УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕОДНОРОДНЫХ ПОСТУПАЮЩИХ ОТХОДОВ Российский патент 2004 года по МПК F23G5/02 

Изобретение относится к устройству для высокотемпературной переработки неоднородных поступающих отходов и к способу загрузки указанного устройства, при этом данный способ в значительной степени основан на известном термоселективном процессе.

Из патента DE 4130416 С1 известно, что неоднородные поступающие отходы можно термически обрабатывать в несортированном необработанном виде таким образом, чтобы термически разделить все ингредиенты, и при необходимости подвергать материалы превращению, обеспечивающему высокотемпературную обработку с их полной переработкой. С этой целью неоднородные поступающие отходы прессуют в компактные пакеты, которые подают в продольный канал с наружным обогревом, при этом температура обогреваемого канала должна составлять более 100°С. Механический контакт со стенками канала должен поддерживаться только до тех пор, пока не испарятся жидкости и легколетучие материалы, содержащиеся в отходах, и не прекратится воздействие сил реакции отдельных компонентов.

Показано, что вследствие проникновения теплоты в компактные пакеты со стороны канала с наружным обогревом происходят превращения материалов, которые с одной стороны могут уменьшать объем, а с другой стороны значительно быстрее прекращать воздействие сил реакции спрессованных отходов, чем это было бы желательным с точки зрения обеспечения герметичности канала.

В патенте DE 4339548 С1 описано аналогичное решение, где образующиеся соответствующим способом газы и продукты конденсации отводят через дополнительные боковые каналы, расположенные за пределами основного канала, в направлении высокотемпературного реактора. Отвод осуществляют через специальные отверстия, а боковые каналы снабжены дополнительными механическими циркуляционными устройствами.

Выбранное в качестве наиболее близкого аналога устройство для высокотемпературной переработки неоднородных поступающих отходов (RU 93028441 A1, C 10 B 53/00, 27.04.1996, 51 с.) включает обогреваемый канал, через который подают отходы, спрессованные в компактные пакеты, для испарения жидких и легколетучих веществ и далее в расположенный после него высокотемпературный реактор для термической обработки и использования, причем упомянутый канал во входной части имеет необогреваемую зону, в которой помещается, по меньшей мере, один компактный пакет.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и безопасности переработки отходов за счет защиты канала от воздействия высоких температур в реакторе.

Согласно формуле изобретения эта задача решается с помощью отличительных признаков пункта 1 для устройства.

Согласно изобретению устройство выполнено так, что обеспечивает прессование неоднородных поступающих отходов в несортированной форме без какой-либо предварительной обработки в компактные пакеты и их последующую подачу в обогреваемый канал для испарения жидкостей и легколетучих материалов. Этот канал соединен с высокотемпературным реактором, предназначенным для термической обработки и превращения различных компонентов материалов, содержащихся в отходах. Устройство согласно изобретению отличается тем, что во входной части канала имеется необогреваемая зона, в которую может быть введен по меньшей один компактный пакет прессованных отходов.

Предпочтительно устройство согласно изобретению выполнено таким образом, чтобы в этой необогреваемой зоне поддерживать температуру менее 100°С.

Кроме того, эта зона канала может быть изолирована и/или оборудована охлаждением стенок.

Предпочтительно получать компактные пакеты с такими размерами и степенью уплотнения, чтобы обеспечить герметичность по меньшей мере на время открывания затвора канала при подаче одного нового компактного пакета, и ее можно в другом случае обеспечить при взаимодействии подачи с функционированием затвора на входе канала. При этом, разумеется, в необогреваемую зону канала может поступать более одного компактного пакета. Однако компактный пакет и необогреваемая зона могут иметь такие размеры, чтобы одной части пакета было достаточно для запирания и герметизации канала со стороны входа.

В этом температурном диапазоне процессы, которые приводят к изменениям компактных пакетов и содержащихся в них ингредиентах, имеют место лишь в незначительной степени. Таким образом, уменьшения объема не происходит, поскольку температура в необогреваемой зоне канала не вызывает уменьшения сил реакции отходов, спрессованных в компактные пакеты, и эти силы даже воздействуют на внутреннюю стенку канала. Поэтому отходы остаются в компактных пакетах достаточно уплотненными, чтобы препятствовать перемещению газов, которые образуются при последующем развитии процесса, в направлении входного отверстия канала. Это позволяет исключить выход ядовитых или опасных газообразных веществ и провести высокотемпературную переработку всех ингредиентов отходов.

Изобретение может быть усовершенствовано за счет оснащения высокотемпературного реактора насадкой, которая предпочтительно изолирована огнеупорной облицовкой и/или имеет охлаждение и в которую выходит канал. Размеры этой насадки вместе с изоляцией или системой охлаждения должны обеспечивать наличие градиента температуры не менее 500°С между высокотемпературным реактором и концом канала или насадки, чтобы защитить собственно канал от очень высокой тепловой нагрузки.

Предпочтительный вариант выполнения предусматривает наличие в насадке по меньшей мере одного патрубка для ввода образца.

