UA32554U - Мобільна універсальна установка термічної утилізації твердих органічних відходів - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель стосується термічної утилізації твердих органічних відходів, переважно зношених 2 автомобільних шин, з отриманням альтернативних видів палива, і може бути застосовано також для утилізації будь-яких органічних відходів, що утворюються, як в сільському господарстві, так і в комунальному, для вирішення місцевих енергетичних і екологічних проблем.

Відома установка для низькотемпературної конверсії органічних промислових відходів і компонентів побутового сміття, з отриманням твердих, рідких і газоподібних палив |заявка ФРН, 380502 МПК СО2Р11/10, 70 публ.08.03. 89г|), яка має піролізний котел, в корпусі якого горизонтально встановлена реторта, систему завантаження відходів і вивантаження твердого залишку піролізу, розміщені в протилежних кінцях реторти, механізм переміщення відходів в реторті - стрічковий металевий транспортер, зовнішню камеру згорання органічного матеріалу з трубчастим розподільником теплоносія рівномірно по довжині реторти, розміщеним в нижній частині котла, патрубок виходу парогазової суміші з реторти, сполучений трубопроводом з 79 конденсатором, при цьому, частина газу з конденсатора по байпасному трубопроводу має можливість повернення в реторту.

Ознаки, які співпадають з істотними ознаками установки, що заявляється; - піролізна піч, в корпусі якої горизонтально встановлена реторта; - система завантаження органічних відходів і вивантаження твердого залишку піролізу; - камера згорання органічного матеріалу, з трубчастим розподільником теплоносія рівномірно по довжині реторти, розміщеним в нижній частині печі; - патрубок виходу парогазової суміші з реторти, сполучений трубопроводом з конденсатором;

Причини, що перешкоджають отриманню необхідного результату.

Дана установка застосовна і продуктивна для утилізації органічних відходів тільки в гранульованій і порошкоподібній формі, як і сказано в патентній заявці, що виключає її застосування для утилізації зношених 2 автомобільних шин в кусковому і цілому вигляді, безпосередньо на місці їх утворення або скупчення.

Використання електрики для приводів металевого стрічкового конвеєра, шнекової системи завантаження відходів і вивантаження твердого залишку, зменшує ступінь енергетичної автономності установки, а забезпечення герметизації приводів і системи завантаження і вивантаження при достатньо високих - температурах (до 4002) значно ускладнює конструкцію установки і знижує надійність її роботи. ю

За прототип прийнята установка "Промислові котли" |заявка Великобританії 4 1549187 МПК Р22/18, публ. 1979г.), яка в одному із заявлених варіантів, по технічній суті, найбільш близька до технічного рішення, що юю заявляється. Га

Промисловий котел-парогенератор, представляє собою комбінацію парового котла і піролітичної реторти і має вигляд розташованого горизонтально металевого циліндрового корпусу, усередині якого, з одного торця о розміщена водяна порожнина з димогарними трубами і під нею розташована камера згорання з газовим або газорідинним пальником і колосниками, а зверху корпусу розташований пристрій подачі твердого палива на колосники і встановлений патрубок виходу димових газів, з іншого торця корпусу, розміщена циліндрова реторта «4, з шнековою системою завантаження органічного матеріалу і вивантаження твердого залишку піролізу і 70 патрубком для виходу парогазової суміші, сполученим з теплообмінником-конденсатором, при цьому, продукти в) с піролізу мають можливість надходження в камеру згорання парогенератора; парогазові до пальника, твердий

Із» залишок до пристрою подачі твердого палива на колосники.

Ознаки, співпадаючі з істотними ознаками установки, що заявляється; - містить розташований горизонтально металевий корпус; 75 - зверху корпусу встановлений патрубок виходу димових газів; іні - у корпусі розміщена водяна порожнина і організована камера згорання з газовим або газорідинним км пальником і колосником і розташований пристрій подачі твердого палива на колосники; - у корпусі горизонтально розміщена реторта з системою завантаження органічного матеріалу, вивантаження о твердого залишку піролізу і патрубком для виходу парогазової суміші; с 50 - парогазова суміш має можливість надходження в камеру згорання до пальника.

