UA77108C2 - Method for thermal processing of domestic waste and unit for its implementation - Google Patents
Method for thermal processing of domestic waste and unit for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- UA77108C2 UA77108C2 UAA200502785A UAA200502785A UA77108C2 UA 77108 C2 UA77108 C2 UA 77108C2 UA A200502785 A UAA200502785 A UA A200502785A UA A200502785 A UAA200502785 A UA A200502785A UA 77108 C2 UA77108 C2 UA 77108C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- furnace
- gas
- waste
- mine
- drying
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 146
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims description 47
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 10
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 7
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/085—High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/04—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/24—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a vertical, substantially cylindrical, combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/50—Control or safety arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/20—Combustion to temperatures melting waste
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/30—Combustion in a pressurised chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2204/00—Supplementary heating arrangements
- F23G2204/20—Supplementary heating arrangements using electric energy
- F23G2204/201—Plasma
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/20—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
- F23G2206/203—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with a power/heat generating installation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2207/00—Control
- F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
- F23G2207/101—Arrangement of sensing devices for temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/50209—Compacting waste before burning
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Взаємозв'язана група винаходів належить до техніки переробки побутових і промислових відходів, що містять 2 органічні речовини, а також рослинних відходів у сільськогосподарському виробництві.An interconnected group of inventions belongs to the technique of processing household and industrial waste containing 2 organic substances, as well as plant waste in agricultural production.
Відомий спосіб піролізу твердих побутових відходів, що включає завантаження відходів з наступним їхнім здрібнюванням і подачею в реактор піролізу, що обігрівається спалюванням у навколишній його оболонці піролітичного газоподібного палива, вивантаження відходів з відділенням фракцій чорних металів, введення солей у піролізний газ за реактором для зв'язування токсичних газоподібних речовин, наступне очищення газів 70 від солей і подачу очищеного піролізного газу в камеру спалювання, розділення газів, що відходять, з камери спалювання на два потоки і подачу одного з них у котел-утилізатор для вироблення пари, а іншого в оболонку реактора, у якому здійснюють циркуляцію потоків газів шляхом добору частини очищених піролізних газів за газоочисником з наступним нагріванням її в камері спалювання і подачею в реактор, у якому здійснюють спільне пересипання і ворошіння відходів струменями очищених піролізних газів, а горючі гази, що відходять, із 12 оболонки реактора відсмоктують, змішують зі свіжим повітрям і суміш газів подають у камеру спалювання (А.С.A known method of pyrolysis of solid household waste, which includes loading of waste followed by its grinding and feeding into the pyrolysis reactor, which is heated by combustion of pyrolytic gaseous fuel in its surrounding shell, discharge of waste with separation of ferrous metal fractions, introduction of salts into the pyrolysis gas behind the reactor for removal of toxic gaseous substances, subsequent purification of gases 70 from salts and supply of purified pyrolysis gas to the combustion chamber, separation of the outgoing gases from the combustion chamber into two streams and supply of one of them to the recovery boiler for steam generation, and the other to the reactor shell , in which the circulation of gas flows is carried out by selecting a part of the purified pyrolysis gases after the gas cleaner, followed by heating it in the combustion chamber and feeding it to the reactor, in which the waste is mixed with jets of purified pyrolysis gases, and the combustible gases leaving the 12 shell the reactor is sucked off, mixed with carrier air and a mixture of gases is fed into the combustion chamber (A.S.
СРСР Мо1548601, кл. Е 23 (з 5/027, пріоритет 20.01.88, дата публікації Бюл. Моб, 1990).USSR Mo1548601, cl. E 23 (from 5/027, priority 01.20.88, date of publication Bull. Mob, 1990).
Недолік способу полягає в складності технологічної схеми, а отримані продукти мають потребу в подальшій нейтралізації і переробці, що частково веде до значних навантажень на навколишнє середовище.The disadvantage of the method lies in the complexity of the technological scheme, and the obtained products require further neutralization and processing, which partly leads to significant loads on the environment.
Найбільш близьким по технічній сутності і результатові, що досягається, (прототип) прийнятий спосіб термічної переробки побутових відходів у шахтній печі, що включає підготовку, завантаження в шахту, нагрівання у плазмових струменях в окисному середовищі з наступним випуском розплавів шлаку, що утворяться, металу і газів з очищенням і утилізацією останніх, відповідно до винаходу, переробку ведуть у герметизованому реакційному просторі, а гази пропускають спочатку через розплав, що утворився, після чого впливають на них електроіскровим розрядом, а частину газів, що відходять після очищення, повертають у с реакційний простір, при цьому в реакційній зоні здійснюють циркуляцію газів, а шлак перед випуском Ге) підігрівають (Патент Росії Мо1836603, кл. Е 23 З 5/00, пріоритет 24.06.91, дата публікації Бюл. Мо31, 1993).The method of thermal processing of household waste in a mine furnace, which includes preparation, loading into the mine, heating in plasma jets in an oxidizing environment, followed by release of the resulting slag melts, metal and of gases with purification and utilization of the latter, according to the invention, processing is carried out in a sealed reaction space, and the gases are first passed through the formed melt, after which they are affected by an electric spark discharge, and part of the gases leaving after purification are returned to the reaction space , while gases are circulated in the reaction zone, and the slag is heated before the release of He) (Russian Patent Mo1836603, class E 23 Z 5/00, priority 06.24.91, publication date Bull. Mo31, 1993).
Однак відомий спосіб не придатний для обробки пастоподібних відходів, а також рідких субстанцій, як з погляду техніки і рентабельності, так і в екологічному відношенні, одержуючи при цьому придатні для повторного застосування сировинні матеріали, крім того, до недоліків варто віднести низьку ефективність со використання фізичної теплоти піролізних газів. авHowever, the known method is not suitable for processing pasty wastes, as well as liquid substances, both from the point of view of technology and profitability, and from an ecological point of view, while obtaining raw materials suitable for repeated use, in addition, the disadvantages include low efficiency with the use of physical heat of pyrolysis gases. Av
Відомий пристрій для переробки сміття і побутових відходів, що містить корпус, футерований вогнетривким матеріалом, завантажувальний бункер, звужений донизу з вікном у нижній частині, пов'язаним з корпусом, і -- кришкою у верхній частині, патрубки подачі газу і повітря і відводу газів, при цьому корпус по висоті ча розділений на зони сушіння, піролізу і спалювання за допомогою парних стулок, розташованих під кутом одна до одної, причому пари стулок, розташовані на вході і виході в корпус, виконані суцільними, а пари стулок, що в розділяють зони, виконані з отворами, патрубок подачі газу і повітря розташований над парою стулок, розташованих на виході, а патрубок відводу газів, що відходять - над парою стулок, розташованих на вході, а бункер постачений патрубком відводу повітря (Патент Росії Мо2023211, кл. Е 23 б 5/00, пріоритет 18.06.92, дата « публікації Бюл. Мо21, 1994). З 50 Технологія переробки сміття і побутових відходів, здійснювана в описаному реакторі, є непродуктивною і с неефективною внаслідок низького ступеня керування і підтримки температурного рівня процесів, щоA known device for the processing of garbage and household waste, comprising a housing lined with a refractory material, a loading hopper tapered downwards with a window in the lower part connected to the housing, and - a cover in the upper part, gas and air supply and exhaust nozzles , while the body is divided into drying, pyrolysis, and burning zones by means of double flaps located at an angle to each other, and the pairs of flaps located at the entrance and exit to the body are made continuous, and the pairs of flaps that separate the zones , made with holes, the gas and air supply nozzle is located above a pair of flaps located at the outlet, and the exhaust gas outlet nozzle is located above a pair of flaps located at the entrance, and the hopper is supplied with an air outlet nozzle (Russian Patent Mo2023211, class E 23 b 5/00, priority 18.06.92, date of "publication Bull. Mo21, 1994). C 50 The technology of processing garbage and household waste, carried out in the described reactor, is unproductive and inefficient due to the low degree of control and maintenance of the temperature level of the processes, which
Із» відбуваються паралельно в сусідніх зонах з урахуванням визначених вимог до складу і розмірів вихідної сировини.Из" occur in parallel in neighboring zones, taking into account the specified requirements for the composition and size of the raw materials.
