UA100960C2 - Installation for neutralization of solid household wastes - Google Patents
Installation for neutralization of solid household wastes Download PDFInfo
- Publication number
- UA100960C2 UA100960C2 UAA201205922A UAA201205922A UA100960C2 UA 100960 C2 UA100960 C2 UA 100960C2 UA A201205922 A UAA201205922 A UA A201205922A UA A201205922 A UAA201205922 A UA A201205922A UA 100960 C2 UA100960 C2 UA 100960C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- chamber
- afterburning
- reactor
- installation
- heat exchanger
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 22
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 12
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 9
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 244000141359 Malus pumila Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 235000021016 apples Nutrition 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Винахід належить до пристроїв для знешкодження твердих побутових відходів шляхом високотемпературної обробки і може бути використаний у системі житлово-комунального господарства.The invention belongs to devices for disposal of solid household waste by means of high-temperature treatment and can be used in the system of housing and communal services.
Відомий пристрій для знешкодження і знищення твердих відходів, переважно медицинських, що включає камеру газифікації з отворами для регульованої подачі кисневмісного газифікуючого агента і отворами для виведення газоподібних продуктів в камеру опалювання і камеру допалювання з отворами для введення вторинного повітря. Камера газифікації частково, тією своєю частиною, де розташована зона газифікації, занурена в камеру допалювання. Камера допалювання забезпечена теплообмінником. Для ініціювання процесу установка обладнана додатковим джерелом нагріву (наприклад, електронагрівачем). При переробці відходів, що містять шкідливі домішки, наприклад хлор і сірку, може додатково проводитися очищення димових газів та / або газоподібних продуктів, що виводяться із зони газифікації, від шкідливих газових домішок відомими методами, наприклад шляхом їх пропускання через шар крихти вапняку чи іншого матеріалу, що поглинає чи нейтралізує ці шкідливі домішки. Для того щоб зменшити кількість шкідливих викидів, пов'язаних з періодами запуску і зупинки печі-газифікатора, вона може бути забезпечена пристроями, що забезпечують під час її роботи порційне або безперервне завантаження відходів в камеру газифікації і видалення з неї золи та інших негорючих матеріалів. Для забезпечення необхідного рівня тяги установка містить пристрій створення тяги, наприклад, димосос або ежектор (патент на винахідA known device for the disposal and destruction of solid waste, mainly medical, which includes a gasification chamber with holes for the adjustable supply of an oxygen-containing gasifying agent and holes for the removal of gaseous products into the heating chamber and an afterburning chamber with holes for the introduction of secondary air. The gasification chamber is partially immersed in the afterburner chamber, with its part where the gasification zone is located. The afterburning chamber is equipped with a heat exchanger. To initiate the process, the installation is equipped with an additional heating source (for example, an electric heater). When processing waste containing harmful impurities, such as chlorine and sulfur, flue gases and/or gaseous products discharged from the gasification zone can be additionally cleaned of harmful gaseous impurities by known methods, for example by passing them through a layer of crushed limestone or other material , which absorbs or neutralizes these harmful impurities. In order to reduce the number of harmful emissions associated with the start-up and shutdown periods of the gasifier furnace, it can be equipped with devices that ensure during its operation portioned or continuous loading of waste into the gasification chamber and removal of ash and other non-combustible materials from it. To ensure the required level of traction, the installation contains a device for creating traction, for example, a smoke extractor or an ejector (patent on the invention
Ви 2089786, МПК Г23С25/00, опубл. 10.09.1997).You 2089786, IPC G23S25/00, publ. 10.09.1997).
Недоліками такого пристрою є те, що повітря на допалювання подають локально, що призводить до вкрай нерівномірного теплового поля в камері допалювання і зростання термічних напружень, коробления камери газифікації і корпусу камери допалювання в цілому.The disadvantages of such a device are that air for afterburning is supplied locally, which leads to an extremely uneven thermal field in the afterburning chamber and an increase in thermal stresses, warping of the gasification chamber and the body of the afterburning chamber as a whole.
Таке теплове поле дає нерівномірне теплове навантаження на камеру газифікації і призводить до негомогенного процесу газифікації. Розташування додаткових пристроїв нагріву для ініціювання процесу у камері допалювання, призводить до плавлення мінерального залишку і зашлаковування пристроїв нагріву. Крім того, виконання теплообмінників у вигляді труб дає малу площу теплообміну і вимагає створення підвищеного тиску (наприклад, з використанням вентиляторів високого тиску або системи з вентилятора або компресора), щоб через такийSuch a thermal field gives an uneven thermal load on the gasification chamber and leads to an inhomogeneous gasification process. The location of additional heating devices to initiate the process in the afterburning chamber leads to the melting of the mineral residue and slagging of the heating devices. In addition, the execution of heat exchangers in the form of pipes gives a small area of heat exchange and requires the creation of increased pressure (for example, using high-pressure fans or a system from a fan or compressor), so that due to such
Зо теплообмінник пройшла достатня кількість повітря.A sufficient amount of air has passed through the heat exchanger.
