UA64998A

UA64998A - A combined method for the thermal reprocessing of any solid wastes containing organic compounds

Info

Publication number: UA64998A
Application number: UA2003043501A
Authority: UA
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-03-15

Abstract

A combined method for the thermal reprocessing of any solid wastes, in which method reprocessing is performed by a high temperature pyrolysis using adiabatic processes at the molecular level in the reactor at the low temperature gasification without free oxygen at a constant temperature in the melt volume in the electromagnetic field, at that mixture of any morphological and chemical composition of wastes is alothermally heated in the discharge zone of reactor with an electromagnetic field and using the hot blowing.

Description

Винахід належить до екологічно чистих технологій переробки високотемпературним піролізом, як біологічної сировини, так і твердих матеріалів, рідких і газоподібних: дерева, каменю, газів, пластмаси, нафтопродуктів, відходів виробництва і життєдіяльності людини, сміття, що містять органічні сполуки. Спосіб може бути використаний в технологічних лініях вторинної переробки відходів промислового виробництва, відходів харчової, металургійної і нафтопереробної галузі, вугільної і гірничодобувної, а також для утилізації шкідливих речовин, побутових відходів, органічних відходів комунального, сільськогосподарського і харчового виробництва, будівельного сміття та будь-якого каналізаційного сміття.The invention belongs to the environmentally friendly technologies of high-temperature pyrolysis processing of both biological raw materials and solid materials, liquid and gaseous: wood, stone, gases, plastics, petroleum products, production and human waste, garbage containing organic compounds. The method can be used in technological lines for the secondary processing of industrial production waste, waste from the food, metallurgical and oil refining industries, coal and mining, as well as for the disposal of harmful substances, household waste, organic waste from municipal, agricultural and food production, construction waste and any sewage waste.

Відомий спосіб утилізації промислових відходів, при якому відбувається повільне і нерівномірне конвекційне нагрівання твердих побутових відходів і великі втрати тепла, який здійснюють у відомих уставах піролізу Торакс, П'юрокс Лангард (США) (див. наприклад, П.П. Пальгунов, М.В. Сумароков, бібліотечка "Охорона довкілля". Утилізація промислових відходів, Стройиздат, 1990, С.75). При цьому способі тільки 1595 тепла безпосередньо використовується на нагрівання відходів. Для підвищення к.к.д. устав сировину подрібнюють, перемішують, переміщають, нагрівають у киплячому шарі, підвищують тиск і температуру.A known method of industrial waste utilization, in which slow and uneven convection heating of solid household waste and large heat losses occurs, which is carried out in the well-known pyrolysis systems Thorax, Pyrox Langard (USA) (see, for example, P.P. Palgunov, M. V. Sumarokov, "Environmental Protection" library. Utilization of industrial waste, Stroyizdat, 1990, p.75). With this method, only 1595 heat is directly used to heat waste. To increase efficiency raw materials are crushed, mixed, moved, heated in a fluidized bed, pressure and temperature are increased.

Недоліком відомого способу є його низький ККД та недостатня екологічність в наслідок того, що при температурах усередині шматків твердих побутових відходів і по об'єму реактора від 100 до 1500"7С та наявності кисню утворюється багато смол і отруйних речовин - діоксинів, фенолу, фуранів, хлору, окислів азоту, по кількості порівнянних з такими, що виділяють сміттєспалювальні і коксохімічні заводи. | усі вони виводяться через патрубок із всього об'єму відходів. Тому вартість і маса очисних споруджень більша ніж устави. Крім того, це призводить до підвищення вартості переробки т. сміття, але дає малий ефект. Через низьку ефективність піролізу устави мають великі габарити і вагу та їх дорогі вогнетриви часто виходять з ладу, а при швидкому відключенню устав і швидкому завантаженню вологих твердих побутових відходів устави руйнуються.The disadvantage of the known method is its low efficiency and insufficient environmental friendliness due to the fact that at temperatures inside pieces of solid household waste and in the volume of the reactor from 100 to 1500"7C and the presence of oxygen, many resins and poisonous substances are formed - dioxins, phenol, furans, chlorine, nitrogen oxides, in quantities comparable to those emitted by waste incineration and coke chemical plants. All of them are removed through a pipe from the entire volume of waste. Therefore, the cost and weight of treatment plants is greater than the regulations. In addition, this leads to an increase in the cost of processing etc. garbage, but gives little effect. Due to the low efficiency of pyrolysis, the statutes have large dimensions and weight, and their expensive refractories often fail, and when the statutes are quickly turned off and wet solid household waste is quickly loaded, the statutes are destroyed.

Найбільш близьким по технічній сутності до пропонованого є відомий спосіб термічного перероблення твердих побутових відходів нагріванням високою температурою (див., наприклад, Бельямовский Д.Н.The closest in technical essence to the proposed one is the well-known method of thermal processing of solid household waste by heating at high temperature (see, for example, Belyamovsky D.N.

