Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов Российский патент 2021 года по МПК F23G5/27 

Изобретение относится к устройствам для осуществления быстрого пиролиза углеродосодержащих отходов и может быть использовано для утилизации твердых бытовых и промышленных отходов, отходов деревообработки, сельскохозяйственного и пищевого производства, а также для получения из органического материала, содержащегося в отходах, биомассе или других органических материалах энергоносители. В частности, установка для утилизации отходов методом быстрого пиролиза может быть использована для переработки (утилизации) использованных шин, иловых осадков, биомассы, загрязненных почв, древесных отходов, нефтешлама, медицинских отходов, отходов сельскохозяйственного и пищевого производства, твёрдых бытовых отходов, пластмассы и пластика и т. п. в местах образования отходов и загрязнений особенно в труднодоступных местах.

Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов имеет модульный принцип. Модульность установки быстрого пиролиза для утилизации отходов характеризуется тем, что в её составе присутствуют узлы (модули), внутренне связанные между собой, которые можно менять на аналогичные с другими конструктивными характеристиками, что позволяет добиваться разных целей. Также для достижения большей производительности имеется возможность использовать параллельно несколько установок.

К технологиям быстрого пиролиза относят процессы термохимического разложения углеводородсодержащих веществ без доступа кислорода в условиях быстрого нагрева до температуры от 450°С до 700°С, и времени пребывания образовавшихся парогазовых продуктов при температуре 450-700°С менее 5 с. Эти условия требуют предварительного измельчения исходного сырья до частиц размером менее 3 мм. Последнее требование увеличивает энергозатраты и стоимость реализации процесса и осложняет создание мобильных пиролитических установок, целесообразность использования которых обусловлена высокими расходами по сбору и перемещению исходного сырья с низкой энергетической и массовой плотностью к месту его переработки.

Наиболее близкой по конструкции к предложенному изобретению является «Установка для утилизации отходов» (Патент РФ №2667398), содержащая пиролизный реактор с шлюзовыми загрузочным и разгрузочным устройствами и горелкой, внутренний объем пиролизного реактора снабжен перемещающим устройством непрерывного действия, выход пиролизной камеры соединен с устройством выгрузки, включающим шнековый транспортер, а полость пиролизной камеры соединена с помощью газохода парогазовой смеси с устройствами очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси, в зоне нагрева пиролизного реактора установлен коллектор, соединенный с горелкой и обеспечивающий оптимальное движение конвективных потоков теплоносителя, а верхняя часть рабочей зоны пиролизного реактора выполнена в виде купола, соединенного с газоходом, что обеспечивает оптимизацию движения конвективных потоков парогазовой смеси, при этом установка снабжена вентилятором подачи холодного воздуха в зону нагрева пиролизного реактора и коллектором охлаждения зоны нагрева пиролизного реактора для обеспечения равномерного смешивания холодного воздуха, движущегося от вентилятора, и горячего теплоносителя во всей зоне нагрева пиролизного реактора.

Важным недостатком устройства при его использовании для утилизации отходов является то, что не обеспечивается предварительное высушивание исходного сырья в сушилке, расположенной на одной раме с пиролизным реактором, и, как следствие, обеспечение необходимой влажности исходного сырья перед подачей его (сырья) в пиролизный реактор; не обеспечивается повторный пиролиз парогазовой смеси.

Техническим результатом, на решение которого направлена изобретение, является:

- обеспечение необходимой влажности исходного сырья перед непосредственной его подачей в пиролизный реактор;

- обеспечение повторного пиролиза парогазовой смеси;

- возможность применять катализаторы как в самом пиролизном реакторе (рабочей зоне перемещения сырья), так и в реакторе повторного пиролиза парогазовой смеси

- возможность применять в качестве катализатора различные материалы в твёрдом виде в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси;

- возможность использовать различные комбинации материалов в твёрдом виде в качестве катализаторов в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси;

- возможность применять в качестве катализатора различные материалы в газообразном виде в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси;

- возможность применять в качестве катализатора различные материалы в газообразном виде в самом пиролизном реакторе (рабочей зоне перемещения сырья);

- возможность применять в качестве катализатора различные материалы в виде раствора в самом пиролизном реакторе (рабочей зоне перемещения сырья);

возможность применять в качестве катализатора различные материалы в виде раствора в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси;

- возможность организовать активацию катализаторов из определённых материалов;

- использование особых экранов, установленных в зоне нагрева пиролизного реактора;

- обеспечение перед пиролизным реактором и после пиролизного реактора затора из исходного сырья и твёрдых продуктов пиролиза с использованием шлюзовых дозаторов;

- использование теплоносителя, полученного в пиролизном реакторе для обеспечения необходимого температурного режима в шнековой многоступенчатой сушилке;

- использование ворошителей на всех этапах движения сырья в зонах изменения направления движения сырья и твёрдых продуктов пиролиза.