За найближчий аналог прийнята установка шахтного типу для утилізації твердих органічних відходів з внутрішнім допалюванням, що містить циліндричний реактор і подову частину, що встановлені з зазором, співвісні з реактором кільцеву камеру допалювання, що встановлена з утворенням зазору між нею та подовою частиною і має спільну стінку з реактором та кільцевий теплообмінник, що має спільну стінку з камерою допалювання. В нижній частині теплообмінник оснащений фурмами, які подають нагріте повітря у вертикальний канал для виходу рідкого мінерального залишку. У верхній частині реактора установка містить колектор для виходу продуктів горіння та пристосування для примусової подачі відходів. У камері допалювання газоподібні продукти піролізу, продукти горіння коксового залишку і повітря з зовнішнього теплообмінника допалюються, виділена теплова енергія нагріває з однієї сторони стінку реактора, а з іншої - повітря в теплообміннику через спільну стінку. При цьому газоподібні продукти піролізу надходять у камеру допалювання через зазор між стінкою реактора і подовою частиною, а повітря з теплообмінника надходить через отвори для подачі нагрітого повітря (деклараційний патент на корисну модель ОА 24044, МПК Г23С25/00, опубл. 11.06.2007. Бюл. Мо 8).The closest analogue is a mine-type installation for the disposal of solid organic waste with internal afterburning, which contains a cylindrical reactor and a bottom part installed with a gap, an annular afterburning chamber coaxial with the reactor, installed with the formation of a gap between it and the bottom part and having a common wall with a reactor and an annular heat exchanger, which has a common wall with the afterburner chamber. In the lower part, the heat exchanger is equipped with tuyeres, which supply heated air into a vertical channel for the exit of liquid mineral residue. In the upper part of the reactor, the installation contains a collector for the output of combustion products and a device for the forced supply of waste. In the afterburning chamber, gaseous pyrolysis products, coke residue combustion products, and air from the external heat exchanger are afterburned, the released thermal energy heats the reactor wall on one side, and the air in the heat exchanger through a common wall on the other. At the same time, the gaseous products of pyrolysis enter the afterburner through the gap between the reactor wall and the bottom part, and air from the heat exchanger enters through the holes for the supply of heated air (declaration patent for a utility model OA 24044, IPC G23С25/00, publ. 11.06.2007. Bull. Mo 8).
Недоліком найближчого аналога є те, що в камері допалювання досягається невисока температура і низька швидкість проходження газів. При проходженні піролізного газу та продуктів горіння через зазор між реактором та подовою частиною створюються поперечні потоки, свого роду повітряні відсікання, що призводить до запобігання проникненню нагрітого повітря через отвори і як результат створюється пробка і сильно гальмується рух газів, при цьому частина піролізного газу піднімається по реактору вгору і виходить в навколишнє середовище. Це призводить до нерівномірного по температурі та однорідності проходження процесу допалювання в об'ємі камери. З таким виконанням подачі газів на допалювання повітря в теплообміннику нагрівається максимум до 400 "С. Крім того, подача нагрітого повітря на допалювання через фурми у вертикальний канал для виходу рідкого мінерального залишку приводить до забезпечення процесу горіння коксового залишку лише в зоні подачі повітря (в зоні "яблука горіння") і до заморожування шлакового залишку на фурмах, так як різниця температур доходить до 400-500 С, при цьому для забезпечення подачі потрібної кількості повітря необхідно велику кількість фурм, які не поміщаються в один ряд навколо каналу. Крім 60 того, горизонтальне розташування трубопроводу для виходу продуктів допалювання приводить до зростання опору руху газів, тому при великій кількості продуктів горіння існує загроза утворення пробки. Ще суттєвими недоліками такої установки є високий ступінь забруднення вихідних газів діоксинами і фуранами, так як на виході не передбачено їх очищення, а завантаження відходів згори установки повністю виключає можливість візуального контролю і проведення профілактичних заходів без зупинки роботи.The disadvantage of the closest analogue is that in the afterburning chamber, a low temperature is reached and a low speed of gas passage. During the passage of pyrolysis gas and combustion products through the gap between the reactor and the bottom part, transverse flows are created, a kind of air cut-off, which leads to the prevention of the penetration of heated air through the holes and, as a result, a traffic jam is created and the movement of gases is strongly inhibited, while part of the pyrolysis gas rises along reactor up and goes into the environment. This leads to uneven temperature and homogeneity of the afterburning process in the volume of the chamber. With this execution of the supply of gases for afterburning, the air in the heat exchanger is heated to a maximum of 400 "C. In addition, the supply of heated air for afterburning through the nozzles into the vertical channel for the exit of the liquid mineral residue leads to ensuring the combustion process of the coke residue only in the air supply zone (in the zone "burning apples") and to the freezing of the slag residue on the lances, since the temperature difference reaches 400-500 C, while in order to ensure the supply of the required amount of air, a large number of lances are needed, which do not fit in one row around the channel. In addition, 60 the horizontal arrangement of the pipeline for the output of afterburning products leads to an increase in the resistance to the movement of gases, therefore, with a large number of combustion products, there is a risk of a traffic jam. Another significant disadvantage of such an installation is the high degree of contamination of the output gases with dioxins and furans, since there is no provision for their purification at the outlet, and loading waste from the top of the installation completely excludes the possibility the possibility of visual control and carrying out preventive measures without stopping work.