Найбільш близьким по технічній сутності і результатові, що досягається, (прототип) прийнято пристрій для термічної переробки побутових відходів, що включає шахту з завантажувальним пристроєм у верхній частині, і плазмові пальники, встановлені в опуклій зоні шахти по її периметру, льотку для випуску шлаку і газохід для -І газів, що відходять, відповідно до винаходу, він постачений пов'язаною з горном шахти підсклепінною ванною з льоткою для випуску розплаву металу, а герметизовані робочі простори шахти і ванни розділені вертикальною - перегородкою з вікном у придонній частині з утворенням гідрозатвора, причому льотка для випуску шлаку ав! 20 виконана сифонною і розташована на дальньому від шахти кінці ванни з рівнем зливального порога вище вікна перегородки, а газохід установлений перед льоткою, у якому встановлено електророзрядний пристрій, при со Цьому у ванні зі зливальним порогом сифонної льотки встановлено один електропічний електрод або плазмотрон, а по периметру шахти над плазмотронами розташовані паливні пальники (Патент Росії Мо1836603, кл. Е 23 б 5/00, пріоритет 24.06.91, дата публікації Бюл. Мо31, 1993). 25 Недоліком пристрою є низька продуктивність печі, обумовлена двоступінчастим процесом - спалювання іThe device for the thermal processing of household waste, which includes a mine with a loading device in the upper part, and plasma burners installed in the convex zone of the mine along its perimeter, a fly for the release of slag and the gas duct for -I outgoing gases, according to the invention, it is supplied with a vaulted bath connected to the shaft of the mine with a vent for the release of molten metal, and the sealed working spaces of the mine and the bath are separated by a vertical partition with a window in the bottom part with the formation of a water seal, and the fly for the release of slag av! 20 is made of a siphon and is located at the end of the bath far from the mine with the level of the drain threshold above the partition window, and the gas duct is installed in front of the jet, in which the electric discharge device is installed, at the same time, in the bath with the drain threshold of the siphon jet, one electric furnace electrode or plasmatron is installed, and fuel burners are located on the perimeter of the mine above the plasmatrons (Russian Patent Mo1836603, class E 23 b 5/00, priority 06/24/91, publication date Bull. Mo31, 1993). 25 The disadvantage of the device is the low productivity of the furnace due to the two-stage process - burning and
ГФ) піроліз, крім того, пристрій не призначений для переробки таких відходів, як рідкі субстанції, пастоподібні юю відходи й інші матеріали, що володіють високими вязкопружними властивостями. шоHF) pyrolysis, in addition, the device is not intended for processing such waste as liquid substances, pasty waste and other materials with high viscoelastic properties. what
В основу першого з групи винаходів поставлено завдання удосконалення способу термічної переробки побутових відходів, у якому за рахунок створення замкнутої технологічної системи переводу відходів у 60 металеву, шлакову і газову складові та утилізації при цьому тепла і хімічної енергії газів, що відходять, для енергоперетворювальних пристроїв, нейтралізації виділеної рідкої фази з відходів, забезпечити ефективність переробки відходів, скоротити шкідливі викиди в атмосферу і підвищити продуктивність процесу.The first of the group of inventions is based on the task of improving the method of thermal processing of household waste, in which, due to the creation of a closed technological system of converting waste into 60 metal, slag and gas components and at the same time utilizing the heat and chemical energy of the outgoing gases for energy conversion devices, neutralization of the separated liquid phase from waste, ensure the efficiency of waste processing, reduce harmful emissions into the atmosphere and increase the productivity of the process.
В основу другого з групи винаходів поставлено завдання удосконалення пристрою для термічної переробки побутових відходів, у якій шляхом зміни конструкції реактора, а також технологічної схеми компонування вузлів бо | зв'язків між ними, забезпечити економічно вигідний режим роботи пристрою, підвищити його питому продуктивність і знизити забруднення навколишнього середовища.The second of the group of inventions is based on the task of improving the device for thermal processing of household waste, in which, by changing the design of the reactor, as well as the technological diagram of the arrangement of nodes, because | connections between them, to ensure an economically beneficial mode of operation of the device, to increase its specific productivity and to reduce environmental pollution.
Перше поставлене завдання вирішується тим, що в способі термічної переробки побутових відходів, що включає підготовку, завантаження в шахту, нагрівання у плазмових струменях в окисному середовищі з циркуляцією газів у герметизованому реакційному просторі з наступним випуском розплавів шлаку, металу і газів, що утворюються, з очищенням і утилізацією останніх, повернення частини газів, що відходять, у реакційний простір, відповідно до винаходу, підготовлені відходи піддають об'ємному стисненню, нейтралізують виділену рідку фазу, а отриманий твердий продукт направляють на підсушування, яке здійснюють тепловим впливом газу, що відходить після утилізації, періодично завантажують підсушений продукт у шахтну піч без 7/0 теплового впливу плазмових струменів, а після повного завантаження печі продукт ущільнюють при одночасному нагріванні продуктів плазмовими струменями, при цьому в процесі ущільнення знижують вихідний рівень стовпа продуктів у реакційному просторі печі зі швидкістю, пропорційною швидкості газифікації, а отриманий піролізний газ за рахунок тиску в шахтній печі, що створюють плазмотронами, відводять з верхньої частини шахтної печі, перепускають через систему газоочищення, акумулюють в ресивері і направляють на /5 утилізацію теплової та хімічної енергії, при цьому робочим тілом плазмотронів служать очищений, стиснутий у компресорі газ, що відходить після підсушування, і вода, а відходи, що залишилися в шахтній печі, ущільнюють і плавлять плазмовим струменем, після чого зливають метал і шлак із шахтної печі.The first task is solved by the fact that in the method of thermal processing of household waste, which includes preparation, loading into a mine, heating in plasma jets in an oxidizing environment with the circulation of gases in a sealed reaction space with the subsequent release of molten slag, metal and gases formed from cleaning and utilization of the latter, returning part of the outgoing gases to the reaction space, according to the invention, the prepared waste is subjected to volume compression, the separated liquid phase is neutralized, and the obtained solid product is sent to drying, which is carried out by the thermal effect of the gas leaving after disposal, the dried product is periodically loaded into the mine furnace without 7/0 thermal influence of plasma jets, and after the furnace is fully loaded, the product is compacted while simultaneously heating the products with plasma jets, while during the compaction process, the output level of the column of products in the reaction space of the furnace is reduced at a rate proportional to at the rate of gasification, and the obtained pyrolysis gas due to the pressure in the mine furnace created by the plasmatrons is removed from the upper part of the mine furnace, passed through the gas purification system, accumulated in the receiver and directed to /5 utilization of thermal and chemical energy, while the working body of the plasmatrons the purified gas compressed in the compressor, leaving after drying, and water are used, and the waste remaining in the mine furnace is compacted and melted with a plasma jet, after which the metal and slag are drained from the mine furnace.
