УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИЗА БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2001 года по МПК C10B1/04 F23G5/00 

Изобретение относится к области пиролиза бытового мусора и может быть реализовано для ликвидации твердых бытовых отходов малых городов, отходов больниц и отходов карантинных систем портов. Устройство может быть использовано также для производства древесного угля в условиях леспромхозов и лесных хозяйств.

Бытовой мусор малых городов обычно захоранивают на плохо организованных свалках, т.к. строительство и обслуживание так называемых полигонов твердых бытовых отходов требуют больших затрат. Полигоны снабжаются гидроизоляцией и средствами механизации для послойного разравнивания, трамбования и засыпки мусора грунтом, однако это не исключает загрязнение окружающей среды токсичными фильтратами в течение 50-100 лет, требуемых для разложения органики мусора [1].

Ликвидацию бытового мусора в мусоросжигательных установках большей частью производят в больших городах. За рубежом существуют кустовые мусоросжигательные установки для малых городов, однако они неприемлемы для России из-за больших расстояний между городами и чрезмерных транспортных расходов. В то же время малые мусоросжигательные установки недостаточно чисты в экологическом плане [2] . При низкой теплотворной способности мусора невозможно создать в малой топке высокотемпературное поле для разложения образующихся при горении мусора таких токсичных веществ, как диоксины и бензапирен.

Существуют установки для пиролиза бытового мусора с последующим сжиганием угольного остатка [3]. Однако эти установки непрерывного действия рассчитаны на большую производительность и имеют сложное устройство.

Известно устройство для пиролиза древесины (прототип), включающее топку, обогревательные камеры и вертикальные выемные реторты, выполненные с возможностью выхода парогазов в нижней части реторты [4].

Реторты загружают древесиной и устанавливают в нагревательные камеры, примыкающие к топке. Дымовые газы из топки поступают в нагревательные камеры, нагревают реторты до 400-450^oC и уходят в дымовую трубу. Под воздействием тепла вначале происходит сушка древесины с удалением водяного пара через отверстия в нижней части реторт. Затем происходит термическое разложение древесины с образованием пиролизного горючего газа и древесного угля. Горючий газ выходит через отверстия в нижней части реторт и сгорает, обеспечивая процесс дополнительным теплом.

Недостатком известного устройства является то, что при использовании его для ликвидации бытового мусора пиролизные газы сжигают при низкой температуре (400-450^oC), и в результате часть бензапирена и других кольчатых соединений не разлагается.

Известны технические решения, предусматривающие подачу пиролизных газов по металлической трубе от верхней крышки реторты в топку пиролизного устройства [5].

Недостатком таких решений являются:
- технологические затруднения при эксплуатации, связанные с необходимостью присоединения трубы к реторте после ее установки в нагревательную камеру и ее последующее отсоединение по окончании процесса;
- засорение трубы конденсирующимися продуктами пиролиза при невозможности прочистки колен трубы.

Целью изобретения является обеспечение экологической чистоты процесса пиролиза бытового мусора.

Поставленная цель достигается тем, что выемные реторты снабжены чугунными плитами, на которых плотно установлены реторты, и газоходами к топке.

Схема устройства для пиролиза мусора приведена на фиг. 1 и 2. Из схемы видно, что устройство состоит из вертикальных выемных реторт, нагревательных камер и топки. Выемные реторты 1 снабжены съемными решетчатыми днищами 2. Верхние крышки реторт 1 выполнены глухими, и они снабжены кольцевыми выступами для заглубления в песчаное уплотнение 3 отверстий 4 сводов нагревательных камер 5. Отверстия 4 сводов снабжены также крышками 6. Под камер 5 в местах соприкосновения с ретортами имеет уплотнения в виде чугунных плит 7. Плиты 7 имеют отверстия, соединенные газоходами 8 в поде камер 5 с топкой 9. Газоходы 8 прямолинейны, выполнены в кладке пода и одними концами выходят в топку 9, а другими - на наружные стенки камер 5. Наружные выходы загружены съемными пробками. Топка 9 примыкает к стенкам нагревательных камер 5 и снабжена загрузочным люком 10.