В основу винаходу поставлена задача створити таку установку для знешкодження відходів, в якій за рахунок конструктивних змін у камері допалювання та за рахунок подачі нагрітого повітря безпосередньо в горн досягається можливість підвищення температури допалювання шляхом подання з високою температурою продуктів горіння коксового залишку та повітря з одночасним забезпеченням підвищення швидкості змішування газів.The invention is based on the task of creating such an installation for waste disposal, in which, due to structural changes in the afterburning chamber and due to the supply of heated air directly into the furnace, it is possible to increase the afterburning temperature by supplying high-temperature products of combustion of coke residue and air while simultaneously ensuring an increase speed of gas mixing.
Поставлена задача вирішується тим, що запропонована установка для знешкодження твердих побутових відходів, яка містить реактор і подову частину, що встановлені з зазором, співвісні з реактором кільцеву камеру допалювання, що встановлена з утворенням зазору між нею та подовою частиною і має спільну стінку з реактором та кільцевий теплообмінник, що має спільну стінку з камерою допалювання, а також встановлені в подовій частині горн та фурми, які одним торцем з'єднані з теплообмінником, у якій, згідно з винаходом, камера допалювання та теплообмінник оснащені теплопровідними пластинами, встановленими паралельно одна до одної під кутом до горизонту, що не перевищує 45", камера допалювання додатково оснащена обичайкою, що перекриває зазор між камерою і подовою частиною, а фурми іншим торцем з'єднані безпосередньо з горном.The task is solved by the fact that the proposed installation for disposal of solid household waste, which contains a reactor and a bottom part installed with a gap, is coaxial with the reactor, an annular afterburning chamber is installed with the formation of a gap between it and the bottom part and has a common wall with the reactor and ring heat exchanger, which has a common wall with the afterburning chamber, and also installed in the bottom part of the furnace and tuyeres, which are connected to the heat exchanger at one end, in which, according to the invention, the afterburning chamber and the heat exchanger are equipped with heat-conducting plates installed parallel to each other at an angle to the horizon that does not exceed 45", the afterburning chamber is additionally equipped with a cover that covers the gap between the chamber and the bottom part, and the nozzles are connected directly to the furnace at the other end.
Теплообмінні пластини кріпляться по спіралі у камері допалювання до спільної стінки між реактором та камерою допалювання, а у теплообміннику - до стінки між камерою допалювання та теплообмінником. Встановлення таких пластин суттєво збільшує час та площу передачі тепла від високотемпературних продуктів допалювання до відходів та повітря.The heat exchange plates are attached spirally in the afterburning chamber to the common wall between the reactor and the afterburning chamber, and in the heat exchanger - to the wall between the afterburning chamber and the heat exchanger. Installation of such plates significantly increases the time and area of heat transfer from high-temperature afterburning products to waste and air.
Обичайка виконує роль теплового компенсатора при тепловому розширенні стінки між камерою допалювання та теплообмінником. Розташування обичайки всередині камери допалювання вирішує проблему подачі повітря у надлишку при співвідношенні до об'єму піролізних газів і газоподібних продуктів згорання коксового залишку як 2.5-5. При таких концентраціях синтез фуранів і діоксинів неможливий.The custom acts as a heat compensator during the thermal expansion of the wall between the afterburner chamber and the heat exchanger. The location of the nozzle inside the afterburning chamber solves the problem of air supply in excess at a ratio of 2.5-5 to the volume of pyrolysis gases and gaseous products of coke residue combustion. At such concentrations, the synthesis of furans and dioxins is impossible.