Сжигание и пиролиз твердьїх бьітовьїх отходов. - Жилищное и коммунальное хозяйство, 1993г. - Моб. - С.28- 29), який включає процеси підготовки, подрібнювання та наступну їх вторинну переробку - нагріванням високою температурою, при якій здійснюють термічне розкладання органічної складової твердих побутових відходів з подальшим розподілом, перетворенням та виведенням утворених продуктів пролізу. Наслідком процесу піролізу з сировини утворюється парогазова суміш та твердий вуглецевий залишок (пірокарбон).Incineration and pyrolysis of solid household waste. - Housing and communal services, 1993. - Mob. - P.28-29), which includes the processes of preparation, grinding and their subsequent secondary processing - by heating at a high temperature, during which the thermal decomposition of the organic component of solid household waste is carried out, followed by the distribution, transformation and removal of the formed decomposition products. As a result of the pyrolysis process, a vapor-gas mixture and a solid carbon residue (pyrocarbon) are formed from the raw materials.

Пірогазову суміш звільнюють від пилу в циклоні; далі вона послідовно проходить крізь конденсатор, у якому газова фаза відділюється від рідких продуктів піролізу (суміші смоли та води). Газоподібні продукти спрямовуються для спалювання до спеціальної топки. Пірокарбон з піролізного барабана крізь шлюзовий живильник вивантажується на конвейєр та після охолодження транспортується до складу.The pyrogas mixture is freed from dust in a cyclone; then it successively passes through the condenser, in which the gas phase is separated from the liquid products of pyrolysis (a mixture of resin and water). Gaseous products are directed to a special furnace for burning. Pyrocarbon from the pyrolysis drum is discharged to the conveyor through the sluice feeder and, after cooling, is transported to the warehouse.

Загальними ознаками відомого і способів, що заявляється, є попереднє дроблення твердих речовин з наступною їх вторинною переробкою -нагріванням високою температурою, при якому здійснюють термічне розкладання органічної складової відходів з подальшим розподілом, перетворенням та виведенням утворених продуктів пролізу.General features of the known and claimed methods are the preliminary crushing of solids followed by their secondary processing - heating at a high temperature, during which thermal decomposition of the organic component of waste is carried out with further distribution, transformation and removal of the formed decomposition products.

До недоліків відомого способу варто віднести низькі ефективність, продуктивність, економічність та екологічність внаслідок недостатньої швидкості й рівномірності нагрівання твердих, рідких і газоподібних речовин.The disadvantages of the known method include low efficiency, productivity, economy, and environmental friendliness due to insufficient speed and uniformity of heating of solid, liquid, and gaseous substances.

В основу винаходу поставлена задача удосконалення комплексного способу термічної переробки будь- яких твердих відходів, що містять органічні сполуки, у якому за рахунок переробки відходів шляхом високотемпературного піролізу з використанням адіабатичних процесів на молекулярному рівні у реакторі при низькотемпературній газифікації без вільного кисню при постійній температурі і тільки в об'ємі розплаву у електромагнітному полі за дуже короткий проміжок часу, забезпечується підвищення ККД процесу та скорочення технологічного циклу за рахунок збільшення швидкості, рівномірності нагрівання відходів і ефективності розкладання речовин, в наслідок чого здійснюється підвищення ефективності, продуктивності, економічності та забезпечення екологічності здійсненням замкненого циклічного характеру процесу та зниженні на порядок шкідливих викидів і їх частоти у довкілля.The invention is based on the task of improving a complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds, in which, due to the processing of waste by high-temperature pyrolysis using adiabatic processes at the molecular level in a reactor during low-temperature gasification without free oxygen at a constant temperature and only in the volume of the melt in the electromagnetic field in a very short period of time, the efficiency of the process is increased and the technological cycle is shortened due to the increase in the speed, uniformity of waste heating and the efficiency of the decomposition of substances, as a result of which the efficiency, productivity, economy and environmental sustainability are increased by implementing a closed the cyclical nature of the process and the reduction by an order of magnitude of harmful emissions and their frequency in the environment.