Спосіб включає чотири етапи: - підготовка відходів, екологічне знешкодження в них рідкої фази і сушіння; - завантаження, ущільнення осушених відходів у шахтній печі з одночасним нагріванням їх в окисному середовищі плазмовими струменями, піроліз і одержання піролізного газу; - транспортування піролізного газу по замкнутому тракту, що включає очищення й утилізацію тепла, використання газів, що відходять, для одержання електроенергії і пари, виділення й акумулювання конденсату води, використання її і піролізного газу для роботи плазмотронів, повернення частини води в теплообмінник і сч відбір з нього нагрітого газу для сушіння відходів; о - одержання металу і шлаку в результаті впливу плазмовим струменем на ущільнений шар відходів у печі, отриманих після піролізу.The method includes four stages: - preparation of waste, ecological disposal of its liquid phase and drying; - loading, compaction of dried waste in a mine furnace with simultaneous heating in an oxidizing environment with plasma jets, pyrolysis and production of pyrolysis gas; - transportation of pyrolysis gas through a closed path, which includes purification and utilization of heat, use of exhaust gases for the production of electricity and steam, separation and accumulation of water condensate, use of it and pyrolysis gas for the operation of plasmatrons, return of part of the water to the heat exchanger and heat recovery heated gas from it for drying waste; o - production of metal and slag as a result of plasma jet exposure to a compacted layer of waste in the furnace obtained after pyrolysis.
Послідовність дій даного процесу, регулювання теплового режиму в печі шляхом зміни потужності і витрат плазмоутворюючого газу в плазмотронах, забезпечують достатню гнучкість технологічного процесу у відношенні о зо температурних умов на окремих етапах, що приводить до повної утилізації відходів у заданому режимі і завершеності всього технологічного циклу при збереженні чистоти навколишнього середовища. оThe sequence of actions of this process, regulation of the thermal regime in the furnace by changing the power and consumption of plasma-forming gas in plasmatrons, ensure sufficient flexibility of the technological process in relation to the temperature conditions at individual stages, which leads to the complete disposal of waste in the given mode and the completion of the entire technological cycle at preserving the cleanliness of the environment. at
Друге поставлене завдання вирішується тим, що пристрій для термічної переробки побутових відходів, що «- включає шахтну піч із завантажувальним пристроєм, плазмотрони, встановлені в нижній частині печі, льотки для випуску шлаку і розплаву металу, додатковий плазмотрон і газохід для газів, що відходять, відповідно до в. з5 винаходу, шахтна піч у верхній торцевій частині постачена штоком з перфорованим поршнем з розміщеними в ча ньому термопарами і встановленим у порожнині печі з можливістю фіксованого поздовжнього переміщення по висоті реакційного простору печі, при цьому термопари електричне зв'язані з блоком пам'яті, механізмом привода поршня і перемикачем режиму роботи печі, взаємодіючим з упором на штоку під час його переміщення, а в нижній частині шахтної печі розташований копальник з додатковим плазмотроном, а вище копильника, по «The second task is solved by the fact that the device for thermal processing of household waste, which "- includes a shaft furnace with a loading device, plasmatrons installed in the lower part of the furnace, jets for releasing slag and molten metal, an additional plasmatron and a gas pipe for outgoing gases, in accordance with according to the invention, the mine furnace in the upper end part is supplied with a rod with a perforated piston with thermocouples placed in it and installed in the furnace cavity with the possibility of fixed longitudinal movement along the height of the reaction space of the furnace, while the thermocouples are electrically connected to the memory unit, the mechanism piston drive and furnace operation mode switch interacting with the stop on the rod during its movement, and in the lower part of the mine furnace there is a digger with an additional plasmatron, and above the digger, according to "
Зовнішньому периметру шахтної печі, розташований газовий колектор, зв'язаний із плазмохімічним з с газогенератором із встановленими в ньому плазмотронами, при цьому завантажувальний пристрій сполучений із . прес-фільтром для зневоднювання відходів, з яким послідовно з'єднані пристрій для сушіння, шлюзовий и?» пристрій, виконаний у вигляді прийомної ємності осушених відходів із двома приводними шиберами, у нижній частині якої встановлений шнековий живильник, зв'язаний із внутрішньою порожниною печі через отвір, виконаний у її бічній стінці, нижче межі верхнього положення поршня, а у верхній частині печі розташований -І трубопровід відводу піролізного газу, який через зворотний клапан сполучений з газоочисником циклонного типу, пристроєм для відділення сірки і ресивером, вихід якого через керований вентиль і компресор зв'язаний ізOn the outer perimeter of the mine furnace, there is a gas collector connected to a plasma-chemical gas generator with plasmatrons installed in it, while the loading device is connected to . a filter press for dewatering waste, with which a drying device, a sluice and? a device made in the form of a receiving container for dried waste with two drive shutters, in the lower part of which a screw feeder is installed, connected to the inner cavity of the furnace through a hole made in its side wall, below the limit of the upper position of the piston, and in the upper part of the furnace is located - And the pyrolysis gas discharge pipeline, which is connected through a non-return valve to a cyclone-type gas cleaner, a device for sulfur separation and a receiver, the output of which is connected through a controlled valve and a compressor to
Ш- пристроєм утилізації теплової та хімічної енергії піролізного газу, трубопровід відхідного з пристрою - утилізації газу через теплообмінник парогенератора з'єднаний із пристроєм для сушіння, а контур газу, що 5о Відходить із пристрою сушіння, через повітродувку підключений до плазмохімічного газогенератора і через о додатковий теплообмінник, фільтр і компресор -до плазмотронів плазмохімічного газогенератора, при цьому с плазмотрони плазмохімічного газогенератора, у момент розігріву шахтної печі, підключені до зовнішнього джерела електричної енергії і до повітряного компресора, а внутрішня порожнина печі через допоміжну систему підведення з'єднана з пристроєм для сушіння через керуючий вентиль, додатковий плазмотрон, встановлений у Копильнику, підключений до балона зі зрідженим газом, наприклад, пропаном, і до повітряного компресора, а пристрій для сушіння постачено пластинчастим конвеєром, установленим по довжині його внутрішньоїШ is a device for the utilization of thermal and chemical energy of the pyrolysis gas, the pipeline of the waste gas from the device - utilization of the gas through the heat exchanger of the steam generator is connected to the device for drying, and the circuit of the gas leaving the drying device is connected to the plasma chemical gas generator through an air blower and through an additional o heat exchanger, filter and compressor - to the plasmatrons of the plasmachemical gas generator, while the plasmatrons of the plasmachemical gas generator, at the time of heating the mine furnace, are connected to an external source of electrical energy and to the air compressor, and the inner cavity of the furnace is connected to the drying device through an auxiliary supply system through a control valve, an additional plasmatron installed in the Hoard is connected to a cylinder of liquefied gas, for example, propane, and to an air compressor, and the drying device is supplied by a plate conveyor installed along the length of its interior
Ф) порожнини. Пристрій утилізації теплової енергії може бути виконаний у вигляді газової турбіни або двигуна ка внутрішнього згоряння, а прес-фільтр постачений ємністю для збору рідкої фази, яка зв'язана з баком нейтралізації, при цьому поршень виконаний водоохолоджуваним. во Поршень у шахтній печі виконаний перфорованим для забезпечення під час його переміщення перетікання газу, а завдяки наявності встановлених на поршні термопар, електричне зв'язаних з механізмом привода штока, блоком пам'яті, перемикачем режиму роботи, забезпечується керований реверсивний хід поршня, стиснення відходів у печі при одночасному їхньому нагріванні що приводить до зменшення розмірів порожнеч у завантажених відходах, збільшенню теплопровідності відходів і прискоренню їхнього розігріву. 65 Наявність поршня з автономним приводом дозволяє в більш широких межах варіювати режим деформації стиску відходів у шахтній печі, що в комплексі забезпечує істотне підвищення питомої продуктивності печі по відходам, що переробляються, знижує питомі витрати тепла на переробку та підвищує якість і енерговміст піролізного газу.F) cavities. The thermal energy utilization device can be made in the form of a gas turbine or an internal combustion engine, and the filter press is supplied with a container for collecting the liquid phase, which is connected to the neutralization tank, while the piston is water-cooled. в The piston in the mine furnace is perforated to ensure gas flow during its movement, and due to the presence of thermocouples installed on the piston, electrically connected to the rod drive mechanism, memory unit, operating mode switch, controlled reversible stroke of the piston, waste compression is ensured in the furnace during their simultaneous heating, which leads to a decrease in the size of the voids in the loaded waste, an increase in the thermal conductivity of the waste and an acceleration of its heating. 65 The presence of a piston with an autonomous drive makes it possible to vary the compression deformation mode of waste in the mine furnace within wider limits, which in the complex ensures a significant increase in the specific productivity of the furnace for processed waste, reduces the specific heat consumption for processing and increases the quality and energy content of pyrolysis gas.
