RU2830000C1 - Method and device for processing wastes - Google Patents
Method and device for processing wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2830000C1 RU2830000C1 RU2024122158A RU2024122158A RU2830000C1 RU 2830000 C1 RU2830000 C1 RU 2830000C1 RU 2024122158 A RU2024122158 A RU 2024122158A RU 2024122158 A RU2024122158 A RU 2024122158A RU 2830000 C1 RU2830000 C1 RU 2830000C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- cyclones
- reactor
- drying
- scrubber
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 48
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 19
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 2
- 244000144977 poultry Species 0.000 abstract description 2
- 238000003975 animal breeding Methods 0.000 abstract 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 95
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 12
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 6
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 description 2
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000013072 incoming material Substances 0.000 description 1
- 239000010805 inorganic waste Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 102220115768 rs886039839 Human genes 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Группа изобретений относится к способу и устройству для переработки отходов, в частности отходов растениеводства (солома, костра, жмыха от различных видов семян), отходов животноводства и птицеводства, мусорных отходов, не подлежащих дальнейшей сортировке для вторичного использования (текстиль, обувь, целлофановые пакеты и упаковочная пленка, пищевые отходы, использованные памперсы и т.д.), предназначенные для дальнейшего захоронения на мусорных полигонах.The group of inventions relates to a method and device for processing waste, in particular plant growing waste (straw, chaff, cake from various types of seeds), livestock and poultry waste, garbage waste that is not subject to further sorting for secondary use (textiles, footwear, cellophane bags and packaging film, food waste, used diapers, etc.), intended for further disposal in landfills.
Из уровня техники известно устройство обезвреживания отходов с получением энергии [RU2736354, дата публикации: 16.11.2020 г., МПК: B09B 3/00; А62D 3/40], содержащее реактор окисления, снабженный загрузочным устройством, отсеком выгрузки, горелочным узлом, нагревательным элементом и датчиком температуры, к реактору окисления через обратные клапаны подсоединены кислородная станция и компрессорная станция, с реактором окисления соединена магистраль отвода давления, в месте соединения реактора окисления и магистрали отвода давления установлен клапан-регулятор давления и датчик давления, на противоположном от места соединения с реактором конце магистрали отвода давления установлен предохранительный клапан, на магистрали отвода давления через клапаны-регуляторы смонтированы теплообменники, каждый из которых содержит вакуумный теплообменник, датчик давления, вакуумный насос, при этом теплообменники соединены между собой и с емкостью хранения конденсата трубопроводом охлаждаемой жидкости, также к трубопроводу через циркуляционный насос подсоединен радиатор охлаждения, снабженный вентиляторами воздушного охлаждения, при этом устройство снабжено блоком клапанной коробки для управления клапанами в автоматическом режиме.A device for rendering waste harmless with energy recovery is known from the prior art [RU2736354, publication date: 11/16/2020, IPC: B09B 3/00; A62D 3/40], comprising an oxidation reactor provided with a loading device, an unloading compartment, a burner unit, a heating element and a temperature sensor, an oxygen station and a compressor station are connected to the oxidation reactor via check valves, a pressure discharge line is connected to the oxidation reactor, a pressure regulator valve and a pressure sensor are installed at the junction of the oxidation reactor and the pressure discharge line, a safety valve is installed at the end of the pressure discharge line opposite the junction with the reactor, heat exchangers are mounted on the pressure discharge line via regulator valves, each of which contains a vacuum heat exchanger, a pressure sensor, a vacuum pump, wherein the heat exchangers are connected to each other and to the condensate storage tank by a pipeline of the cooled liquid, a cooling radiator equipped with air cooling fans is also connected to the pipeline via a circulation pump, wherein the device is provided with a valve box unit for controlling the valves in automatic mode.
Недостатком известного устройства и способа, реализуемого в нем, является то, что реактор окисления является разновидностью печи, где происходит сжигание материала с подачей кислорода или воздуха, что влечет за собой образование вредных соединений, таких как, диоксины, фураны, оксид углерода и др. В описании указанной технологии не указано оборудование для нейтрализации вредных соединений.The disadvantage of the known device and the method implemented in it is that the oxidation reactor is a type of furnace where the material is burned with the supply of oxygen or air, which entails the formation of harmful compounds such as dioxins, furans, carbon monoxide, etc. The description of the specified technology does not indicate equipment for neutralizing harmful compounds.
Из уровня техники известен комплекс термического обезвреживания и утилизации органосодержащих отходов [RU2798552, дата публикации: 23.06.2023 г., МПК: B09B 3/40; F23G 5/02; C02F 11/00], содержащий систему приемно-загрузочных устройств с измельчителем и смесителем для подлежащих переработке отходов с фракцией высушенных отходов, соединенную с сушильным устройством, соединенным также с системой рецикла смеси выпара и дымового газа, соединенной с сепаратором-охладителем для отсева и охлаждения фракции высушенных отходов, и реактором пиролиза-газификации отходов, систему подготовки, нейтрализующего сернистые соединения известкового раствора, систему удаления зольного остатка, горелочное устройство для дожигания пиролизного газа, смеситель горячего дымового газа из горелочного устройства с сушильным агентом-теплоносителем из системы рецикла сушильного устройства, газоочистное устройство, выполненное в виде системы циклонов, конденсора-коллектора и скруббера с каплеуловителем, снабженного системой охлаждения скрубберного раствора, и дымовой трубы. Приемно-загрузочное устройство включает соединенный с выводным каналом накопительного бункера экструдер с профилированным соплом и транспортер, выполненный с возможностью подачи материала в смеситель, реактор пиролиза-газификации отходов представляет собой многоподовую печь с полым валом и лапами, снабженную системой распределения газовых потоков и включающую вентиляционные устройства, расположенные по всему валу реактора, в нижней зоне камеры реактора и в верхней зоне камеры реактора, систему распределительной подачи воды и воздуха на охлаждение зольного остатка и систему распределительной подачи воздуха на окисление углеродного/ококсованного остатка в реакторе, горелочное устройство с распределённой подачей окислителя для конверсии и последующего дожигания генераторного/пиролизного газа, смеситель горячего дымового газа, который является эжектируемым газом из горелочного устройства с сушильным агентом-теплоносителем, который является эжектирующим газом из системы рецикла сушильного устройства, выполнен в эжекторном варианте с последующей подачей смешанного потока газа в сушильное устройство.A complex for thermal neutralization and disposal of organo-containing waste is known from the prior art [RU2798552, publication date: 23.06.2023, IPC: B09B 3/40; F23G 5/02; C02F 11/00], comprising a system of receiving and loading devices with a grinder and a mixer for waste to be processed with a fraction of dried waste, connected to a drying device, also connected to a system for recycling a mixture of exhaust vapor and flue gas, connected to a separator-cooler for screening and cooling the fraction of dried waste, and a waste pyrolysis-gasification reactor, a system for preparing a lime solution that neutralizes sulfur compounds, a system for removing ash residue, a burner device for afterburning pyrolysis gas, a mixer of hot flue gas from the burner device with a drying agent-heat carrier from the recycling system of the drying device, a gas cleaning device made in the form of a system of cyclones, a condenser-collector and a scrubber with a drip collector, equipped with a scrubber solution cooling system, and a smoke stack. The receiving and loading device includes an extruder with a profiled nozzle connected to the outlet channel of the storage bin and a conveyor configured to feed material into a mixer, the waste pyrolysis-gasification reactor is a multiple-hearth furnace with a hollow shaft and legs, equipped with a gas flow distribution system and including ventilation devices located along the entire reactor shaft, in the lower zone of the reactor chamber and in the upper zone of the reactor chamber, a water and air distribution supply system for cooling the ash residue and an air distribution supply system for oxidizing the carbon/coked residue in the reactor, a burner device with a distributed oxidizer supply for conversion and subsequent afterburning of the generator/pyrolysis gas, a hot flue gas mixer, which is the ejected gas from the burner device with a drying agent-heat carrier, which is the ejecting gas from the recycling system of the drying device, is made in the ejector version with subsequent supply of a mixed gas flow to drying device.