Поставлена задача досягається тим, що в комплексному способі термічної переробки будь-яких твердих відходів, що містять органічні сполуки, який включає попереднє дроблення твердих речовин з наступною їх вторинною переробкою - нагріванням високою температурою, при якому здійснюють термічне розкладання органічної складової відходів з подальшим розподілом, перетворенням та виведенням утворених продуктів пролізу, відповідно до винаходу, вторинну переробку будь-яких твердих відходів проводять високотемпературним піролізом з використанням адіабатичних процесів на молекулярному рівні у реакторі при низькотемпературній газифікації без вільного кисню при постійній температурі в об'ємі розплаву у магнітному полі, при чому суміш будь-якого морфологічного і хімічного складу відходів алотермічно нагрівають в розрядній зоні реактора електромагнітним полем частоти до 400кГц до температур 1650...27507С та додатково нагрівають за допомогою гарячого дуття, яке складається з відновленого газу з додаванням водяної пари, попередньо підготовленої поза реактором, при цьому в інтервалі температур 500...150070 утворюють горючий газ - пірогаз, який збагачують електрохімічними каталізаторами, а в інтервалі температур 1400...16007"С проводять плавлення мінеральних компонентів до рідкого стану, та далі після розподілу продуктів піролізу їх перетворюють з одержанням термодинамічно стабільних речовин: газу, який складається з водню і вуглекислого газ, твердого залишку й інших речовин, з подальшим їх очищенням.The set task is achieved by the fact that in the complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds, which includes preliminary crushing of solid substances followed by their secondary processing - heating at a high temperature, during which the thermal decomposition of the organic component of the waste is carried out with further distribution, transformation and removal of the formed prolysis products, according to the invention, secondary processing of any solid waste is carried out by high-temperature pyrolysis using adiabatic processes at the molecular level in a reactor during low-temperature gasification without free oxygen at a constant temperature in the volume of the melt in a magnetic field, while a mixture of any morphological and chemical composition of waste is allothermally heated in the discharge zone of the reactor by an electromagnetic field of frequency up to 400 kHz to temperatures of 1650...27507C and additionally heated with the help of hot blowing, which consists of reduced gas with the addition of m of water vapor previously prepared outside the reactor, while in the temperature range of 500...150070 they form combustible gas - pyrogas, which is enriched with electrochemical catalysts, and in the temperature range of 1400...16007"С they melt mineral components to a liquid state, and further, after the distribution of pyrolysis products, they are transformed to obtain thermodynamically stable substances: gas consisting of hydrogen and carbon dioxide, solid residue and other substances, with further purification.

У результаті використання винаходу, що заявляється, забезпечується одержання технічного результату, що полягає в підвищенні ККД процесу та скороченні технологічного циклу за рахунок збільшення швидкості, рівномірності нагрівання відходів і ефективності розкладання речовин.As a result of the use of the claimed invention, the technical result is obtained, which consists in increasing the efficiency of the process and shortening the technological cycle due to increasing the speed, uniformity of waste heating and the efficiency of decomposition of substances.

Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок.There is such a causal relationship between the essential features of the claimed invention and the technical result achieved.

Високотемпературний піроліз, який використовується у пропонованому способі у порівнянні з іншими методами має низку переваг: при ньому відбувається більш інтенсивне перетворення початкового продукту, швидкість реакцій зростає з експоненціальним зростанням температур, тоді як теплові втрати зростають лінійно; збільшується тривалість теплового діяння на відходи; досягається більш повний вихід летких продуктів, скорочується обсяг залишків по закінченні процесу. Переробка сировини, будь-якого морфологічного складу в герметичному об'ємі без доступу повітря (повна відсутність кисню, підвищений парціальний тиск) сприяє більш глибокому розкладанню органічної складової відходів. Застосування електромагнітного поля у процесі піролізу на стадії розкладання вуглеводнів, тонкого очищення синтез-газу в присутності каталізатора дозволяє ефективно перетворити шкідливі речовини (хлор, сірку й ін.) в екологічно безпечні. Додаткове нагрівання за допомогою гарячого дуття при спалюванні (плавці) у середовищі нейтральних газів дозволяє значно знизити частоту, де легше уникнути електричних розрядів і раціонально використовувати енергію для одержання температур вище 2000"С (аж до 3000"С). Даний процес характеризується протіканням реакцій взаємодії й ущільнення молекул вихідної сировини, внаслідок чого відбувається розщеплення органічної маси зі здобуванням термодинамічно стабільних речовин; газу, який складається з водню і СО, твердого залишку й інших речовин. У процесі перетворення органічної маси відбувається не тільки її розпад, але також здійснюється синтез нових речовин.High-temperature pyrolysis, which is used in the proposed method, has a number of advantages compared to other methods: with it, a more intense transformation of the initial product occurs, the rate of reactions increases with an exponential increase in temperature, while heat losses increase linearly; the duration of thermal action on waste increases; a more complete output of volatile products is achieved, the volume of residues after the end of the process is reduced. Processing of raw materials of any morphological composition in a hermetic volume without air access (complete absence of oxygen, increased partial pressure) contributes to a deeper decomposition of the organic component of waste. The use of an electromagnetic field in the process of pyrolysis at the stage of decomposition of hydrocarbons, fine purification of synthesis gas in the presence of a catalyst makes it possible to effectively transform harmful substances (chlorine, sulfur, etc.) into environmentally safe ones. Additional heating with the help of hot blowing during combustion (melting) in an environment of neutral gases allows you to significantly reduce the frequency, where it is easier to avoid electric discharges and rationally use energy to obtain temperatures above 2000"C (up to 3000"C). This process is characterized by the flow of reactions of interaction and compaction of the molecules of the raw material, as a result of which the organic mass is split with the production of thermodynamically stable substances; gas, which consists of hydrogen and CO, solid residue and other substances. In the process of transformation of organic mass, not only its decay occurs, but also the synthesis of new substances is carried out.