Технический результат достигается за счет того, что Установка быстрого пиролиза для утилизации отходов, включающая приёмный бункер для исходного сырья с встроенным ворошителем, шнековую многоступенчатую сушилку с ворошителями в зонах изменения направления движения сырья, промежуточный шнековый транспортёр с шлюзовым дозатором дискретного действия и зоной организации затора, приёмный бункер с ворошителем для пиролизного реактора, топочная камера с зоной нагрева пиролизного реактора, с рабочей зоной перемещения сырья и зоной повторного пиролиза парогазовой смеси, в которой расположен реактор повторного пиролиза парогазовой смеси, соединённый с полостью пиролизного реактора с помощью газохода парогазовой смеси, выполненный в виде коллектора сообщающегося с трубопроводом и модулем катализации или управления пиролизной реакцией в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси, расположенные параллельно рабочей зоне перемещения сырья, что обеспечивает оптимизацию движения конвективных потоков парогазовой смеси и увеличивает скорость перемещения парогазовой смеси в зону повторного пиролиза парогазовой смеси, экраны, установленные в зоне нагрева пиролизного реактора, имеющие плоскую форму и расположенные на определённом расстоянии друг от друга и под определённым углом к направлению движения теплоносителя для обеспечения равномерной подачи теплоносителя в разные участки наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора, горелку, при этом в рабочей зоне перемещения сырья установлено перемещающее устройство непрерывного действия выполненного в виде трубы - ложе и расположенного в нем шнека, устройство выгрузки и охлаждения твёрдых продуктов пиролиза, устройство очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси.

В одном из частных примеров реализации экраны выполнены из жаропрочного материала.

В другом частном примере реализации экраны расположены на расстоянии от 100 мм до 300 мм друг от друга и под углом от 30° до 60° к направлению движения теплоносителя для обеспечения равномерной подачи теплоносителя в разные участки наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора.

В другом частном примере реализации установка включает модуль катализации или управления пиролизной реакцией в рабочей зоне перемещения сырья.

В другом частном примере реализации модуль катализации или управления пиролизной реакцией выполнен по меньшей мере из одного съёмного контейнера для подачи твердых катализаторов в зону повторного пиролиза с возможностью производить их замену при необходимости в период остановки работы установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации модуль катализации или управления пиролизной реакцией выполнен по меньшей мере из одного съёмного контейнера для подачи твердых катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для подачи раствора катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для подачи раствора катализаторов в рабочую зону перемещения сырья непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для подачи парогазовой смеси катализаторов в рабочую зону перемещения сырья непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для подачи парогазовой смеси катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации модуль катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для одновременной подачи растворов и парогазовой смеси катализаторов в рабочую зону перемещения сырья непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации модуль катализации или управления пиролизной реакцией выполнен из съёмных контейнеров для одновременной подачи твердых катализаторов и используется трубопровод для одновременной подачи растворов и парогазовой смеси катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

В другом частном примере реализации установка выполнена мобильной.

В другом частном примере реализации установка имеет модульную конструкцию.

В другом частном примере реализации отходы представляют собой твердые бытовые отходы и/или промышленные отходы и/или сельскохозяйственные отходы и/или пищевые отходы и/или иловые осадки и/или загрязненную почву и/или древесные отходы и/или медицинские отходы и/или нефтешлам.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 и фиг. 2 представлена принципиальная схема установки,

на фиг. 3 представлен разрез установки,

на фиг. 4 представлена схема размещения экранов, зоны повторного пиролиза парогазовой смеси в топочной камере, модуль со съёмными контейнерами для активации катализаторов, газоход для подачи катализатора в газообразном виде в зону повторного пиролиза парогазовой смеси и трубопровод для подачи катализатора в газообразном виде и в виде раствора непосредственно в рабочую зону перемещения сырья (пиролизный реактор).