Газовий колектор призначений для формування спрямованих нагрітих газових струменів у герметизованому реакційному просторі печі.The gas collector is designed for the formation of directed heated gas jets in the sealed reaction space of the furnace.
Запропонована конструкція шахтної печі забезпечує заданий тепловий режим плазмотронами плазмохімічного газогенератора шляхом зміни їхньої потужності і витрат плазмоутворюючого газу, а при значному збільшенні висоти шахтної печі і її діаметра, кількість плазмохімічних газогенераторів установлюється з урахуванням масштабного фактора. 70 Система підготовки відходів включає прес-фільтр, у якому відбувається пресування відходів і відділення рідини від твердої маси, при цьому рідка фаза надходить в бак, де її нейтралізують, а тверда маса попадає у пристрій для сушіння, обладнаний, наприклад, пластинчастим конвеєром, і через шлюзовий пристрій - у внутрішню порожнину печі.The proposed design of the mine furnace ensures the specified thermal regime of plasmatrons of the plasma chemical gas generator by changing their power and consumption of plasma-forming gas, and with a significant increase in the height of the mine furnace and its diameter, the number of plasma chemical gas generators is set taking into account the scale factor. 70 The waste preparation system includes a filter press in which the waste is pressed and the liquid is separated from the solid mass, while the liquid phase enters a tank where it is neutralized, and the solid mass enters a drying device equipped, for example, with a plate conveyor, and through the sluice device - into the inner cavity of the furnace.
Енергія відхідного з печі піролізного газу реалізується за допомогою пристроїв утилізації теплової /5 енергії, наприклад, двигуна внутрішнього згоряння або газової турбіни з електрогенератором. Газ, що відходить із пристрою утилізації, надходить у теплообмінник парогенератора, з якого газ надходить у пристрій для сушіння. Частина газу, що відходить із пристрою для сушіння, через газодувку, фільтр, додатковий теплообмінник і компресор надходить у плазмотрони плазмохімічного газогенератора, а друга частина - безпосередньо в плазмохімічний газогенератор,The energy of the waste pyrolysis gas from the furnace is realized with the help of thermal energy utilization devices, for example, an internal combustion engine or a gas turbine with an electric generator. The gas leaving the utilization device enters the heat exchanger of the steam generator, from which the gas enters the drying device. Part of the gas leaving the drying device, through the blower, filter, additional heat exchanger and compressor, enters the plasmatrons of the plasma chemical gas generator, and the second part - directly into the plasma chemical gas generator,
При значних розмірах шахтної печі і, як наслідок одержання великих об'ємів піролізного газу, для додаткової утилізації тепла, у пристрої після теплообмінника парогенератора установлена парова турбіна з електрогенератором, відпрацьована пара з якої конденсується в конденсаторі і надходить у резервуар живильної води, з якого насосом подається назад у теплообмінник парогенератора і через керований регулятор на плазмотрони плазмохімічного газогенератора. сWith the large size of the mine furnace and, as a result of obtaining large volumes of pyrolysis gas, for additional heat utilization, a steam turbine with an electric generator is installed in the device after the heat exchanger of the steam generator, the spent steam from which is condensed in the condenser and enters the feed water tank, from which the pump is fed back to the heat exchanger of the steam generator and through the controlled regulator to the plasmatrons of the plasma chemical gas generator. with
Таким чином, пристрій дозволяє цілком використовувати тепловміст відпрацьованого газу, навіть якщо його о енергетичний вміст не дуже високий, що виключає вплив на навколишнє середовище.Thus, the device allows you to fully use the heat content of waste gas, even if its energy content is not very high, which excludes the impact on the environment.
Пристрій забезпечує високу продуктивність переробки сміття з підвищеними екологічними параметрами, переробку нерозсортованих відходів, створює умови збільшення обсягів переробки відходів у міру зростання потреб і, при цьому вироблену в самому пристрої електроенергію перетворювати в тепло плазмотронамиі-У оз зо механічну енергію, за рахунок підключення електроустаткування, задіяного в технологічній схемі.The device ensures high productivity of waste processing with increased environmental parameters, processing of unsorted waste, creates conditions for increasing the volume of waste processing as needs grow and, at the same time, the electricity produced in the device itself is converted into heat by plasmatronamii-U oz zo mechanical energy, due to the connection of electrical equipment, involved in the technological scheme.
Спосіб здійснюється таким чином. оThe method is carried out as follows. at
Спосіб термічної переробки побутових відходів включає попередній прогрів шахтної печі плазмотронами - п плазмохімічного газогенератора, які на час прогріву працюють від зовнішнього джерела електроенергії і повітряного компресора без відводу відхідних з печі піролізних газів. Після прогріву шахтної печі до ї- зв температури 150-200 С тверді і рідкі побутові відходи направляють у завантажувальний пристрій прес-фільтра, ї- у якому їх піддають об'ємному стискові з одночасним вижиманням рідкої фази, що збирають в окрему ємність і нейтралізують хімічним розчином. Отриманий твердий продукт направляють на сушіння, де як нагрівач служать нагріті в реакційній зоні печі гази, що надходять через допоміжну систему підведення.The method of thermal processing of household waste includes preliminary heating of the mine furnace with plasmatrons - a plasma chemical gas generator, which during the heating period operate from an external source of electricity and an air compressor without removing waste pyrolysis gases from the furnace. After warming up the mine furnace to a temperature of 150-200 C, solid and liquid household waste is sent to the loading device of the filter press, where it is subjected to volume compression with simultaneous squeezing of the liquid phase, which is collected in a separate container and neutralized with chemical solution The resulting solid product is sent to drying, where gases heated in the reaction zone of the furnace, supplied through the auxiliary supply system, serve as a heater.
