ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2232348
УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ
Имя изобретателя: Сафин Р.Г. (RU); Башкиров В.Н. (RU); Грачев А.Н. (RU); Нелюбин А.А. (RU); Мавлеева Д.А. (RU); Мифтахова Н.Ш. (RU); Воронин Е.К. (RU); Окишев О.И. (RU); Смирнова Н.Х.
Имя патентообладателя: Научно-технический центр по разработке технологий и оборудования
Адрес для переписки: 420059, г.Казань, ул. Павлюхина, 104/15, В.Н.Башкирову
Дата начала действия патента: 2002.11.26
Изобретение относится к оборудованию для сжигания твердых отходов и может быть
использовано для сжигания отходов в деревообрабатывающей промышленности. Технический
результат: снижение концентрации токсичных компонентов в отходящих газах до значений,
допустимых санитарными нормами. Установка для термической переработки твердых
отходов включает камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки
отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания, теплообменник, систему очистки
отходящих газов. Система очистки состоит из последовательно соединенных устройства
для удаления грубодисперсной летучей золы в виде циклонной камеры, скруббера,
выполненного в виде скруббера Вентури, снабженного трубной вставкой и форсунками,
расположенными по оси в верхней части каждой из труб и в диффузоре, приемной ванны,
насадочного абсорбера, сепаратора в виде рукавного фильтра и вентилятора. Скруббер
сообщен с насадочным абсорбером через приемную ванну, а с устройством для удаления
грубодисперсной летучей золы - через теплообменник, выполненный в виде отдельных
блоков, работающих в режиме противотока.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к оборудованию для сжигания твердых отходов и может быть
использовано для сжигания отходов в деревообрабатывающей промышленности.
Известна установка для сжигания твердых отходов, содержащая топочное
устройство с механической колосниковой решеткой, вертикальную камеру дожигания с
соплами горячего дутья, парогенератор, устройства для загрузки отходов и удаления золы
и продуктов сгорания [см., например, а.с. СССР №1095019, кл. F 23 G 5/00, 3.05.84, Б.И. №20].
Недостатком данной установки является низкая степень очистки дымовых газов. Указанный
недостаток обусловлен тем что, обезвреживаются лишь горючие компоненты дымовых газов,
а негорючая составляющая (летучая зола, тяжелые металлы, и др.) выбрасывается в
атмосферу, загрязняя ее.
Известна также установка для сжигания отходов, состоящая из печи и системы мокрой
очистки, выполненной в виде последовательно установленных прямоточного и
противоточного скрубберов [см., например, Термические методы обезвреживания отходов.
Под ред. Богушевской К.К. и Беспамятнова Г.П. Л.: Химия, 1975. - С. 119-120].
Недостатком данного технического решения является низкая эффективность очистки
газовых выбросов.
Указанный недостаток обусловлен загрязнением рабочей жидкости скрубберов и большим
расходом последней вследствие интенсивного брызго-уноса.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению
является установка для термической переработки твердых отходов, включающая камерную
печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и выходом для
удаления золы, камеру дожигания, теплообменник, систему очистки из скруббера и блока
фильтрации [см., например, а.с. РФ №2137044, кл. F 23 G 5/14, 1999].
Недостатком данного устройства является низкая степень очистки топочных газов.
Вышеуказанный недостаток обусловлен тем, что режим работы скруббера при высоких
температурах 800-900ºС не позволяет осуществить поглощение пыли и газообразных
токсичных компонентов, а эффективность очистки отходящих газов в блоке фильтрации от
полидисперсной пыли очень низка.
Целью изобретения является снижение концентрации токсичных компонентов в отходящих
газах до значений, допустимых санитарными нормами.
Поставленная цель достигается тем, что в известной установке для термической
переработки твердых отходов, включающей камерную печь, состоящую из камеры сжигания с
бункером для загрузки отходов и выходом для удаления золы, камеру дожигания,
теплообменник, систему очистки из скруббера и блока фильтрации, согласно изобретению
система очистки состоит из последовательно соединенных устройства для удаления
грубодисперсной летучей золы в виде циклонной камеры, скруббера, выполненного в виде
скруббера Вентури, снабженного трубной вставкой и форсунками расположенными по оси в
верхней части каждой из труб и в диффузоре, приемной ванны, насадочного абсорбера,
сепаратора в виде рукавного фильтра и вентилятора, причем скруббер сообщен с
насадочным абсорбером через приемную ванну, а с устройством для удаления
грубодисперсной летучей золы - через теплообменник, выполненный в виде отдельных
блоков, работающих в режиме противотока.