Установка содержит приёмный бункер для исходного сырья с встроенным ворошителем 1, шнековую многоступенчатую сушилку 2 с ворошителями в зонах изменения направления движения сырья 3, промежуточный шнековый транспортёр 4 с шлюзовым дозатором дискретного действия 5 и зоной организации затора 6, приёмный бункер пиролизного реактора 7, ворошитель приёмного бункера пиролизного реактора 8, топочную камеру 9 с зоной нагрева пиролизного реактора 22, с рабочей зоной перемещения сырья 23. и зоной повторного пиролиза парогазовой смеси 24, в которой расположен реактор повторного пиролиза парогазовой смеси, соединённый с полостью пиролизного реактора с помощью газохода парогазовой смеси, выполненный в виде коллектора 25, трубопровода 26 и съёмных контейнеров для катализаторов 27, модуль со съёмными контейнерами для активации катализаторов 28, расположенный в зоне нагрева пиролизного реактора 22, экраны 10, установленные в зоне нагрева пиролизного реактора 22, имеющие плоскую форму и расположенные на расстоянии от 100 мм до 300 мм друг от друга и под углом от 30° до 60° к направлению движения теплоносителя, горелку 12, перемещающее устройство непрерывного действия, выполненное в виде трубы-ложа 13 и расположенного в нем шнека 14, бункер выгрузки твёрдых продуктов пиролиза 15, ворошителя твёрдых продуктов пиролиза 16, устройство выгрузки, включающее шнековые транспортеры для выгрузки и охлаждения твердых продуктов пиролиза 17, зоны организации затора 18, шлюзовое разгрузочное устройство 19, фильтр циклонного типа 20, колонны охлаждения и конденсации парогазовой смеси 21, модуль катализации или управления пиролизной реакцией 29 для подачи катализатора в газообразном виде и/или в виде раствора в зону повторного пиролиза парогазовой смеси 24, модуль катализации или управления пиролизной реакцией 30 для подачи катализатора в газообразном виде и в виде раствора непосредственно в рабочую зону перемещения сырья 23 (пиролизный реактор).

Установка работает следующим образом:

Отходы (сырьё) после прохождения приёмного бункера для исходного сырья со встроенным ворошителем 1 попадают в шнековую многоступенчатую сушилку 2 с ворошителями в зонах изменения направления движения сырья 3. По мере передвижения в многоступенчатой сушилке 2 сырьё высушивается до определённой степени влажности. Высушенное сырьё попадает в зону организации затора 6, и далее через шлюзовой дозатор дискретного действия 5 попадает в промежуточный шнековый транспортёр 4. После прохождения промежуточного шнекового транспортёра 4 сырьё попадает в приёмный бункер пиролизного реактора 7, и пройдя ворошитель приёмного бункера пиролизного реактора 8, попадает в топочную камеру 9. По мере передвижения сырья в топочной камере 9 под воздействием температуры и без присутствия кислорода происходит реакция пиролиза, в результате которой образуется парогазовая смесь и твёрдые продукты пиролиза. Парогазовая смесь попадает в зону повторного пиролиза парогазовой смеси 24, где при той же температуре, что и в зоне реакции пиролиза, подвергается повторному температурному воздействию без участия кислорода, проходя при этом зону размещения катализаторов в съёмных контейнерах для катализаторов 27. После повторного пиролиза парогазовая смесь попадает в устройства очистки 20, и затем в колонны охлаждения и конденсации парогазовой смеси 21. Твёрдые продукты пиролиза, пройдя бункер выгрузки твёрдых продуктов пиролиза 15 и ворошитель твёрдых продуктов пиролиза 16 посредством шнекового транспортёра для выгрузки и охлаждения твердых продуктов пиролиза 17 попадают в зону организации затора 18, и далее пройдя шлюзовое разгрузочное устройство 19 посредством шнекового транспортёра для выгрузки и охлаждения твердых продуктов пиролиза 17 выводятся наружу для дальнейшего использования. Охлажденные продукты пиролиза в виде газа и жидкости направляют для дальнейшего использования в качестве альтернативного топлива в целях получения возобновляемой тепловой и электрической энергии для собственных нужд либо в целях поставки другим потребителям. Часть топлива может быть направлено в горелку 12 для сжигания с целью поддержания необходимой температуры в зоне нагрева 22.

