СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к способу термической обработки отходов, содержащих органические компоненты, а также к устройству для их термической обработки.

Известен способ обработки отходов, содержащих органические компоненты, путем их сушки и последующего сжигания в установке с угольной топкой.

Известно устройство для обработки отходов, включающее транспортер отходов, дробилку, магнитный сепаратор, дробилку сепарированных отходов с транспортером, сушилку, установку с угольной топкой с трубопроводами отходящих дымовых газов [1]
В топках с колосниковыми решетками из-за сильных колебаний в теплотворной способности отходов сгорание является довольно негомогенным, это приводит к тому, что доля несгоревших частей в шлаке и в летучем газе является сравнительно высокой. Это неполное сгорание ведет к проблеме возникновения неприятных запахов, в том числе и у золы, а следовательно, и к тому, что перерабатывать такую золу становится значительно сложнее, чем золу, получаемую, например, на тепловых электростанциях с использованием каменного угля. Частично такие золы могут складироваться в специальных удаленных местах. К тому же не исключается, что в случае, когда отходы содержат органические или также неорганические соединения хлора, как например, полихлорированные бифенилы (РСВ), вследствие неполного сгорания могут возникать высокотоксичные диоксины, как например, полихлорированные дибензодиоксины или также полихлорированные дибензофураны.

Техническим результатом является создать простой, экономичный и не загрязняющий окружающее пространство способ термической обработки отходов, содержащих органические компоненты.

Достигается это тем, что отходы высушивают в непосредственном теплообмене с горячим дымовым газом установки с угольной топкой, и что как газовая смесь, выделяющаяся при сушке, так и получающийся после сушки продукт возвращается обратно в установку с угольной топкой.

Устройство характеризуется наличием сушилки, содержащей сушильную камеру с транспортером для подвода отходов в сушильную камеру; трубопроводом для подвода горячего дымового газа от электростанции в сушильную камеру, трубопроводом для отвода газовой смеси, выделяющейся в сушильной камере, к зоне топки электростанции, транспортером для подачи твердого высушенного вещества, получающегося в сушильной камере, к зоне топки электростанции.

Поэтому удается использовать преимущества установки с угольной топкой, высоким КПД сгорания, как это имеет место, например, в парогенераторах с жидким золоудалением или удалением сухой золы тепловых электростанций на каменном угле, в том числе и для сжигания негомогенных отходов. При высоких температурах, например, свыше 1000^оС, при которых происходит сжигание, в том числе при сжигании отходов, например, пластмасс всех видов, а также компонентов, содержащих РСВ, по- лучаются безопасные для окружающей среды продукты реакции. Предотвращается образование токсичных диоксинов или фуранов или же в случае необходимости такие соединения, получающиеся как промежуточные продукты реакции, надежно разлагаются при высоких температурах сжигания.

Обе фракции, выделяющиеся во время вышеописанной сушки отходов, а именно сухой продукт и газовая смесь, содержащие горючие компоненты, без труда могут сжигаться в противоположность к необработанным отходам в высокоэффективной установке с угольной топкой с получением сухой золы или жидким золоудалением, например, в электростанции на каменном угле. Высушенный материал может размалываться совместно или отдельно от угля до необходимого размера зерен и термически разлагаться с помощью одной или нескольких обычных горелок, уже имеющихся в котле.

Целесообразно, чтобы доля высушенного материала, применяемая вместо угля, составляла меньше или была равна 20% от всего количества горючего. В частности, подтверждается, что при доле высушенного продукта в указанном диапазоне размеров менее 20% оказывается небольшое влияние или не оказывается его совсем на типичные реакции сгорания в топке.

Так состав дымовых газов меняется очень мало. При дозированной подаче отходов от 0 до 20% ни в коем случае не превышается диапазон содержания вредных веществ в дымовых газах, установленный при применении различных сортов угля. Это касается не только содержания оксидов серы и азота в дымовых газах, но и хлоридов, фторидов и в особенности токсичных субстанций, таких как диоксины и фураны.

Данное предложение позволяет без труда ежегодно сжигать, например, на обычной тепловой электростанции на каменном угле мощностью 700 кВт и ежегодным потреблением каменного угля, равном 1 млн.т высушенных отходов, без влияния на работу электростанции.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Согласно чертежу исходят из уже переработанных отходов с органическими компонентами, т. е. отходов, подвергшихся грубой сортировке, и от которых отделены подлежащие дальнейшему использованию грубые составные компоненты, такие как бутылки, большие металлические детали и т.п. Отходы подводятся транспортером 1 к измельчителю 2, например роторным ножницам, и там измельчаются до заданной крупности. В заключение отходы поступают в сушильную камеру 3 сушилки 4 с дном в виде сита, решетки или транспортного полотна 5. Сушка отходов осуществляется в непосредственном теплообмене с еще не обеспыленным дымовым газом тепловой электростанции 6 на каменном угле, который подается при температуре около 800^оС через транспортер 7 и через дно 5 в виде сита поступает в сушильную камеру 3 сушилки 4. За счет регулирования времени пребывания дымового газа в сушилке 4 или количества дымового газа температура сушки может регулироваться до заданного уровня ниже 800^оС.