Отличительными признаками предлагаемой установки является то, что система очистки
состоит из последовательно соединенных устройства для удаления грубодисперсной
летучей золы в виде циклонной камеры, скруббера, выполненного в виде скруббера Вентури,
снабженного трубной вставкой и форсунками, расположенными по оси в верхней части
каждой из труб и в диффузоре, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора в виде
рукавного фильтра и вентилятора, причем скруббер сообщен с насадочным абсорбером
через приемную ванну, а с устройством для удаления грубодисперсной летучей золы - через
теплообменник, выполненный в виде отдельных блоков, работающих в режиме противотока.
Благодаря этому обеспечивается снижение концентрации токсичных компонентов в
отходящих газах до значений, допустимых санитарными нормами.
Применение устройства для удаления грубодисперсной летучей золы в виде циклонной
камеры позволяет исключить загрязнение и избежать золового износа поверхностей
теплообменника и газоходов, а также обеспечить стабильную работу всей системы очистки.
Теплообменник, выполненный в виде отдельных блоков, работающих в режиме противотока,
позволяет получать теплоносители разных температур, которые могут быть использованы в
зависимости от потребности предприятия для технологических (100-180ºС) и бытовых нужд
(50-80ºС), а также снизить температуру топочных газов до 50-60ºС и тем самым обеспечить
оптимальные условия для протекания процессов массообмена.
В скруббере, выполненном в виде скруббера Вентури, осуществляется мокрая очистка газов
от пыли с одновременным поглощением токсичных газов. Интенсификация массообмена
обеспечивается размещением в корпусе скруббера трубной вставки, в каждую трубу
которой помещены форсунки для распыления рабочей жидкости, а также за счет снижения
температуры взаимодействующих сред до 30-35ºС.
Насадочный абсорбер обеспечивает окончательную очистку топочных газов от токсичных
компонентов.
Сепаратор в виде рукавного фильтра предотвращает механический унос капель
распыленного абсорбента через вентилятор в атмосферу.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где
Фиг.1 изображен продольный разрез
установки для термической переработки твердых отходов.
Фиг.2 - поперечный разрез
устройства для удаления грубодисперсной летучей золы. Фиг.3 показано поперечное
сечение скруббера и сепаратора.
Установка состоит из камерной печи 1, теплообменника 2, скруббера 3, приемной ванны 4,
насадочного абсорбера 5, сепаратора 6 и вентилятора 7.
Печь 1 состоит из корпуса 8, который включает в себя камеру сжигания 9, камеру дожигания 10
и устройство для удаления грубодисперсной летучей золы 11.
Камера сжигания 9 содержит наклонную и горизонтальную колосниковые решетки 12 и
соединена с загрузочным бункером 14. В нижней части камеры сжигания 9 расположена дверца
13, которая предназначена для подвода воздуха, необходимого для сжигания отходов и
периодического удаления золы. Камера сжигания 9 сообщается с камерой дожигания 10 через
газоход 15.
Камера дожигания 10 выполнена прямоугольной и сообщается в нижней части с газоходом 15. В
нижней части камеры дожигания 10 расположена горелка 16. Подвод топочных газов в камеру
дожигания осуществляется над плоскостью горелки 16. Верхняя часть камеры дожигания 10
сообщается с внутренним объемом устройства для удаления грубодисперсной летучей золы
11.
Устройство для удаления грубодисперсной летучей золы 11 выполнено в виде циклонной
камеры с тангенциальным вводом топочных газов. Цилиндрический объем циклонной камеры
образован стальным кожухом 17. Пространство между кожухом 17 и корпусом 8 заполнено
теплоизоляцией 18 (см. фиг.2).
В нижней части устройства для удаления грубодисперсной летучей золы 11 предусмотрен
технологический люк 19, который предназначен для периодического удаления осевшей
летучей золы.
Устройство для удаления грубодисперсной летучей золы 11 сообщено с теплообменником 2
через центральную трубу 20, которая коаксиально расположена в центре стального кожуха 17
и образует с ним кольцевой канал.
Теплообменник 2 выполнен в виде отдельных блоков, работающих в режиме противотока, и
соединен со скруббером через трубу 21.
Скруббер 3 содержит корпус 22, диффузор 23, форсунки 24. В корпус 22 помещена трубная вставка
25. Форсунки 24 расположены по оси в верхней части каждой из труб и в диффузоре. Форсунки 24
соединены с коллектором 26, который размещен в верхней части конфузора 22 и диффузора 23 (см.