Зоны организации затора 6 и 18 посредством шлюзового дозатора дискретного действия 5 и шлюзового разгрузочного устройства 19 обеспечивают контролируемое образование необходимых заторов из сырья и твёрдых продуктов пиролиза для предотвращения попадания кислорода из вне в рабочую зону перемещения сырья 23, а также предотвращают неконтролируемый выход парогазовой смеси из рабочей зоной перемещения сырья 23.

В зоне нагрева пиролизного реактора 22. обеспечивается необходимый стабильный температурный режим для нижней части рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора 23. Зона нагрева пиролизного реактора 22. представляет собой пространство, в котором перемещается теплоноситель в виде горячего воздуха, нагретого до необходимой температуры. Нагрев теплоносителя происходит благодаря сжиганию различных видов топлива. Устройством, обеспечивающим устойчивое сгорание топлива, могут служить разнообразные горелки 12 с автоматизированным или иным способом регулирования процесса горения. При этом с целью поддержания равномерного и стабильного прогрева наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора 23. используются экраны 10, установленные в зоне нагрева пиролизного реактора 22, позволяющий организовать конвективные потоки, обеспечивающие равномерную подачу теплоносителя к разным участкам наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора 23.

Экраны 10, выполненные из жаропрочных материалов, установленные в зоне нагрева пиролизного реактора 22, имеющие плоскую форму и расположенные на расстоянии от 100 мм до 300 мм друг от друга и под углом от 30° до 60° к направлению движения теплоносителя, обеспечивают оптимальное движение конвективных потоков теплоносителя в зоне нагрева пиролизного реактора 22. Регулирование температуры в зоне нагрева пиролизного реактора 22. обеспечивается настройками горелки 12.

Выхлопные газы из зоны нагрева пиролизного реактора 22. направляются на поддержание температурного режима в шнековую многоступенчатую сушилку 2.

Вверху рабочей зоной перемещения сырья 23. на определенном расстоянии друг от друга имеются отверстия определенного размера для беспрепятственного прохождения вверх высвободившейся парогазовой смеси, полученной в результате пиролизной реакции.

В рабочей зоне перемещения сырья 23 и в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 реализованы модули катализации или управления пиролизной реакцией 29 и 30.

Зона повторного пиролиза парогазовой смеси 24. состоит из коллектора 25, выполненного из жаропрочной стали или другого жаростойкого материала и сообщающегося с ним трубопровода 26, а также съёмных контейнеров 27, расположенных по пути следования парогазовой смеси, для размещения в них, при необходимости, катализаторов из различных материалов.

Съёмные контейнеры 27, выполненные из жаропрочных материалов, могут быть представлены в форме трубы или другой формы с фланцевым или иным соединением, задача которого обеспечить нормальное прохождение парогазовой смеси по пути следования. Исполнение съёмных контейнеров 27 позволяет производить их замену при необходимости в период остановки работы установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

Замену съёмных контейнеров 27 можно организовать также непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов посредством съёмных контейнеров, представленных в виде газоходов кассетного или барабанного типа.

Использование несколько съёмных контейнеров, представленных в виде газоходов кассетного типа, и организация их замены в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов, позволяет, на ряду с возможностью использовать комбинации отличные друг от друга катализаторов, расширить возможности в процессе поиска необходимых условий для получения нужного качества парогазовой смеси, а также оптимизировать по времени эксплуатацию установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

Съёмных контейнеров 27 для размещения в них различных катализаторов может быть от одного до нескольких, что позволяет использовать одновременно различные комбинации из катализаторов отличных друг от друга.

Возможность использовать различные катализаторы в процессе повторного пиролиза парогазовой смеси, полученной, в свою очередь, в рабочей зоне перемещения сырья пиролизного реактора 23, а также возможность использовать комбинации отличные друг от друга катализаторов позволяет расширить возможности в процессе поиска необходимых условий для получения нужного качества парогазовой смеси.

