Изобретение касается способа получения горючего газа из мусора путем пиролиза.
Задачей данного изобретения было при сохранении способа подготовки, связанного с незначительным образованием сточных вод, достичь дальнейшего снижения подлежащих удалению вредных для окружающей среды веществ, причем, в случае необходимости, одновременно еще должно быть достигнуто дальнейшее улучшение коэффициента полезного действия установки.
По изобретению, эта задача решается благодаря тому, что в водяной ванне твердый остаток, пиролиза обрабатывают промывной водой, отводимой из контура очистки промывной воды.
Неожиданно было установлено, что продукты пиролиза при достаточном времени выдержки абсорбируют жидкость более 140% вес. относительно своего собственно- го веса. Это означает, что из промывочной воды, которая частично или полностью может состоять из воды, отобранной из водяного контура установки для промывки газа, значительную часть можно связать, При этом было установлено, что это абсорбция жидкости тем больше, чем больше содержание углерода в продуктах пиролиза. Кроме того, время выдержки должно быть достаы о
о
ы
точным для полного смачивания, что, например, может быть достигнуто с помощью шнековой транспортирующей системы с соответствующим малым числом оборотов.
Для повышения содержания углерода в продуктах пиролиза должен быть предусмотрен при дальнейшем совершенствовании изобретения предварительный отбор из мусфра, вводимого в дегазационный барабан, иЙерЧных веществ путем сортировки. Это;мож/$9сУш е1ствИть с помощью соответствующих сортировочных устройств, как, например, гребнечесальная сортировка.
Обработанный таким образом продукт пиролиза имеет структуру активного угля с хемосорбирующими свойствами, благодаря чему он может применяться как активированный уголь в любых случаях применения.
Продукт пиролиза в виде активного угля вводится в фильтрующее устройство за сушильной башней установки для промывки газа.
Содержание серы в чистом пиролизном газе, которое, в основном, зависит от содержания серы в применяемом в преобразователе газа коксе, как известно, с большим трудом подлежит удалению из чистого пиро- лизного газа. Если за установкой для промывки газа расположить фильтрующую установку, то можно, например, соединения серы и фтора, которые не были вымыты полностью, абсорбировать с помощью фильтра из активированного угля. Благодаря тому, что для этого применяются продукты пиролиза, не возникает никаких дополнительных затрат, и продукт пиролиза, таким образом, даже имеет целесообразное применение. За счет этого доля содержания серы в отходящих газах снижается при небольших затратах значительно ниже предписанных ограничений для воздуха, при этом в газо- преобразозателе можно применять кокс с несколько большим содержанием серы.
Благодаря высокой абсорбционной способности продуктов пиролиза, в случае необходимости может осуществляться также удаление вредных компонентов из других продуктов путем примешивания их к части воды, отбираемой из водяного контура. Это означает, что наряду с собственно почти безвредной подготовкой мусора, способ по изобретению может применять также еще и для устранения вредных веществ из других установок.
В качестве другого преимущества способа по изобретению было установлено, что количество сточных вод завода пиролизного газа, который обрабатывает бытовой мусор, снижается почти на 50% и составляет на тонну удаляемого бытового мусора в общем
менее 100 литров сточных вод. Это количество сточных вод, как правило, содержит столько вредных веществ, что отвод их без дополнительной обработки является экологически нежелательным.
Можно добиться значительного и благоприятного по затратам снижения вредных веществ в жидкости, отобранной из водяного контура установки для промывки газа путем обработки озоном до концентрации цианида 10 r/м3 и/или фенолов 40 г/м .
Пиролизный остаток, обработанный таким образом, можно использовать в биогазовой установке. Такой пиролизный
5 остаток, который содержит около 60% вес. жидкости, благодаря выравненной концентрации фенолов и цианидов, вследствие высокой доли в нем углерода и аммония из промывной воды для газа, является особен0 но богатым питанием носителем для анаэробных образователей метанового газа, которые преобразуют абсорбированные биологически превращаемые группы веществ в полезный газ. Управляемая озоном гомо5 генизация вредных веществ при этом снижает опасность передозирования и тем самым разрушения культур. Опыты показали, что для достижения этого эффекта гомо- генизации достаточно краткого
0 озонирования, которое, как правило, составляет меньше четверти полного времени озонирования.
