Установка для утилизации органических отходов и нефтешламов
Полезная модель относится к области химико-термической обработки, а именно к устройствам химико-термической обработки в солевом расплаве без доступа воздуха. Обеспечивает снижение требований, предъявляемых к влажности органических отходов и нефтешламов, с одновременным повышением производительности при значительном снижении стоимости изготовления и эксплуатации установки. Установка включает корпус 1 с расположенными одна под другой камерой 2 газификации, камерой 3 пиролиза и емкостью 4 фильтрации, а также узел 5 загрузки отходов, теплообменник 6, мембранный кислородный генератор 7. Камера пиролиза 3 снабжена приемником 8 для загрузки топлива. Камера 2 газификации, камера пиролиза 3 и емкость фильтрации 4 последовательно сообщены между собой по каналам 9 и 10 соответственно. В корпусе 1 выполнен канал 11, соединяющий камеру пиролиза 3 с теплообменником 6. Приемник 8 для загрузки топлива снабжен крышкой 12. Выход теплообменника 6 соединен с мембранным кислородным генератором 7. Узел 5 загрузки отходов включает бункер 13 с выходным отверстием 14, выполненным в канате 15. Приводимый во вращение двигателем шнековый толкатель 16 размещен в канате 15, сужающемся в области 17 выгрузки отходов в камеру 3 пиролиза. В емкости 4 фильтрации установлен фильтр 18, например, с гранулами керамики и других поглотителей, а также выполнено отверстие 19, соединенное с внешним трубопроводом 20, соединяющим емкость 4 фильтрации с камерой 2 газификации. В корпусе 1 установлены перекрывающий канал 9 запорно-предохранительный клапан 21, перекрывающий канал 10 клапан слива 22 и перекрывающий отверстие 19 в емкости фильтрации 4 и трубопровод 20 перепускной клапан 23. Каждый из клапанов 21, 22, 23 соединен с валом двигателя посредством одного из видов передачи движения с приданием клапанам возвратно-поступательного движения. Камера газификации снабжена штуцером 26 для отвода продуктов газификации и окном 24 для загрузки солей NaCl, KCl, доводимых до температуры 850-950°C с помощью нагревателей в корпусе 1, 6 з.п. ф-лы. 1 ил.
Полезная модель относится к области химико-термической обработки, а именно к устройствам химико-термической обработки в солевом расплаве без доступа воздуха.
Из существующего уровня техники известна установка для утилизации органических отходов, содержащая реактор с расплавом солей, узел загрузки отходов с бункером, узел выхода продуктов газификации (см., напр., US 6489532 В1, опубл. 03.12.2002).
Наиболее близкой по технической сущности является установка для утилизации органических отходов и нефтешламов. включающая корпус с расположенными одна под другой и последовательно сообщенными между собой по каналам, снабженным клапанами, камерой газификации, камерой пиролиза и емкостью фильтрации, узел загрузки отходов со шнековым толкателем, теплообменник и мембранный кислородный генератор, при этом камера фильтрации сообщена с камерой газификации по внешнему трубопроводу (см., напр. RU 403499. опубл. 10.11.2010).
Недостатком данной установки является ограничение по степени влажности используемых для утилизации отходов, цикличность работы и значительная стоимость ее изготовления и эксплуатации из-за снабжения устройства лазерной установкой с оптической линзой.
Техническим результатом полезной модели, обеспечиваемым нижеприведенной совокупностью признаков, является снижение требований, предъявляемых к влажности органических отходов и нефтешламов. с одновременным повышением производительности при значительном снижении стоимости изготовления и эксплуатации установки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для утилизации органических отходов и нефтешламов, включающей корпус с расположенными одна под другой и последовательно сообщенными между собой по каналам, снабженным клапанами, камерой газификации, камерой пиролиза и емкостью фильтрации, узел загрузки отходов со шнековым толкателем, теплообменник и мембранный кислородный генератор, при этом камера фильтрации сообщена с камерой газификации по внешнему трубопроводу, согласно техническому решению, камера пиролиза снабжена приемником для загрузки топлива, а шнековый толкатель размещен в канале узла загрузки отходов, сужающемся в области выгрузки отходов в камеру пиролиза.