Причини, що перешкоджають отриманню необхідного результату: їз» У відомій установці розміщення власне котла і піролітичної реторти послідовно один за одним в корпусі, значно збільшують не тільки подовжній габарит установки, але і теплотехнічні втрати, що позначається на загальному к.к.д. установки. 99 Використання електроприводів в шнекової системі завантаження твердого органічного матеріалу і с вивантаження твердого залишку піролізу, подачі твердого палива на колосники реторти, знижують ступінь незалежності парогенератора від зовнішніх джерел енергії, а необхідність підготовки органічних відходів до піролізу, а це, в основному, їх подрібнення, приводить до великих енерговитрат, які стають порівнянними за вартістю з отримуваними в процесі піролізу паливними продуктами. 60 Все це не дозволяє використовувати парогенератор в мобільному варіанті для утилізації невеликих локальних об'ємів органічного матеріалу (відходів), і в першу чергу, це стосується утилізації зношених покришок безпосередньо на місцях їх експлуатації, на автобазах, автопідприємствах і на несанкціонованих звалищах.

В основу корисної моделі поставлено завдання створення малогабаритної, простої по конструкції і надійної 62 в експлуатації, з максимальним рівнем незалежності від зовнішніх енергоносіїв, мобільної піролізної установки для утилізації органічних відходів, переважно зношених автошин, як в цілому вигляді, так і шматковому, з отриманням альтернативних палив; твердих, рідких і газоподібних і тепло, що не виключає її застосування для отримання палив з будь-яких органічних відходів, а також використання як екологічно чистого крематорію інфікованих тварин і птахів.

Суть корисної моделі полягає в тому, що мобільна універсальна установка термічної утилізації твердих органічних відходів переважно зношених автомобільних шин, містить котел-утилізатор, конденсаторний блок, де котел-утилізатор включає в себе металевий корпус, встановлений горизонтально з патрубком виходу димових газів вгорі, в корпусі розміщена горизонтально реторта з патрубком виходу парогазової суміші і системою /о завантаження відходів і вивантаження твердого залишку, водяна порожнина і камера згорання, забезпечена колосниками, газовими або газорідинними пальником і пристроєм для завантаження твердого палива, парогазова суміш має можливість надходження по трубопроводу безпосередньо в камеру згорання до пальника, при цьому, котел-утилізатор встановлений на зварній рамній підставі, виконаний із стандартних металевих профілів, корпус котла-утилізатора зверху виконаний у вигляді напівциліндра і по утворюючій має водяну 7/5 Сорочку, а система загрузки відходів і вигрузки твердого залишку вдає із себе герметизуючу поворотну водоохолоджувану кришку, розташовану із зовнішнього торця реторти, встановленої в корпусі консольно, забезпеченої на консольній частині приварним бугелем, а корпус забезпечений відповідною йому що направляє, в камері згорання пальник встановлений над колосником реторти, і на реторті встановлений змінний полум'ягазорозсіювач, патрубок виходу димових газів безпосередньо сполучений з димарем, що складається з 2о верхньої частини, забезпеченої тросовими розтяжками і нижньої, причому, нижня частина димаря має водяну сорочку, і об'єднані сполучними трубопроводами разом з водяною сорочкою корпусу і водяною порожниною водоохолоджуваної кришки вони утворюють водяну порожнину котла, у варіантах установка може містити в своєму складі колону ректифікації, сполучену безпосередньо з патрубком виходу парогазової суміші, минувши конденсаторний блок, водяний затвор встановлений, наприклад, на задній стінці корпусу котла, сполучений ов трубопроводами з пальником і газопроводом.

Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками установки, що заявляється, і технічними ші результатами необхідно відзначити наступне:

Розміщення корпусу котла-утилізатора горизонтально, а в нім і реторти з поворотною і герметизуючою кришкою дозволило відмовитися від складних і енергоємних систем завантаження органічних відходів, особливо, «г зо таких, як автошини в цілому вигляді, і вивантаження твердого залишку після їх піролізу.

Установка реторти консольно, з нерухомою опорою на передню стінку корпусу і з рухомою опорою бугеля на М консольній частині, вирішує не тільки компенсацію температурних деформацій, але і спрощує технологію збірки і ю ремонту котла, притому, що задня стінка корпусу виконана роз'ємною.