Для дальнейшего снижения вредных веществ в сточных водах можно предусмот5 реть, чтобы не связанный продуктами пиролиза избыток воды, который в общем соответствует менее, чем 50% количества, отобранного из водяного контура установки для промывки газа, направляется на оста0 точное озонирование. Благодаря полному озонированию избыточной воды можно достигнуть снижения CSB до ниже 400 мг/л кислорода, В SB - до около 60 мг/м3 и доли цианидов и фенолов до количества, в общем
5 случае ниже 0,1 г/м . Благодаря значительному связыванию жидкости, отобранной из водяного контура, пиролизным остатком, значительно меньшая часть сточных вод подлежит обработке озонированием при
0 минимальных энергетических затратах.
Кроме того, пиролизный остаток может применяться для энерРетического питания в известеобжиговых печах. Для этого его предпочтительно спрессовать в гранулы,
5 например, в виде яйцеобразных брикетов. Было установлено, что теплота сгорания пиролизного остатка может соответствовать примерно теплоте сгорания бурого угля, что является достаточным для процесса плавления.
Пиролизный остаток может применять в биогазовых установках, при этом их экономичность при термическом превращении отходов может повыситься.
Остатков, требующих окончательного захоронения, при способе по изобретению во много раз меньше, чем остатков, получающихся в установках для сжигания мусора, которые, к тому же являются ядовитыми и должны удаляться как специальный мусор.
Установка по изобретению для осуществления способа описана ниже на основе чертежа.
Мусор с помощью транспортной ленты Глодается в предварительный измельчи- тель для грубого измельчения 2. Желоб транспортера 3 и транспортная лента 4 с магнитным улавливающим устройством 5 транспортируют мусор в сортировочное устройство 6. В сортировочном устройстве 6 осаждаются тяжелые мокрые фракции и выпадают в расположенный под ним резервуар или на транспортную ленту 7. Точно также при этом могут быть отделены также инертные вещества, чтобы повысить долю углерода в пиролизном остатке. Оставшаяся фракция мусора с помощью другого ленточного транспортера 8, через еще одно устройство для измельчения 9 и подсоединенный далее гидроциклон 10, в котором еще раз подвергаются осаждению тяжелые частицы через трубопровод 11, направляется в термошнековый пресс 14. Через трубопровод 11 мусор вместе с отделенным мусором из резервуара 7 через подвод 12 направляется в биогазовую установку 13, перед которой может быть подключен жидкостный классификатор для отделения инертных тяжелых частиц, который работает, например, по принципу вспенивания.
В термошнековом прессе 14 известным образом путем прессования с помощью трения при 110-150 С получают гранулы, имеющие структуру, способную быстро отдавать газы с размером около 3-50 мм.
Вместо гранул могут быть изготовлены хлопья, т.е. рыхлая форма мусора, или окатыши, т.е. части мусора, спрессованные в брикеты заданной величины, которые, как правило, нуждаются в более длительной по времени дегазации. Измельченные части мусора через секционный шлюзовый затвор 15 или с помощью другого загрузочного устройства, как, например, набивочный шнек, попадают в дегазационный барабан 16, в котором при температуре 450-бОО°С получают швельгаз, который через отводной трубопровод 17 и пылеосаждающее устройство 18 направляется в высокотемпературный газопреобразователь 19. В
газопреобразователе 19 осуществляется обработка или превращение шве ль га за над слоем угля или кокса.
После прохождения через теплообменник 20 газ попадает в установку для промывки газа, которая в основном состоит из водяного скруббера 21, воздуходувки 22 и очистительного циклона 23 и каплеоотдели- теля 24. Через трубопровод 25 очищенный газ подается на газометр 26, в котором при поставке слишком большого количества газа избыточный газ через параллельный трубопровод 27 может быть направлен к устройству для сжигания 28.