Зо Для можливості візуального контролю за роботою реактора під час його роботи (наприклад, утворення розпеченої подушки) та полегшення проведення профілактичних заходів без зупинки всієї установки (наприклад, очищення стінок реактора від нагару мінеральних легкоплавких складових відходів, усунення пробки і заторів у завантажувальному пристрої при попаданні в'язких, липких або довговолокнистих відходів) та завдяки відсутності викидів диму і пари з верхньої частини реактора, торцева кришка виконана відкидною.З For the possibility of visual control of the operation of the reactor during its operation (for example, the formation of a hot pillow) and to facilitate the implementation of preventive measures without stopping the entire installation (for example, cleaning the walls of the reactor from the soot of mineral fusible component waste, eliminating the plug and jams in the loading device in the event of an impact viscous, sticky or long-fibrous waste) and due to the absence of smoke and steam emissions from the upper part of the reactor, the end cover is hinged.
Повітря для підтримки процесу горіння подається безпосередньо в горн по фурмах, що встановлені у подовій частині. Така подача нагрітого повітря забезпечує повне рівномірне горіння по всьому перерізу горна. У переважному варіанті сумарна площа виходу фурм повинна становити 5-20 95 площі перерізу горна. Сумарна площа виходу фурм менше 595 площі перерізу горна не забезпечує подачі необхідної кількості нагрітого повітря на горіння коксового залишку, тому температура в зонах горіння недостатня для підтримки роботи установки, відбувається поступове зниження температури і скорочення об'єму реакційної зони. Процес горіння переходить в процес тління. Перевищення площі виходу фурм понад 20 95 призводить до задування зони горіння.Air to support the combustion process is supplied directly to the furnace through nozzles installed in the bottom part. This supply of heated air ensures complete and uniform combustion over the entire section of the furnace. In the preferred option, the total area of the exit of the lances should be 5-20 95 of the cross-sectional area of the mine. The total area of the exit of the lances is less than 595 of the cross-sectional area of the furnace does not ensure the supply of the necessary amount of heated air for the combustion of coke residue, therefore the temperature in the combustion zones is insufficient to support the operation of the installation, there is a gradual decrease in temperature and a reduction in the volume of the reaction zone. The burning process turns into a smoldering process. Exceeding the exit area of the lances by more than 20 95 leads to the blowing of the combustion zone.
Для забезпечення рівномірного розкладання продуктів випаровування глибина горну належить до висоти зони горіння як 0.7-1.1. Глибина горну понад 1,1 висоти зони горіння призводить до того, що пар, який утворився в реакторі, не піддається впливу високої температури, шкідливі органічні випаровування не розпадаються і потрапляють у навколишнє середовище, порушуючи екологічні та санітарні норми. Глибина горну менше 0,7 висоти зони горіння призводить до недопалюванню продуктів випаровування, що теж спричиняє підвищення кількості шкідливих викидів в навколишнє середовище.To ensure uniform decomposition of evaporation products, the depth of the furnace corresponds to the height of the combustion zone as 0.7-1.1. The depth of the pit is more than 1.1 times the height of the combustion zone, which means that the steam generated in the reactor is not exposed to high temperature, harmful organic vapors do not disintegrate and enter the environment, violating ecological and sanitary standards. The depth of the pit is less than 0.7 of the height of the combustion zone, which leads to underburning of the evaporation products, which also causes an increase in the number of harmful emissions into the environment.
Для забезпечення утворення тяги установка містить систему з димоходу, пароутворювача та димососа. Примусове видалення продуктів допалювання сприяє значному прискоренню процесу горіння піролізного газу, так як приводить до більш повного і швидкого підводу повітря в камеру допалювання. Завдяки швидкому підводу повітря температура реакції підвищується.To ensure the formation of draft, the installation contains a system of a chimney, a steam generator and a smoke extractor. Forced removal of post-combustion products contributes to a significant acceleration of the combustion process of pyrolysis gas, as it leads to a more complete and rapid supply of air to the post-combustion chamber. Due to the rapid supply of air, the reaction temperature rises.
Підвищення температури реакції допалювання приводить до розпаду шкідливих складових ТПВ і сприяє підвищенню швидкості реакцій, а отже і продуктивності установки в цілому.An increase in the temperature of the afterburning reaction leads to the breakdown of harmful components of solid waste and contributes to an increase in the speed of reactions, and therefore the productivity of the installation as a whole.
Для забезпечення очистки вихідних газів установка містить систему очищення продуктів допалювання. У переважному варіанті для забезпечення швидкого охолодження, "промивання" бо газів та нейтралізації сірки та хлору використовують мокрий скрубер.To ensure the cleaning of the exhaust gases, the installation includes a system for cleaning the afterburning products. In the preferred version, a wet scrubber is used to ensure rapid cooling, "washing" of gases and neutralization of sulfur and chlorine.