В частности, при более высоких температурах из сырых отходов наряду с водой выделяются также легколетучие и часто интенсивно пахнущие субстанции.

Газовая смесь, выделяющаяся в сушилке 4, отсасывается вытяжным вентилятором 8 через трубопровод 9 из сушильной камеры 3 и подается через трубопровод 10 в зону 11 сушильной топки котла 12 тепловой электростанции 6 на каменном угле. Пыль, подаваемая с газовой смесью для защиты вытяжного вентилятора, отделяется в пылеуловителе 13 и после вытяжного вентилятора снова вводится в газовую смесь. Температура газовой смеси, поступающей из сушилки 4, может регулироваться до рабочей температуры, которую выдерживает всасывающий вентилятор путем добавки холодного потока дымовых газов, отсасываемого за электрофильтром 14 электростанции 6 с помощью охлаждающего вентилятора 15 и примешивания в зоне смешения 16 в трубопровод 9.

Горючие компоненты смеси сгорают полностью и без опасности загрязнения окружающей среды в зоне 11 топки при имеющейся там температуре.

Твердый продукт, образующийся в сушильной камере 3 сушилки 4 на соответствующем транспортере 17, сначала охлаждается в холодильнике 14 для обожженного материала, затем в магнитном сепараторе 18 от него отделяются металлические компоненты, затем он измельчается в молотковой дробилке 19 и наконец складируется в бункере 20 для высушенного продукта. Из бункера 20 продукт поступает в ударную мельницу-сепаратор 21 с имеющимся в ней вентилятором, в которой осуществляется размалывание до крупности, подходящей для топки электростанции. Размолотый продукт в конце участка транспортирования вместе с углем, который подводится другим транспортером 22, сжигается в зоне 11 топки. Доля высушенного продукта в общем количестве горючего вещества К в установке угольной топки должна составлять максимально 20%
Дымовой газ, выделяющийся при сжигании компонентов отходов, проходит вместе с дымовым газом, получающимся при сгорании угля, через котел 12, затем через электрофильтр 23 и наконец через вентилятор установки для обессеривания дымовых газов 24. После этого он отводится в атмосферу.

Если под тепловой электростанцией 6 на каменном угле подразумевается электростанция с отводом жидкой золы, зола, получающаяся в топке при сжигании отходов, сплавляется с золой от угля. Гранулят, получающийся после охлаждения точно так же, как гранулят угольной топки, может использоваться для обычных целей в строительной промышленности.

Использование: изобретение относится к способам и устройствам для термической переработки отходов, содержащих органические компоненты. Сущность: отходы высушиваются в непосредственном теплообмене с горячим дымовым газом установки с угольной топкой, и как газовая смесь, получающаяся при сушке, так и получаемый сухой продукт подводятся к установке с угольной топкой. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обработки отходов, содержащих органические компоненты, путем их сушки и последующего сжигания в установке с угольной топкой, отличающийся тем, что сушку отходов ведут отходящими дымовыми газами от установки с угольной топкой, а образующуюся газовую смесь возвращают в топку и сжигают совместно с высушенными отходами. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доля сухих отходов составляет не более 20% от общего количества горючего вещества в угольной топке. 3. Устройство для обработки отходов, включающее транспортер отходов, дробилку, магнитный сепаратор, дробилку сепарированных отходов с транспортером, сушилку, установку с угольной топкой с трубопроводами отходящих дымовых газов, отличающееся тем, что сушилка соединена с установкой с угольной топкой трубопроводом отходящих дымовых газов, трубопроводом газовой смеси и транспортером подачи высушенных отходов. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено отсасывающим вентилятором, к которому присоединен трубопровод газовой смеси. 5. Устройство по пп.3 и 4, отличающееся тем, что оно снабжено пылеуловителем, установленным перед отсасывающим вентилятором. 6. Устройство по пп. 4 и 5, отличающееся тем, что трубопровод газовой смеси соединен с трубопроводом отходящих дымовых газов. 7. Устройство по пп.4 6, отличающееся тем, что оно снабжено установленными после сушилки холодильником, магнитным сепаратором, дробилкой и бункером для сухого продукта.