Виконання металевого корпусу зверху у вигляді напівциліндра спростило технологію виготовлення водяної с

Зв сорочки, яка виконує подвійну функцію; охолоджування корпусу і організації водяної порожнини власне котла, с об'єднанням трубопроводами разом з водяною сорочкою нижньої частини димаря, і водоохолоджуваною порожниною кришки реторти.

При такому розміщенні піролітичної реторти і власне котла, з єдиною камерою згорання, дозволило максимально використовувати, як внутрішній об'єм корпусу котла, так і теплова ефективність камери згорання і «

Зрештою зменшити габарити всього котла-утилізатора в порівнянні з прототипом майже в два рази і підвищити - с к.к.д. на 25-2890.

З'єднання патрубка виходу димових газів безпосередньо з димарем, виконаним з шарнірним з'єднанням з нижньої і верхньої частини, яка забезпечена тросовими розтяжками, дозволяє оперативно укласти її на кронштейн з напівциліндровим жолобом (пазом), встановленим на корпусі, при цьому, тросові розтяжки ВИиКОНують роль кріпильних розтяжок всього котла-утилізатора при його транспортуванні автомобілем. со Рішення здійснення ручного завантаження твердого палива через топкові дверці з оглядовим вікном на швидкознімній задній стінці корпусу продиктовано загальною метою досягнення незалежності установки, Її ко мобільності, простоти, надійності і дешевизни. сл У корпусі котла є камера згорання з колосником, газовим або газорідинним пальником, з метою організації роботи на будь-якому виді палива, газоподібному, рідкому і твердому, як місцевому, так і своєму, що 1 виробляється в процесі піролізу. Пальник встановлений співвісно реторті над решіткою, а на реторті ль встановлений змінний полум'ягазовідбивач для рівномірного оптимального нагріву реторти і забезпечення охолоджування корпусу котла.

Піроліз - процес виборчий і залежно від виду органічних відходів і цілей піролізу, установка може містити ов В своєму складі колону ректифікації, сполучену з патрубком виходу парогазової суміші, минувши конденсаторний блок, і водяний затвор, який може бути встановлений, наприклад на задній стінці корпусу котла. с В цілях більшої універсальності установки, вона може містити і використовувати для запуску і виходу на регламентні параметри піролізу (450-50022), автономну газобалонну установку, що має можливість з'єднання з пальником камери згорання, на об'єктах, де немає взагалі будь-якого палива, придатного для запуску установки. во Котел-утилізатор в зборі розміщений на зварній рамній підставі, виготовленим із стандартних металевих профілів, який за допомогою автокрана може бути встановлений, як в кузові вантажного автомобіля, такі в чотириколісному причепі разом з іншими складовими частинами установки; сполучними трубопроводами, арматурою, приймальними ємностями для рідкого палива і твердого залишку, і транспортуватися на будь-які об'єкти, що мають локальні органічні відходи, є мобільний оперативний універсальний незалежний модуль б5 утилізації.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 - зображений загальний вид котла-утилізатора з подовжнім розрізом; на Фіг.2 - вигляд А на задню стінку котла-утилізатора; на Фіг.3 - зображена технологічна схема установки, на якій стрілками позначені потоки: О - відходи; ПГО- парогазовая суміш; ПГ - піролізний газ; П - природний газ; Д - димові гази; ХВ- холодна вода; ГВ - гаряча вода; ТО - твердий залишок (пірокарбон); КП- запобіжний клапан; Т- термометр; Мн - манометр; У - вентиль.