Газ от газометра 26 подается к газовому двигателю 29, который соединен с генератором 30. причем сгоревший газ через отводящий трубопровод 31 направляется в камин 32. .
Преобразователь газа 19 через трубопровод 33 получает воду, а через загрузочный канал для кокса 34 - кокс. Зола и шлаки выносятся через разгрузочный трубопровод 35. В случае необходимости в целях экономии энергии можно также предусмотреть еще обратный трубопровод для кокса 36, предназначенный для кокса, освобожденного от шлаков.
От газопровода 25 ответвляется параллельный трубопровод 37, который ведет к газовой горелке 38, которая служит для подвода тепла к дегазационному барабану 16. В фазе запуска установки для нагрева швель-барабана служит масляная горелка 39 или отдельная газовая горелка. Впоследствии, при работающем производстве потребность в тепле, необходимая для дегазационного барабана 16, полностью покрывается горелкой 38.
Промывная вода, получающаяся при промывке газа, подается в резервуар с промывной водой 40, а затем в фильтрующее устройство 41 (как правило, отстойная ванна, отстойник). Отделенные твердые вещества из фильтрующего устройства через трубопровод 42 направляются в емкость для золы 43. Через разгрузочный трубопровод 44 остаточные вещества отводятся из емкости для золы и через вставное устройство, например, шлюзовый затвор 15 снова направляется в швель-барабан 16.
Очищенная промывная вода из фильтрующего устройства 41 через обратный тру- бопровод 45 по прохождении через охладительную башню 46 снова возвращается в скруббер 21 установки для промывки газа. Часть очищенной промывной воды направляется в установку для нейтрализации промывной воды 47, в которую также направляется через трубопровод 48 конденсат
пара из термошнекового пресса 14, если ен не направляется через трубопровод 65 в предварительную емкость 53 биогазовой установки.
Из установки для нейтрализации про- мывной воды 47 промывания вода через обратный трубопровод 78 подается в скруббер 21 для обработки контура, в то время, как часть количества через трубопровод для отбора частичного количества 79 направляет- ся в установку для обработки партий, отобранных из контура 48. В ней известным способом осуществляется химическая очистка промывной воды соответствующими химикалиями, которые вводятся через тру- бопровод 49, если окисление химикалиями не заменяется озонированием, благодаря которому можно значительно снизить повышающую остаток добавку. Через трубопровод контура 50 промывная вода частично через воздушный фильтр 51 направляется для удаления пены, причем выделяемые газы через трубопровод 52 выдуваются через камин 32, а отчасти осуществляется обратный отвод через трубопровод 80 в скруббер 21.
Вода, очищенная химически и механически, из установки для обработки партий, отобранных из промывного контура, 48 через трубопровод 71 направляется в предва рительную емкость 53 биогазовой установки. В предварительную емкость, при необходимости, можно ввести также осветляющий шлам, сырой компост или т.п., что обозначено стрелкой 54. Через трубопро- вод 65 вторичный конденсат, если он не направляется через установку для обработки партий контурной воды 48, вводится непосредственно в предварительный резервуар 53.
Из предварительного резервуара 53 вещества, применяемые для обработки в биогазовой установке 13, подаются в секцию гидролиза или гидрогенизатор 56. К секции гидролиза примыкает противоточный теп- лообменник 57, который получает свое теп- ло через трубопровод с горячей водой 62, который ответвляется от градирни установки для очистки промывной воды. В днище емкости для гниения (метантенке) 67 нагре- вательный шланг обеспечивает подъем температуры в метановой области метантенка от 33 до 37°С. Таким образом избыточное тепло из пиролизной установки применяется для биогазовой установки 13.