При досягненні значень температури внутрішніх стінок печі в діапазоні 300-400 9С в зоні піролізу, « підсушений твердий продукт через шлюзову камеру завантажують у піч без теплового впливу на нього с плазмовими струменями. Замикають допоміжну систему підведення агента сушіння і включають контур відхідних ц з печі піролізних газів. Після повного завантаження печі підсушеним продуктом його ущільнюють при "» одночасному нагріванні плазмовими струменями з регульованою температурою газів на вході в піч від З0О0 до 600 2С. У процесі нагрівання йде піроліз органічної складової відходів. В міру піролізу в процесі ущільнення знижують вихідний рівень стовпа продуктів у реакційному просторі печі зі швидкістю, пропорційною швидкості -і газифікації. -1 Вплив тиску і зсувних деформацій на твердий продукт відбувається в процесі його нагрівання. Матеріал піддають поступовому стисненню, при цьому зменшуються розміри наявних у матеріалі порожнеч. У результаті - збільшується теплотворність матеріалу, починається інтенсивне тепловиділення у всьому обсязі матеріалу, який о 50 переробляється, що приводить до швидкого розігріву.Upon reaching the temperature values of the inner walls of the furnace in the range of 300-400 9C in the pyrolysis zone, the dried solid product is loaded into the furnace through the sluice chamber without thermal influence on it with plasma jets. Close the auxiliary drying agent supply system and turn on the circuit of waste gases from the furnace of pyrolysis. After the furnace is fully loaded with the dried product, it is compacted with simultaneous heating by plasma jets with an adjustable temperature of gases at the entrance to the furnace from З0О0 to 600 2С. During the heating process, pyrolysis of the organic component of the waste takes place. reaction space of the furnace at a rate proportional to the rate of -and gasification. -1 The influence of pressure and shear deformations on the solid product occurs during its heating. The material is subjected to gradual compression, while the size of the voids in the material decreases. As a result, the calorific value of the material increases, it begins intensive heat generation in the entire volume of the material, which is processed by 50, which leads to rapid heating.
Піролізний газ у шахтній печі йде знизу уверх під тиском, необхідним для подолання гідравлічного опору с всього стовпа завантаженого матеріалу, і який при цьому забезпечує тиск, заданий споживачем піролізного газу на виході, при цьому тиск газових струменів, що надходять у шахтну піч із плазмохімічного газогенератора, регулюють у межах 0,05-0,1 МПа через відносно низький вміст вологи в підсушених твердих продуктах. За рахунок тиску в реакційному просторі печі піролізний газ відводять з її верхньої частини й акумулюють у о ресивері. Температура газу на виході з печі складає 200-500 «Сб. При нагромадженні в ресивері достатньої кількості газу, останній, після очищення від твердих часток і сірки утилізують, наприклад, у двигуні їмо) внутрішнього згоряння або в газовій турбін з метою одержання електроенергії. Відпрацьований після утилізації газ відводять у теплообмінник парогенератора, а пару подають у парову турбіну, що приводить в бо обертання електрогенератор. Для утворення замкнутого термодинамічного циклу, відпрацьована у паровій турбіні пара конденсується, а конденсат акумулюють у резервуарі живильної води, з якого воду знову підводять до теплообмінника парогенератора. Нагрітий у теплообміннику газ з температурою 150-200 «С направляють у зону сушіння підготовлених відходів. Частину газу після сушіння, із залишковою температурою 50-120 2, за допомогою газодувки направляють у плазмохімічний газогенератор, а другу частину газу фільтрують, знижують бо його температуру до значення менш 30 «С и подають на плазмотрони плазмохімічного газогенератора. Воду з резервуара живильної води під тиском до 4 атм подають на плазмотрони плазмохімічного газогенератора і додатковий плазмотрон. При потужності плазмотрона 0,5 МВт, витрата води складає до 10 г/с. Після кожного повного завантаження печі і термічного розкладання підготовлених твердих відходів, процес піролізуThe pyrolysis gas in the mine furnace goes from the bottom up under the pressure necessary to overcome the hydraulic resistance from the entire column of loaded material, and which at the same time provides the pressure set by the pyrolysis gas consumer at the outlet, while the pressure of the gas jets entering the mine furnace from the plasma chemical gas generator , are regulated within 0.05-0.1 MPa due to the relatively low moisture content in dried solid products. Due to the pressure in the reaction space of the furnace, the pyrolysis gas is removed from its upper part and accumulated in the receiver. The gas temperature at the exit from the furnace is 200-500 °C. When a sufficient amount of gas accumulates in the receiver, the latter, after cleaning from solid particles and sulfur, is disposed of, for example, in an internal combustion engine or in a gas turbine for the purpose of obtaining electricity. After disposal, the gas is taken to the heat exchanger of the steam generator, and the steam is fed to the steam turbine, which drives the electric generator into rotation. To form a closed thermodynamic cycle, the steam exhausted in the steam turbine is condensed, and the condensate is accumulated in the feed water tank, from which the water is again fed to the heat exchanger of the steam generator. The gas heated in the heat exchanger with a temperature of 150-200 °C is sent to the drying area of the prepared waste. Part of the gas after drying, with a residual temperature of 50-120 2, is sent to the plasma chemical gas generator using a gas blower, and the second part of the gas is filtered, because its temperature is lowered to a value of less than 30 °C and fed to the plasmatrons of the plasma chemical gas generator. Water from the feed water tank under a pressure of up to 4 atm is fed to the plasmatrons of the plasmachemical gas generator and an additional plasmatron. At a plasmatron power of 0.5 MW, water consumption is up to 10 g/s. After each full loading of the furnace and thermal decomposition of the prepared solid waste, the pyrolysis process
Завершується утворенням і нагромадженням твердих відходів у копильнику та у нижній частині печі.It ends with the formation and accumulation of solid waste in the hopper and in the lower part of the furnace.
Залишені в результаті піролізу тверді відходи осідають в нижній частині печі, а іншу частину печі завантажують новими порціями підсушеного твердого продукту, який піддають ущільненню і нагріванню так, як це описано вище. В міру нагромадження відходів, що залишилися після піролізу, їх ущільнюють і нагрівають при температурі 1500-2000 «С плазмовим струменем плазмотрона, встановленого в копильнику, до утворення 7/0 розплаву, після чого зливають одержаний метал і шлак.The solid waste left as a result of pyrolysis settles in the lower part of the furnace, and the other part of the furnace is loaded with new portions of the dried solid product, which is compacted and heated as described above. As the waste remaining after pyrolysis accumulates, it is compacted and heated at a temperature of 1500-2000 °C with a plasma jet of a plasmatron installed in the deposit box until a 7/0 melt is formed, after which the resulting metal and slag are poured.
Таким чином, для забезпечення екологічної чистоти газів, що відходять, побутові відходи піддаються дворазовому розкладанню при температурах, що виключають утворення або збереження складних хімічних сполук.Thus, in order to ensure the ecological purity of outgoing gases, household waste undergoes two-fold decomposition at temperatures that exclude the formation or preservation of complex chemical compounds.
Енергія отриманого піролізного газу може бути використана різними способами, а також сполученням 7/5 декількох способів використання. Запропонований спосіб дозволяє в енергоперетворювальних пристроях використовувати електроенергію, яка вироблена в самій системі переробки відходів, і пускати в хід механізми, задіяні для реалізації способу.The energy of the obtained pyrolysis gas can be used in various ways, as well as by combining 7/5 several ways of use. The proposed method makes it possible to use electricity produced in the waste processing system itself in energy conversion devices, and to start the mechanisms involved in the implementation of the method.
На кресленні представлена принципова схема пристрою для термічної переробки побутових відходів.The drawing shows the schematic diagram of the device for thermal processing of household waste.