Недостатком известного комплекса является то, что используется сжигание отходов в многоподовой печи с подачей атмосферного воздуха, что влечет за собой образование диоксинов, фуранов и других опасных продуктов, образующихся при сжигании отходов в кислородной среде. Кроме того, для выброса в атмосферу дымовых газов требуется дополнительное оборудование для улавливания и нейтрализации (в данном случае дожигание образующихся вредных продуктов). Также для работы устройства используется только тепловая энергия, получаемая в процессе переработки отходов, а все электродвигатели, шнеки, воздуходувки, вентиляторы и др. электрические узлы используют электроэнергию из сетей, что не позволяет указанной установке работать полностью в автономном режиме.The disadvantage of the known complex is that it uses waste incineration in a multi-hearth furnace with atmospheric air supply, which entails the formation of dioxins, furans and other hazardous products formed during waste incineration in an oxygen environment. In addition, additional equipment for capturing and neutralization (in this case, afterburning of the resulting harmful products) is required to release flue gases into the atmosphere. Also, only thermal energy obtained during waste processing is used for the operation of the device, and all electric motors, augers, blowers, fans and other electrical units use electricity from the networks, which does not allow the specified installation to operate completely autonomously.
Это приводит к снижению эксплуатационных характеристик системы.This results in reduced system performance.
В заявленной группе изобретений, а именно устройстве и способе переработки отходов, происходит деструкция отходов в реакторе при высокой температуре от 700°С до 1200 °С, в бескислородной среде, что исключает процесс горения и образования вредных веществ в виде диоксинов, фуранов и других соединений. Кроме того, после реактора отсутствуют какие-либо выводы в атмосферу и окружающую среду каких-либо продуктов и газов, образующихся в процессе деструкции материала.In the claimed group of inventions, namely the device and method for processing waste, waste is destroyed in a reactor at a high temperature from 700°C to 1200°C, in an oxygen-free environment, which eliminates the combustion process and the formation of harmful substances in the form of dioxins, furans and other compounds. In addition, after the reactor, there are no releases into the atmosphere and the environment of any products and gases formed during the destruction of the material.
В процессе деструкции отходов в реакторе происходит преобразование материала в газовую взвесь, состоящую из газа, углеродного остатка, синтетического жидкого топлива и пара от естественной влаги поступившего в реактор материала. Далее полученная газовая взвесь проходит стадии охлаждения, очистки и разделения на следующие полезные продукты:During the process of waste destruction in the reactor, the material is converted into a gas suspension consisting of gas, carbon residue, synthetic liquid fuel and steam from the natural moisture of the material entering the reactor. The resulting gas suspension then undergoes cooling, purification and separation into the following useful products:
а) высококалорийный синтез-газ,a) high-calorie synthesis gas,
б) технический углерод (далее - техуглерод),b) carbon black (hereinafter referred to as carbon black),
в) синтетическое жидкое топливо,c) synthetic liquid fuel,
г) техническая вода,d) technical water,
которые являются дополнительными источниками возобновляемой энергии.which are additional sources of renewable energy.
При использовании заявленной группы изобретений, обеспечивается переработка различных видов отходов, а также получение высококалорийного газа для преобразования его в электрическую энергию, а также других видов топлива, при полном отсутствии выбросов в атмосферу образующихся в процессе работы продуктов.When using the claimed group of inventions, the processing of various types of waste is ensured, as well as the production of high-calorie gas for converting it into electrical energy, as well as other types of fuel, with a complete absence of emissions into the atmosphere of products formed during the operation.
Заявленная система для переработки отходов полностью автономна. Для первого запуска используют внешние источники, например, в частном случае реализации, газ в баллонах и дизель-генератор. После запуска системы генерируется газ, который используется для поддержания высокотемпературного режима в реакторе, в сушильно-измельчительной машине, притом используется порядка 50% от полученного объёма газа, остальные 50% газа можно использовать для генерации электроэнергии через ГПУ или для дополнительной тепловой энергии с целью подачи в различные системы. The declared waste processing system is completely autonomous. For the first start-up, external sources are used, for example, in a particular case of implementation, gas in cylinders and a diesel generator. After the system is started, gas is generated, which is used to maintain a high-temperature regime in the reactor, in the drying and grinding machine, and about 50% of the obtained gas volume is used, the remaining 50% of the gas can be used to generate electricity through the GPU or for additional thermal energy for feeding into various systems .
Высвобожденная тепловая энергия используется для выработки электроэнергии посредством парогенератора и паровой турбины для обеспечения электроэнергией работы установки.The released thermal energy is used to generate electricity through a steam generator and a steam turbine to provide electricity for the operation of the plant.
Задачей изобретения является создание устройства и способа переработки отходов, с возможностью переработки влажных/твердых отходов, содержащих различные органические материалы, в том числе растительного происхождения, образующие при термической переработке горючие газы с высокой теплотворной способностью для выработки тепловой и электрической энергии.The objective of the invention is to create a device and method for processing waste, with the possibility of processing wet/solid waste containing various organic materials, including those of plant origin, which, during thermal processing, form combustible gases with high calorific value for the generation of thermal and electrical energy.
Технический результат, заключается в создании устройства и способа переработки отходов, при использовании которых вырабатывается тепловая и электрическая энергия, кроме того, в процессе переработки полностью отсутствуют выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.The technical result consists in the creation of a device and method for processing waste, the use of which generates thermal and electrical energy, in addition, during the processing there are no emissions of pollutants into the atmosphere.
Решение технической задачи позволит перерабатывать любые неорганические и/или органические отходы до 80% влажности, в том числе растительного происхождения в топливные компоненты, используемые для выработки и получения тепловой и электрической энергии, т.е. с целью переработки извлечения жидких, газообразных и твердых полезных продуктов. Кроме того, полученной энергии достаточной для автономной работы устройства.The solution to the technical problem will allow processing any inorganic and/or organic waste up to 80% moisture, including plant-based waste, into fuel components used for generation and receipt of thermal and electrical energy, i.e. for the purpose of processing the extraction of liquid, gaseous and solid useful products. In addition, the energy obtained is sufficient for the autonomous operation of the device.
Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
Устройство для переработки отходов, содержит бункер 1 исходного сырья, сушильно-измельчительную машину 3, связанную пневмопроводом с теплогенератором 2, циклоны 4, установленные на выходе из сушильно-измельчительной машины 3, рукавный фильтр 5, скруббер 6, фильтр 7 со сборником 8 отфильтрованных остатков сырья, накопительный бункер 9 сухого материала, реактор 10, связанный с накопительным бункером 9 сухого материала, выполненный в виде корпуса с внешней огнеупорной обечайкой и расположенной внутри рабочей камерой, по меньшей мере одно газовое горелочное устройство 13 реактора 10, циклоны 14, установленные на выходе из реактора 10, бункер 15, связанный с циклонами 14 трубопроводом, газовый сепаратор 16, связанный с циклонами 14, а также со скруббером 6, резервуар 18 для синтетического жидкого топлива, фильтр 19 для очистки синтетического газа, ресивер 20, компрессорную станцию 21, газгольдер 22, связанный с газопоршневой генератор 23 для выработки электрической энергии и теплогенератором 2.The waste processing device comprises a feedstock bin 1, a drying and grinding machine 3 connected by a pneumatic pipeline to a heat generator 2, cyclones 4 installed at the outlet of the drying and grinding machine 3, a bag filter 5, a scrubber 6, a filter 7 with a collector 8 of filtered raw material residues, a dry material storage bin 9, a reactor 10 connected to the dry material storage bin 9, made in the form of a housing with an external refractory shell and a working chamber located inside, at least one gas burner device 13 of the reactor 10, cyclones 14 installed at the outlet of the reactor 10, a bin 15 connected to the cyclones 14 by a pipeline, a gas separator 16 connected to the cyclones 14, as well as to the scrubber 6, a tank 18 for synthetic liquid fuel, a filter 19 for cleaning synthetic gas, a receiver 20, compressor station 21, gas tank 22 connected to gas piston generator 23 for generating electric energy and heat generator 2.
Способ переработки отходов с использованием раскрытого выше включает подачу отходов из бункера 1 исходного сырья, в сушильно-измельчительную машину 3, подачу горячего выхлопного газа от теплогенератора 2 в сушильно-измельчительную машину 3, измельчение и сушку отходов в сушильно-измельчительной машине 3, подачу измельченного и высушенного материала из сушильно-измельчительной машины 3 в циклоны 4, для улавливания мелкодисперсных частиц, подачу мелкодисперсных частиц из циклонов 4 в накопительный бункер 9 сухого материала, а пара и выхлопного газа из циклонов 4 - в рукавный фильтр 5, для дополнительного улавливания остатков мелкодисперсных частиц материала, подачу пара и выхлопного газа из рукавного фильтра 5 в скруббер 6, где пар охлаждается и конденсируется в воду, а, выхлопной газ, полученный на выходе из скруббера 6, направляется на использование в качестве тепловой энергии, подачу сухого измельченного материала из накопительного бункера 9 в реактор 10, где он преобразуется в газовую взвесь, за счет создания по меньшей мере одним газовым горелочным устройством 13 температуры от 700 °С до 1200 °С в реакторе 10, подачу газовой взвеси в циклонный узел 14, состоящий по меньшей мере из двух циклонов, предназначенных для улавливания технического углерода, который по трубопроводу, транспортируют в бункер 15, направление газовой взвеси после отделения технического углерода в циклонах 14 в газовый сепаратор 16, разделение в газовом сепараторе 16 газовой взвеси на влагу, которая подается на рецикл в скруббер 6, синтетическое жидкое топливо, которое по трубопроводу направляют в резервуар 18, и синтетический газ, который направляют в фильтр 19 для очистки и удаления оставшейся влаги и далее через ресивер 20 и компрессорную станцию 21 в газгольдер 22, из которого происходит забор газа на газопоршневой генератор 23 для выработки электрической энергии и на теплогенератор 2 для обеспечения работы сушильно-измельчительной машины 3.The method for processing waste using the above disclosed includes feeding waste from a feedstock bin 1 into a drying and grinding machine 3, feeding hot exhaust gas from a heat generator 2 into the drying and grinding machine 3, grinding and drying the waste in the drying and grinding machine 3, feeding the ground and dried material from the drying and grinding machine 3 into cyclones 4 for capturing fine particles, feeding fine particles from the cyclones 4 into a dry material storage bin 9, and steam and exhaust gas from the cyclones 4 into a bag filter 5 for additionally capturing the remains of fine particles of the material, feeding steam and exhaust gas from the bag filter 5 into a scrubber 6, where the steam is cooled and condensed into water, and the exhaust gas obtained at the outlet of the scrubber 6 is sent for use as thermal energy, feeding dry crushed material from storage bin 9 to reactor 10 where it is converted into a gas suspension by creating a temperature of 700 °C to 1200 °C in reactor 10 by at least one gas burner device 13, feeding the gas suspension into cyclone unit 14 consisting of at least two cyclones designed to capture carbon black, which is transported via pipeline to bin 15, directing the gas suspension after separating the carbon black in cyclones 14 to gas separator 16, separating the gas suspension in gas separator 16 into moisture, which is recycled to scrubber 6, synthetic liquid fuel, which is sent via pipeline to tank 18, and synthetic gas, which is sent to filter 19 for cleaning and removing the remaining moisture and then through receiver 20 and compressor station 21 into gas tank 22, from which gas is taken to gas piston generator 23 to generate electrical energy and to heat generator 2 to ensure operation of drying and grinding machine 3.
Изобретение поясняется следующим изображением.The invention is illustrated by the following figure.
Фиг.1 - блок-схема переработки отходов, общий вид.Fig. 1 - block diagram of waste processing, general view.
