Передвижная мусороперерабатывающая установка

1. Объект полезной модели: передвижная мусороперерабатывающая установка.

2. Область применения: установка может быть применена для переработки и сжигания твердых бытовых и горючих промышленных отходов на транспорте и в промышленности.

3. Сущность полезной модели: передвижная мусороперерабатывающая установка включает установленные на платформе печь с горелкой и колосниковой решеткой, загрузочным устройством и камерой дожигания, рекуператор, фильтр очистки газов, вентилятор, дымосос, компрессор, систему удаления шлака и пыли, консольно-поворотный кран и дымовую трубу, а также два каталитических реактора, второй рекуператор, два дымоохладителя, центробежно-вихревой пылеуловитель и адсорбционный фильтр, при этом на тракте отвода дыма второй каталитический реактор установлен после первого дымоохладителя и центробежно-вихревого пылеуловителя, адсорбционный фильтр установлен после второго дымоохладителя и фильтра очистки газов, а в камеру дожигания встроена форсунка для впрыскивания щелочного раствора. Камера дожигания выполнена двухсекционной. Первая секция камеры дожигания оснащена лабиринтными перегородками. В свод второй секции камеры дожигания встроена форсунка для впрыскивания щелочного раствора.

4. Технический результат, достигаемый в заявляемой полезной модели: за счет включения в технологическую линию двух каталитических реакторов, второго рекуператора, двух дымоохладителей, центробежно-вихревого пылеуловителя и адсорбционного фильтра, а также впрыскивания в камеру дожигания щелочного раствора обеспечена эффективная очистка дымовых газов от органических и неорганических вредностей, пыли и возгонов тяжелых металлов и тем самым минимизированы выбросы в атмосферу вредных веществ.

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для переработки и сжигания твердых бытовых и горючих промышленных отходов и может быть использована на транспорте и в промышленности.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является передвижная установка для сжигания твердых горючих отходов, включающая установленные на железнодорожной платформе печь с горелкой и колосниковой решеткой, загрузочным устройством и камерой дожигания, рекуператор, газоочиститель, вентилятор, дымосос, компрессор, систему удаления шлака и пыли, консольно-поворотный кран и дымовую трубу (см. пат. Украины 1129 на полезную модель, кл. F23G 5/40, опубл. 15.01.2002).

Установка вместе с закрепленным обслуживающим персоналом перемещается с помощью локомотива до очередного участка накопления отходов, расположенного в районе железнодорожных тупиков и работает там до полной переработки накопившегося мусора, после чего доставляется к следующему участку сбора мусора.

Работает установка следующим образом.

После прибытия к намеченному участку установку подключают к имеющемуся там источнику электропитания. Запускаются в работу вентилятор, дымосос и топливный насос, подающий топливо из бака в горелку печи. Горящей горелкой мусоросжигательная печь разогревается до температуры начала процесса горения мусора (650-700°С). Наполненные мусором контейнеры с помощью консольно-поворотного крана опорожняются в приемную камеру загрузочного устройства печи. Загрузочным устройством мусор периодически подается на колосниковую решетку, под которую для обеспечения горения подается горячий воздух из рекуператора. После достижения рабочей температуры дыма в печи (около 900°С), что обеспечивает сжигание органических вредностей в дыму, подача топлива в горелку отключается, и процесс сжигания осуществляется только за счет тепла горения мусора. Дым из печи после камеры дожигания проходит через рекуператор и подогревает в нем воздух горения, который нагнетается в печь вентилятором. Из рекуператора охлажденный дым по дымоходу поступает в газоочиститель, выполненный в виде кассетного фильтра, где очищается от пыли. Очищенный от пыли дым дымососом выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу.

Шлак из печи и пыль из фильтра очистки газов выгружаются в контейнеры, подвешенные в местах выгрузки.

Недостатком описанной передвижной установки является недостаточно полное уничтожение и выброс в атмосферу пыли, органических и неорганических вредностей, а также возгонов тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть и др.).

В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача разработать передвижную мусороперерабатывающую установку, в которой путем включения в технологическую линию двух каталитических реакторов, второго рекуператора, двух дымоохладителей, центробежно-вихревого пылеуловителя и адсорбционного фильтра, а также впрыскивания в камеру дожигания щелочного раствора, обеспечить эффективную очистку дымовых газов от органических и неорганических вредностей, пыли и возгонов тяжелых металлов и тем самым минимизировать загрязнение атмосферы вредными веществами.

