ОРГАНИЧЕСКОЕ ТОПЛИВО ИЗ БЫТОВОГО МУСОРА Российский патент 2016 года по МПК C10L5/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Изготовление топлива из мусора относится к области коммунального хозяйства по переработке всех групп отбросов города.

Преимущественно органическое топливо используется в промышленных котельных, котельных ЖКХ и теплоэлектростанциях ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС, работающих на твердом топливе совместно с дорогостоящим топливом антрацитом и другими в периоды перепада потребительских нагрузок.

Уровень техники.

Существующие технологии по переработке бытовых отходов в коммунальных хозяйствах по современным требованиям экологических служб не достигают 100%-ной переработки мусора и в основном приносят убытки, загрязняют почву и атмосферу.

Переработка мусора по новой технологии, состоящая из сушки мусора, механического дробления и обогащения горючими добавками, превращает бытовой мусор в полезный продукт.

По своему химическому составу бытовой мусор относится к малокалорийному топливу, состоящему из химических элементов, основные из них - углерод (С), водород (Н), кислород (О) - и горючих и негорючих частей.

В настоящем бытовой мусор практически сжигают на мусоросжигательных заводах, станциях при помощи вдувания в печь воздуха и жидкого топлива, при этом требуется строить их на большом расстоянии от черты города, требуются также поля компостирования и поля захоронения - затрачивается большой труд и средства.

Существующее аналогичное топливо - дрова, торф, отходы сельского хозяйства, имеют равнозначные химические признаки и относятся к естественному топливу, они не используются в промышленности и энергетике из-за малой теплотворной способности. Но для нужд теплоснабжения они используются.

Из описанного естественного топлива в качестве прототипа принято топливо из древесины с основными химическими элементами С, Н, О (табл. 1).

Состав органической массы бытового мусора, поступающего на переработку, имеет химический состав, указанный в табл. 2.

(см. книга УДК 614.7/07.58 авт. А.Н. Мерзеев, В.М. Жеботинский. Коммунальная гигиена. Москва, 1979 г., стр. 285-297). Топливо из древесины: дрова, щепа, опилки, как альтернативное топливо для промышленного использования не рассматривается, следовательно, критика не требуется. Топливо из бытового мусора вырабатывают по технологии, присущей коммунальному хозяйству, и является переработкой вторсырья (мусора), запасы которого неисчерпаемы.

Целью изобретения является создание нового альтернативного органического топлива для промышленности с целью экономии дорогостоящего твердого топлива, такого как уголь антрацит и другое топливо, для применения в период регулирования сезонных изменяющихся нагрузок, возникающих на промышленных котельных, котельных ЖКХ и теплоэлектростанциях. А также с целью достижения 100%-ной переработки бытовых отходов и обеспечения чистоты жизненной среды человечества.

Сущность изобретения.

В достижении указанных целей переработку мусора осуществляют механическим дроблением сухого мусора и добавкой горючих веществ с высоким содержанием углерода (С) вместо сжигания, компостирования, захоронения. По сравнению с известной в практике переработки мусора существенным отличием являются следующие признаки: из мусора получают топливо, достигается 100%-ная переработка мусора, улучшается экология переработки, что позволяет строить цеха по переработке отходов в черте города, что экономит средства на строительство заводов и цехов по переработке мусора и уменьшаются затраты на транспортные перевозки мусора.

Переработанный мусор на органическое топливо получает рыночную стоимость. Предложенное топливо из бытового мусора имеет широкое применение, особенно в тех районах, где нет газификации, кроме того, это топливо эффективно используется как удобрение в сельском хозяйстве.

Указанная переработка мусора на топливо в основном не меняет, по сравнению с существующей переработкой, технологию, она устраняет захоронение мусора и сжигание в коммунальных хозяйствах.

Сравнительная классификация топлива и средний состав рабочей массы в % характеризует новое топливо (табл. 3).

Приведенные в таблице 3 данные подтверждают пригодность топлива из мусора для применения в народном хозяйстве.

См. книга УДК 631. 3-63/-64+631.371-72/075.8/. Н.И. Итинская. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости. - М.: Колос, 1969 г., стр. 163.