Устройство работает следующим образом. Пустые реторты переворачивают вверх дном, снимают решетчатые днища 2 и загружают бытовым мусором, от которого предварительно отсортированы утилизируемые компоненты. Заполненные реторты 1 закрывают днищами 2, переворачивают, устанавливают в отверстия 4 сводов нагревательных камер 5 и закрывают крышками 6. Реторты 1 уплотняются нижней кромкой на чугунных плитах 7 пода, а отверстия 4 в своде перекрывают уплотнениями 3.

Дымовые газы из топки 9, имеющие температуру 800-850^oC, поступают в камеры 5 и нагревают мусор, находящийся в ретортах 1. Под воздействием тепла происходит сушка мусора, а затем разложение с образованием пиролизных газов и кокса. Водяной пар и пиролизные газы через решетчатые днища 2 реторт и газоходы 8 поступают в топку 9. Водяной пар вместе с дымовыми газами через нагревательные камеры удаляют за пределы устройства, а пиролизные газы сгорают в топке 9 при температуре выше 1100-1200^oC с разложением диоксинов и бензапиренов до простейших веществ. Сжигание пиролизных газов также обеспечивает устройство дополнительным теплом. После окончания процесса пиролиза реторты 1 вынимают, открывают днища 2 и раскаленный кокс высыпают из реторт 1 в топку 9 через загрузочный бункер 10. В период между выемкой отработавшей реторты и установкой новой отверстие 4 свода камеры 5 закрывают крышкой 6. Реторты 1 помещают в нагревательные камеры 5 со сдвигом во времени для обеспечения непрерывной работы устройства.

Отработанные дымовые газы подвергают очистке от механических примесей и направляют в экономайзеры для получения горячей воды.

Количество нагревательных камер и посадочных отверстий под реторты, а также емкость реторт выбирают в зависимости от требуемой производительности.

Предлагаемая схема устройства газоходов для подачи пиролизного газа в топку позволяет выполнять их периодическую очистку без остановки устройства.

Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является ее большая экологическая чистота при сжигании бытового мусора.

Список литературы
1. Перелыгин В.М., Разнощик В.В. Гигиена почвы и санитарная очистка населенных мест. М.: Медицина, 1977, с. 192.

2. Беньямовский Д.Н. и др. Защита воздушного бассейнов больших городов от загрязнений выбросами ТЭС, котельных и мусоросжигательных установок (обзор). М. : ГОСИНТНН, сер. "Обзор по проблемам больших городов", 1977, N 19, с. 32.

3. Беньямовский Д.Н., Левин Б.И. Термическая переработка твердых бытовых отходов и экономия топливных ресурсов в крупных городах (обзор). - М.: МТЦНТИ, сер. Обзор по проблемам больших городов", 1982, N 16, с. 21.

4. Богданович Н. И., Ипатов В.В. Установка для производства древесного угля. - Патент РФ N 1790209, C 10 B 53/02, заявл. 21.09.90, опубл. 27.11.95, бюл. N 33.

5. Данилин Б.К., Малков В.А., Шварцман А.Я. Пиролизер. - Патент России N 1826983, C 10 B 1/4, C 10 B 53/02. Заявка N 49391889/05 (22) от 27.05.97, опубл. 07.07.93, бюл. N 25, с. 111.

Изобретение относится к пиролизу бытового мусора и может быть использовано для ликвидации твердых бытовых отходов малых городов, отходов больниц и отходов карантинных систем портов. В устройстве, включающем топку, обогревательные камеры и вертикальные выемные реторты, выполненные с возможностью выхода парогазов в нижней части реторты, согласно изобретению выемные реторты снабжены чугунными плитами, на которых плотно установлены реторты, и газоходами к топке. Техническим результатом изобретения является обеспечение экологической частоты процесса пиролиза бытового мусора. 2 ил.

Устройство для пиролиза бытового мусора, включающее топку, обогревательные камеры и вертикальные выемные реторты, выполненные с возможностью выхода парогазов в нижней части реторты, отличающееся тем, что выемные реторты снабжены чугунными плитами, на которых плотно установлены реторты, и газоходами к топке.