Установка димососа на скрубері забезпечує надійне видалення не тільки диму з зони горіння, а й парів, які утворюються у верхній частині реактора. Надійне видалення диму і пари робить установку екологічно безпечною.Installing a smoke extractor on the scrubber ensures reliable removal of not only smoke from the combustion zone, but also vapors that are formed in the upper part of the reactor. Reliable removal of smoke and steam makes the installation environmentally safe.
Для полегшення створення тяги і для забезпечення зниження температури вихідних газів у димоході встановлюють пароутворювач, оснащений соплами підведення води і виходу пар.To facilitate the creation of draft and to ensure a decrease in the temperature of the outgoing gases, a steam generator equipped with water inlet and steam outlet nozzles is installed in the chimney.
Випаровування води при робочих температурах приводить до утворення перегрітої пари, яка з великою швидкістю викидається з сопла і ежектує дим з установки. При цьому ефективність може бути достатньою для відключення димососа. Тобто установка може працювати завдяки відсмоктуванню диму ежекцією. Таким чином створюється можливість автономної роботи установки без споживання електричної енергії.The evaporation of water at operating temperatures leads to the formation of superheated steam, which is ejected from the nozzle at a high speed and ejects smoke from the installation. At the same time, the efficiency may be sufficient to disable the smoke extractor. That is, the installation can work thanks to smoke extraction by ejection. In this way, the possibility of autonomous operation of the installation without the consumption of electricity is created.
Для забезпечення рівномірного та безперешкодного виведення димових газів з камери допалювання димохід встановлений під кутом 3-507 до горизонту по напрямку руху диму. Кут нахилу димоходу менше 3" призводить до значного опору руху газів, аж до замикання, тому система евакуації продуктів допалювання порушується, що призводить до необхідності встановлення більш потужних димососів і неможливості автономної роботи на паровому ежекторі. Збільшення кута нахилу понад 507" не призводить до підвищення ефективності теплової роботи реактора, проте конструкція установки скрубера значно ускладнюється у зв'язку з необхідністю його монтажу на великій висоті, що ускладнює його обслуговування. Крім того, через переміщення центру ваги вгору знижується конструктивна стійкість всієї установки.To ensure uniform and unhindered removal of flue gases from the afterburner chamber, the chimney is installed at an angle of 3-507 to the horizon in the direction of smoke movement. An angle of inclination of the chimney of less than 3" leads to a significant resistance to the movement of gases, up to closing, so the evacuation system of afterburning products is disturbed, which leads to the need to install more powerful smoke extractors and the impossibility of autonomous operation on the steam ejector. An increase in the angle of inclination above 507" does not lead to an increase efficiency of the thermal operation of the reactor, however, the design of the scrubber installation is significantly complicated due to the need for its installation at a high altitude, which complicates its maintenance. In addition, due to the upward movement of the center of gravity, the structural stability of the entire installation decreases.
Розташування димоходу тангенціально в напрямку руху газів з камери допалювання сприяє віддентровому ефекту евакуації димових газів з установки, що в свою чергу, істотно знижує навантаження на димосос отже, потужність двигуна може бути знижена, а при ефективній роботі пароутворювача виведення диму може проводитися без димососа.The location of the chimney tangentially in the direction of the movement of gases from the afterburning chamber contributes to the odden effect of the evacuation of flue gases from the installation, which in turn significantly reduces the load on the smoke extractor, therefore, the power of the engine can be reduced, and with the efficient operation of the steam generator, smoke removal can be carried out without a smoke extractor.
Для забезпечення безперервної роботи завантажувальний пристрій розташований збоку від реактора.To ensure continuous operation, the loading device is located on the side of the reactor.
Для забезпечення повного проходження процесу допалювання площа перерізу димоходу належить до площі фурм.To ensure the complete completion of the afterburning process, the cross-sectional area of the chimney belongs to the area of the nozzles.