Посредством выполнения шнекового толкателя размещенным в канале узла загрузки отходов, сужающемся в области выгрузки отходов в камеру пиролиза, обеспечивается значительное сжатие отходов, что способствует повышению производительности устройства, а также предварительное удаление из органических отходов и нефтешламов. поступающих в камеру пиролиза, избытков влаги и воздуха, содержащего кислород, что позволяет снизить требования, предъявляемые к влажности исходных органических отходов и нефтешламов. для создания процесса химико-термической обработки отходов без доступа воздуха. При этом значительно снижается стоимость изготовления и эксплуатации установки за счет упрощения конструкции камеры пиролиза путем снабжения ее приемником для загрузки топлива.
На чертеже представлен общий вид установки для утилизации органических отходов и нефтешламов.
Установка для утилизации органических отходов и нефтешламов (чертеж) включает корпус 1 с расположенными одна под другой камерой 2 газификации, камерой 3 пиролиза и емкостью 4 фильтрации, а также узел 5 загрузки отходов, теплообменник 6. мембранный кислородный генератор 7. Камера пиролиза 3 снабжена приемником 8 для загрузки топлива. Камера газификации 2. камера пиролиза 3 и емкость фильтрации 4 последовательно сообщены между собой по каналам 9 и 10 соответственно. В корпусе 1 выполнен канал 11, соединяющий камеру пиролиза 3 с теплообменником 6. Приемник 8 для загрузки топлива снабжен крышкой 12. Выход теплообменника 6 соединен с мембранным кислородным генератором 7.
Узел 5 загрузки отходов включает бункер 13 с выходным отверстием 14, выполненным в канале 15. Приводимый во вращение двигателем шнековый толкатель 16 размещен в канале 15, сужающемся в области 17 выгрузки отходов в камеру 3 пиролиза.
В емкости 4 фильтрации установлен фильтр 18, например, с гранулами керамики и других поглотителей, а также выполнено отверстие 19, соединенное с внешним трубопроводом 20, соединяющим емкость 4 фильтрации с камерой 2 газификации.
В корпусе 1 установлены перекрывающий канал 9 запорно-предохранительный клапан 21, перекрывающий канал 10 клапан слива 22 и перекрывающий отверстие 19 в емкости фильтрации 4 и трубопровод 20 перепускной клапан 23. Каждый из клапанов 21, 22, 23 соединен с валом двигателя посредством одного из видов передачи движения с приданием клапанам возвратно-поступательного движения.
Камера газификации снабжена окном 24 для загрузки расплава солей, закрытым люком 25, а также штуцером 26 для отвода продуктов газификации
Управление клапанами 21, 22, 23 и шнековым толкателем 16 осуществляется с помощью программного устройства, например шагового реле, к контактам которого подключены выводы питания электродвигателей приводов клапанов 21, 22, 23 и шнекового толкателя 16.
Работа установки для утилизации органических отходов и нефтешламов (чертеж) осуществляется следующим образом.
В камеру 2 газификации через люк 24 загружаются соли, такие, например, как NaCl, KCl, и с помощью нагревателей в корпусе 1 доводятся до температуры 850-950°C, образуя расплав солей.
В исходном положении запорно-предохранительный клапан 21 и клапан слива 22 перекрывают каналы 9 и 10 соответственно, изолируя камеру 3 пиролиза. Через приемник 8 для загрузки топлива в камеру 3 пиролиза закладываются и поджигаются древесные отходы. После этого закрывается крышка 12. В соответствии с тактом работы программного устройства включаются двигатель привода шнекового толкателя 16. В бункер 13 узла 5 загрузки отходов закладываются отходы, которые через выходное отверстие 14 поступают на шнековый толкатель 16, который начинает их перемещать по каналу 15 в область 17 выгрузки отходов, где. благодаря сужению каната 15. происходит их прессовка, значительное сжатие и предварительное удаление из органических отходов и нефтешламов избытков влаги и воздуха, содержащего кислород. Спрессованные органические отходы и нефтешламы поступают в камеру 3 пиролиза, в результате начинается процесс пиролиза. При этом повышается давление в камере 3 пиролиза. Образовавшийся в результате разложения воды кислород по каналу 11 поступает в теплообменник 6, где охлаждается, и, поступает в мембранный кислородный генератор 7, откуда после прохождения через его пластины выводится наружу.