Покриття (платинування каталітичних речовин при піролізі) дозволяє підвищити вихід легких фракцій при відносно невисоких температурах (-3007С) - крекінг каталітичний. Використання електричних фільтрів для остаточного очищення газу дозволяє довести викиди в атмосферу до мінімально припустимих, а нових фізичних ефектів і електричних каталізаторів дозволяє перетворити шкідливі речовини (хлор, сірку) в екологічно безпечні, і довести газові і пилові викиди в атмосферу до припустимих стандартів.Coating (platinization of catalytic substances during pyrolysis) allows to increase the output of light fractions at relatively low temperatures (-3007С) - catalytic cracking. The use of electric filters for the final purification of gas allows you to bring emissions into the atmosphere to the minimum permissible, and new physical effects and electrical catalysts allow you to transform harmful substances (chlorine, sulfur) into environmentally safe ones, and bring gas and dust emissions into the atmosphere to acceptable standards.

Таким чином, присутність суттєвих відмінних ознак дозволяє одержати очікуваний технічний результат - підвищення ККД процесу та скорочення технологічного циклу за рахунок збільшення швидкості, рівномірності нагрівання відходів і ефективності розкладання речовин.Thus, the presence of significant distinguishing features allows obtaining the expected technical result - increasing the efficiency of the process and shortening the technological cycle due to increasing the speed, uniformity of waste heating and the efficiency of decomposition of substances.

За наявними в заявника відомостями сукупність суттєвих ознак, що характеризують сутність винаходу, що заявляється, не відома з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу критерію "новизна". На думку заявника для фахівця в галузі технологій перероблення відходів, сутність винаходу, що заявляється, не випливає явно з рівня техніки, тому що з нього не виявляється сукупність суттєвих ознак і її вплив на технічний результат, що досягається, що дозволяє зробити висновок про відповідність способу, що заявляється, критерію "винахідницький рівень". Комплексний спосіб термічної переробки будь-яких твердих відходів, що містять органічні сполуки, що заявляється, може бути багаторазово використаний в галузі технологій перероблення відходів з одержанням очікуваного технічного результату, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу критерію "промислова придатність".According to the information available to the applicant, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is not known from the state of the art, which allows us to conclude that the invention meets the "novelty" criterion. According to the applicant, for a specialist in the field of waste processing technologies, the essence of the claimed invention does not clearly follow from the state of the art, because it does not reveal a set of essential features and its influence on the technical result that is achieved, which allows a conclusion about the conformity of the method , which is declared, the "inventive level" criterion. The complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds, which is claimed, can be repeatedly used in the field of waste processing technologies with the expected technical result, which allows us to conclude that the invention meets the "industrial suitability" criterion.

Тобто, пропонований комплексний спосіб термічної переробки будь-яких твердих відходів, що містять органічні сполуки є технічним рішенням, яке відповідає всім умовам патентоздатності.That is, the proposed complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds is a technical solution that meets all the conditions of patentability.

На кресленні зображений приклад блок-схеми модульно-агрегатної устави для здійснення пропонованого комплексного способу термічної переробки будь-яких твердих відходів, що містять органічні сполуки.The drawing shows an example of a block diagram of a modular-aggregate constitution for the implementation of the proposed complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds.

Новий комплексний спосіб термічної переробки будь-яких твердих відходів, що містять органічні сполуки, здійснюють таким чином.A new complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds is carried out as follows.

Після попереднього дроблення великих частин твердих речовин відходів, здійснюють наступну їх вторинну переробку, яку проводять високотемпературним піролізом з використанням адіабатичних процесів на молекулярному рівні у реакторі при низькотемпературній газифікації без вільного кисню з використанням легкоплавких складових при постійній температурі в об'ємі розплаву у електромагнітному полі. Тобто, суміш будь-якого морфологічного і хімічного складу відходів алотермічно нагрівають в розрядній зоні реактора електромагнітним полем частоти від 20 до 400кГц до високих температур 1650...27507"С та додатково нагрівають за допомогою гарячого дуття, яке складається з відновленого газу з додаванням водяної пари, попередньо підготовленої поза реактором, що дозволяє одержати високі температури (аж до 3000"С).After preliminary crushing of large parts of waste solids, their subsequent secondary processing is carried out, which is carried out by high-temperature pyrolysis using adiabatic processes at the molecular level in a reactor with low-temperature gasification without free oxygen using low-melting components at a constant temperature in the volume of the melt in an electromagnetic field. That is, a mixture of any morphological and chemical composition of waste is allothermally heated in the discharge zone of the reactor by an electromagnetic field of frequency from 20 to 400 kHz to high temperatures of 1650...27507"C and additionally heated with the help of hot blowing, which consists of reduced gas with the addition of water steam previously prepared outside the reactor, which allows to obtain high temperatures (up to 3000 "C).