Пристрій включає шахтну піч 1, виконану з металевого вертикально розташованого корпуса, футерованого Вогнетривкою цеглою. У верхній торцевій частині печі на штоку 2 розташований поршень З, установлений у внутрішній порожнині печі з можливістю фіксованого поздовжнього переміщення за допомогою механізму 4 привода. Поршень виконаний з наскрізними отворами 5 для перетікання газу і внутрішніми каналами для охолоджувального агента (на кресленні не показано). На поршні З установлені термопари 6 і 7. Пристрій також включає блок пам'яті 8, електричне зв'язаний з термопарами 6 і 7, механізмом привода 4 і перемикачем 9 с режиму роботи печі, який взаємодіє з упором 10 на штоку 2 під час переміщення останнього. У нижній частині шахтної печі 1 розташований копильник 11 з додатковим плазмотроном 12. У копильнику розміщені льотки 13 і о 14 для випуску металу і шлаку. По зовнішньому периметру печі 1, вище копильника, розташований газовий колектор 15, з'єднаний теплоіїзольованим каналом із плазмохімічним газогенератором 16 із встановленими в ньому плазмотронами 17. У верхній частині печі розташований трубопровід 18 відводу піролізного газу з оThe device includes a mine furnace 1, made of a metal vertically located body, lined with refractory bricks. In the upper end part of the furnace, on the rod 2, there is a piston C, installed in the inner cavity of the furnace with the possibility of fixed longitudinal movement with the help of the drive mechanism 4. The piston is made with through holes 5 for gas flow and internal channels for the cooling agent (not shown in the drawing). Thermocouples 6 and 7 are installed on the piston C. The device also includes a memory unit 8, electrically connected to thermocouples 6 and 7, a drive mechanism 4 and a switch 9s of the furnace operation mode, which interacts with the stop 10 on the rod 2 during movement the last In the lower part of the mine furnace 1, there is a deposit box 11 with an additional plasmatron 12. In the deposit box there are hoppers 13 and 14 for the release of metal and slag. On the outer perimeter of the furnace 1, above the storage tank, there is a gas collector 15, connected by a heat-insulated channel to a plasma chemical gas generator 16 with plasmatrons 17 installed in it. In the upper part of the furnace, there is a pipeline 18 for the removal of pyrolysis gas from
Зо Витратоміром 19, що через контролер 20 зв'язаний з механізмом привода 4. Трубопровід 18 через зворотний клапан 21 з'єднаний з газоочисником 22 циклонного типу, пристроєм 23 для відділення сірки та її з'єднань і о ресивером 24. Завантажувальний пристрій 25 сполучений із прес-фільтром 26, який призначений для «-- зневоднювання відходів і відводу рідкої фази в ємність 27. Бак 28 заповнений речовиною для нейтралізації рідкої фази. З прес-фільтром 26 послідовно з'єднані пристрій 29 для сушіння, шлюзовий пристрій 30, виконаний -With the flow meter 19, which is connected to the drive mechanism 4 through the controller 20. The pipeline 18 through the non-return valve 21 is connected to the gas cleaner 22 of the cyclone type, the device 23 for separating sulfur and its connections and the receiver 24. The loading device 25 is connected with a press filter 26, which is designed for "-- waste dehydration and removal of the liquid phase into the container 27. The tank 28 is filled with a substance to neutralize the liquid phase. A drying device 29, a sluice device 30, made -
Зв У вигляді прийомної ємності осушених відходів із двома приводними шиберами 31 і 32, у нижній частині якої ї- встановлений шнековий живильник 33, зв'язаний із внутрішньою порожниною печі 1 через отвір 34, виконаний у її бічній стінці нижче межі верхнього положення поршня 3. Пристрій 29 для сушіння постачено пластинчастим конвеєром 35, установленим по довжині його внутрішньої порожнини. Додатковий плазмотрон 12, встановлений у копильнику 11, приєднаний до балона 36 зі зрідженим газом, наприклад, пропаном і до повітряного компресора « 40. ЗІ. З с У запропонованому винаході можливе використання будь-яких пристроїв утилізації теплової енергії, що й диктується запитами споживача. «» На приведеній схемі пристрою для термічної переробки побутових відходів ресивер 24 через керований вентиль 38 з'єднаний з компресором 39, який сполучений з камерою 40 спалювання газотурбінної установки 41, до якої приєднаний електрогенератор 42. Трубопровід відводу з турбіни з'єднаний з теплообмінником -і парогенератора 43. Теплообмінник 43 паропроводом зв'язаний з паровою турбіною 44, що служить для обертання електрогенератора 45. Трубопровід відводу пари з парової турбіни 44 підключений до конденсатора - 46 і далі через конденсатний насос 47 - до резервуару живильної води 48, з якого вода за допомогою живильного - насоса 49 підводиться назад до теплообмінника 43 і через керований регулятор 50 до плазмотронів 17 плазмохімічного газогенератора 16 і до додаткового плазмотрона 12. Теплообмінник 43, крім того, газопроводом о підключений до пристрою 29 для сушіння, з якого відвідний газопровід через газодувку 51 розгалужується - одна со галузь підведена до плазмохімічного газогенератора 16, а друга - через фільтр 52, додатковий теплообмінник 53, компресор 37 на плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора 16 і додатковий плазмотрон 12.Sv In the form of a receiving container for dried waste with two drive shutters 31 and 32, in the lower part of which a screw feeder 33 is installed, connected to the inner cavity of the furnace 1 through a hole 34 made in its side wall below the limit of the upper position of the piston 3. The drying device 29 is supplied with a plate conveyor 35 installed along the length of its inner cavity. An additional plasmatron 12, installed in a storage tank 11, is connected to a cylinder 36 with liquefied gas, for example, propane, and to an air compressor « 40. ZI. With c In the proposed invention, it is possible to use any devices for the utilization of thermal energy, which is dictated by the requests of the consumer. "" In the given scheme of the device for thermal processing of household waste, the receiver 24 is connected through the controlled valve 38 to the compressor 39, which is connected to the combustion chamber 40 of the gas turbine installation 41, to which the electric generator 42 is connected. The pipeline of the turbine is connected to the heat exchanger - and the steam generator 43. The heat exchanger 43 is connected by a steam pipe to the steam turbine 44, which serves to rotate the electric generator 45. The steam discharge pipeline from the steam turbine 44 is connected to the condenser - 46 and further through the condensate pump 47 - to the feed water tank 48, from which water with the help of the feed pump 49, it is fed back to the heat exchanger 43 and through the controlled regulator 50 to the plasmatrons 17 of the plasma chemical gas generator 16 and to the additional plasmatron 12. In addition, the heat exchanger 43 is connected to the device 29 for drying by the gas line o, from which the outlet gas line is through the gas blower 51 branches out - one branch is connected to the plasma chemical gas generator 16, and the second - through the filter 52, additional heat exchanger 53, compressor 37 to the plasmatron 17 of the plasma chemical gas generator 16 and the additional plasmatron 12.
Плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора 16, у момент розігріву шахтної печі підключені до зовнішнього джерела електричної енергії і до повітряного компресора 37, а внутрішня порожнина печі 1 через допоміжну систему 54 з'єднана з пристроєм 29 для сушіння через керований вентиль 55. іФ) Пристрій працює таким чином. ко Прогрів шахтної печі 1 здійснюють низькотемпературною плазмою, генерованою плазмохімічним газогенератором 16, у якому на час прогріву печі плазмотрони 17 живляться від зовнішнього джерела бо електроенергії і повітряного компресора 37. Зворотний клапан 21 трубопроводу 18 відводу піролізного газу закритий. Через завантажувальний пристрій 25 побутові відходи надходять у прес-фільтр 26, у якому відходи пресують і при цьому відокремлюють рідину від твердої маси. Рідка фаза відводиться в ємність 27, куди одночасно подається нейтралізуюча речовина з бака 28. Тверді відходи після прес-фільтра надходять у пристрій 29 для сушіння, безпосередньо на пластинчастий конвеєр 35. Під час прогріву печі включають допоміжну б5 систему підведення гарячого газу 54, що зв'язує внутрішню порожнину печі 1 із пристроєм 29 для сушіння.Plasmatrons 17 of the plasma chemical gas generator 16, at the time of heating the mine furnace, are connected to an external source of electrical energy and to the air compressor 37, and the inner cavity of the furnace 1 through the auxiliary system 54 is connected to the device 29 for drying through the controlled valve 55. iF) The device works as follows way Heating of the mine furnace 1 is carried out with low-temperature plasma generated by the plasma-chemical gas generator 16, in which, during the heating of the furnace, the plasmatrons 17 are powered by an external source of electricity and an air compressor 37. The non-return valve 21 of the pipeline 18 of the pyrolysis gas outlet is closed. Through the loading device 25, household waste enters the filter press 26, in which the waste is pressed and at the same time separates the liquid from the solid mass. The liquid phase is diverted to the container 27, where the neutralizing substance is simultaneously supplied from the tank 28. The solid waste after the filter press enters the device 29 for drying, directly onto the plate conveyor 35. During heating, the furnace includes an auxiliary b5 hot gas supply system 54, which connects the inner cavity of the furnace 1 with the device 29 for drying.