Поставленная задача решается тем, что в передвижную мусороперерабатывающую установку, включающую установленные на платформе печь с горелкой и колосниковой решеткой, загрузочным устройством и камерой дожигания, рекуператор, фильтр очистки газов, вентилятор, дымосос, компрессор, систему удаления шлака и пыли, консольно-поворотный кран и дымовую трубу, согласно предлагаемому техническому решению, введены два каталитических реактора, второй рекуператор, два дымоохладителя, центробежно-вихревой пылеуловитель и адсорбционный фильтр, при этом на тракте отвода дыма второй каталитический реактор установлен после первого дымоохладителя и центробежно-вихревого пылеуловителя, адсорбционный фильтр установлен после второго дымоохладителя и фильтра очистки газов, а в камеру дожигания встроена форсунка для впрыскивания щелочного раствора.

Поставленная задача решается также тем, что камера дожигания выполнена двухсекционной.

Поставленная задача решается также тем, что первая секция камеры дожигания оснащена лабиринтными перегородками.

Поставленная задача решается также тем, что форсунка для впрыскивания щелочного раствора встроена в свод второй секции камеры дожигания.

Предлагаемая полезная модель приведена на чертеже. Передвижная мусороперерабатывающая установка содержит платформу 1, мусоросжигательную печь 2 с колосниковой решеткой 3 и установленной на загрузочном торце горелкой 4 форсуночного типа для жидкого или газообразного топлива. На тракте отвода дыма от печи 2 последовательно установлены: двухсекционная камера 5 дожигания, первая секция которой оснащена лабиринтными перегородками 6, первый каталитический реактор 7, первый рекуператор 8, второй рекуператор 9, первый дымоохладитель 10. В свод второй секции камеры 5 дожигания встроена форсунка 11 для впрыскивания щелочного раствора. После камеры 5 дожигания последовательно установлены центробежно-вихревой пылеуловитель 12, представляющий собой фильтр сухой очистки центробежно-вихревого типа, клапан 13 подсоса воздуха, второй каталитический реактор 14, второй дымоохладитель 15, рукавный фильтр 16 очистки газов с устройством 17 выгрузки пыли, фильтр 18 адсорбционный углетканевый, дымосос 19 и дымовая труба 20.

На платформе 1 перед мусоросжигательной печью 2 размещены загрузочный бункер 21 с загрузочным устройством, заслонка 22 загрузочного окна, пневматический привод 23 заслонки, загрузочный конвейер 24, бункер-накопитель 25. На платформе установлен также консольный кран 26 для перемещений контейнеров 27 с мусором.

Для обеспечения работы передвижной мусороперерабатывающей установки на платформе 1 установлены также топливный бак 28 и топливный насос 29, контейнеры 30, 31, 32 для сбора шлака, контейнеры 33, 34 для сбора пыли, вентилятор 35, подключенный к рекуператорам 8, 9 и к первому дымоохладителю 10, бак 36 щелочного раствора, компрессорная установка 37, электропомещение 38 для управления работой установки.

Платформа 1 может быть установлена на железнодорожной многоосной тележке или на большом автомобильном прицепе. Системы подачи топлива в горелку 4, подогретого воздуха в зону колосниковой решетки 3 и щелочного раствора в форсунку 11 на чертеже не показаны. В установке применены трубчатый дымоохладитель 10 и дымоохладитель 15 вентиляторного типа. Колосниковая решетка 3 оборудована специальным устройством ее механической очистки.

Работает передвижная мусороперерабатывающая установка следующим образом.

После прибытия на намеченный участок она подключается к источнику электропитания.

Скопившаяся на участке масса отходов подвергается сортировке на коммерческую часть (металл, стекло, пластмасса, текстиль, картон и др.), подлежащую дальнейшей реализации или утилизации, и некоммерческую часть, подлежащую термическому обезвреживанию в мусоросжигательной печи. Отобранную некоммерческую часть отходов с помощью консольного крана 26 и контейнеров 27 загружают в бункер-накопитель 25. Из бункера-накопителя 25 отходы посредством загрузочного конвейера 24 подаются в загрузочный бункер 21.

Запускаются в работу вентилятор 35, дымосос 19 и топливный насос 29, подающий топливо из топливного бака 28 в форсунку 4. Зажигается форсунка 4, и мусоросжигательная печь 2 разогревается до температуры начала процесса горения отходов (650-700°С). Загрузочное устройство шлюзового типа загрузочного бункера 21 исключает выбросы газов из печи 2 во время загрузки. Темп загрузки отходов регулируется открытием/закрытием футерованной заслонки 22 загрузочного окна под действием пневмопривода 23 заслонки. При этом за время загрузки очередной порции отходов загрузочное окно остается герметично закупоренным для печных газов и наружного воздуха.