В оптимальному варіанті площа перерізу димоходу більша від площі виходу фурм у 3-10 разів. Площа перерізу димоходу менше З площ перерізу фурм приводить до того, що надлишокIn the optimal version, the cross-sectional area of the chimney is 3-10 times larger than the exit area of the nozzles. The cross-sectional area of the chimney is less than the cross-sectional area of the tuyeres leads to the fact that the excess
Зо продуктів горіння і пара, що утворилася при сушінні ТПВ в реакторі, будуть евакуюватися через верх реактора і завантажувальний пристрій в навколишнє середовище. Утворена в процесі сушіння пара містить велику кількість шкідливих речовин, тому вихід пари за межі установки робить її невідповідною санітарним нормам. При площі перерізу понад 10 перерізів фурм відбувається занадто швидка евакуація продуктів допалювання. При цьому швидкість руху продуктів допалювання така, що теплообмін між димом і стінкою теплообмінника недостатній, температура газів, що надходять на скрубер, дуже висока (понад 7007). Отже, час на охолодження газів недостатній для запобігання утворенню нових шкідливих сполук типу діоксин або фуран. Крім того, вода у відстійнику під скрубером швидко нагрівається і закипає. Слід зазначити, що процес допалювання піролізного газу та продуктів горіння в камері допалювання не встигає повністю завершитися, допалювання продовжується в скрубері, тому ефективність рекуперації тепла відхідних газів істотно знижується. В цілому теплова робота установки погіршується.Combustion products and steam formed during MSW drying in the reactor will be evacuated through the top of the reactor and the loading device into the environment. The steam generated in the drying process contains a large amount of harmful substances, therefore, the steam escaping outside the installation makes it non-compliant with sanitary standards. With a cross-sectional area of more than 10 tuyere cross-sections, too fast evacuation of post-combustion products occurs. At the same time, the speed of movement of the afterburning products is such that the heat exchange between the smoke and the wall of the heat exchanger is insufficient, the temperature of the gases entering the scrubber is very high (over 7007). Therefore, the time for gas cooling is insufficient to prevent the formation of new harmful compounds such as dioxin or furan. In addition, the water in the sump under the scrubber quickly heats up and boils. It should be noted that the afterburning process of pyrolysis gas and combustion products in the afterburning chamber does not have time to be completely completed, afterburning continues in the scrubber, so the efficiency of waste gas heat recovery is significantly reduced. In general, the thermal performance of the installation deteriorates.
Винахід пояснюється кресленнями, деThe invention is explained by drawings, where
На фіг. 1 зображений загальний вид установки для знешкодження твердих побутових відходів;In fig. 1 shows the general view of the installation for disposal of solid household waste;
На фіг. 2 зображена схема подання повітря та відведення диму в установці;In fig. 2 shows the scheme of air supply and smoke removal in the installation;
На фіг. З зображена частина установки у місці розташування обичайки у збільшеному вигляді.In fig. C shows the part of the installation in the location of the custom in an enlarged view.
Установка для знешкодження твердих побутових відходів складається з реактора 3, який пов'язаний через живильник 2 з приймальним бункером 1, повітряного теплообмінника 7 і кільцевої камери допалювання 5 між реактором З і теплообмінником 7. Камера допалювання 5 і теплообмінник 7 оснащені теплообмінними пластинами 14, які встановлені під певним кутом, а між ними міститься перегородка 22. Теплова перегородка 22 оснащена обичайкою 25, що утворює тепловий компенсатор. Реактор З обладнаний у верхній частині відкидною кришкою 4, а в нижній - подом 15 з горном 16. Камера допалювання 5 у верхній частині оснащена димоходом б, що містить паровипаровувач 8, який обладнаний соплами виходу пари і підведення води (на кресленні не показані). В нижній частині димового теплообмінника утворений зазор 23 з реактором 3, горном 16. Димохід 6 з'єднаний з мокрим скрубером 11, який оснащений димососом 10. Скрубер 11 в нижній частині оснащений зливною трубою 12 і бо відстійником 21. Повітряний теплообмінник 7 у верхній частині обладнаний патрубком 9 для подачі повітря. Горн 16 зафутерований в подовій частині 15 вогнетривкою футерівкою 18. Зовні реактор З та подова частина 15 покриті теплоізоляцією 13. У футерівку 18 вбудовані фурми 17, які одним кінцем з'єднані з повітряним теплообмінником 7, а іншим - з нижньою частиною горна 16. Горн 16 оснащений в нижній частині трубою 19, яка виходить у відстійник 20, що виконує роль гідрозатвора. Труба 19 оснащена розпалювальним патрубком 24.The installation for the disposal of solid household waste consists of a reactor 3, which is connected through a feeder 2 with a receiving hopper 1, an air heat exchanger 7 and an annular post-combustion chamber 5 between the reactor C and the heat exchanger 7. The post-combustion chamber 5 and the heat exchanger 7 are equipped with heat exchange plates 14, which are installed at a certain angle, and between them there is a partition 22. The thermal partition 22 is equipped with a sleeve 25, which forms a thermal compensator. Reactor C is equipped in the upper part with a hinged cover 4, and in the lower part - a platform 15 with a furnace 16. The post-combustion chamber 5 in the upper part is equipped with a chimney b containing a steam evaporator 8, which is equipped with steam outlet and water supply nozzles (not shown in the drawing). In the lower part of the smoke heat exchanger, a gap 23 is formed with reactor 3, furnace 16. Chimney 6 is connected to a wet scrubber 11, which is equipped with a smoke cleaner 10. The scrubber 11 in the lower part is equipped with a drain pipe 12 and a sump 21. Air heat exchanger 7 in the upper part equipped with nozzle 9 for air supply. The furnace 16 is lined in the bottom part 15 with a refractory lining 18. On the outside, reactor C and the bottom part 15 are covered with thermal insulation 13. In the lining 18, nozzles 17 are built in, which are connected at one end to the air heat exchanger 7, and at the other end to the lower part of the furnace 16. The furnace 16 is equipped in the lower part with a pipe 19, which goes into a sump 20, which acts as a hydraulic seal. Pipe 19 is equipped with an ignition nozzle 24.