Газифікація сміття на вуглець і водень відбувається протягом кількох секунд (до 5) внаслідок дії на кожну молекулу речовини температури (адіабатичний процес) та електромагнітного поля. При цьому, в інтервалі температур 500... 15007С утворюють горючий газ -пірогаз, який збагачують електрохімічними каталізаторами додаванням СО поза реактором, а також твердий дрібнозернистий вуглецевий залишок - пірокарбон та мінеральні складові відходів у твердій фазі. Внаслідок внутрішнього окислення піролізних газів і (або) вуглецю при 500... 1000"С та дії електромагнітного поля, підвищується температура в зоні плазмолізу до 3000"С Таким чином, одержують збільшення в сотні разів швидкості і рівномірності прогріву органічних відходів (твердих, рідких, газоподібних речовин, побутових відходів) та більш глибоке розкладання вуглеводнів з одночасним заморожуванням зворотного синтезу. У процесі перетворення органічної маси відбувається не тільки її розпад, але також здійснюється синтез нових речовин. Стадії даного процесу взаємозв'язані і протікають у визначеному температурному інтервалі (від 400 до 3000"С) і часовому інтервалі.Garbage gasification into carbon and hydrogen occurs within a few seconds (up to 5) as a result of the temperature (adiabatic process) and electromagnetic field acting on each substance molecule. At the same time, in the temperature range of 500...15007C, they form combustible gas - pyrogas, which is enriched with electrochemical catalysts by adding CO outside the reactor, as well as a solid fine-grained carbon residue - pyrocarbon and mineral components of waste in the solid phase. As a result of the internal oxidation of pyrolysis gases and (or) carbon at 500...1000"C and the action of the electromagnetic field, the temperature in the plasmolysis zone rises to 3000"C. , gaseous substances, household waste) and deeper decomposition of hydrocarbons with simultaneous freezing of reverse synthesis. In the process of transformation of organic mass, not only its decay occurs, but also the synthesis of new substances is carried out. The stages of this process are interconnected and take place in a certain temperature interval (from 400 to 3000"C) and time interval.

Потім в інтервалі температур 1400... 1600"С проводять плавлення мінеральних компонентів до рідкого стану, причому цю тверду масу, яка спускається шахтою реактора під дією власної ваги, розігрівають до більш високих температур внаслідок температурних перетворень - газифікації вуглецевого залишку до синтез-газу у інтервалі температур 1200... 15007С та розтоплення мінеральних компонентів до рідкого стану (1400...16007С).Then, in the temperature range of 1400...1600"С, mineral components are melted to a liquid state, and this solid mass, which descends through the reactor shaft under the influence of its own weight, is heated to higher temperatures due to temperature transformations - gasification of the carbon residue to synthesis gas in temperature range of 1200...15007C and melting of mineral components to a liquid state (1400...16007C).

Далі розподіляють і перетворюють продукти піролізу з одержанням термодинамічно стабільних речовин: газу, який складається з водню і вуглекислого газу, твердого залишку й інших речовин. Наприкінці способу одержані речовини остаточно очищають та виводять ці утворені продукти піролізу. Таким чином, здійснюється комплексний високотемпературний енерготехнологічний процес термохімічної переробки будь-яких твердих відходів, який забезпечує глибоку термічну деструкцію відходів з мінімальними енергетичними витратами та характеризується екологічною безпекою.Next, pyrolysis products are distributed and transformed to obtain thermodynamically stable substances: gas consisting of hydrogen and carbon dioxide, solid residue and other substances. At the end of the method, the obtained substances are finally purified and these formed pyrolysis products are removed. Thus, a complex high-temperature energy-technological process of thermochemical processing of any solid waste is carried out, which ensures deep thermal destruction of waste with minimal energy costs and is characterized by environmental safety.

В цілому, пропонований спосіб дозволяє підвищити ККД (енергетичного ККД до 8695 і ККД процесу піроліз - газифікація - до 9595) та швидкість нагрівання, надійність, ефективність розкладання (чи синтезу) речовин, при зниженні до 800"С температури у корпуса і підвищенні до 3000"С у центрі розплаву.In general, the proposed method allows to increase efficiency (energy efficiency up to 8695 and efficiency of the pyrolysis - gasification process - up to 9595) and heating speed, reliability, efficiency of decomposition (or synthesis) of substances, when the temperature in the body is reduced to 800"C and increased to 3000 "C in the center of the melt.