фиг.3). Скруббер 3 сообщается через приемную ванну 4 с насадочным абсорбером 5.
Приемная ванна 4 представляет собой прямоугольную емкость с наклонным дном. В нижней
части приемной ванны 4 расположен патрубок 27, предназначенный для периодического
удаления шлама.
Насадочный абсорбер 5 расположен вертикально над приемной ванной 4 и снабжен слоем
насадки 28, над которой расположены форсунки 29.
Скруббер 3, насадочный абсорбер 5 и приемная ванна 4 снабжены общей линией циркуляции
абсорбента, которая включает в себя насос 30, вентили 31, форсунки 24, 29. Линия циркуляции
абсорбента и приемная ванна 4 соединены через сливной патрубок 32.
Насадочный абсорбер 5 в верхней части соединен с сепаратором 6, снабженным фильтрующим
рукавом 33.
Отводной патрубок 34, расположенный в верхней части сепаратора 6, соединяет его с
вентилятором 7.
Установка для сжигания твердых отходов работает следующим образом. Отходы загружаются
в бункер 14, откуда подаются в камеру сжигания 9, на горизонтальную колосниковую решетку
12.
Горение отходов осуществляется на горизонтальной колосниковой решетке 12. Подвод
необходимого для горения воздуха и удаление золы осуществляется через нижнюю дверцу 13.
Образовавшиеся при сжигании отходов топочные газы через газоход 15 поступают в камеру
дожигания 10. В зоне действия факела горелки 16 происходит окисление топочных газов
кислородом воздуха. Вторичный воздух подается через отверстия, расположенные в нижней
части камеры дожигания 10. Температура топочных газов в камере дожигания
поддерживается на уровне 1000-1200ºС.
Из камеры дожигания топочные газы поступают в устройство для удаления грубодисперсной
летучей золы 11, где происходит центробежная очистка закрученного потока газов от
частиц золы.
Очищенные от пыли топочные газы через центральную трубу 20 подаются в теплообменник 2,
где происходит охлаждение топочных газов до требуемой температуры с одновременной
утилизацией тепла. Теплоноситель, нагретый в зависимости от потребности предприятия
до необходимых температур, используется для технических и бытовых нужд. Охлажденные до
50-60ºС топочные газы из теплообменника 2 через трубу 21 подаются в корпус 22 скруббера 3.
Циркуляционный насос 30 рабочую жидкость из приемной ванны 4 подает в форсунки 24 и 29.
Рабочая жидкость равномерно распыляется в трубах вставки 25 и в диффузоре 23, вступая
взаимодействие с топочными газами.
Дальнейшая очистка газов осуществляется при их прохождении через слой насадки 28 и
диспергированный абсорбент. Многоступенчатое взаимодействие жидкости с газом в
скруббере 3 и насадочном абсорбере 5 обеспечивает эффективную очистку дымовых газов от
токсичных парогазовых компонентов и мелкодисперсной пыли.
При прохождении топочных газов через фильтрующий рукав 33 сепаратора 6 обеспечивается
отделение влаги абсорбента от газовой фазы.
Далее очищенные и охлажденные до 20-25ºС газы через отводной патрубок 34 подаются в
вентилятор 7 и затем удаляются в атмосферу.
Предлагаемую установку планируется внедрить на приборостроительный завод в г. Муроме
для сжигания отходов деревообрабатывающего цеха.
Таким образом, внедрение установки для термической переработки твердых отходов
позволит сократить токсичные газовые выбросы в атмосферу.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Установка для термической переработки твердых отходов, включающая
камерную печь, состоящую из камеры сжигания с бункером для загрузки отходов и
выходом для удаления золы, камеру дожигания, теплообменник, систему очистки
отходящих газов, отличающаяся тем, что система очистки состоит из последовательно
соединенных: устройства для удаления грубодисперсной летучей золы в виде циклонной
камеры, скруббера, выполненного в виде скруббера Вентури, снабженного трубной
вставкой и форсунками, расположенными по оси в верхней части каждой из труб и в
диффузоре, приемной ванны, насадочного абсорбера, сепаратора в виде рукавного
фильтра и вентилятора, причем скруббер сообщен с насадочным абсорбером через
приемную ванну, а с устройством для удаления грубодисперсной летучей золы - через
теплообменник, выполненный в виде отдельных блоков, работающих в режиме противотока.
Версия для печати
Дата публикации 20.02.2007гг
вверх
|