Коллектор в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 предназначен для организации беспрепятственного и оптимального перемещения из рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора 23, образовавшейся в процессе пиролиза парогазовой смеси. Коллектор в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 выполнен в виде газохода, состоящего из отрезков одной или нескольких труб определенного диаметра, с одним или несколькими торцевыми отводами, расположенными в свою очередь на определённом расстоянии друг от друга и предназначенными для создания необходимых условий по обеспечению оптимального по времени поступления парогазовой смеси из рабочей зоны перемещения сырья 23 в зону повторного пиролиза парогазовой смеси 24.

Коллектор в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси может быть выполнен в виде газохода, имеющего также и другую форму для создания необходимых условий по обеспечению оптимального по времени поступления парогазовой смеси из рабочей зоны перемещения сырья 23 в зону повторного пиролиза парогазовой смеси 24.

Протяжённость трубопровода в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 может быть различной в зависимости от определённых целей. Основное предназначение зоны повторного пиролиза парогазовой смеси 24 является обеспечение необходимых условий для дальнейшего пиролиза, полученной парогазовой смеси в рабочей зоне перемещения сырья 23 с целю улучшения качества парогазовой смеси, обеспечения необходимых условий для получения парогазовой смеси с короткими молекулярными цепями, и минимизации затрат на дополнительную очистку полученной парогазовой смеси.

Для обеспечения возможности применять в качестве катализатора различные материалы в газообразном виде и в виде раствора в рабочей зоне перемещения сырья 23 (в самом пиролизном реакторе) непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов в модуле катализации или управления пиролизной реакцией 30 используется трубопровод для подачи катализатора, который сообщается с рабочей зоной перемещения сырья 23 и может быть представлен в виде жаропрочной трубы или другого решения.

Катализатором в рабочей зоне перемещения сырья 23 могут быть представлены различные материалы в газообразном виде, за исключением газов, у которых при температуре воздействия свыше 300°С высвобождается кислород, а также за исключением газов при взаимодействии которых с определённым видом сырья (отходов) в зоне перемещения сырья 23 высвобождается кислород, либо в виде раствора, за исключением растворов, у которых при температуре воздействия свыше 300°С высвобождается кислород, а также за исключением растворов при взаимодействии которых с определённым видом сырья (отходов) в зоне перемещения сырья 23 высвобождается кислород.

Также катализатором в рабочей зоне перемещения сырья 23 могут быть представлены различные комбинации материалов одновременно в газообразном виде и в виде раствора, за исключением комбинаций материалов в газообразном виде и в виде раствора, у которых при температуре воздействия свыше 300°С высвобождается кислород, а также за исключением комбинаций материалов в газообразном виде и в виде раствора при взаимодействии которых с определённым видом сырья (отходов) в зоне перемещения сырья 23 высвобождается кислород.

Подача катализатора в рабочую зону перемещения сырья 23 может быть организована как посредством различных устройств для принудительного или пассивного перемещения жидкости или газа, так и иным способом.

Данное решение позволяет добиться как минимум улучшения характеристик получаемой парогазовой смеси в рабочей зоне перемещения сырья 23 непосредственно в процессе пиролизной реакции.

Для обеспечения возможности применять в качестве катализатора различные материалы в газообразном виде либо в виде раствора в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов в модуле катализации или управления пиролизной реакцией 29 используется газоход, который сообщается с трубопроводом 26 зоны повторного пиролиза парогазовой смеси 24.

Катализатором в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 могут быть представлены различные материалы в газообразном виде, за исключением газов, у которых при температуре воздействия свыше 300°С высвобождается кислород, а также за исключением газов при взаимодействии которых с парогазовой смесью в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 высвобождается кислород, либо в виде раствора, за исключением растворов, у которых при температуре воздействия свыше 300°С высвобождается кислород, а также за исключением растворов при взаимодействии которых с парогазовой смесью в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 высвобождается кислород.

Также катализатором в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 могут быть представлены различные комбинации материалов одновременно в газообразном виде и в виде раствора, за исключением комбинаций материалов в газообразном виде и в виде раствора, у которых при температуре воздействия свыше 300°С высвобождается кислород, а также за исключением комбинаций материалов в газообразном виде и в виде раствора при взаимодействии которых с парогазовой смесью в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24 высвобождается кислород.

Подача катализатора в зону повторного пиролиза парогазовой смеси 24 может быть организована как посредством различных устройств для принудительного или пассивного перемещения жидкости или газа, так и иным способом.