Устройство для переработки отходов содержит размещенные по ходу технологического процесса бункер 1 исходного сырья, сушильно-измельчительную машину 3, для измельчения и сушки поступающего в нее отходов из бункера исходного сырья, связанную теплоизолированным пневмопроводом для горячего выхлопного газа с теплогенератором 2. На выходе после сушильно-измельчительной машины 3 установлены циклоны 4. В циклонах 4 происходит улавливание мелкодисперсных частиц с дальнейшей подачей их в накопительный бункер 9 сухого материала через шлюзовые перегружатели. Циклоны 4 связаны трубопроводами с рукавным фильтром 5, скруббером 6 с фильтром 7, установленным на выходе из скруббера 6, а также чиллером. Кроме того, фильтр связан со сборником 8 отфильтрованных остатков сырья. На выходе из циклонов 4 установлен накопительный бункер 9 сухого материала. Скруббер 6 связан газодувкой с теплообменником. Накопительный бункер 9 сухого материала связан с реактором 10 через шлюзовой перегружатель, дозирующий шнек и быстрый шнек с заслонкой. Реактор 10 выполнен в виде корпуса с внешней огнеупорной обечайкой и расположенной внутри рабочей камерой, также реактор снабжен патрубком расположенным во второй части реактора 10. В верхней части реактора расположено по меньшей мере одно газовое горелочное устройство 13, например, в частном случае реализации, расположено два газовых горелочных устройства 13.The waste processing device comprises a feedstock bin 1, a drying and grinding machine 3, placed along the technological process, for grinding and drying the waste supplied to it from the feedstock bin, connected by a heat-insulated pneumatic pipeline for hot exhaust gas to a heat generator 2. At the outlet after the drying and grinding machine 3, cyclones 4 are installed. In the cyclones 4, fine particles are captured with their subsequent feeding to a dry material storage bin 9 through airlock transfer devices. The cyclones 4 are connected by pipelines to a sleeve filter 5, a scrubber 6 with a filter 7 installed at the outlet of the scrubber 6, and also a chiller. In addition, the filter is connected to a collector 8 of filtered raw material residues. At the outlet of the cyclones 4, a dry material storage bin 9 is installed. The scrubber 6 is connected by a gas blower to a heat exchanger. The dry material storage bin 9 is connected to the reactor 10 via a sluice loader, a dosing screw and a fast screw with a valve. The reactor 10 is made in the form of a housing with an external refractory shell and a working chamber located inside, the reactor is also equipped with a branch pipe located in the second part of the reactor 10. In the upper part of the reactor, at least one gas burner device 13 is located, for example, in a particular case of implementation, two gas burner devices 13 are located.
На выходе из реактора 10 установлены циклоны 14, выполненные в виде циклонного узла, состоящего по меньшей мере из двух циклонов 14, имеющих входное и выходные отверстия. Одно их выходных отверстий предназначено для улавливания технического углерода, который по единому трубопроводу, транспортируется в бункер 15, а через другое выходное отверстие газовая взвесь подается в газовый сепаратор 16.At the outlet of the reactor 10, cyclones 14 are installed, made in the form of a cyclone unit consisting of at least two cyclones 14, having an input and output openings. One of the output openings is intended for capturing technical carbon, which is transported through a single pipeline to the bunker 15, and through the other output opening, the gas suspension is fed to the gas separator 16.
Газовый сепаратор 16 имеет три выхода, а именно, для воды, которая подается на рецикл в скруббер 6, синтетическое жидкое топливо, которое по трубопроводу направляют в резервуар 18 для транспортировки на переработку, и синтетический газ, который подается в фильтр 19 для очистки синтетического газа, а далее через ресивер 20 и компрессорную станцию 21 направляют под давлением в газгольдер 22, из которого подаётся газ на работу системы и на газопоршневой генератор 23 для выработки электрической энергии и связанный в свою очередь с теплогенератором 2.The gas separator 16 has three outlets, namely, for water, which is fed for recycling to the scrubber 6, synthetic liquid fuel, which is sent through a pipeline to a tank 18 for transportation for processing, and synthetic gas, which is fed to a filter 19 for cleaning the synthetic gas, and then through a receiver 20 and a compressor station 21 is sent under pressure to a gas holder 22, from which gas is fed to operate the system and to a gas piston generator 23 for generating electrical energy and is connected in turn to a heat generator 2.
Способ переработки отходов реализуется в устройстве, содержащем бункер исходного сырья 1, который обеспечивает возможность подачи отходов в сушильно - измельчительную машину 3 (далее - СИМ). Бункер исходного сырья 1 оснащен входом для непрерывной загрузки бункера, а также выходом для непрерывной выгрузки в СИМ 3, в виде устройства подачи отходов. Устройство подачи отходов для непрерывной загрузки в СИМ 3 может быть представлено в виде шнекового устройства (экструдер), в случае использования, например, отходов животноводства (птичьего помета и отходов свиноводства), либо устройства для пневматической выгрузки - используемого в случае мусорных, и других невязких видов отходов.The method of waste processing is implemented in a device containing a feedstock bin 1, which provides the ability to feed waste into a drying and grinding machine 3 (hereinafter referred to as the DRM). The feedstock bin 1 is equipped with an input for continuous loading of the bin, as well as an output for continuous unloading into the DRM 3, in the form of a waste feed device. The waste feed device for continuous loading into the DRM 3 can be represented in the form of a screw device (extruder), in the case of using, for example, livestock waste (bird droppings and pig waste), or a device for pneumatic unloading - used in the case of garbage and other non-viscous types of waste.
Устройство для переработки отходов содержит теплогенератор 2, который обеспечивает выработку выхлопного газа (далее - ВГ) при постоянном контроле температуры с помощью установленных датчиков, в зависимости от влажности материала. Его принцип работы основан на сжигании выработанного от переработки отходов газа с использованием горелочного устройства 24. На горелочном устройстве 24 установлен датчик горения, который является системой безопасности в системе и необходим для прекращения подачи газа в случае внезапного прекращения подачи газа и затухания горелочного устройства. Датчик горения также соединен с датчиком температуры в СИМ 3. Пламя из горелочного устройства 24 направляется в трубчатый теплообменник-искрогаситель установленный в теплогенераторе 2, а далее ВГ подается газодувкой в сушильно - измельчительную машину, по теплоизолированному пневмопроводу.The waste processing device contains a heat generator 2, which ensures the production of exhaust gas (hereinafter referred to as EG) with constant temperature monitoring using installed sensors, depending on the humidity of the material. Its operating principle is based on the combustion of gas generated from waste processing using a burner device 24. A combustion sensor is installed on the burner device 24, which is a safety system in the system and is necessary to stop the gas supply in the event of a sudden cessation of gas supply and the extinction of the burner device. The combustion sensor is also connected to the temperature sensor in the SIM 3. The flame from the burner device 24 is directed to a tubular heat exchanger-spark arrester installed in the heat generator 2, and then The VG is supplied by a blower to the drying and grinding machine through a heat-insulated pneumatic pipeline.
Сушильно - измельчительная машина (СИМ) 3 в способе для переработки отходов, обеспечивает возможность сушки и измельчения, поступающего в нее материала (отходов) из бункера 1 исходного сырья, где происходит измельчение и сушка материала. Сушка материала происходит в результате подачи в СИМ 3 горячего ВГ из теплогенератора 2. Температура устанавливается и контролируется датчиком температуры в СИМ 3, который соединен с датчиком горения в теплогенераторе 2. В случае падения температуры в СИМ, указанный датчик срабатывает, увеличивая подачу газа в горелочное устройство и, следовательно, увеличивается ее пламя, соответственно температура в СИМ повышается. Температура ВГ устанавливается в программе для каждого вида сырья, в зависимости от влажности.Drying and grinding machine (DGM) 3 in the method for waste processing, provides the possibility of drying and grinding the material (waste) entering it from the feedstock bin 1, where the material is ground and dried. Drying of the material occurs as a result of feeding hot VG from the heat generator 2 to DGM 3. The temperature is set and controlled by the temperature sensor in DGM 3, which is connected to the combustion sensor in the heat generator 2. In the event of a drop in temperature in DGM, the said sensor is triggered, increasing the gas supply to the burner device and, consequently, its flame increases, respectively, the temperature in DGM rises. The VG temperature is set in the program for each type of raw material, depending on the humidity.