Пропонований комплексний спосіб термічної переробки будь-яких твердих відходів, що містять органічні сполуки може бути здійснений на відомих уставах, наприклад, модульно-агрегатної конструкції, що суттєво спрощує її адаптування до конкретних видів відходів, що ліквідуються, та до місцевих умов (див. Наприклад,The proposed complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds can be implemented on the basis of well-known regulations, for example, a modular-aggregate design, which significantly simplifies its adaptation to specific types of waste to be eliminated and to local conditions (see For example ,

Волохонский Л.А., Кисельман М.А., Попов А.Н. Технология и оборудование для термического обезвреживания и переработки отходов // Тр.межд.симп. 1999г., пос.Кацивели, Крьїм, 22-26 сентября 1997г., ч.1. - С.9-16).Volokhonsky L.A., Kyselman M.A., Popov A.N. Technology and equipment for thermal neutralization and waste processing // Tr.mezhd.symp. 1999, Katsyveli settlement, Kryim, September 22-26, 1997, part 1. - P.9-16).

Модульно-агрегатна устава в цілому містить багатоконтурний реактор 1 з завантажувальним пристроєм 2 та дозатором 3. Дозатор З зв'язаний з фільтром очистки 4, який з'єднаний з енергетичною уставою 5 та з синтезатором 6. Енергетична устава 5 з'єднана з конденсатором 7. Конденсатор 7 та синтезатор 6 зв'язані з композиційним змішувачем 8. Реактор 1 має вихід крізь піддон до шлакової ванни 9 (див. Фіг.). Дробленні тверді речовини відходів вивантажують до завантажувального пристрою З та дозатору 2, котрими обладнано реактор 1. В уставі, наприклад, збудником заданої температури на етапі запуску реактора та далі, є високочастотні пускачі в розрядній камері (вихрові токи) реактора 1. У реакторі 1 при піролізі відбувається процес руйнування структури сировини - розщеплення органічних мас на елементарні речовини вуглець, водень, сірку, хлор, пару і твердий залишок внаслідок дії на кожну молекулу по всьому об'єму речовини електромагнітного каталізатора і температури до 1000"С, а в зоні плазмолізу - до 3000"С Даний процес характеризується протіканням реакції взаємодії й ущільнення молекул вихідної сировини, внаслідок чого відбувається розщеплення органічної маси з одержанням термодинамічно стабільних речовин: газу, який складається з водню і СО, твердого залишку й інших речовин. На виході реактора хлор і фтор зв'язуються в корисні речовини, наприклад, Сак, Сасі.The modular unit as a whole contains a multi-circuit reactor 1 with a loading device 2 and a dispenser 3. The dispenser C is connected to a cleaning filter 4, which is connected to an energy unit 5 and to a synthesizer 6. The energy unit 5 is connected to a capacitor 7 Condenser 7 and synthesizer 6 are connected to the composite mixer 8. Reactor 1 has an outlet through the pallet to the slag bath 9 (see Fig.). Crushed waste solids are unloaded to loading device C and dispenser 2, which are equipped with reactor 1. In the charter, for example, the exciter of the set temperature at the stage of starting the reactor and beyond, there are high-frequency starters in the discharge chamber (eddy currents) of reactor 1. In reactor 1 at pyrolysis is the process of destruction of the structure of the raw material - the splitting of organic masses into elementary substances carbon, hydrogen, sulfur, chlorine, steam and solid residue as a result of the action on each molecule throughout the entire volume of the substance of the electromagnetic catalyst and temperatures up to 1000 "C, and in the plasmolysis zone - up to 3000"C. This process is characterized by the reaction of interaction and compaction of the molecules of the raw material, as a result of which the organic mass is split with the production of thermodynamically stable substances: gas consisting of hydrogen and CO, solid residue and other substances. At the output of the reactor, chlorine and fluorine are combined into useful substances, for example, Sac, Sasi.

