 3 завода-модуля ТБПО могут временно складироваться в закрытых бункерах (не показаны) или непосредственно подаваться на площадку для резки и компактирования. Затем отходы посредством передвижных контейнеров 4 или транспортера (не показан) поступают на вход шахтной печи 1 через внешнее устройство герметизации 2.The local collection points of the TBPO of the city or the regional center, using automobile or electric vehicles, send unsorted waste according to the agreed schedule to the nearest module plant for their complex processing. At the same time, additional components, for example, fluxing materials, are delivered to the modules for the implementation of the waste recycling process. Arriving at section 3 of the factory-module TBPO can be temporarily stored in closed bins (not shown) or directly fed to the site for cutting and compacting. Then the waste is transported through mobile containers 4 or a conveyor (not shown) to the inlet of the shaft furnace 1 through an external sealing device 2.

ТБПО накапливаются в емкости накопительной части 10 при закрытой нижней и открытой верхней задвижке 19. После заполнения накопительной части 10 верхняя задвижка 19 закрывается, а нижняя открывается, обеспечивая поступление отходов в герметизированную реакционную зону 20, 21 шахтной печи 1. В этой зоне под действием высоких температур и кислородного дутья из фурм 8 происходит газификация отходов, полное разложение всех известных органических продуктов, связывание соединений серы в сульфиды кальция шлаковой фазы, а также растворение металлических примесей шихты в жидком чугуне.TBPO accumulate in the tank of the storage part 10 with the closed lower and open upper valve 19. After filling the storage part 10, the upper valve 19 is closed and the lower one opens, providing waste to the pressurized reaction zone 20, 21 of the shaft furnace 1. In this zone, under the action of high temperature and oxygen blasting from tuyeres 8 gasification of waste occurs, the complete decomposition of all known organic products, the binding of sulfur compounds to calcium sulfides of the slag phase, as well as the dissolution of metal impurities of the mixture in molten iron.

Подовая часть 11 шахтной печи 1 снабжена летками и специальными средствами (не показаны) для вывода жидких шлака и металла на участки 18, 17 для их переработки в указанную целевую продукцию. Уходящие из герметизированной шахтной печи 1 горючие газы поступают через высокотемпературный керамический фильтр 15 и охлаждающий регенеративный теплообменник 16, заполненный насадкой из чугунных шаров, на вход ДВС генераторной установки 6 для выработки электроэнергии. Жидкометаллический теплоноситель, подогретый до температуры около 600°С в рубашке охлаждаемой части 9 шахтной печи 1, поступает по контуру 13 в кожухотрубный теплообменник-парогенератор 14, в котором вырабатывается рабочий пар, поступающий на вход паротурбинного энергоблока 5 для получения дополнительной электроэнергии.The hearth 11 of the shaft furnace 1 is equipped with tap holes and special means (not shown) for withdrawing liquid slag and metal into sections 18, 17 for their processing into the specified target products. Combustible gases leaving the sealed shaft furnace 1 enter through a high-temperature ceramic filter 15 and a cooling regenerative heat exchanger 16, filled with a nozzle made of cast iron balls, to the input of the internal combustion engine of the generator set 6 to generate electricity. The liquid metal coolant, heated to a temperature of about 600 ° C in the jacket of the cooled part 9 of the shaft furnace 1, enters through a circuit 13 into a shell-and-tube heat exchanger-steam generator 14, in which working steam is generated that enters the input of the steam-turbine power unit 5 to obtain additional electricity.

Данная система комплексной переработки ТБПО отличается высокой степенью надежности и, для такого густонаселенного региона как Подмосковье, позволяет кардинально решить проблему эффективной экологически чистой и промышленно применимой системы комплексной переработки твердых бытовых и промышленных отходов с годовой производительностью до 50 тыс. тонн и более на один агрегат при одновременном получении электроэнергии и низко потенциального тепла в количестве, более чем вдвое, превышающем собственные нужды на электропотребление и теплофикацию. Эффективность и рентабельность предложенной системы возрастает за счет получения сопутствующей ликвидной продукции в виде изделий и материалов широкого назначения, в том числе, литьевых металлических изделий, шлакоблоков, цемента и многого другого. Основное оборудование, необходимое для создания заводов-модулей системы, выпускается серийно для таких отраслей промышленности, как черная металлургия, энергетика, нефтепереработка и др.This system of complex processing of TBPO is characterized by a high degree of reliability and, for such a densely populated region as the Moscow Region, can radically solve the problem of an efficient environmentally friendly and industrially applicable system of complex processing of solid household and industrial waste with an annual capacity of up to 50 thousand tons or more per unit at at the same time receiving electricity and low potential heat in an amount more than double that exceeds own needs for electricity and heat certification. The efficiency and profitability of the proposed system increases due to the receipt of related liquid products in the form of products and materials for a wide range of purposes, including cast metal products, cinder blocks, cement and much more. The basic equipment needed to create factories-modules of the system is mass-produced for such industries as ferrous metallurgy, energy, oil refining, etc.

В качестве первого головного модуля системы переработки ТБПО крупных населенных пунктов предлагается подземный завод-модуль с производительностью по ТБПО до 50000 тонн в год, расположенный на глубине 10-20 м. Площадь, занимаемая таким модулем, составляет менее 0,5 га, его стоимость - порядка 20 млн. долларов США. При непрерывном круглосуточном режиме работы предприятия количество обслуживающего персонала может составить от 40 до 80 человек в зависимости от выбранной номенклатуры выпускаемой продукции.An underground plant-module with a capacity of TBPO up to 50,000 tons per year located at a depth of 10-20 m is proposed as the first head module of the TBPO processing system for large settlements. The area occupied by such a module is less than 0.5 ha, its cost is about 20 million US dollars. With a continuous round-the-clock operation of the enterprise, the number of service personnel can range from 40 to 80 people, depending on the selected product range.

Claims

1. A system for the integrated processing of solid household and industrial waste, containing means for the delivery and preparation of waste and a module for its treatment, including a vertical shaft furnace with devices for feeding waste, output of products for processing and production of electricity, characterized in that the vertical shaft furnace of the module consists of a storage furnace and the hearth parts equipped with refractory lining, and the middle part made of heat-resistant steel with the possibility of cooling its walls with a liquid metal coolant, to The circulation circuit of which includes a heat exchanger-steam generator, which is part of a steam turbine installation, moreover, oxygen blast lances are installed in the annular zone of the middle part of the shaft furnace connected to the outlet of the oxygen station, the shaft furnace output is connected through gasification products through a high-temperature filter and a cooling regenerative heat exchanger with a fuel inlet a generator set based on an internal combustion engine, the exhaust line of which is equipped with means to reduce toxicity and heat recovery la flue gas.

2. The system according to claim 1, characterized in that the vertical shaft furnace with metal and slag discharge lines, a heat exchanger-steam generator, a high-temperature filter and a cooling regenerative heat exchanger are located below ground level, and the metal discharge line from the hearth of the shaft furnace is connected to the casting device for the manufacture of intended products, and the slag production line is equipped with means for cooling and fractionation to obtain a cement clinker.

3. The system according to claim 1, characterized in that said circulation loop is filled with a heat carrier in the form of a lead-bismuth alloy, the cooling regenerative heat exchanger is filled with a nozzle made of metal balls, and means for utilizing the heat of the exhaust gases and reducing their toxicity include an ammonia steam turbine unit and an adsorber toxic components.