Установка по знешкодженню твердих побутових відходів працює наступним чином:The installation for disposal of solid household waste works as follows:
В горн 16 завантажують горючі матеріали, наприклад деревину, картон, промаслене ганчір'я або кокс. У розпалювальний патрубок 24 вставляють пальник і полум'ям пальника знизу підпалюють горючий матеріал. Газоподібні продукти горіння з горні 16 попадають за рахунок тяги, що створюється димососом 10, у камеру допалювання 5 через зазор 23, де тепло від продуктів горіння передається через теплообмінні пластини 14 до стінки реактора З і повітряного теплообмінника 7. Після того, як у горні 16 утворюється розпечена подушка (контроль утворення розпеченої подушки і контроль всього процесу візуально можливий за рахунок відкидної кришки 4), починають подавати відходи: відходи завантажують у приймальний бункер 1 і живильником 2 проштовхують в реактор 3. По реактору відходи потрапляють на розпечену подушку. Розпалювальний патрубок закривають і починають подавати повітря через повітряний патрубок 9 у повітряний теплообмінник 7, де повітря нагрівається (виміри показали температуру 800 -- 850 "С) і через фурми 17 потрапляє в горн 16, а через тепловий компенсатор (утворений тепловою перегородкою 22 і обичайкою 25) - у камеру допалювання 5. У реакторі З зі зростанням температури починається процес піролізу, в результаті чого утворюється пар, піролізний газ і коксовий залишок.Combustible materials, such as wood, cardboard, oiled rags or coke, are loaded into the furnace 16. A burner is inserted into the ignition nozzle 24 and the combustible material is ignited with the flame of the burner from below. Gaseous combustion products from the furnace 16 enter the afterburning chamber 5 through the gap 23 due to the draft created by the chimney 10, where the heat from the combustion products is transferred through the heat exchange plates 14 to the wall of the reactor Z and the air heat exchanger 7. After the furnace 16 a red-hot pillow is formed (control of the formation of a red-hot pillow and control of the entire process is visually possible due to the hinged lid 4), waste begins to be fed: the waste is loaded into the receiving hopper 1 and pushed into the reactor 3 by the feeder 2. Through the reactor, the waste falls onto the red-hot pillow. The ignition nozzle is closed and air is started to be supplied through the air nozzle 9 to the air heat exchanger 7, where the air is heated (the measurements showed a temperature of 800--850 "C) and through the tuyeres 17 enters the furnace 16, and through the thermal compensator (formed by the thermal partition 22 and the 25) - into the afterburner chamber 5. In reactor C, the pyrolysis process begins as the temperature rises, as a result of which steam, pyrolysis gas and coke residue are formed.
Пар і піролізний газ за рахунок тяги, яку створює димосос 10, попадають у камеру допалювання через зазор 23. У камері допалювання 5 піролізний газ, пар та продукти горіння взаємодіють з нагрітим повітрям і допалюються, в результаті чого виділяється велика кількість тепла. Продукти допалювання, піднімаючись догори по спіралі за рахунок розташування теплообмінних пластинок 14 під певним кутом, що збільшує час перебування їх у камері 5 і повноту передачі тепла, передають тепло реактору З і повітряному теплообміннику 7 і через димохід б потрапляють у мокрий скрубер 11. Аналогічно повітря через патрубок 9 рухається вниз по спіралі по теплообміннику 7, поступово нагріваючись. При виході на режим, колиSteam and pyrolysis gas, due to the draft created by the smoke extractor 10, enter the post-combustion chamber through the gap 23. In the post-combustion chamber 5, pyrolysis gas, steam and combustion products interact with the heated air and are combusted, as a result of which a large amount of heat is released. Afterburning products, rising up the spiral due to the location of the heat exchange plates 14 at a certain angle, which increases the time they stay in the chamber 5 and the completeness of heat transfer, transfer heat to the reactor C and the air heat exchanger 7 and through the chimney b enter the wet scrubber 11. Similarly, air through the nozzle 9, it moves down the spiral through the heat exchanger 7, gradually heating up. When entering the when mode
Зо утворюється велика кількість газу на виході, при необхідності подають воду на паровипаровувач 8, і за рахунок створення ежекції збільшують тягу у камері допалювання 5. У мокрому скрубері 11 вихідний газ швидко охолоджують до температури не вище 150 "С і очищують від домішок.A large amount of gas is formed at the outlet, if necessary, water is supplied to the steam evaporator 8, and due to the creation of ejection, the draft in the afterburner chamber 5 is increased. In the wet scrubber 11, the outlet gas is quickly cooled to a temperature not higher than 150 "C and cleaned of impurities.