Склад атмосфери в кожній точці робочого простору реактора 1 повинний мати визначене і постійне значення, і закономірно змінюватися по довжині робочого простору. Газовий режим забезпечується системою газоподводів реактора, а його параметри контролюються шляхом виміру витрати, тиску й аналізу проб атмосфери. При двосторонній подачі газу патрубки введення розташовуються в шаховому порядку, що поліпшує циркуляцію атмосфери в робочому просторі реактора (кінетична енергія струменя). Основна кількість ендотермічної атмосфери вводиться в зону реактора 1, де сировина вже нагріта до робочої температури і де взаємодія захисного газу із сировиною визначає його якість. При ефективній продувці виключається утворення газових мішків. Враховується різниця питомих ваг газу, яка залежить від відмінності складу і температури. Газ, що заміщає, і газ, що витісняє, змішуються в мінімальному ступіні, процеси продувки прискорюються. Це дуже важливий момент при роботі з атмосферами з високим процентним вмістом водню. Необхідність виключення навіть короткочасного нагрівання в окисному середовищі, безполуменеве завантаження і вивантаження забезпечуються газовими завісами з негорючого газу. Дія газової завіси розглядається як додатковий гідравлічний опір, який зменшує кількість газу (повітря), що проходить через отвір.The composition of the atmosphere at each point of the working space of reactor 1 must have a defined and constant value, and naturally change along the length of the working space. The gas mode is provided by the reactor's gas supply system, and its parameters are controlled by measuring the flow rate, pressure, and analyzing atmospheric samples. With two-way gas supply, the inlet nozzles are staggered, which improves the circulation of the atmosphere in the working space of the reactor (kinetic energy of the jet). The main amount of the endothermic atmosphere is introduced into the reactor zone 1, where the raw material is already heated to the operating temperature and where the interaction of the shielding gas with the raw material determines its quality. With effective purging, the formation of gas bags is excluded. The difference in specific gravity of gas, which depends on the difference in composition and temperature, is taken into account. The replacing gas and the displacing gas are mixed to a minimum degree, the purging processes are accelerated. This is a very important point when working with atmospheres with a high percentage of hydrogen. The need to exclude even short-term heating in an oxidizing environment, flameless loading and unloading are provided by gas curtains made of non-combustible gas. The action of the gas curtain is considered as an additional hydraulic resistance that reduces the amount of gas (air) passing through the hole.

У цій уставі відсутні умови утворення оксидів сірки, азоту, фуранів, діоксинів. Уся маса продуктів у парогазовій фазі (сирий пірогаз) виводиться через збірний колектор у верхній частині реактора 1 при температурі 15053020, Склад пірогазу слабо залежить від можливого коливання складу відходів і на 9595 по сухому об'єму складається із синтез-газу. Гази, що утворилися, подаються до фільтру очистки 4 (електрохімічна очистка), де сполуки сірки остаточно розкладаються на елементарні речовини, а чиста сірка осаджується на холодних стінках піддона. Температурний режим підтримується за рахунок використання частини вироблюваних газу, електрики і тепла. Тепло після енергетичної устави 5 надходить у конденсатор 7 і використовується для опалення промислових, сільськогосподарських приміщень і приміщень загального користування.In this charter, there are no conditions for the formation of oxides of sulfur, nitrogen, furans, and dioxins. The entire mass of products in the steam-gas phase (raw pyrogas) is removed through the collection manifold in the upper part of reactor 1 at a temperature of 15053020. The composition of the pyrogas depends slightly on the possible fluctuation of the waste composition and consists of synthesis gas by 9595 dry volume. The gases formed are fed to the purification filter 4 (electrochemical purification), where sulfur compounds are finally decomposed into elemental substances, and pure sulfur is deposited on the cold walls of the tray. The temperature regime is maintained due to the use of part of the produced gas, electricity and heat. The heat after the energy regulation 5 enters the condenser 7 and is used for heating industrial, agricultural premises and public premises.

Частина пари може перетворюватися в дистильовану воду, яка широко використовується в народному господарстві.Part of the steam can turn into distilled water, which is widely used in households.

Газ, що утворився в реакторі, крізь фільтр очистки 4 надходить у синтезатор 6, у якому за допомогою електричних каталізаторів відбувається процес виробництва бензинових фракцій. Для цього синтезатор 6 конструктивно розділений на дві частини. У першій частині відбувається синтез бензинових фракцій зі здобуванням рідкого палива, а в другий відповідно - метилового спирту (метанолу). Синтезатор 6 з'єднаний з цистернами для акумулювання продукції. Устава може бути додатково обладнана пристроєм балонної зарядки газом. Для одержання бензину, згідно зі стандартом, з конкретним ооктановим числом, використовується композиційний змішувач 8.The gas formed in the reactor passes through the cleaning filter 4 to the synthesizer 6, in which the production of gasoline fractions takes place with the help of electric catalysts. For this, the synthesizer 6 is structurally divided into two parts. In the first part, the synthesis of gasoline fractions takes place with the extraction of liquid fuel, and in the second, accordingly, methyl alcohol (methanol). Synthesizer 6 is connected to tanks for product accumulation. The charter can be additionally equipped with a gas cylinder charging device. To obtain gasoline, according to the standard, with a specific octane number, a composite mixer 8 is used.

Після газифікації сировини в піддоні реактора 1 залишаються екологічно чисті кокс, сажа і шлак, котрі зсипаються в герметичні бункери.After gasification of raw materials, environmentally friendly coke, carbon black and slag remain in the tray of reactor 1, which are poured into hermetic bunkers.