Например, для сушки куриного помета влажностью до 78%, устанавливается температура от 450 °С, а в частном случае реализации, может устанавливаться температура от 680 °С до 740 °С. При сушке сырья влажностью 80-85%, температуру не всегда повышают, а чаще увеличивают скорость вращения лопастей СИМ. Для сушки мусорных отходов различной влажности (до 65 %) используется температура от 350 °С до 450 °С.For example, to dry chicken manure with a humidity of up to 78%, a temperature of 450 °C is set, and in a particular case of implementation, a temperature of 680 °C to 740 °C can be set. When drying raw materials with a humidity of 80-85%, the temperature is not always increased, but more often the rotation speed of the SIM blades is increased. To dry garbage waste of varying humidity (up to 65%), a temperature of 350 °C to 450 °C is used.
ВГ предотвращает возгорание, когда используется высокая температура, при сушке влажных отходов деревообработки, отходов растениеводства и других легковоспламеняющихся материалов. Измельчение материала происходит внутри сушильной камеры СИМ.VG prevents combustion when high temperatures are used to dry wet wood waste, plant waste and other flammable materials. The material is crushed inside the SIM drying chamber.
Полученный на выходе из СИМ 3 измельченный и высушенный до 20% влажности материал при помощи напорного вентилятора, поступает в циклоны 4, для более качественного разделения высушенного материала от влаги в виде пара и горячего ВГ. В системе устанавливают два параллельно расположенных циклона. Внутри каждого циклона 4, под действием центробежных сил происходит улавливание оседающих мелкодисперсных частиц с дальнейшей подачей их в накопительный бункер 9 сухого материала через шлюзовые перегружатели, которые предотвращают попадание и подсос воздуха в накопительный бункер 9 сухого материала.The crushed and dried to 20% moisture material obtained at the outlet of SIM 3 is fed to cyclones 4 by means of a pressure fan for better separation of the dried material from moisture in the form of steam and hot VG. Two parallel cyclones are installed in the system. Inside each cyclone 4, under the action of centrifugal forces, the settling fine particles are captured with their subsequent feeding to the dry material storage bin 9 through sluice transfer devices, which prevent air from entering and being sucked into the dry material storage bin 9.
После циклонов 4, пар и ВГ поступают в рукавный фильтр 5, где происходит улавливание остатков мелкодисперсных частиц материала из пара и ВГ. Рукавный фильтр оснащен автоматическим пневматическим ударным устройством, постоянное давление в котором поддерживается компрессором, для очистки самих рукавных фильтров от мелкодисперсных частиц.After cyclones 4, steam and VG enter bag filter 5, where the remaining fine particles of material from steam and VG are captured. The bag filter is equipped with an automatic pneumatic impact device, the constant pressure in which is maintained by a compressor, for cleaning the bag filters themselves from fine particles.
После рукавного фильтра 5 пар и ВГ поступают в скруббер 6, где пар и ВГ проходят через многоуровневое, водяное пыльное облако, которое создается подачей воды в форсунки под давлением из емкости 7в. В воде, подаваемой в форсунки, содержится гипохлорит натрия, образующий с подаваемой водой в скруббер 6 10% щелочной раствор, который нейтрализует неприятный запах из пара и ВГ.After bag filter 5, steam and VG enter scrubber 6, where steam and VG pass through a multi-level water dust cloud, which is created by feeding water to the nozzles under pressure from tank 7v. The water fed to the nozzles contains sodium hypochlorite, which forms a 10% alkaline solution with the water fed to scrubber 6, which neutralizes the unpleasant odor from steam and VG.
Далее, пар конденсируется в воду, а ВГ очищенный от запаха и мелкодисперсных частиц подается газодувкой в теплообменник, связанный с котлом отопления производственного цеха и бойлером для горячей воды на отопление предприятия или используется как дополнительный источник тепловой энергии.Next, the steam condenses into water, and the VG, purified from odor and fine particles, is fed by a blower into a heat exchanger connected to the heating boiler of the production workshop and a boiler for hot water for heating the enterprise or is used as an additional source of thermal energy.
Скруббер 6 используется при сушке отходов влажностью до 80% (например, куриный помет, свиной навоз, и др.). Пар в скруббере 6 охлаждается и конденсируется в воду, которая проходит очистку через фильтр 7, установленный на выходе из скруббера 6.Scrubber 6 is used for drying waste with humidity up to 80% (for example, chicken manure, pig manure, etc.). The steam in scrubber 6 is cooled and condensed into water, which is purified through filter 7, installed at the outlet of scrubber 6.
В случае подачи в СИМ материала, влажностью до 20%, скруббер 6 не используется (например, при измельчении пластика, резины от автомобильных шин и др.), т.е. пар и ВГ просто проходят через него, и соответственно пара не образуется.In the case of feeding material with a humidity of up to 20% into the SIM, scrubber 6 is not used (for example, when crushing plastic, rubber from car tires, etc.), i.e. steam and VG simply pass through it, and accordingly, steam is not formed.
Фильтр 7 представляет из себя прямоугольную емкость (пластиковую или металлическую) разделенную перегородкой на три части, которые сообщаются между собой в верхней части. Метод работы фильтра 7 следующий.Filter 7 is a rectangular container (plastic or metal) divided by a partition into three parts that communicate with each other at the top. The method of operation of filter 7 is as follows.
Вначале вода, преобразованная из пара в скруббере 6, попадает в первый отсек, где мелкодисперсные частицы осаживаются вниз, затем первый отсек заполняется до верха и начинает переливаться через перегородку во второй отсек, где происходит то же самое, что и в первом отсеке. После заполнения второго отсека очищенная вода от мелкодисперсных частиц, переливается в третий отсек, где происходит тоже самое. Следует отметить, что в третий отсек поступает очищенная вода с минимальным содержанием частиц.At first, water converted from steam in scrubber 6 enters the first section, where fine particles settle down, then the first section is filled to the top and begins to overflow through the partition into the second section, where the same thing happens as in the first section. After filling the second section, purified water from fine particles overflows into the third section, where the same thing happens. It should be noted that purified water with a minimum particle content enters the third section.
Из третьего отсека очищенная вода попадает в фильтр тонкой очистки 7а, который окончательно улавливает мелкодисперсные частицы. После определенного срока эксплуатации, фильтр тонкой очистки поступает в бункер 1 исходного сырья на рецикл.From the third section, purified water enters the fine filter 7a, which finally captures fine particles. After a certain period of operation, the fine filter enters the feedstock bin 1 for recycling.