Прогрів печі 1 здійснюють до одержання значень температур 500-700 «С внутрішніх стінок. Після прогріву печі відключають керованим вентилем 55 допоміжну систему 54, відкривають шибер 31 і за допомогою конвеєра 35 перевантажують осушений матеріал у прийомну ємність 30. Відключають плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора 16, відкривають шибер 32, включають шнековий живильник 33 і через отвір 34 матеріал надходить у шахтну піч до повного заповнення її об'єму. Закривають шибер 32 і включають плазмотрони 17.Furnace 1 is heated until the inner walls reach temperatures of 500-700 °C. After warming up the furnace, the auxiliary system 54 is turned off controlled by the valve 55, the shutter 31 is opened, and with the help of the conveyor 35, the dried material is reloaded into the receiving container 30. The plasmatrons 17 of the plasma chemical gas generator 16 are turned off, the shutter 32 is opened, the screw feeder 33 is turned on, and through the opening 34 the material enters the mine oven until its volume is completely filled. Close the shutter 32 and turn on the plasmatrons 17.
Включають механізм 4 привода штока 2. Поршень З опускається вниз і ущільнює осушений матеріал у порожнині печі при одночасному його нагріванні плазмовими струменями з регульованою температурою газів на вході в піч від З00 до 600 С. У процесі нагрівання відбувається піроліз органічної складової відходів і при підвищенні тиску газу в печі, спрацьовує зворотний клапан 21 і піролізний газ надходить через газоочисник 22, пристрій 70. 23 для відділення сірки у ресивер 24. По величині електричного сигналу, що видає витратомір 19, визначають швидкість газифікації. Під час піролізу, матеріал піддається поступовому стисненню поршнем, що переміщається зі швидкістю, пропорційною швидкості газифікації. Термопарами б і 7 контролюють температуру нагрівання поршня в міру його переміщення убік зони піролізу.They include the mechanism 4 of the rod drive 2. The piston C goes down and compacts the dried material in the cavity of the furnace while it is simultaneously heated by plasma jets with an adjustable temperature of gases at the entrance to the furnace from 300 to 600 C. During the heating process, pyrolysis of the organic component of the waste occurs and when the pressure increases gas in the furnace, the non-return valve 21 is activated and the pyrolysis gas enters through the gas cleaner 22, the device 70. 23 for separating sulfur into the receiver 24. The rate of gasification is determined by the magnitude of the electrical signal emitted by the flowmeter 19. During pyrolysis, the material is gradually compressed by a piston moving at a speed proportional to the gasification rate. Thermocouples b and 7 control the heating temperature of the piston as it moves to the side of the pyrolysis zone.
Режими реверса поршня визначаються значенням температури нагрівання нижньої його частини, яке 7/5 Відповідає відстані від перемикача 9 режиму роботи печі до місця установки на поршні упора 10, що підбирається експериментальне в залежності від типу матеріалу, який переробляється. Сигнали з термопар бі 7 і перемикача 9 режиму роботи печі введені в блок пам'яті 8, вихід якого зв'язаний з механізмом 4 привода.The piston reverse modes are determined by the value of the heating temperature of its lower part, which 7/5 Corresponds to the distance from the switch 9 of the furnace operation mode to the place of installation on the piston of the stop 10, which is selected experimentally depending on the type of material being processed. Signals from the thermocouple 7 and the switch 9 of the furnace operation mode are entered into the memory block 8, the output of which is connected to the drive mechanism 4.
Якщо під час переміщення поршня його температура досягла 400 С після спрацьовування сигналу перемикача 9 режиму роботи печі, то блок пам'яті 8 виробляє сигнал повернення поршня у вихідне положення за допомогою 2о механізму 4 привода і видає команду на повторне завантаження. Якщо під час переміщення поршня його температура досягла 400 оС до спрацьовування сигналу перемикача 9, то блок пам'яті 8 видає сигнал на початок плавлення, при цьому відключається плазмохімічний газогенератор 16 і включається додатковий плазмотрон 12, а поршень продовжує рух униз до температури нагрівання 600 С його нижньої частини, і по досягненні температури цього значення, поршень повертається у вихідне положення, а плавка продовжується Ге! до закінчення плавлення відходів піролізу. (5)If during the movement of the piston, its temperature reached 400 C after the activation of the signal of the switch 9 of the furnace operation mode, then the memory unit 8 produces a signal to return the piston to its original position using the 2o mechanism of the drive 4 and issues a command to reload. If, during the movement of the piston, its temperature reached 400 oC before the signal of the switch 9 is activated, then the memory unit 8 gives a signal for the start of melting, at the same time, the plasma chemical gas generator 16 is turned off and the additional plasmatron 12 is turned on, and the piston continues to move down to a heating temperature of 600 C its lower part, and upon reaching the temperature of this value, the piston returns to its original position, and melting continues Ge! until the end of pyrolysis waste melting. (5)
Після заповнення ресивера піролізним газом уся система приведена в готовність. У цей момент відкривають керований вентиль 38, і газ після очищення через компресор 39 подають на його утилізацію, наприклад у двигун внутрішнього згоряння або на газову турбіну 41. Відпрацьований після утилізації газ відводять у теплообмінник парогенератора 43, пару з якого подають у парову турбіну 44, що обертає електрогенератор 45. Відібрану у (ее) турбіні пару направляють у конденсатор 46, а конденсат акумулюють у резервуарі 48 живильної води, з якого за о допомогою живильного насоса 49 окремими трубопроводами воду подають у теплообмінник 43 і через керований регулятор 50 на плазмотрони 17 або додатковий плазмотрон 12. Газ з теплообмінника - парогенератора 43 подають у пристрій 29 для сушіння. Газ, що відходить після сушіння, через газодувку 51 м транспортують газовим трактом у плазмохімічний газогенератор 16, а через магістраль, що відходить з газового тракту, газ пропускають через фільтр 52, додатковий теплообмінник 53, у якому газ охолоджують до - температури менш 30 С, і через компресор 37 направляють в залежності від режиму роботи печі на плазмотрони 17 плазмохімічного газогенератора або на додатковий плазмотрон 12. Підготовлений у плазмохімічному газогенераторі газ подають у газовий колектор 15 і далі в реакційну зону печі 1. «After filling the receiver with pyrolysis gas, the entire system is ready. At this moment, the controlled valve 38 is opened, and the gas, after cleaning, is fed through the compressor 39 for its utilization, for example, to the internal combustion engine or to the gas turbine 41. The gas used after utilization is taken to the heat exchanger of the steam generator 43, the steam from which is fed to the steam turbine 44, which rotates the electric generator 45. The steam selected from the (ee) turbine is sent to the condenser 46, and the condensate is accumulated in the feed water tank 48, from which, with the help of the feed pump 49, water is fed through separate pipelines to the heat exchanger 43 and through the controlled regulator 50 to the plasmatron 17 or additional plasmatron 12. Gas from the heat exchanger - steam generator 43 is supplied to the device 29 for drying. The gas leaving after drying is transported through the gas blower 51 m to the plasma chemical gas generator 16, and through the main line leaving the gas path, the gas is passed through the filter 52, the additional heat exchanger 53, in which the gas is cooled to a temperature of less than 30 C, and through the compressor 37 is sent, depending on the operating mode of the furnace, to the plasmatron 17 of the plasmachemical gas generator or to the additional plasmatron 12. The gas prepared in the plasmachemical gas generator is fed into the gas collector 15 and further into the reaction zone of the furnace 1.
