ПИРОЛИЗНЫЙ РЕАКТОР ЗОЛОТАРЕВА Российский патент 2017 года по МПК F23G5/27 C10B53/00 

Изобретение относится к жилищно-коммунальному хозяйству, а именно к пиролизным установкам большой производительности для переработки твердых коммунальных отходов.

Известны пиролизные установки для переработки коммунальных отходов за счет термического разложения отходов в герметичной камере без доступа воздуха. В результате пиролиза образуются пиролизный газ с высокой теплотой сгорания, жидкие продукты и твердый углеродистый остаток (см. Б.Б. Бобович, В.В. Девяткин «Переработка отходов производства и потребления», М., из-во «Интермет Инжиниринг», 2000 г., с. 223).

В состав пиролизной установки входит барабанный вращающийся реактор по схеме «Лангардт», разработанный фирмой «Монсанто» (США), для термической обработки мусора.

Недостатком пиролизного реактора является сложность выполнения загрузки отходов и разгрузки углеродного остатка при температуре 500°C. Печь изнутри футерована огнестойким материалом и установлена с небольшим наклоном, благодаря чему измельченные отходы в ней легко перемещаются, при этом часть горючих составляющих сгорает. За счет сгорания отходов образуются вредные газы, очистка которых весьма затруднена.

В качестве прототипа принят реактор пиролизной установки, известный из RU 2393198 C2 «Реактор пиролизной установки», 5 стр.

Отличительная особенность этого реактора пиролизной установки заключается в том, что реактор состоит из двух вертикальных трубчатых герметичных камер, установленных одна над другой и разделенных двумя автоматически управляемыми затворами, причем каждая из этих камер помещена, в свою очередь, во внешнюю газоплотную теплонагревательную оболочку, снабженную входными и выходными газоходами с последовательной подачей горючего агента для внешнего нагрева камер.

Недостатком этого реактора является недостаточный прогрев отходов из-за большого расстояния от горячих стенок до оси цилиндрических камер. Из-за этого приходится применять трубчатые камеры небольшого диаметра, что в целом снижает производительность пиролизного реактора. Кроме этого, сушка отходов в верхней камере за счет внешнего нагрева камеры также не является эффективной и приводит к снижению производительности пиролизного реактора. Наличие конусного днища верхней и нижней камер связано с возможностью закупорки и зависания отходов.

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного, высокопроизводительного пиролизного реактора, работающего на твердых коммунальных отходах.

Решение поставленной задачи достигается тем, что пиролизный реактор Золотарева состоит из верхней камеры сушки и нижней камеры пиролиза, причем в сечении камера сушки и камера пиролиза имеют форму протяженного овала с расположенными по краям основания прямоугольными проемами для выпуска отходов с помощью вмонтированных в проемы шнековых питателей, а между прямоугольными проемами оснований помещен лопастный вращающийся активатор для предотвращения зависания отходов.

Камера пиролиза находится внутри термоизолированной оболочки внешнего нагрева, куда поступают горячие бескислородные газы от термического генератора при температуре 500°C. После некоторого снижения температуры горячие бескислородные газы поступают по трубопроводу с регулируемым клапаном от внешней полости камеры пиролиза во внутреннюю полость камеры сушки для нагрева и сушки отходов.

Остаточные инертные раскаленные отходы из камеры пиролиза поступают через шнековые питатели, размещенные в основании камеры пиролизы, на скребковый конвейер 6, заполненный водой. В результате образуется гранулированный шлак, который используется в качестве строительного материала для подсыпки дорог, а также для рекультивации лежалых отходов полигона.

Пример выполнения пиролизного реактора Золотарева представлен на фиг. 1.

Пиролизный реактор Золотарева включает загрузочный бункер 1, камеру сушки 2, камеру пиролиза 3.

Камера сушки и камера пиролиза в сечении имеют форму протяженного овала с расположенными по краям основания прямоугольными проемами для выпуска отходов с помощью вмонтированных в проемы шнековых питателей, 4, а между прямоугольными проемами основания помещен лопастный вращающийся активатор 5 для предотвращения зависания отходов.