Далее, после накопления твердых частиц в первом и втором отсеке, накопленная масса в виде суспензии поступает в сборник 8 отфильтрованных остатков сырья, откуда подается в бункер 1 исходного сырья на рецикл.Next, after the accumulation of solid particles in the first and second compartments, the accumulated mass in the form of a suspension enters the collector 8 of filtered raw material residues, from where it is fed to the bin 1 of the original raw material for recycling.
После фильтра тонкой очистки вода проходит через устройство, в качестве которого используют чиллер 7б, в котором она охлаждается до заданной температуры.After the fine filter, the water passes through a device, which is a 7b chiller, in which it is cooled to a given temperature.
Из чиллера 7б вода подается в емкость 7в, где происходит смешивание с гипохлорит натрия, до 10% щелочного раствора, для подачи в скруббер 6. Емкость 7в оснащена автоматическим дозатором для подачи гипохлорита натрия, до нужной концентрации раствора.From chiller 7b, water is fed to tank 7v, where it is mixed with sodium hypochlorite, up to 10% alkaline solution, for feeding to scrubber 6. Tank 7v is equipped with an automatic dispenser for feeding sodium hypochlorite, up to the required concentration of the solution.
Из накопительного бункера 9 сухой измельченный материал, поступает в реактор 10, где моментально преобразуется в газовую взвесь, за счет создания по меньшей мере одним газовым горелочным устройством 13 температуры от 700 °С до 1200 °С. Материал подается в реактор 10 через шлюзовой перегружатель, дозирующий шнек и быстрый шнек, оборудованный заслонкой, которая открывается перед подачей материала в реактор 10 и закрывается после подачи материала.From the storage bin 9, the dry crushed material enters the reactor 10, where it is instantly converted into a gas suspension, due to the creation of a temperature from 700 °C to 1200 °C by at least one gas burner device 13. The material is fed into the reactor 10 through a sluice transfer device, a dosing screw and a fast screw equipped with a valve that opens before feeding the material into the reactor 10 and closes after feeding the material.
Реактор 10 выполнен вертикальным и состоит из двух герметичных камер. Первая и вторая камеры реактора, представляют собой корпус с внешней огнеупорной обечайкой и расположенной внутри цилиндрической рабочей камерой. В первой камере реактора попавший в него материал из накопительного бункера 9 моментально преобразуется в газовую взвесь, при температуре от 700 °С до 1200 °С, и при полном отсутствии кислорода. Нагрев происходит за счет расположенных с двух сторон от первой части реактора и соприкасающихся с внутренней камерой, и направленных на него, газовых горелочных устройств 13. В реакторе поддерживается постоянная температура от 700 °С до 1200 °С, за счет сжигания газа в горелочных устройствах 13.The reactor 10 is vertical and consists of two sealed chambers. The first and second reactor chambers are a body with an external refractory shell and a cylindrical working chamber located inside. In the first reactor chamber, the material that has entered it from the storage bin 9 is instantly converted into a gas suspension at a temperature of 700 °C to 1200 °C and in the complete absence of oxygen. Heating occurs due to gas burners 13 located on both sides of the first part of the reactor and in contact with the internal chamber, and directed at it. A constant temperature of 700 °C to 1200 °C is maintained in the reactor due to gas combustion in burners 13.
Газовая взвесь образовавшаяся в реакторе 10 состоит из газовой, жидкой и твердой фракции:The gas suspension formed in reactor 10 consists of gas, liquid and solid fractions:
1) Газовая фракция представляет собой высококалорийный синтетический газ (далее - синтез-газ). Например, теплотворной способностью от 5600 ккал. (в процессе переработки костры льна, соломы и других отходов растительного происхождения) до 12 900 ккал. (в процессе переработки мусорных отходов, включающих в себя целлофановые пакеты, упаковочную пленку, пластик и другие материалы полученные в результате нефтехимии).1) The gas fraction is a high-calorie synthetic gas (hereinafter referred to as synthesis gas). For example, with a calorific value of 5,600 kcal (in the process of processing flax shives, straw and other waste of plant origin) to 12,900 kcal (in the process of processing garbage waste, including cellophane bags, packaging film, plastic and other materials obtained as a result of petrochemistry).
Синтез-газ является основным продуктом (от 50 до 60%.) от входящего материала в реактор. Синтез-газ в основном состоит из углеводородов: метана до 40%, этана до 8%, этилена до 32 %, пропилена до 14 %Synthesis gas is the main product (50 to 60%) of the incoming material to the reactor. Synthesis gas mainly consists of hydrocarbons: methane up to 40%, ethane up to 8%, ethylene up to 32%, propylene up to 14%.
На автономную работу устройства потребляется до 50% полученного газа. Остальной объём газа можно преобразовать в электрическую энергию, посредством ГПУ, с последующей продажей в сети потребителям или использовать в котельных.Up to 50% of the gas produced is consumed for autonomous operation of the device. The remaining volume of gas can be converted into electrical energy, via the gas turbine unit, with subsequent sale to consumers in the network or used in boiler houses.
2) Твердая фракция представляет собой технический углерод (15%-20%). В зависимости от сырья он используется в составе для изготовления резины (мусорные отходы) или как удобрение (куриный помет).2) The solid fraction is carbon black (15%-20%). Depending on the raw material, it is used in the composition for the production of rubber (garbage waste) or as a fertilizer (chicken manure).
Жидкие компоненты:Liquid components:
3) синтетическое жидкое топливо (7%-9%) (далее - СЖТ), которое по химическому составу имеет сходство с природной нефтью хорошего качества.3) synthetic liquid fuel (7%-9%) (hereinafter referred to as SLF), which in chemical composition is similar to good quality natural oil.
4) влага от материала в виде жидкости - примерно 11% -12%, которая после прохождения очистки через фильтр, используется в скруббере.4) moisture from the material in the form of liquid - approximately 11% -12%, which, after passing through a filter, is used in the scrubber.
Из реактора газовая взвесь выводится высокотемпературными газодувками, через патрубок расположенный во второй части реактора 10, и создающими отрицательное давление в нем. Газовая взвесь подается в циклонный узел 14, а также другие узлы для разделения на указанные продукты.The gas suspension is removed from the reactor by high-temperature gas blowers, through a branch pipe located in the second part of the reactor 10, and creating a negative pressure in it. The gas suspension is fed to the cyclone unit 14, as well as other units for separation into the specified products.
После реактора 10 газовая взвесь подается в циклонный узел 14, состоящий по меньшей мере из двух циклонов, а в частном случае реализации из четырех циклонов 14, предназначенных для улавливания техуглерода. После прохождения техуглерода, по единому трубопроводу, его транспортируют в отдельный бункер 15 для сбора техуглерода. В последующем, техуглерод может быть использован при производстве резин и пластмасс.After the reactor 10, the gas suspension is fed into the cyclone unit 14, consisting of at least two cyclones, and in the particular case of implementation of four cyclones 14, designed to capture carbon black. After passing the carbon black, through a single pipeline, it is transported to a separate bunker 15 for collection carbon black. Subsequently, carbon black can be used in the production of rubber and plastics.