При достижении заданного давления газообразных продуктов разложения отходов открывается запорно-предохранительный клапан 21, в результате чего газообразные продукты пиролиза, большую часть которых составляет водород, проходя через канал 9 из камеры 3 пиролиза поступают в камеру 2 газификации. Проходя через расплав солей, газообразные продукты пиролиза подвергаются дальнейшему превращению в синтез-газ, который отводится через штуцер 26 в емкость для его сбора.
Когда запорно-предохранительный клапан 21 открыт, в камеру 3 пиролиза через канат 9 в камеру 3 пиролиза подается заданный объем расплава солей, который определяется временем от открытия до закрытия запорно-предохранительного клапана 21, в свою очередь зависящим от заданного давления в камере 3 пиролиза.
Расплав солей с температурой 850-950°C заливает поступивший из узла 5 загрузки отходов 5 объем спрессованных отходов с нормированной дозой, определяемой временем от открытия до закрытия запорно-предохранительного клапана 21, в результате чего обеспечивается пиролиз органических отходов и/или нефтешламов в замкнутом объеме без доступа воздуха при температуре 850-950°C. Посредством расплава солей под воздействием оставшейся влаги происходит газификация отходов. В результате часть отходов переходит в газообразное состояние, а часть превращается в кокс. Образующийся в результате пиролиза и газификации кислород постоянно выводится из камеры 3 пиролиза через теплообменник 6 и мембранный кислородный генератор 7, создавая необходимые условия для образования метана в камере 3 пиролиза.
Периодически открывается клапан слива 22, и загрязненный расплав солей по каналу 10 из камеры пиролиза 3 под действием собственного веса и остаточного давления в камере 3 пиролиза сливается в емкость 4 фильтрации, проходит через фильтр 18, очищаясь от твердых остатков переработки отходов. Очищенный расплав солей при открытии перепускного клапана 23 перекачивается в камеру 2 газификации.
При непрерывной подаче спрессованных органических отходов и нефтешламов в камеру 3 пиролиза периодически открывается и закрывается запорно-перепускной клапан 21, и процесс утилизации органических отходов и/или нефтешламов циклически повторяется.
Разложение содержащейся в отходах влаги на водород и кислород до поступления отходов в камеру 3 пиролиза обеспечивает подачу отходов в камеру 3 пиролиза с меньшей степенью влажности. Кроме того, благодаря подаче спрессованных отходов увеличивается производительность установки, что, наряду со снижением стоимости ее изготовления и обслуживания, а также снижением требований, предъявляемых к их влажности, делает настоящую установку надежной, современной и востребованной.
1. Установка для утилизации органических отходов и нефтешламов, включающая корпус с расположенными одна под другой и последовательно сообщенными между собой по каналам, снабженным клапанами, камерой газификации, камерой пиролиза и емкостью фильтрации, узел загрузки отходов со шнековым толкателем, теплообменник и мембранный кислородный генератор, при этом камера фильтрации сообщена с камерой газификации по внешнему трубопроводу, отличающаяся тем, что камера пиролиза снабжена приемником для загрузки топлива, а шнековый толкатель размещен в канале узла загрузки отходов, сужающемся в области выгрузки отходов в камеру пиролиза.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что приемник для загрузки топлива снабжен крышкой.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник соединен с мембранным кислородным генератором.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкость фильтрации снабжена фильтром, например, с гранулами керамики.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что шнековый толкатель выполнен с возможностью обеспечения его вращения двигателем, с валом которого кинематически связаны клапаны, установленные в каналах корпуса, с возможностью передачи возвратно-поступательного движения.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера газификации снабжена окном для загрузки расплава солей, закрытым люком.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера газификации снабжена штуцером для отвода продуктов газификации.