Мокре охолодження забезпечує не тільки швидке охолодження (253 с), що запобігає синтезу діоксинів і фуранів, а і промивання газу від сірки, хлору та пилу. Очищений пар їі газ, що задовольняє санітарні та екологічні норми, потрапляє в навколишнє середовище. Вода зливається по трубі 12 у відстійник 21, де фільтрується, охолоджується і знову подається у скрубер 11.Wet cooling provides not only rapid cooling (253 s), which prevents the synthesis of dioxins and furans, but also washing of gas from sulfur, chlorine and dust. Purified steam and gas that meets sanitary and environmental standards enters the environment. The water flows through the pipe 12 into the sump 21, where it is filtered, cooled and fed back into the scrubber 11.
Коксовий залишок опускається в горн, де взаємодіє з киснем нагрітого повітря і горить при температурі більше 1200 "С. Використання нагрітого повітря піднімає фізичну температуру горіння коксового залишку (виміри температури показали 1400-1500 С), що забезпечує збільшення теплового навантаження, швидкості проходження процесу піролізу і продуктивність установки в цілому.The coke residue is lowered into the furnace, where it interacts with the oxygen of the heated air and burns at a temperature of more than 1200 "C. The use of heated air raises the physical temperature of the combustion of the coke residue (temperature measurements showed 1400-1500 C), which ensures an increase in the heat load, the speed of the pyrolysis process and the performance of the installation as a whole.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201205922A UA100960C2 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Installation for neutralization of solid household wastes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201205922A UA100960C2 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Installation for neutralization of solid household wastes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA100960C2 true UA100960C2 (en) | 2013-02-11 |
Family
ID=51586796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201205922A UA100960C2 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Installation for neutralization of solid household wastes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA100960C2 (en) |
-
2012
- 2012-05-15 UA UAA201205922A patent/UA100960C2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6824745B2 (en) | Carbonization furnace and pyrolysis furnace, as well as water gas generation system, hydrogen gas generation system, and power generation system | |
JP4950554B2 (en) | Gasification combustion equipment | |
CN105135437A (en) | Household garbage lack oxygen gasification and combustion integration type tri-treatment (reduction, harmless treatment and resourceful treatment) processing device and method | |
CN104919248B (en) | Utilize the centrifugation burner by region of combustion air flow | |
KR100780700B1 (en) | Boiler for solid fuel | |
CN104913313B (en) | Novel pyrolytic gasification and melting environment-friendly stove and the method that garbage is processed thereof | |
CN106338068A (en) | Household garbage pyrolysis and gasification processing system | |
CN110454798B (en) | Garbage incinerator and garbage incinerator waste heat recovery system | |
JP6759492B2 (en) | Carbide production equipment, carbide production methods, and carbide production systems | |
CN105114956A (en) | High-temperature rubbish gasification power generation system | |
KR101788165B1 (en) | high temperature incinerator of high molecule waste | |
EA025685B1 (en) | Combustion device | |
CN201014475Y (en) | Solid fuel gasification combustion boiler | |
CN106989401A (en) | Incinerator apptss | |
JP4589832B2 (en) | Incinerator | |
CN204943498U (en) | High temperature garbage gasification power generation system | |
RU139257U1 (en) | INSTALLATION OF SOLID WASTE DISPOSAL | |
RU2645029C1 (en) | Plant for thermal decomposition of unsorted solid organic wastes | |
UA100960C2 (en) | Installation for neutralization of solid household wastes | |
UA74537U (en) | Installation for solid domestic wastes neutralization | |
CN206709083U (en) | A kind of garbage pyrolysis gasification incinerator | |
CN201697112U (en) | Boiler combusting biomass fuel gas | |
CN105066111A (en) | High-temperature gasification burner boiler for biomass | |
JP2016121252A (en) | Carbonization furnace, aqueous gas generation system, and control method of carbonization furnace | |
JP2016121255A (en) | Carbonization furnace and water gas generating system |