Горение отходов происходит на колосниковой решетке 3, при этом в подколосниковое пространство вентилятором 35 подается воздух, подогретый в рекуператорах 8 и 9 до температуры 350-400°С, что позволяет эффективно сжигать даже низкокалорийные отходы. После достижения рабочей температуры дыма в печи 2 (около 900°С), что обеспечивает сгорание органических вредностей, подача топлива в форсунку 4 отключается и процесс сжигания осуществляется только за счет тепла горения отходов.

Зола и шлак во время работы печи 2 периодически выгружаются в специальные контейнеры 30, 31, 32.

Образовавшиеся в печи 2 дымовые газы, содержащие продукты полного и неполного сгорания твердой и газообразной части отходов и топлива, благодаря наличию в первой секции камеры 5 дожигания лабиринтных перегородок 6 и относительно плотной закупорке нижней части первой секции камеры 5 дожигания установленными в ней первым каталитическим реактором 7 и первым рекуператором 8, задерживаются в верхней части печи 2 и первой секции камеры 5 дожигания на период более 2 сек при температуре 1200°С. В результате тепломассообменных и химических реакций, протекающих в это время за счет избыточного воздуха (-1,2-1,5) происходит дальнейшее окисление несгоревших частиц дымовых газов.

В каталитическом реакторе 7 дымовые газы, содержащие сажистые частицы и неокисленные химические газообразные соединения, проходят через активные элементы реактора, доокисляются и распадаются до паров кислот, углекислого газа и воды.

После каталитического реактора 7 дымовые газы проходят через первый рекуператор 8, второй рекуператор 9 и первый дымоохладитель 10, где охлаждаются до температуры 600°С. На выходе из камеры 5 дожигания дымовые газы подвергаются опрыскиванию щелочным раствором посредством встроенной в свод второй секции камеры 5 дожигания форсунки 11, что приводит к обезвреживанию окислов серы, хлора, фтора и других веществ. В установленном за камерой 5 дожигания центробежно-вихревом пылеуловителе 12 происходит улавливание сажистых и других аэрозолей. Благодаря тому, что поступающие после пылеуловителя 12 на активные элементы второго каталитического реактора 14 очищенные дымовые газы имеют оптимальную для катализа температуру, в результате химических процессов в них происходит окончательное доокисление и разложение токсических веществ, после чего невозможно их восстановление ("de novo").

Между центробежно-вихревым пылеуловителем 12 и вторым каталитическим реактором 14 вмонтирован клапан 13 подсоса воздуха, необходимый для поддержания в установке оптимального давления, обеспечивающего работу всех систем.

После каталитического реактора 14 химически чистые дымовые газы, содержащие мелкодисперсные аэрозоли, поступают во второй дымоохладитель 15, где охлаждаются до температуры ниже 200°С. Охлажденные газы поступают в рукавный фильтр 16, где очищаются до остаточного значения запыленности не более 10 мг/м³.

Периодически центробежно-вихревой пылеуловитель 12 и рукавный фильтр 16 очищаются от собравшейся в них пыли. Сброс пыли происходит через специальные шлюзы этих устройств в контейнеры 33, 34. В рукавном фильтре 16 для сбора и транспортировки пыли к шлюзу смонтировано устройство 17 - шнековый конвейер.

Для глубокой очистки от возгонов тяжелых металлов (свинец, кадмий, ртуть) дымовые газы после рукавного фильтра 16 проходят через фильтр 18 адсорбционный углетканевый, после чего дымососом 19 эвакуируются через дымовую трубу 20 в атмосферу.

Испытания показали, что установка в минимальной степени загрязняет окружающее пространство, имея показатели по содержанию вредностей в выбросах в пределах действующих в Украине санитарно-экологических нормативов.

1. Передвижная мусороперерабатывающая установка, включающая установленные на платформе печь с горелкой и колосниковой решеткой, загрузочным устройством и камерой дожигания, рекуператор, фильтр очистки газов, вентилятор, дымосос, компрессор, систему удаления шлака и пыли, консольно-поворотный кран и дымовую трубу, отличающаяся тем, что в нее введены два каталитических реактора, второй рекуператор, два дымоохладителя, центробежно-вихревой пылеуловитель и адсорбционный фильтр, при этом на тракте отвода дыма второй каталитический реактор установлен после первого дымоохладителя и центробежно-вихревого пылеуловителя, адсорбционный фильтр установлен после второго дымоохладителя и фильтра очистки газов, а в камеру дожигания встроена форсунка для впрыскивания щелочного раствора.

2. Передвижная установка по п.1, отличающаяся тем, что камера дожигания выполнена двухсекционной.

3. Передвижная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что первая секция камеры дожигания оснащена лабиринтными перегородками.

4. Передвижная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что форсунка для впрыскивания щелочного раствора встроена в свод второй секции камеры дожигания.