Под камерой пиролиза ниже шнековых питателей установлен скребковый конвейер 6, заполненный водой.

Работа пиролизного реактора Золотарева осуществляется следующим образом.

В загрузочный бункер 1 подают освобожденные от негабаритных предметов твердые коммунальные отходы с крупностью не более 300×300 мм.

С помощью шнековых питателей 4 отходы поступают в камеру сушки 2.

Из камеры сушки сухие и нагретые до температуры 200-300°C отходы с помощью шнековых питателей перепускаются в камеру пиролиза 3.

Для предотвращения зависаний отходов в основание камеры вмонтирован лопастный вращающийся активатор 5.

В нижнюю часть внешней полости камеры пиролиза подают горячие бескислородные газы при температуре 500°C от термического генератора А.

Проходя снизу вверх через всю внешнюю полость камеры пиролиза, горячие бескислородные газы нагревают металлический корпус камеры пиролиза до 500°C и затем поступают по соединительному трубопроводу с регулируемым клапаном во внутреннюю полость камеры сушки.

Проходя снизу вверх через всю массу мокрых отходов, горячие бескислородные газы осушают и нагревают отходы до температуры 200 - 300°C.

Отдавшие тепло горячие бескислородные газы вместе с паром, образовавшимся за счет сушки влажных отходов, поступают в устройство очистки и утилизации тепла отходящих в атмосферу газов В.

В результате нагрева углеродосодержащих отходов в герметичной камере пиролиза происходит термохимическое разложение отходов с образованием пиролизного пара, который выводится через верхний коллектор в блок охлаждения и сепарации Б для разделения на пиролизный газ и синтетическую жидкость.

Остаточные инертные раскаленные отходы через шнековые питатели, размещенные в основании камеры пиролизы, поступают на скребковый конвейер 6, заполненный водой. В результате образуется гранулированный шлак, который используется в качестве строительного материала для подсыпки дорог, а также для рекультивации лежалых отходов полигона.

Описанная выше конструктивная схема пиролизного реактора Золотарева обеспечивает создание эффективного, высокопроизводительного пиролизного реактора, работающего на твердых коммунальных отходах с производством пиролизного газа, синтетического жидкого топлива и гранулированного шлака.

Изобретение относится к жилищно-коммунальному хозяйству и может быть использовано на полигонах по переработке твердых коммунальных отходов. Техническим результатом является повышение эффективности пиролизного реактора. Пиролизный реактор включает герметичную камеру для нагрева и сушки отходов и расположенную ниже камеры сушки герметичную металлическую камеру пиролиза с внешним нагревом для термохимического пиролизного разложения отходов за счет конвективного нагрева отходов от раскаленного металлического корпуса, нагревание которого осуществляется за счет пропуска горячих бескислородных газов во внешнюю полость между металлическим корпусом и наружной теплоизоляционной оболочкой. При этом герметичные камеры сушки и пиролиза в сечении имеют форму протяженного овала с расположенными по краям основания камер прямоугольными проемами для выпуска отходов с помощью вмонтированных шнековых питателей, а между прямоугольными проемами основания камер вмонтирован лопастный вращающийся активатор для предотвращения зависания отходов. 1 ил.

Пиролизный реактор, включающий герметичную камеру для нагрева и сушки отходов и расположенную ниже камеры сушки герметичную металлическую камеру пиролиза с внешним нагревом для термохимического пиролизного разложения отходов за счет конвективного нагрева отходов от раскаленного металлического корпуса, нагревание которого осуществляется за счет пропуска горячих бескислородных газов во внешнюю полость между металлическим корпусом и наружной теплоизоляционной оболочкой, отличающийся тем, что герметичные камеры сушки и пиролиза в сечении имеют форму протяженного овала с расположенными по краям основания камер прямоугольными проемами для выпуска отходов с помощью вмонтированных шнековых питателей, а между прямоугольными проемами основания камер вмонтирован лопастный вращающийся активатор для предотвращения зависания отходов.