Через такие патрубки можно непосредственно вводить в реактор суспензии, шламы или газообразные смеси после соответствующего предварительного переслаивания для безвредной обработки получающихся промежуточных продуктов или полной переработки продуктов, не имеющих применения, в частности пыли из фильтров, загрязненных поглотителей (например, активированного угля) или порошкообразных смесей. Предпочтительно устанавливать в насадке от двух до четырех таких патрубков для ввода проб.

Предпочтительно также располагать выход канала или насадки, по которому предварительно термообработанные компактные пакеты вдавливают в высокотемпературный реактор, максимально до середины высоты реактора или ниже средней линии высокотемпературного реактора. Преимущество такого расположения заключается в том, что выход канала оказывается в такой зоне высокотемпературного реактора, где не достигаются максимальные температуры.

Ниже приведен пример, более подробно поясняющий изобретение.

На чертеже схематично представлена конструкция устройства согласно изобретению.

Как показано на чертеже, плотно спрессованный компактный пакет 4 вводят во входную часть 2 канала 1 через открытый затвор 5, который предназначен для загрузки и обозначен штриховой стрелкой, в первую необогреваемую зону 3 канала 1.

Для наглядности показаны также другие компактные пакеты 4', которые продвигаются по каналу 1 под действием силы давления со стороны пакета 4. При этом длина обогреваемой зоны канала 1 на чертеже показана лишь частично.

Первые превращения материалов в зоне канала 1, смежной с первой необогреваемой зоной 3, связаны, в частности, с процессами испарения и дегазации. Образующиеся при этом пары и конденсаты могут выходить из канала 1 только в направлении высокотемпературного реактора 6 и претерпевать там термические превращения или подвергаться дополнительной высокотемпературной обработке на технологических операциях, которые следуют после высокотемпературного реактора 6, а затем подаваться для дальнейшего использования. Выход этих конденсатов или газов со стороны первой необогреваемой зоны 3 канала 1 надежно предотвращает находящийся там компактный пакет 4, поскольку он спрессован так, что является непроницаемым для газа или конденсата, и остается в таком положении до тех пор, пока новый компактный пакет, загружаемый через вход 2 канала, не переместит его из необогреваемой зоны 3 канала 1 в направлении высокотемпературного реактора 6.

При этом компактный пакет 4 перед загрузкой во вход 2 канала уплотняют (не показан) и отходы спрессовывают друг с другом таким образом, что наружные размеры компактного пакета 4 почти совпадают с размером поперечного сечения канала 1, силы реакции уплотненных отходов действуют на внутренние стенки канала 1 в первой необогреваемой зоне 3 канала 1.

Высокотемпературный реактор 6 содержит насадку 7, в которую выходит канал 1 и через которую в высокотемпературный реактор 6 поступают компактные пакеты 4, прошедшие предварительную термообработку, а также образующиеся газы и конденсаты.

С целью ограничения воздействия высокой температуры реактора 6 насадка 7 предпочтительно снабжена изоляцией 8 из огнеупорного материала, который соответствует материалу высокотемпературного реактора 6 в данной зоне.

На чертеже схематически показаны выходы из высокотемпературного реактора 6 газов и расплавленных материалов, образующихся при высокотемпературной обработке, которые подают на дальнейшую переработку.

Устройство для высокотемпературной переработки неоднородных поступающих отходов включает обогреваемый канал, через который подают отходы, спрессованные в компактные пакеты, для испарения жидких и легколетучих веществ, расположенный после него высокотемпературный реактор для термической обработки и использования. Причем указанный канал во входной части имеет необогреваемую зону, в которой помещается, по меньшей мере, один компактный пакет. Этот канал выходит в насадку высокотемпературного реактора и в необогреваемой зоне имеет изоляцию и/или охлаждение стенок. Технический результат: повышение эффективности и безопасности переработки отходов. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для высокотемпературной переработки неоднородных поступающих отходов, с обогреваемым каналом, через который подают отходы, спрессованные в компактные пакеты, для испарения жидких и легколетучих веществ, и далее в расположенный после него высокотемпературный реактор для термической обработки и использования, отличающееся тем, что канал (1) во входной части (2) имеет необогреваемую зону (3), в которой помещается, по меньшей мере, один компактный пакет (4), причем канал (1) выходит в насадку (7) высокотемпературного реактора (6) и в необогреваемой зоне (3) имеет изоляцию и/или охлаждение стенок.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что температуру в необогреваемой зоне (3) поддерживают ниже 100°С.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что компактные пакеты (4) имеют такие размеры и так уплотнены, что их силы реакции обеспечивают газонепроницаемость необогреваемой зоны (3).4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что насадка (7) имеет термическую изоляцию и/или охлаждение.5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что термическая изоляция (8) представляет собой огнеупорную облицовку, которая соответствует в этой зоне огнеупорной облицовке высокотемпературного реактора (6).6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что насадку (7) высокотемпературного реактора (6) располагают на высоте, соответствующей середине реактора или ниже ее.7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что в насадке (7) предусмотрен по меньшей мере один патрубок для ввода пробы.