Установка складається з котла-утилізатора 1 і конденсатора 2, при цьому, котел встановлений горизонтально, містить зверху напівциліндровий металевий корпус З (Фіг.1 і Фіг.2), з футерованим зсередини, передньою 4 і задньою 5 стінкою, патрубком виходу димових газів 6, з водяною сорочкою по створюючій 7, в корпусі консольно встановлена піролітична реторта 8 з патрубком виходу парогазової суміші 9. Котел-утилізатор зм 1 встановлений на зварній рамній підставі 10, забезпеченому вантажозахватними пристосуваннями і кріпленнями. Патрубок виходу димових газів б сполучений з димарем 11, нижня частина якої забезпечена водяною сорочкою 12. Димар має розтяжки 13 і виконаний секційною з шарнірним з'єднанням 14, а корпус забезпечений кронштейном з жолобом 15 для труби. Реторта 8 встановлена на передній стінці котла 4 нерухомо, а на консольній частині містить бугель 16 що контактує з відповідною направляючої 17 на корпусі. 7/5 Зовнішній торець реторти забезпечений герметизуючою поворотною кришкою 18 з водоохолоджуваною порожниною 19. Об'єднана трубопроводами 20 з водяною сорочкою 7 корпуси і сорочкою 12 димаря вони утворюють загальну водяну порожнину котла-утилізатора (див. Фіг.3). Пристрій завантаження твердого палива представляє двохстворчаті дверці 21 з вікном 22 в задній стінці 5 корпуса котла, а нижче розміщені дверці зольника 23. Камера згорання має колосник 24, над яким розміщена по осі і уздовж реторти газовий або газорідинний пальник 25, а над нею на реторті встановлений полум'ягазорозсіювач 26. Технологічна схема установки (Фіг.3) складається з котла-утилізатора в зборі 1, конденсатора 2, водяного затвора 27, колони ректифікації 28 з приймальними ємностями для рідких паливних фракцій; Б - бензин, До - керосин, М - мазут, автономною газобалонною установкою 29, трубопроводів і трубопровідної арматури.

Установка працює таким чином.

При відкритій кришці 18 органічні відходи, наприклад зношені шини, в цілому вигляді закладаються в реторту 8 у вертикальному положенні, а внутрішня порожнина, утворена шинами заповнюється їх обрізками, ші після чого кришка закривається і ущільнюється обтиском відкидними болтами.

Охолоджуюча порожнина кришки 19 і що сполучаються з нею трубопроводами водяна сорочка 7 корпуси З і сорочка 12 димаря 11 заповнені водою і зв'язані циркуляційним водяним контуром із споживачем - ЦБК (див. «г зо Фіг.3).

При відкритих дверцях 21 в камеру згорання на колосники 24 укладається тверде паливо; вугілля, дрова і іо) т.п. а, при його відсутності, до пальника 25, через водяний затвор 27, підводиться природний газ, при його ю наявності, або газ від газобалонної установки 29 і проводиться розпалювання палива. Досягши певної температури, яку можна контролювати по термометру (Т) починається процес деструкції відходів, що можна с спостерігати по відхиленню стрілки манометра (Мн). Залежно від виду відходів, повний цикл розкладання с відходів триває 3-5 година при температурі піролізу 450-50020.

Залежно від виду утилізованих органічних відходів, наприклад, для утилізації інфікованих тварин і птахів,

ПГС може при відкритих вентилях В і В2 і при закритих інших вентилях подаватися безпосередньо на газорідинний пальник 25 і спалюватися в топці котла. ПГС термообробки шин залежно від кінцевої мети піролізу «

Може розділятися в конденсаторі 2 при відкритих вентилях В і В1, закритому В2 на піролізний газ (ПГ), який -о с може поступати на пальник котла 25 для підтримки процесу піролізу при відкритих вентилях ВЗ і В7 і закритих й інших, а при відкритому В7 в газгольдер (ГГ), і на піролізну рідину (ПЖ) суміш вуглеводнів, що вдає із себе, «» по складу близьку до малосірчистого мазуту, яка зливається вентилем В4 у відповідну ємність ПЖ. При піролізу використаних шин, поліетилену і його сополімерів, ПГСО може також прямувати в колону ректифікації 28, Минувши конденсатор 2, при відкритих вентилях В, ВУ, В5 і В7 і закритих всіх інших, в якій відбувається з розділення ПГС на фракції. Рідка фракція ділиться на легку (бензин), середню (гас), і важку (мазут-гудрон) і зливається у відповідні збірні ємності; Б, До, Г. ПГ може поступати, як на пальник котла 24 для підтримки ко процесу піролізу, так і на газгольдер ГТ, при його наявності. Для запуску установки за відсутності природного сл газу і відповідного місцевого твердого палива, вона може комплектуватися газобалонною установкою 29, а для 5о Підтримки процесу може використовуватися твердий залишок піролізу (ТО) - пірокарбон, звільнений від 1 металокорда. ль Після закінчення циклу піролізу, який визначається експериментально і візуально по манометру (Мн), подача палива в камеру згорання припиняється і після природного охолоджування реторти 8 (час визначається експериментально), або примусового, наприклад, розбризкуванням холодної води через патрубок 30, кришка 19