Уся маса продуктів у рідкій фазі (метали і шлаки) виводиться роздільно через спеціальні льотки в нижній частині реактора 1 при температурі 1550:502с, Рідкі метали передаються на наступну переробку. Шлак виводять через шлакову ванну 9, який використовується як будівельний високоякісний матеріал. Кокс, сажа використовуються в лакофарбовій і гумовотехнічній промисловості і також як паливо для котелень, ТЕЦІі в металургійній промисловості.The entire mass of products in the liquid phase (metals and slags) is removed separately through special jets in the lower part of reactor 1 at a temperature of 1550:502c. Liquid metals are transferred to further processing. The slag is removed through the slag bath 9, which is used as a high-quality construction material. Coke and carbon black are used in the paint and rubber industry and also as fuel for boilers, thermal power plants and in the metallurgical industry.

Після чистої екологічної утилізації відходів стан коксів і склад газоподібних продуктів відповідає екологічним вимогам і гранично припустимим концентраціям:After clean ecological disposal of waste, the state of coke and the composition of gaseous products meet the environmental requirements and maximum permissible concentrations:

СО«5,Омг/м3, 5О»«0.5мг/м3, МО»«0.85Ммг/м3, діоксиникфурани « 5мг/м3CO"5,Omg/m3, 5O""0.5mg/m3, MO""0.85Mmg/m3, dioxynic furans" 5mg/m3

Таким чином, об'єднання в реакторі всієї цієї керованої послідовності термохімічних перетворень при замкненому циклічному характеру процесу, відсутність постійних викидів у довкілля; приводить до повної утилізації ("безвідходності") матеріальних і енергетичних ресурсів, що містяться у відходах. З матеріально- енергетичних ресурсів відходів виробляється корисна товарна продукція високої якості. Крім того, пропонований спосіб дозволяє також знизити масо-габаритні характеристики і вартість устави для його здійснення.Thus, the uniting in the reactor of this entire controlled sequence of thermochemical transformations with the closed cyclic nature of the process, the absence of constant emissions into the environment; leads to complete utilization ("no waste") of material and energy resources contained in waste. From the material and energy resources of waste, useful goods of high quality are produced. In addition, the proposed method also allows to reduce the mass-dimensional characteristics and the cost of the charter for its implementation.

Сучасний рівень механізації й автоматизації, замкнутість технологічного процесу, компактність устаткування, визначають можливість розміщення підприємства по переробці відходів, заснованому на використанні заявленого комплексного способу, в межі будь-якого міста з забезпеченням надійності, екологічності та зниження на порядок шкідливих викидів і їх частоти у довкілля.The modern level of mechanization and automation, the closedness of the technological process, the compactness of the equipment, determine the possibility of placing a waste processing enterprise, based on the use of the declared complex method, within the limits of any city with the provision of reliability, environmental friendliness and a reduction by an order of magnitude of harmful emissions and their frequency in the environment .

По даному винаходу проведені випробування, що підтвердили одержання очікуваних технічного результату і позитивного ефекту. ! Зали аж нанехий луг 'According to this invention, tests were conducted that confirmed the expected technical result and positive effect. ! Halls up to the meadow

Н ри й 1 " Н ! 1 Жпемениня фо КийлюЛОЛІО ! нн Н дтткне Н У нень шк ни : аж | а рі ! Похеор 15 хни Ек Стерво | 5 ока КЗ ріN ry y 1 " N ! 1 Zpemeninya fo KiylyuLOLIO ! nn N dttkne N U nen shk ny : azh | a ri ! Poheor 15 hny Ek Stervo | 5 oka KZ ri

РОМААЮМО РО Бонн Вокер : пи нн кеROMAAYUMO RO Bonn Walker : pi nn ke

Злахова ; Ро Комиозаміено Мт і ззяме : Н УЗ Ку НZlakhova; Ro Komiozamieno Mt and zzame: N UZ Ku N

З дриннитиччяяй ОККОWith drinnytitchchayai OKKO

Фіг.Fig.

Claims

A complex method of thermal processing of any solid waste containing organic compounds, which includes preliminary crushing of solid substances followed by their secondary processing - heating at a high temperature, during which thermal decomposition of the organic component of waste is carried out with further distribution, transformation and removal of the pyrolysis products formed, which differs in that the secondary processing of any solid waste is carried out by high-temperature pyrolysis using adiabatic processes at the molecular level in a reactor during low-temperature gasification without free oxygen at a constant temperature in the melt volume in an electromagnetic field, and a mixture of any morphological and chemical the composition of the waste is allothermally heated in the discharge zone of the reactor by an electromagnetic field of frequency up to 400 kHz to temperatures of 1650...27509С and additionally heated with the help of hot blowing, which consists of reduced gas with the addition of water vapor, preheated cooled outside the reactor, at the same time in the temperature range

500...15009С form a combustible gas - pyrogas, which is enriched with electrochemical catalysts, and in the temperature range of 1400...16009С, mineral components are melted to a liquid state, and then, after the distribution of pyrolysis products, they are transformed to obtain thermodynamically stable substances: gas that consists of hydrogen and carbon dioxide, solid residue and other substances, with their subsequent purification.