Аналіз протікання фізико-хімічних і електротермічних процесів показує, що при використанні заявлених способу і пристрою якісно змінюється механізм утилізації відходів, підвищується ефективність утилізації, т с збільшується коефіцієнт використання одержуваного тепла за рахунок вироблення електроенергії в безпосередньо в процесі переробки відходів і забезпечується екологічна чистота процесу при замкнутій » циркуляції теплоносія.The analysis of the flow of physico-chemical and electrothermal processes shows that when using the stated method and device, the mechanism of waste disposal qualitatively changes, the efficiency of disposal increases, and the coefficient of use of the received heat due to the generation of electricity directly in the process of waste processing increases, and the environmental cleanliness of the process is ensured at closed » circulation of the coolant.
Claims (9)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200502785A UA77108C2 (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Method for thermal processing of domestic waste and unit for its implementation |
| AU2005237099A AU2005237099B2 (en) | 2005-03-28 | 2005-06-13 | Method for thermal recycling household wastes and a device for its realization |
| PCT/UA2005/000025 WO2006104471A1 (en) | 2005-03-28 | 2005-06-13 | Method for thermally processing domestic wastes and device for carrying out said method |
| RU2005118897/03A RU2293918C1 (en) | 2005-03-28 | 2005-06-17 | Method and device for heat treatment of domestic waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200502785A UA77108C2 (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Method for thermal processing of domestic waste and unit for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA77108C2 true UA77108C2 (en) | 2006-10-16 |
Family
ID=37053659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200502785A UA77108C2 (en) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | Method for thermal processing of domestic waste and unit for its implementation |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2005237099B2 (en) |
| RU (1) | RU2293918C1 (en) |
| UA (1) | UA77108C2 (en) |
| WO (1) | WO2006104471A1 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101294707B (en) * | 2007-04-27 | 2011-09-14 | 韩枫 | Biomass fuel thermal decomposition vaporization combustion method |
| RU2488042C1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-07-20 | Михаил Васильевич Жуков | Plasma-electrolysis generator of power, fertilisers and water from drains and organic wastes |
| RU2502017C1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of environmentally safe treatment of solid domestic wastes with production of thermal energy and building materials and waste burning plant for its realisation |
| FR3017874B1 (en) * | 2014-02-24 | 2016-03-25 | Lohr Electromecanique | IMPROVED PLASMA CHEMICAL REACTOR |
| ES2569545B1 (en) * | 2014-11-11 | 2017-03-02 | Technological Transformation S.L. | Reactor for plasma gasification of materials and plasma gasification procedure performed in said reactor |
| CN104964287B (en) * | 2015-06-27 | 2017-07-28 | 北京博信晟益环保科技有限公司 | Rubbish press dry incinerator |
| CN106500107B (en) * | 2016-12-12 | 2018-08-21 | 神雾科技集团股份有限公司 | A kind of system and method for refuse pyrolysis gasification and melting |
| CN106838913A (en) * | 2017-01-13 | 2017-06-13 | 安徽未名鼎和环保有限公司 | A kind of rubbish of pyrolysis rate high point chamber processing unit |
| RU2672363C1 (en) * | 2017-10-23 | 2018-11-14 | Виктор Юрьевич Колесников | Waste pyrolysis plant |
| CN114576630B (en) * | 2021-12-14 | 2023-03-03 | 淮安市第二人民医院 | Medical waste treatment device based on intelligent control |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4534302A (en) * | 1981-05-18 | 1985-08-13 | Pazar Charles A | Apparatus for burning bales of trash |
| RU2125082C1 (en) * | 1995-04-04 | 1999-01-20 | Малое инновационное научно-производственное предприятие "Колорит" | Method and power-process plant for thermally processing solid fuel |
| RU2108517C1 (en) * | 1995-07-31 | 1998-04-10 | Сергей Васильевич Иляхин | Method of thermal reworking of wastes |
-
2005
- 2005-03-28 UA UAA200502785A patent/UA77108C2/en unknown
- 2005-06-13 AU AU2005237099A patent/AU2005237099B2/en not_active Ceased
- 2005-06-13 WO PCT/UA2005/000025 patent/WO2006104471A1/en active Application Filing
- 2005-06-17 RU RU2005118897/03A patent/RU2293918C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2005237099B2 (en) | 2012-02-02 |
| WO2006104471A1 (en) | 2006-10-05 |
| AU2005237099A1 (en) | 2006-10-12 |
| RU2293918C1 (en) | 2007-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA77108C2 (en) | Method for thermal processing of domestic waste and unit for its implementation | |
| US4201141A (en) | Method of and apparatus for incinerating residential waste | |
| US4361100A (en) | Procedure and installation for the incinerating of sludge | |
| RU2659924C1 (en) | Solid carbon-containing waste pyrolysis utilization method and waste treatment system for its implementation | |
| RU2353856C1 (en) | Method for thermal processing of household and industrial wastes and device for thermal processing of household and industrial wastes | |
| CN207933252U (en) | A kind of sludge low cost harmless treatment device | |
| RU2422478C1 (en) | Method of processing organic wastes and device to this end | |
| RU2666559C1 (en) | Installation for thermal processing of waste | |
| CN105546549A (en) | Trash dechlorination device and method | |
| UA79097C2 (en) | Reflux stepwise method for organic waste utilization and reflux plant for pyrolysis | |
| RU2645029C1 (en) | Plant for thermal decomposition of unsorted solid organic wastes | |
| RU2700614C1 (en) | Apparatus for heat treatment of solid municipal wastes by pyrolysis | |
| CN208475335U (en) | A kind of grate-type refuse gasification device with inherent filtration function | |
| RU144018U1 (en) | INSTALLATION OF THERMOCHEMICAL GENERATION OF ENERGY GASES FROM SOLID FUEL (OPTIONS) | |
| RU116970U1 (en) | PLANT FOR LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS OF HOUSEHOLD, AGRICULTURAL AND INDUSTRIAL WASTE | |
| RU2245247C2 (en) | Method of processing of a waste rubber | |
| WO2016036278A2 (en) | Device for processing petroleum waste | |
| RU2613063C2 (en) | Zolotarev pyrolysis reactor | |
| RU2076272C1 (en) | Device for reworking solid wastes | |
| RU2434928C2 (en) | Pyrolysis plant for urban ore utilisation | |
| EA008111B1 (en) | Device for processing solid fuel | |
| CN205424935U (en) | Rubbish dechlorination device | |
| RU2816423C1 (en) | Installation for processing solid organic waste | |
| RU2717778C1 (en) | Reactor for pyrolysis of raw material containing organic compounds | |
| KR102367841B1 (en) | Steam generation using solid fuel |