Відкривається і ТЕ вивантажується у відповідну ємність. Тепло у вигляді гарячої води утилізується тут же в котлі і може використовуватися для побутових потреб. с Конденсатор 2, колона ректифікації 28, газобалонна установка 29, як і котел-утилізатор 1 в зборі з водяним затвором 27 забезпечені жорсткою основою, що дозволяє їх розміщення і збірку по технологічній схемі на невеликому майданчику з будь-яким видом грунту, з дотриманням всіх норм і правил, необхідних для бо нормальної експлуатації такої техніки, а також техніки безпеки і екологічної безпеки. Перехід установки з робочого стану в транспортне положення здійснюється за 1,5-2 години двома робітниками із застосуванням автокрана. Обслуговування установки може здійснюватися трьома робочими в цілодобовому режимі.

Як показує досвід експлуатації мобільної універсальної піролізної установки утилізації зношених шин

УУП-02, яка може обслуговуватися одним робітником, навіть без урахування економії від екологічної складової - 65 Від зниження парникового ефекту за рахунок зменшення викиду вуглекислого газу, капітальні і експлуатаційні витрати на одну установку продуктивністю в 2 т/добу по утилізованих відходах, окупаються за 6-8 місяців.

Claims (7)

Формула винаходу

1. Мобільна універсальна установка термічної утилізації твердих органічних відходів, переважно зношених автомобільних шин, складається з котла-утилізатора і конденсаторного блока, при цьому котел-утилізатор включає в себе встановлений горизонтально металевий корпус з патрубком виходу димових газів, в корпусі горизонтально розміщена реторта з патрубком виходу парогазової суміші, система завантаження відходів і /о вивантаження твердого залишку, водяна порожнина котла і камера згорання, забезпечена колосниками, газовим або газорідинним пальником і пристроєм для завантаження твердого палива, причому парогазова суміш піролізу має можливість надходження по трубопроводу в камеру згорання, яка відрізняється тим, що котел-утилізатор встановлений на зварній рамній основі, виготовлений із стандартних металевих профілів, корпус котла-утилізатора зверху виконаний у вигляді півциліндра і має по твірній водяну сорочку, патрубок виходу /5 димових газів сполучений безпосередньо з димарем, в нижній частині забезпеченим водяною сорочкою, реторта встановлена в корпусі горизонтально і консольно з опорою на передню стінку корпусу, при цьому на її консольній частині приварений бугель, а корпус забезпечений відповідною йому напрямною, система завантаження відходів і вивантаження твердого залишку являє собою поворотну і герметичну кришку з водоохолоджуючою порожниною, встановлену на зовнішньому торці реторти, водяна порожнина котла об'єднана трубопроводами водяних сорочок котла, димаря і водоохолоджуючої порожнини кришки, а пристрій завантаження твердого палива на колосники являє собою дверці з оглядовим вікном, розміщені на задній стінці корпусу.

2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що має колону ректифікації, сполучену з патрубком виходу парогазової суміші, минаючи конденсаторний блок, з організацією можливості подачі піролізного газу на пальник ов Камери згорання.

3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що має водяний затвор, сполучений трубопроводами з пальником - і газопроводом.

4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що має автономну газобалонну установку, що має можливість з'єднання з пальником камери згорання. «г зо

5. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що передня і задня стінки корпусу зсередини футеровані, причому задня стінка виконана швидкознімною. Іо)

6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що димова трубка котла-утилізатора забезпечена тросовими ю розтяжками і виконана з шарнірним з'єднанням нижньої і верхньої частини, а корпус котла ззовні забезпечений кронштейном з півциліндровим пазом для труби, причому тросові розтяжки виконують роль розтяжок всього се котла-утилізатора при його транспортуванні. Й со

7. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що пальник встановлений в камері згорання над решіткою відносно осі реторті, і на реторті встановлений змінний полум'ягазорозсіювач. « - с ;» з ко 1 1 чь с 60 б5