СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Российский патент 1999 года по МПК B09B3/00 F23C5/00 

Изобретение относится к способу переработки твердых бытовых отходов.

Данная проблема в настоящее время является наиболее актуальной, что требует разработки новых способов для ее решения.

Самым распространенным методом решения данной проблемы является сжигание отходов.

Например, известен термический способ переработки мусора и бытовых отходов, включающий загрузку отходов в камеру, подачу туда же предварительно подогретого воздуха и утилизацию дымовых газов с помощью регенератора (Б.И. Левин "Использование твердых бытовых отходов в системах энергоснабжения", М. , Энергоиздат, 1982, с. 60).

Недостаток данного способа заключается в наличии определенных требований к составу исходного сырья, а также жесткая технологическая зависимость технологических процессов, происходящих параллельно в соседних камерах.

Известен также способ термической обработки мусора, согласно которому воздух предварительно увлажняют и газовоздушную смесь подают снизу противотоком по отношению к загружаемому сырью (RU, патент 2023211, кл. F 23 G 5/00, 1994).

Известен также способ переработки твердых отходов путем предварительного их дробления, подачи их в устройство для термической обработки с последующим их сжиганием и удалением продуктов сгорания (см. RU патент N 2070548, кл. B 09 B 3/00, 1996 г.).

Однако при всей эффективности указанного способа, его существенным недостатком является недостаточно эффективная переработка твердых отходов.

Настоящее изобретение направлено на разработку высокоэффективного и, в то же время, экономичного способа переработки твердых бытовых отходов, при осуществлении которого не требуется дорогостоящее оборудование и реагенты.

Причем способ при его осуществлении позволяет практически полностью исключить образование продуктов сгорания, в частности, диоксинов.

Поставленная задача обеспечивается за счет того, что в способе переработки твердых бытовых отходов путем предварительного их дробления, подачи их в устройство для термической обработки с последующим их сжиганием и удалением продуктов сгорания, согласно изобретению, после дробления отходы подвергают сушке до влажности не более 50% с последующей подсушкой их до полного удаления влаги, а термообработку проводят в содорегенерационном котлоагрегате при 1100-1700^oC подачей твердых бытовых отходов шнековой форсункой в сильнощелочную среду при времени пребывания продуктов сгорания в пламени не менее 2 с, причем подсушка идет в топке котла во взвешенном состоянии, а сжигание идет на подушке пода топки.

Для осуществления способа используют дополнительное органическое или биоорганическое топливо, полученное из избыточного активного ила с концентрацией 60-75% абсолютного сухого вещества. Термическую обработку проводят при 1100-1500^oC и, кроме того, шнековую форсунку ввода отходов располагают выше форсунки ввода жидкого органического топлива не менее 1 м.

Осуществление предлагаемого способа позволяет эффективно перерабатывать твердые бытовые отходы (ТБО), причем, практически полностью позволяет исключить образование диоксинов, удешевляет технологию за счет использования известного технологичного оборудования, что приводит к значительному снижению затрат на его осуществление.

Так, упоминаемый содорегенерационный котлоагрегат (СРКА) используют в целлюлозном производстве для сжигания черного щелока (Ю.Н.Непенин "Производство сульфатной целлюлозы/, т. 2, М. "Лесная промышленность", 1990).

На фиг. 1 представлена технологическая схема установки для осуществления предлагаемого способа уничтожения ТБО.

Установка включает магнитный сепаратор-металлоотделитель 1, 5, контейнер 2, 6, дробилку 3, транспортер 4, сушильный барабан 7, транспортную установку 8, 12, реактор трубный 9, циклон 10, бункер 11, котлоагрегат 13, бак плава 14, осветитель 15, электрофильтр 16, скруббер очистки дымовых газов 17.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно ТБО проходят металлоотделитель 1, где отделяется металл и сбрасывается в контейнер 2.