После отделения техуглерода в циклонах 14, освобожденная от пыли газовая взвесь подается в газовый сепаратор 16. В газовом сепараторе 16 происходит разделение на воду (влага от материала), синтетическое жидкое топливо, и синтетический газ (далее - СГ).After separation of the carbon black in cyclones 14, the gas suspension freed from dust is fed into gas separator 16. In gas separator 16, separation into water (moisture from the material), synthetic liquid fuel, and synthetic gas (hereinafter referred to as SG) occurs.
СЖТ транспортируется по трубопроводу в резервуар 18 для транспортировки на переработку. СГ подается в фильтр 19 для очистки и удаления оставшейся влаги. Вода после газового сепаратора 16 и из фильтра 19 собирается и подается на рецикл в скруббер 6, предварительно пройдя фильтр тонкой очистки.The LNG is transported via a pipeline to tank 18 for transportation to processing. The LNG is fed to filter 19 for cleaning and removing the remaining moisture. Water after gas separator 16 and from filter 19 is collected and fed for recycling to scrubber 6, after first passing through a fine filter.
Пройдя фильтр 19 СГ подают в ресивер 20, где происходит выравнивание давления. Ресивер 20 оснащен несколькими выходами. Один из которых них служит для забора проб газа, а другой предназначен для закачки газа через компрессорную станцию 21 под давлением в газгольдер 22, из которого происходит забор газа на работу системы и на газопоршневой генератор 23 (например, газопоршневая установка - ГПУ) с возможностью выработки электрической энергии и далее на теплогенератор 2, для обеспечения работы сушильно-измельчительной машины 3.After passing filter 19, the SG is fed into receiver 20, where pressure equalization occurs. Receiver 20 is equipped with several outputs. One of them is used to collect gas samples, and the other is intended for pumping gas through the compressor station 21 under pressure into the gas holder 22, from which gas is collected for the operation of the system and for the gas piston generator 23 (for example, a gas piston unit - GPU) with the possibility of generating electrical energy and then to the heat generator 2, to ensure the operation of the drying and grinding machine 3.
После переработки материала в реакторе, система не имеет никаких труб и выводов наружу, что исключает попадания каких-либо продуктов полученных в процессе переработки отходов в окружающую среду, газ, техуглерод, синтетическое жидкое топливо. В результате поддержания высокотемпературного режима в реакторе за счет сжигаемого газа, высвобождается ВГ с температурой от 650 °С до 850 °С, который используется для получения дополнительной электрической энергии посредством парогенератора и паровой турбины. Выработанной энергии достаточно для работы всех устройств в системе/установке.After processing the material in the reactor, the system has no pipes or outlets, which eliminates the release of any products obtained during waste processing into the environment, gas, carbon black, synthetic liquid fuel. As a result of maintaining a high-temperature regime in the reactor due to the combusted gas, VG is released with a temperature of 650 °C to 850 °C, which is used to obtain additional electrical energy through a steam generator and a steam turbine. The energy generated is sufficient to operate all devices in the system/installation.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».The invention can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion of “industrial applicability”.
Изобретение характеризуется ранее не известной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «новизна».The invention is characterized by a set of essential features previously unknown in the state of the art, which indicates its compliance with the patentability criterion of “novelty”.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания изобретения ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the invention, an embodiment of it is presented below, which can be changed or supplemented in any way, while the present invention is in no way limited to the presented embodiment.
Пример 1.Example 1.
Группа изобретений реализована в устройстве, промышленной мощностью 3 т/час по входящему, высушенному материалу в реактор. В результате работы, т.е. полного цикла, описанного выше, получили в качестве продуктов:The group of inventions is implemented in a device with an industrial capacity of 3 tons/hour for the incoming, dried material in the reactor. As a result of the work, i.e. the full cycle described above, the following products were obtained:
1. Синтез-газ - от 1500 м3 (минимум) из которых 750м.куб. (максимум), используется для автономной работы устройства (СГ направляется в СИМ и в реактор). Оставшиеся 750 м3 поступают на ГПУ 23 для выработки электроэнергии. По расчетам и анализам газа Ярославским Моторным Заводом и Тутаевского Моторного Завода, выпускающим ГПУ - на 1 МВт электроэнергии потребуется от 220 до 230 м3 синтез-газа. С учетом потерь, до 25%, при транспортировке электроэнергии в сети, получили 2,4 МВт (минимум) для продажи.1. Synthesis gas - from 1500 m3 (minimum) of which 750 m3 (maximum) is used for autonomous operation of the device (the synthesis gas is sent to the SIM and to the reactor). The remaining 750 m3 are sent to GPU 23 to generate electricity. According to calculations and gas analysis by the Yaroslavl Motor Plant and the Tutaev Motor Plant, which produce the GPU, 1 MW of electricity will require from 220 to 230 m3 of synthesis gas. Taking into account losses of up to 25% during electricity transportation in the network, we received 2.4 MW (minimum) for sale.
2. Синтетическое жидкое топливо - объемом 270 л. Оно может использоваться как топливо для цементных заводов, в котельных. Кроме того, оно может использоваться в нефтехимии, для получения различных продуктов.2. Synthetic liquid fuel - 270 l. It can be used as fuel for cement plants, in boiler houses. In addition, it can be used in petrochemistry, to obtain various products.
3. Техуглерод - массой от 600 до 750 кг. Может использоваться в изготовлении резины, наполнителем пустотелых конструкций или как удобрение, в зависимости от вида переработанных отходов.3. Carbon black - weighing from 600 to 750 kg. Can be used in the manufacture of rubber, as a filler for hollow structures or as a fertilizer, depending on the type of waste processed.
Пример 2.Example 2.
В результате переработки куриного помета влажностью 65%, производственная мощность установки - 7 тонн/час (материал, поступивший в СИМ), было получено:As a result of processing chicken manure with a moisture content of 65%, the production capacity of the plant is 7 tons/hour (material received by the SIM), the following was obtained:
1. Вода (влага от материала) - 4000 кг в виде пара.1. Water (moisture from the material) - 4000 kg in the form of steam.
При температуре 180 °С+130 °С и обычном атмосферном давлении 101,3 кПа, плотность водяного пара составляет примерно 0,597 кг/м3. Объем пара, который получится из 4000 кг воды составит:At a temperature of 180 °C+130 °C and normal atmospheric pressure of 101.3 kPa, the density of water vapor is approximately 0.597 kg/ m3 . The volume of steam that will be obtained from 4000 kg of water will be:
V=m/ρ = 4000 кг/0,597 кг/м3 = 6700 м3 V=m/ρ = 4000 kg/0.597 kg/m 3 = 6700 m 3
Таким образом 6700 м3 при температуре 180 °С±130 °С, позволит получить тепловую энергию равную 2,4-2,5 Гкал.Thus, 6700 m3 at a temperature of 180 °C±130 °C will allow obtaining thermal energy equal to 2.4-2.5 Gcal.
