УСТАНОВКА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ И ГАЗИФИКАЦИИ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1997 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к устройствам по переработке бытовых отходов и газификации твердого топлива и может быть использовано в коммунальном хозяйстве, энергетике, химической промышленности.

Известно устройство для огневого обезвреживания жидких отходов [1] содержащее ванну и камеру сгорания.

Однако устройство не позволяет использовать неподготовленные отходы, а также не обеспечивает высоких температур сжигания. Газы не используются, кроме как только для утилизации тепла.

Известны газогенераторы, где в качестве теплоносителя и реагента, в основном для получения синтеза-газа и водорода, используются перегретый до 850 900^oC пар, например, с помощью атомного реактора [2]
Однако, во-первых, атомные реакторы есть не везде во-вторых, пар, получаемый с их помощью, имеет температуру не выше 900 950^oC.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому, является установка по переработке бытовых отходов [3] В этой установке отходящие газы используются для подогрева исходного сырья.

Однако отходящие газы здесь также не является химическим реагентом. Кроме того, установка является громоздкой.

Цель изобретения создание экологически надежной, высокоэкономичной установки утилизации неподготовленных бытовых отходов, содержащих в том числе и опасные соединения органического и неорганического характера и получения при этом ценных продуктов генераторного газа, шлака, металла.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, достигается путем создания установки, состоящей из печи с барботируемым шлаковым расплавом со сводом специальной конструкции, обеспечивающим условия для взаимодействия отходящих газов из печи с пылеуглем.

На фиг. 1 и 2 дана схема установки.

Установка содержит кессонированную барботажную печь с фурами 12 для подачи кислородосодержащего газа в расплав, устройство 13 для выпуска расплава, бункер для бытовых отходов 3 с загрузочным герметичным устройством 2. В своде печи устанавливаются кессонированные цилиндрические реакторы 4 с шибером 14 с подвижной форсункой 5 для подачи пылеугля, сборным газоходом 6, снабженным устройством 11 для сбора и транспортировки пыли к течке 10 циклона 8. Пылеуголь через газоход 9 поступает потребителю. Газоход снабжен взрывным клапаном 7.

Установка работает следующим образом.

В печь из бункера 3 через герметичное газлифтное устройство 2 поступают неподготовленные отходы на ванну предварительно наведенного шлака. Шлак продувается кислородсодержащим газом и отходы сгорают в глубине ванны. Температура, развиваемая в шлаке, может достигать 1500 1600^oC, что зависит от содержания кислорода в дутье. Влага, содержащаяся в отходах (40 - 55% их веса), мгновенно испаряется. Газовая фаза, состоящая из 50 55% влаги, 20 25% CO₂ и примесей, поступает в реактор 4, где навстречу противотоком вдувается пылеуголь через форсунки 5. Здесь при температурах 1400 1500^oC происходят реакции
CO₂ + C 2CO
H₂O + C CO + H₂
Если с газами будут оксиды азота или летучие оксиды тяжелых металлов, они также восстановятся.

При этих температурах также обезвредятся диоксины и другие ксенобиотики. Вторичного их образования не произойдет это происходит при 900-1200^oC, но до этих температур в системе уже образуется много водорода, и он прореагирует с хлором, фтором и другими элементами с образованием термодинамически устойчивых и легко улавливаемых далее при промывке газов соединений (HCl, HP и т. д.).

Выносимая пыль и зола отчасти уловятся в газоходе 6, отчасти в циклоне 8 и вернуться через течку 10 для дожигания в печь.

Установка была опробована в опытно-промышленных условиях (см. таблицу).

В случае необходимости изменять объем газов, поступающих из печи в газогенераторы и из газогенераторов в газоход, что может иметь место при изменении производительности печи, качества бытовых отходов, реакционноспособности угля, установка снабжена механизмом регулирования шиберами-заслонками 14.

Изменяя высоту расположения форсунок для пылеугля 5, по высоте можно менять объем реакционного пространства в газогенераторах.

Установка позволяет получить высококалорийный газ с 50-55% H₂ и 30-35% CO, если работать на обогащении дутья кислородом до 70% Причем такие газы будут получаться благодаря высоким температурам без использования катализатора.

Составляющие отходов частью перейдут в шлак, частью в металл. Установка позволяет при площади печи 30 м² получать 100 120 тыс•нм³ газа в час при сжигании 30 40 т бытовых отходов.

Таким образом, предложенная конструкция установки позволяет:
1) комплексно использовать составляющие бытовых отходов и угля, включая использование тепла отходящих газов для технологических целей;
2) обеспечить экологическую надежность;
3) экономить при газификации до 50-50% угля, используемого в обычных газификаторах;
4) обеспечить непрерывность процесса;
5) перерабатывать химически вредные вещества;
6) получать генераторный газ высокой калорийности.

Изобретение относится к оборудованию по термической переработке бытовых отходов и газификации твердого топлива. Изобретение может быть использовано в коммунальном хозяйстве, теплоэнергетике, химической и металлургической промышленности. Установка выполнена так, что между шахтой печи для сжигания отходов и газоходом устанавливают газогенераторы, в которые подается угольная пыль навстречу потоку отходящих газов. Газогенераторы снабжены шиберами, способными отключать их от печи или регулировать поток газа из печного пространства, и форсунками для угля, могущими фиксированно устанавливаться на различной высоте. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.,1 табл.

1. Установка по переработке бытовых отходов и газификации мелкозернистого твердого топлива, включающая кессонированную шахту, снабженную фурмами для подачи кислородсодержащего газа, устройством загрузки бытовых отходов, и выпуска расплавов, газоходом для транспорта отходящих газов, отличающаяся тем, что устройство для загрузки измельченного угля выполнено в виде цилиндрических кессонированных газогенераторов с форсунками для подачи угля навстречу потоку газов из печи и установленных между газоходом отходящих газов и сводом печи. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что газогенераторы расположены по всей длине свода печи и снабжены шиберными устройствами для их отключения от газохода и от подсводового пространства печи и регулирования сечения на входе и выходе газа из газогенераторов. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что газоход сборного газа снабжен циклоном, имеющим патрубок для выгрузки пыли непосредственно в печь на поверхность расплава. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что форсунка для пылеугля выполнена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.