Перечень фигур (чертежей). На фигуре 1 изображена технологическая схема переработки бытовых отходов, состоящая из погрузчика 1; подающих транспортеров 2, 5, 7; корзины-вагонетки 3; сушильного автоклава 4; дробильной машины 6; смесителя 8; ленточного питателя 9; бункера с весами непрерывного действия 10; склада готовой продукции 11.

Собственное описание изобретения и его функционирования, сведения, обосновывающие возможность осуществления изобретательского замысла и достижения цели изобретения

Для получения органического топлива поступающий бытовой мусор рассортировывают, устраняют металлические включения, стекло, керамику, текстиль, трупы животных, кирпичные включения, отбросы промышленности, уличный смет и другие негорючие включения.

Далее посредством погрузчика 1 (см. фиг.1) мусор подают в бункер транспортера 2, сортированный мусор загружают в металлические решетчатые корзины-вагонетки 3 и загружают в автоклав 4 или шахтную печь для сушки до заданной влажности.

Высушенный мусор транспортером 5 подают в бункер дробильной машины 6, далее транспортером 7 раздробленный мусор подают в смеситель 8 для внесения в него горючих добавок с большим содержанием углерода С (как сланцевые - С=68-74%, торфяная крошка - С=58-60%).

Оптимальная добавка углерода С в дробленый мусор находится в пределах 15,0-17,0 вес.% не более. Далее готовое органическое топливо подают на ленточный питатель 9 и далее в бункер 10, оборудованный весами непрерывного действия, далее готовый продукт (топливо) подают на упаковку в мешки. Затем готовую продукцию подают на склад готовой продукции 11.

Для проверки соответствия полученного нового топлива из мусора используется формула Менделеева:

Q=81 (С+С₂)+246 (Н) - 26(O-N) - 6W ккал/кг.

где С - углерод бытового мусора;

С₂ - добавочный углерод;

Η - водород;

(Ο-Ν) - кислород, азот (рыхлое состояние);

W - влажность высушенного мусора.

Химическая энергия сжигаемого органического топлива, так же как и другого топлива, способна преобразовываться в пар в котлах, горячую воду на отопление жилых домов и для других нужд.

Несмотря на некоторые отрицательные признаки органическое топливо дешевое, недефицитное, безвредное, способствует широкому использованию в системах промышленности и сельском хозяйстве.

Использование органического топлива из мусора в качестве дешевого сырья совместно с высокосернистым антрацитом создает условия для сдерживания тарифов на электро- и теплоэнергию в регионах.

Годовая выработка органического топлива из мусора составит прирост условного топлива в топливном балансе страны.

Источники информации

Михайлов В.В. Тарифы и режимы электропотребления - М.: Энергоатомиздат, 1986 г.

Изобретение описывает органическое топливо из бытового мусора, полученное на основе мусорных выбросов бумаги и картона, пищевых отходов, текстиля, включающее углерод С, водород Н, кислород О + азот N, характеризующееся тем, что они смешиваются с высокоуглеродистым торфом в следующих количествах (в % вес.): бытовой мусор 83-85, высокоуглеродистый торф 15-17. Технический результат органического топлива заключается в получении высокоэкологичного топлива. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

1. Органическое топливо из бытового мусора, полученное на основе мусорных выбросов бумаги и картона, пищевых отходов текстиля, включающее углерод С, водород Н, кислород О + азот N, отличающееся тем, что с целью экономии дорогостоящего твердого топлива и повышения уровня технологии переработки выбрасываемых отходов, они смешиваются с высокоуглеродистым торфом в следующих количествах (в % вес.): бытовой мусор 83-85, добавка высокоуглеродистого торфа 15-17.

2. Топливо по п. 1, отличающееся тем, что введение торфа в обогащенные бытовые отходы увеличивает теплотворную способность до 2800-2900 ккал/кг, позволяющую вырабатывать пар в котлах и горячую воду на отопление.

3. Топливо по п. 1, отличающееся тем, что термически обработанный основной ингредиент - мусор - не претерпевает химических превращений и не токсичен при хранении.