2. Сухой материал влажностью до 20%, в результате переработки которого в реакторе получаем:2. Dry material with a moisture content of up to 20%, as a result of processing in the reactor we obtain:
а) 1400 м3 синтетического газа, теплотворной способностью от 6000 ккал/м3 или 1400*0,006 = 8,4 Гкал тепловой энергии.a) 1400 m3 of synthetic gas, with a calorific value of 6000 kcal/ m3 or 1400*0.006 = 8.4 Gcal of thermal energy.
При этом 50-55 % от полученного синтез-газа будет использоваться для автономной работы системы, остальной газ может использоваться для получения тепловой энергии или энергии через ГПУ. Например, из 1400 м3 синтез-газа через ГПУ получено от 4,2 МВт до 4,5 МВт электроэнергии.In this case, 50-55% of the obtained synthesis gas will be used for autonomous operation of the system, the remaining gas can be used to obtain thermal energy or energy through the GPU. For example, from 1400 m3 of synthesis gas through the GPU, 4.2 MW to 4.5 MW of electricity were obtained.
б) синтетическое жидкое топливо - 240 кг, что позволит в дальнейшем после переработки, получить примерно 1,7 Гкал (из расчета 145 кг топлива на 1 Гкал.).b) synthetic liquid fuel - 240 kg, which will allow us to obtain approximately 1.7 Gcal after further processing (based on 145 kg of fuel per 1 Gcal).
в) Зольный остаток - 750 кг, который может использоваться в виде удобрения.c) Ash residue - 750 kg, which can be used as fertilizer.
г) Выхлопной газ (температурой до 750°С от горелок реактора), объемом от 180 м3, позволяет получить 1,1 Гкал тепловой энергии или 0,7-0,8 МВт электроэнергии от паровой турбины.d) Exhaust gas (with a temperature of up to 750°C from the reactor burners), with a volume of 180 m3 , allows obtaining 1.1 Gcal of thermal energy or 0.7-0.8 MW of electrical energy from a steam turbine.
Таким образом, высвобожденной тепловой энергии после реактора достаточно для выработки электроэнергии посредством парогенератора и паровой турбины для поддержания работы всех устройств системы для переработки отходов.Thus, the released thermal energy after the reactor is sufficient to generate electricity through a steam generator and a steam turbine to maintain the operation of all devices in the waste processing system.
Claims (12)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2830000C1 true RU2830000C1 (en) | 2024-11-11 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH522173A (en) * | 1968-08-30 | 1972-04-30 | Comb Power Company Inc | Plant for the destruction of solid waste |
| CN2672473Y (en) * | 2003-11-24 | 2005-01-19 | 张慎发 | Garbage burning gasifying device |
| CN104629812A (en) * | 2014-12-19 | 2015-05-20 | 权秀吉 | Waste sorting and power generation tail gas recycling system |
| US9057033B2 (en) * | 2010-03-11 | 2015-06-16 | Arno Schneider | Method and device for producing synthesis gas and for operating an internal combustion engine therewith |
| JPWO2016104371A1 (en) * | 2014-12-24 | 2017-12-21 | 株式会社高橋製作所 | Carbonization furnace and pyrolysis furnace, water gas generation system, hydrogen gas generation system, and power generation system |
| RU2671742C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Assembly for processing of sewage drain sediments |
| RU2688568C1 (en) * | 2019-03-14 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕКС" | Method of processing organic material to produce synthetic high-calorie gas in high-temperature ablation pyrolysis unit |
| RU2688661C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-05-22 | Сергей Федорович Прущак | Manure processing method |
| RU2772396C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-05-19 | Леонид Анатольевич Ярыгин | Production complex for solid household waste disposal |
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH522173A (en) * | 1968-08-30 | 1972-04-30 | Comb Power Company Inc | Plant for the destruction of solid waste |
| CN2672473Y (en) * | 2003-11-24 | 2005-01-19 | 张慎发 | Garbage burning gasifying device |
| US9057033B2 (en) * | 2010-03-11 | 2015-06-16 | Arno Schneider | Method and device for producing synthesis gas and for operating an internal combustion engine therewith |
| CN104629812A (en) * | 2014-12-19 | 2015-05-20 | 权秀吉 | Waste sorting and power generation tail gas recycling system |
| JPWO2016104371A1 (en) * | 2014-12-24 | 2017-12-21 | 株式会社高橋製作所 | Carbonization furnace and pyrolysis furnace, water gas generation system, hydrogen gas generation system, and power generation system |
| RU2671742C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Assembly for processing of sewage drain sediments |
| RU2688661C1 (en) * | 2018-10-08 | 2019-05-22 | Сергей Федорович Прущак | Manure processing method |
| RU2688568C1 (en) * | 2019-03-14 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕКС" | Method of processing organic material to produce synthetic high-calorie gas in high-temperature ablation pyrolysis unit |
| RU2772396C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-05-19 | Леонид Анатольевич Ярыгин | Production complex for solid household waste disposal |
| RU2798552C1 (en) * | 2022-07-26 | 2023-06-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Синэкогаз Технологии" | Complex for thermal neutralization and utilization of organic waste |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5300237B2 (en) | Sludge fuel plant | |
| US6182584B1 (en) | Integrated control and destructive distillation of carbonaceous waste | |
| CN102472486B (en) | Waste management system | |
| JP6640268B2 (en) | Waste treatment system and waste treatment method | |
| KR101200479B1 (en) | Treating system of waste materials | |
| US10435638B2 (en) | Pyrolysis processing of solid waste from a water treatment plant | |
| CN203991628U (en) | A kind for the treatment of apparatus that efficiently utilizes MSW heating value | |
| CN109519915B (en) | Sludge/biomass treatment device and method for coal-fired power plant boiler | |
| KR20020009577A (en) | Dry-distilling/volume reducing device for wastes | |
| EP2016158A1 (en) | Process for producing electrical energy from biomass | |
| JP2020089801A (en) | System of converting water-containing organic waste into fuel, and method of treating water-containing organic waste | |
| CN209068514U (en) | Refuse gasification dual firing chamber flue gas Boiler Steam screw expansion electricity generation system | |
| KR101200478B1 (en) | Carbonize apparatus of dried sludge | |
| RU2830000C1 (en) | Method and device for processing wastes | |
| JP2020055004A (en) | Waste treatment system | |
| CN202766491U (en) | Rubbish dry distillation, pyrolyzation, gasification and power generation system | |
| RU104672U1 (en) | SOLID WASTE PROCESSING PLANT | |
| EP3540032A1 (en) | Processing waste into carbon char | |
| RU2342542C1 (en) | Power generation plant | |
| KR200420688Y1 (en) | Organic Dry Waste Recycling System | |
| CN105753274B (en) | A sludge disposal system and disposal process | |
| KR101227687B1 (en) | Carbonized-marerials recycling system of sludge and epr waste | |
| KR20110041170A (en) | Biomass power plant | |
| CN109268836A (en) | Refuse gasification dual firing chamber flue gas Boiler Steam screw expansion electricity generation system | |
| RU114755U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PROCESSING OF FUEL MATERIALS |