Биогазовая установка 13 имеет обычное устройство. Как биогазовая установка с раздельными фазами, она может в средней шахте 63 в верхней области иметь нормальную кислотную фазу, в то время, как в нижней области имеется в наличии фаза уксусной кислоты. Получающийся метановый газ отводится с помощью трубопровода для метанового газа 59 и через буферирующую установку 60 и компрессор 61 направляется в газопровод 25 или газопромывную установку пиролизной установки на очистку. Остаток после брожения выгружается с помощью отсасывающего трубопровода 66 и направляется в устройство для предварительного обезвоживания 68, благодаря чему он приводится в состояние с примерно 20% сухого вещества. Содержащиеся в остатке от брожения твердые вещества можно с помощью сушильного пресса 69 довести примерно до 85% сухого вещества. Остаточная бродильная вода собирается в лагуне 70 и, в случае необходимости, направляется в установку для обработки 48 или непосредственно в канализацию.
Вещества, осажденные в установке для обработки партий воды из контура 48 через трубопровод 64 могут быть направлены в установку для осветления.
Пиролизные остаточные вещества подаются в дегазационный барабан через водяную ванну 72, причем выгрузка может следовать, например с помощью шнекового транспортера. Водяная ванна 72 через трубопровод для частичного отбора жидкости 73 снабжает требуемой жидкостью для смачивания пиролизного остатка. Трубопровод для частичных партий воды 73 при этом ответвляется от установки для обработки (отобранных) партий (воды) 48.
Пиролизный остаток, подвергнутый смачиванию таким образом, отводится через трубопровод и может, в случае необходимости, после обработки, например, после озонирования или другой очистки направиться в биогазовую установку 13. биогазовая установка 13, само собой разумеется, названа лишь приблизительно. Для самого изобретения это не является важным. Вместо загрузки пиролизного остатка в биогазовую установку 13, можно направить его в случае необходимости также через трубопровод 74А в известеобжиговую лечь 77.
Точно также пиролизный остаток через трубопровод 74В после высыхания может загружаться в фильтрующее устройство 75 в качестве фильтра из активированного угля. Фильтрующее устройство 75 находится при этом между газопромывной установкой и газометром 26. В этом случае активированный уголь, полученный из пиролизного остатка, должен быть, однако, по меньшей мере, достаточносвободным от вредных веществ. Это означает, что для этого загрузку ведут партиями и вместо подвода воды через трубопровод для отобранных партий жидкости 73 с загрязненной водой из контура, вводится свежая вода через трубопровод со свежей водой 81 в водяную ванну.
При необходимости количество воды, отбираемое из водяного контура, можно также подвергать обработке в установке для впрыскивания озона 76. Озонатор 76 соединен с установкой для обработки партий 48, если частичное количество, отобранное из контура через трубопровод для отбора частичных количеств 79, перед направлением его через трубопровод для частичных количеств жидкости 73 в водяную ванну, будет подвергнуто соответствующей очитке в озо- наторе 76, то, при необходимости, также при этой разновидности способа пиролиз- ный остаток может быть применен в фильтрующей установке 75 в качестве фильтра из активированного угля.
Функции и действие печи для обжига извести 77, в которую загружается пиролиз- ный остаток через трубопровод 74А, в общем известны, поэтому здесь не стоит рассматривать их подробно, При этом пиро- лизный остаток вместе с другими компонентами сжигания применяется в качестве горючего вещества. Само собой разумеется, не обязательно, чтобы между водяной ванной 72 и известеобжиговой печью 77 имелся прямой трубопровод 74А. Установка по изобретению сконципирована таким образом, что не все агрегаты должны находиться в одном месте. Так, например, биогазовая установка 13 и известеобжиговая печь 77 мо- гут стоять в другом месте, причем транспортировка материалов может осуществляться туда любым способом.
Частичное количество жидкости, которое не может в водяной ванне 72 полностью проглотиться пиролизным остатком, при необходимости перед ее направлением в осветительную установку также может быть направлено через озонатор 76, например, для полной обработки озоном.
Само собой разумеется, не является обязательным, чтобы трубопровод для частичного количества отбираемой жидкости 73 ответвлялся от установки для нейтрализации воды 47, тем более, что отбор, при необходимости, может осуществляться также в другом месте водяного контура. То же действительно для вмонтирования установки для впрыскивания озона 76.