Пройдя двух- или трехступенчатую дробилку 3 транспортером 4, отходы подают в металлоотделитель 2-й ступени 5, где уловленный металл сбрасывается в контейнер 6. Затем измельченные отходы, отделенные от металла, подают в сушильный барабан 7, где они высушиваются до влажности оптимально 20-30%, после чего они поступают в транспортную установку 8, в трубном реакторе 9 они смешиваются со щелочью и сбрасываются в циклон 10 и далее в бункер 11. Из бункера отходы пневмотранспортной установкой 12 подаются через шнековую форсунку на под котлоагрегата 13. Органика отходов сгорает и дает тепло. Минеральная часть плавится и отекает в бак плава 14 в виде минеральных солей. Из бака суспензия перекачивается в осветлитель 15, где нерастворенная часть оседает и удаляется через электрофильтр 16 гидрозолоудалением в отвал.

Содовый раствор из осветлителя подают в скруббер очистки дымовых газов 17, а вода из скруббера с золой возвращается в осветлитель. Чистые дымовые газы выбрасываются в атмосферу.

В данном случае в одном реакторе одновременно происходит химическая деструкция и высокотемпературное дожигание.

В силу химических и физических условий в рабочей хоне СРКА практически полностью подавляется образование диоксинов, что выражается в весьма низких уровнях их выбросов.

Теплотворная способность отходов позволяет сжигать их без добавления топлива. Однако в этом случае влагосодержание не должно превышать 50%, поскольку повышенное влагосодержание снижает теплотворную способность. Увеличение влагосодержания более 50% значительно отражается на энергозатратах, т.е. их увеличении и расходе топлива.

Для полного разрушения уничтожаемых веществ и исключения образования высокотоксичных диоксинов необходимо соблюдение указанных выше режимов обработки, т. е. они являются наиболее оптимальными. Осуществление способа при температуре выше 1700^oC технологически и экономически нецелесообразно. В то же время более низкие температуры, т.е. ниже 1100^oC, и продолжительность пребывания продуктов сгорания менее 2 с может привести к образованию продуктов неполного сгорания и сверхтоксичных и термодинамически устойчивых диоксинов.

Что касается указанного выше расстояния между форсунками подачи топлива и отходов, то этот параметр является оптимальным для образования устойчивой подушки, т. е. поверхности горения отходов, и позволяет значительно интенсифицировать процесс.

Интенсификации процесса способствует также использование для подачи отходов шнековой форсунки, что создает оптимальные условия для их подсушки и укладки на поду топки.

Способ иллюстрируется следующим примером.

Уничтожению подвергают твердые бытовые отходы, содержащие следующие компоненты, %:
Бумага и картон - 13
Пластмасса - 4
Ткани - 1
Металл - 5
Кожа-резина - 3
Стекло - 8
Древесные - 3
Пищевые - 57
Другие - 5
Способ осуществляют описанным выше способом. Поддерживают температуру 1100-1500^oC. Время нахождения в зоне данной температуры 9 с. Скорость подачи отходов 3 т/сут. Количество отходящих газов 20000 нм³/ч. Выброс диоксинов, измеренный в дымовой трубе после фильтров, составляет 1 пкг/м³.

Анализ дымовых газов показал отсутствие продуктов неполного сгорания в отходящих газах.

Изобретение относится к способу переработки твердых бытовых отходов. Способ заключается в том, что отходы после дробления подвергают сушке до влажности не более 50% с последующей подсушкой до полного удаления влаги. Затем проводят термообработку в содорегенерационном котлоагрегате при 1100-1700^oC. Термообработку ведут в сильнощелочной среде подачей отходов шнековой форсункой. Время пребывания продуктов сгорания в пламени не менее 2 с, причем сжигание идет на подушке пода топки. Способ позволяет полностью исключить образование токсичных продуктов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ переработки твердых бытовых отходов путем предварительного их дробления, подачи их в устройство для термической обработки с последующим их сжиганием и удалением продуктов сгорания, отличающийся тем, что после дробления отходы подвергают сушке до влажности не более 50% с последующей подсушкой их до полного удаления влаги, а термообработку проводят в содорегенерационном котлоагрегате при 1100 - 1700^oC подачей твердых бытовых отходов шнековой форсункой в сильнощелочную среду при времени пребывания продуктов сгорания в пламени не менее 2 с, причем подсушка идет в топке котла во взвешенном состоянии, а сжигание идет на подушке пода. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного топлива используют органическое или биоорганическое топливо, получаемое из избыточного активного ила с концентрацией 60 - 75% абсолютно сухого вещества. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что термообработку проводят при 1100 - 1500^oC. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что шнековая форсунка ввода отходов расположена выше форсунки ввода органического топлива.