Данное решение позволяет как минимум создать необходимые условия для изменения характеристик уже полученной парогазовой смеси в рабочей зоне перемещения сырья 23 непосредственно в процессе повторного пиролиза парогазовой смеси в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси 24, и обеспечить необходимые условия для получения парогазовой смеси с короткими молекулярными цепями, и, как следствие, позволяет улучшить формулы углеводородов после процесса пиролиза, а так же обеспечить предпосылки для минимизации издержек на дополнительные фильтры для парогазовой смеси.

Твердые продуктов пиролиза из пиролизного реактора 9, пройдя бункер выгрузки твёрдых продуктов пиролиза 15 и ворошитель твёрдых продуктов пиролиза 16 посредством шнекового транспортёра для выгрузки и охлаждения твердых продуктов пиролиза 17 попадают в зону организации затора 18, и далее, пройдя шлюзовое разгрузочное устройство 19 посредством шнекового транспортёра для выгрузки и охлаждения твердых продуктов пиролиза 17, выводятся наружу для дальнейшего использования. Данное решение позволяет получить на выходе твёрдые продукты пиролиза уже охлаждённые, а также предотвратить попадание кислорода в рабочую зону перемещения сырья 23. и несанкционированный выход парогазовой смеси из рабочей зоны перемещения сырья 23.

Устройства очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси состоят из фильтра циклонного типа 20 и колонн охлаждения и конденсации парогазовой смеси 21.

Модуль со съёмными контейнерами для активации катализаторов 28 предназначен при необходимости для обеспечения возможности активации катализаторов из различных материалов. Данное решение предполагает предварительное размещения катализаторов в съёмные контейнеры с целью обеспечения возможности пропускать через эти катализаторы различные газы в температурном режиме, аналогичном температурному режиму реакции пиролиза в рабочей зоне перемещения сырья 23.

Загрязнение почв, водоёмов и воздуха отходами жизнедеятельности человека, а также степень выброса CO₂ при сжигании отходов в нашу атмосферу, является одной из главных причин глобального изменения климата и ухудшение экологии земли. Перспективы изменения климата на земле вызвали изменения в сознании человечества, направленные на использование безопасных способов утилизации отходов.

Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает возможность экологически безопасной термической утилизации отходов, возможность непрерывной работы установки, экономию топлива и экологическую безопасность выбросов в окружающую среду, а также получение более качественных продуктов пиролиза, что в свою очередь позволит существенно ускорить сроки окупаемости затрат и улучшить рентабельность проекта по утилизации различного вида сырья.

Изобретение относится к устройствам для осуществления быстрого пиролиза коммунальных отходов и может быть использовано для утилизации твердых бытовых и промышленных отходов, отходов деревообработки, сельскохозяйственного и пищевого производства. Техническим результатом является обеспечение необходимой влажности исходного сырья перед подачей его (сырья) в пиролизный реактор, обеспечение повторного пиролиза парогазовой смеси. Установка включает приёмный бункер для исходного сырья с встроенным ворошителем, шнековую многоступенчатую сушилку с ворошителями в зонах изменения направления движения сырья, промежуточный шнековый транспортёр с шлюзовым дозатором дискретного действия и зоной организации затора, приёмный бункер с ворошителем для пиролизного реактора, топочную камеру с зоной нагрева пиролизного реактора, с рабочей зоной перемещения сырья и зоной повторного пиролиза парогазовой смеси, в которой расположен реактор повторного пиролиза парогазовой смеси, соединённый с полостью пиролизного реактора с помощью газохода парогазовой смеси, выполненный в виде коллектора, сообщающегося с трубопроводом и модулем катализации или управления пиролизной реакцией в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси, расположенных параллельно рабочей зоне перемещения сырья, что обеспечивает оптимизацию движения конвективных потоков парогазовой смеси и увеличивает скорость перемещения парогазовой смеси в зону повторного пиролиза парогазовой смеси, экраны, установленные в зоне нагрева пиролизного реактора, имеющие плоскую форму и расположенные на определённом расстоянии друг от друга и под определённым углом к направлению движения теплоносителя для обеспечения равномерной подачи теплоносителя в разные участки наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора, горелку, при этом в рабочей зоне перемещения сырья установлено перемещающее устройство непрерывного действия, выполненное в виде трубы-ложа и расположенного в нем шнека, устройство выгрузки и охлаждения твёрдых продуктов пиролиза, устройство очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси. 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка быстрого пиролиза для переработки отходов (сырья), включающая приёмную зону для исходного сырья, сушилку, промежуточное перемещающее устройство, приёмный бункер с ворошителем для пиролизного реактора, топочную камеру с зоной нагрева пиролизного реактора, с рабочей зоной перемещения сырья и зоной повторного пиролиза парогазовой смеси, в которой расположен реактор повторного пиролиза парогазовой смеси, соединённый с полостью пиролизного реактора с помощью газохода парогазовой смеси, выполненный в виде коллектора, сообщающегося с трубопроводом и модулем катализации или управления пиролизной реакцией в зоне повторного пиролиза парогазовой смеси, расположенными параллельно рабочей зоне перемещения сырья, что обеспечивает оптимизацию движения конвективных потоков парогазовой смеси и увеличивает скорость перемещения парогазовой смеси в зону повторного пиролиза парогазовой смеси, экраны, установленные в зоне нагрева пиролизного реактора, имеющие плоскую форму и расположенные на определённом расстоянии друг от друга и под определённым углом к направлению движения теплоносителя для обеспечения равномерной подачи теплоносителя в разные участки наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора, горелку, при этом в рабочей зоне перемещения сырья установлено перемещающее устройство непрерывного действия, выполненное в виде трубы–ложа и расположенного в нем шнека, устройство выгрузки и охлаждения твёрдых продуктов пиролиза, устройство очистки, охлаждения и конденсации парогазовой смеси.

2. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что экраны выполнены из жаропрочного материала.

3. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что экраны расположены на расстоянии от 100 мм до 300 мм друг от друга и под углом от 30° до 60° к направлению движения теплоносителя для обеспечения равномерной подачи теплоносителя в разные участки наружной поверхности рабочей зоны перемещения сырья пиролизного реактора.

4. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что приёмная зона для исходного сырья выполнена в виде бункера с встроенным ворошителем.

5. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что сушилка является шнековой многоступенчатой с ворошителями в зонах изменения направления движения сырья.

6. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что промежуточное перемещающее устройство выполнено в виде шнекового транспортёра со шлюзовым дозатором дискретного действия и зоной организации затора.

7. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что включает модуль катализации или управления пиролизной реакцией в рабочей зоне перемещения сырья.

8. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что модуль катализации или управления пиролизной реакцией в реакторе повторного пиролиза парогазовой смеси выполнен по меньшей мере из одного съёмного контейнера для подачи твердых катализаторов в зону повторного пиролиза с возможностью производить их замену при необходимости в период остановки работы установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

9. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что модуль катализации или управления пиролизной реакцией в реакторе повторного пиролиза парогазовой смеси выполнен по меньшей мере из одного съёмного контейнера для подачи твердых катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

10. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что в модуле катализации или управления пиролизной реакцией в реакторе повторного пиролиза парогазовой смеси используется трубопровод для подачи раствора катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

11. Установка по п.7, характеризующаяся тем, что в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для подачи раствора катализаторов в рабочую зону перемещения сырья непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

12. Установка по п.7, характеризующаяся тем, что в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для подачи парогазовой смеси катализаторов в рабочую зону перемещения сырья непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

13. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для подачи парогазовой смеси катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

14. Установка по п.7, характеризующаяся тем, что в модуле катализации или управления пиролизной реакцией используется трубопровод для одновременной подачи растворов и парогазовой смеси катализаторов в рабочую зону перемещения сырья непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

15. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что модуль катализации или управления пиролизной реакцией выполнен из съёмных контейнеров для одновременной подачи твердых катализаторов и используется трубопровод для одновременной подачи растворов и парогазовой смеси катализаторов в зону повторного пиролиза непосредственно в процессе прохождения пиролизной реакции без остановки установки быстрого пиролиза для утилизации отходов.

16. Установка по любому из пп.1-15, характеризующаяся тем, что установка выполнена мобильной.

17. Установка по п.16, характеризующаяся тем, что установка имеет модульную конструкцию.

18. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что отходы представляют собой твердые бытовые отходы, и/или промышленные отходы, и/или сельскохозяйственные отходы, и/или пищевые отходы, и/или иловые осадки, и/или загрязненную почву, и/или древесные отходы, и/или медицинские отходы, и/или нефтешлам.