Формула изобретения
1. Способ получения горючего газа из мусора путем пиролиза, заключающийся в том, что мусор подвергают предварительной обработке до содержания сухого вещества по меньшей мере 75% путем
измельчения, сортировки, образования хлопьев, гранул или окатышей размером 1- 50 мм, затем обработанный мусор подают в нагретый дегазационный барабан и подвергают пиролизу с получением швельгаза и твердого остатка, твердый остаток, выгружаемый из барабана, обрабатывают в водяной ванне, швельгаз подают в преобразователь газа и подвергают разложению с образованием горючего газа, полученный горючий газ подвергают очистке в контуре для промывки газа с помощью промывной воды, циркулирующей в контуре, часть промывной воды из контура для промывки газа подают в контур очистки воды механическим и химическим путем, другую часть заменяют свежей водой, часть горючего газа из контура промывки газа используют для нагрева дегазационного барабана, другую часть через газометр отводят к газовому двигателю, отличающийся тем, что, с целью снижения вредных выбросов в атмосферу, в водяной ванне твердый остаток пиролиза обрабатывают промывной водой, отводимой из контура очистки промывной воды.
2.Способ по п.1,отличающийся тем, что сортировку осуществляют для отделения инертных веществ в количестве, обеспечивающем содержание в твердом остатке пиролиза по меньшей, мере 25 мас.% углерода
3.Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что горючий газ перед подачей в газометр подают на фильтрацию, где в качестве фильтрующего материала используют обработанный промывочной водой остаток пиролиза.
4.Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в контуре очистки промывочной воды осуществляют дополнительную обработку воды до концентрации цианидов, равной или менее 10 г/м3, и/или фенола менее 40 r/м3 путем озонирования.
5.Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что остаток воды, отводимой со стадии обработки твердого остатка пиролиза, подвергают дополнительному озонированию до достижения CSB ниже 400 мгОана 1 л.
6.Установка для получения горючего газа из мусора путем пиролиза, включающая контур предварительной обработки мусора с устройствами для измельчения, сортировки, формирования частиц размером 1-50 мм, дегазационный барабан с трубопроводами для подачи мусора и отвода швельгаза и твердого остатка пиролиза, водяную ванну, подсоединенную к трубопроводу для отвода остатков пиролиза из дегазационного
барабана и снабженную трубопроводом для отвода обработанных остатков, преобразователь газа для получения горючего газа, который соединен со средством для отвода шаельгаза из дегазационного барабана и имеет средство для отвода горючего газа, контур для промывки горючего газа, который соединен с преобразователем газа, контур очистки промывочной воды с устройством для химической обработки воды, от-1 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения вредных выбросов в атмосферу, водяная ванна снабжена дополнительным трубопро0
водом, подсоединенным к устройству для химической обработки воды.
7,Установка по п.6, отличающая- с я тем, что она снабжена фильтром, соединенным с контуром промывочной воды для горючего газа и с водяной ванной трубопроводом для отвода обработанного остатка пиролиза.
8.Установка по пп.6 и 7, отличаю - щ а я с я тем, что устройство для химической обработки промывочной воды снабжено средством для озонирования.
Сущность изобретения: мусор обрабатывай до содержания сухого вещества по меньшей мере 75% путем размельчения, сортировки, образования хлопьев, гранул или ркатышей с размером 1-50 мм. Обработанный мусор подают в обогреваемый дегазационный барабан и подвергают пиролизу с образованием швельгаза и твердого остатка. Швельгаз вводят в преобразователь газа и разлагают с образованием горючего газа. Полученный горючий газ очищают в промывочной установке с помощью циркулирующей в контуре промывочной воды. Часть промывочной воды из контура циркуляции промывочной установки газа подводят в контур очистки промывочной воды механическим или химическим путем; Часть горючего газа после промывки используется для дегазационного барабана. Другую часть газа предпочтительно через газомер подводят к газовому двигателю или горелке. Твердый остаток пиролиза обрабатывают в водяной ванне промывной водой, отводимой из контура очистки промывной воды. 2 с.п. и б з.п.ф-лы, 1 ил. сл С
5
| Патент ФРГ № 3529445 | |||
| кл | |||
| Разборный с внутренней печью кипятильник | 1922 |
|
SU9A1 |
