| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2162380
КОМПЛЕКС З ПЕРЕРОБКИ і знешкодження відходів
Ім'я винахідника: Чиж Р.ф .; Чумаков О.М .; Дегтярьов В.В .; Попов А.Н.
Ім'я патентовласника: Чиж Роберт Федорович; Чумаков Олександр Миколайович; Дегтярьов Владислав Васильович
Адреса для листування: 121 165, Москва, Г-165, а / с 15, ТОВ Патентно-правова фірма "Юстіс", Груніну А.Є.
Дата початку дії патенту: 1999.07.21
Винахід відноситься до промислової переробки твердих побутових і прирівняних до побутових відходів. Комплекс включає в себе послідовно розташовані ділянки сортування та систему анаеробного зброджування. Комплекс оснащений системою детоксикації відходів, з'єднаної з магістраллю евакуації шлаку системи анаеробного зброджування. Комплекс дозволять забезпечити отримання кінцевого продукту переробки - почвообразующего матеріалу, в якому відсутні токсичні речовини.
ОПИС ВИНАХОДИ
Пропозиція відноситься до області комунального господарства, а саме до промислової переробки твердих побутових і прирівняних до побутових відходів (ТПВ), як раніше запасених, так і знову утворюються.
У світовій практиці використовуються різні методи переробки твердих відходів. Поєднання ручних методів сортування з механізованими сортувальними установками дозволяє відібрати макулатуру, текстиль, скло і пластик, чорні і кольорові метали. Для решти відходів використовують дві групи технологій переробки: термохимические і біологічні.
До термохимическим відносяться піроліз відходів і їх плазмова переробка, а й сміттєспалювальні заводи (ССЗ). Однак останні (МСЗ) мають багато недоліків, серед яких - наявність великої кількості шкідливих викидів і відходів, що містять діоксини.
До біологічних технологій відносяться аеробне переробка органічної складової ТПВ в компост, а й анаеробна переробка органічних компонентів анаеробними бактеріями в біогаз (50% метан, 50% вуглекислий газ), який використовується для отримання електроенергії.
До сих пір не розроблено універсального методу переробки ТПВ, що задовольняє вимогам екології, економіки, ресурсозбереження та ринку.
Найбільш близьким до запропонованого є комплекс з переробки та знешкодження відходів, що містить послідовно розташовані ділянку сортування і систему анаеробного зброджування (Санітарна очистка та прибирання населених місць. Довідник. Під ред. Д.т.н. А. Н. Мирного, М., Академія комунального господарства ім. К.Д.Памфілова. 1997, стор. 253-254).
Недоліком відомого комплексу є наявність залишився після відбору біогазу баласту, що містить токсичні речовини і не придатного для подальшого використання.
Технічним результатом запропонованого комплексу є забезпечення отримання корисного кінцевого продукту переробки - почвообразующего матеріалу, в якому відсутні токсичні речовини.
Технічний результат досягається тим, що комплекс з переробки та знешкодження відходів, що містить послідовно розташований ділянку сортування і систему анаеробного зброджування, забезпечений системою детоксикації відходів, з'єднаної з магістраллю евакуації шламу системи анаеробного зброджування.
Крім того, він може бути забезпечений системою електрогенерації, що включає перетворювач теплової енергії в механічну і електрогенератор, а вхід перетворювача з'єднаний з лінією відведення біогазу системи анаеробного зброджування.
Крім того, він може бути забезпечений системою поділу, нейтралізації і утилізації вихлопних газів, з'єднаної з вихлопної лінією перетворювача теплової енергії в механічну.
Крім того, він може бути забезпечений установкою для термічної переробки відходів, з'єднаної з магістралями евакуації покидьків ділянки сортування, і / або системи анаеробного зброджування, і / або системи детоксикації відходів і пов'язаної з електричної лінією електрогенератора.
Крім того, він може бути забезпечений системою циркуляції та очищення дефеката, з'єднаної з лініями відводу дефеката ділянки сортування та системи анаеробного зброджування.
Крім того, ділянка сортування може включати послідовно розміщені транспортер, гуркіт, що рухається стіл для ручного сортування, магнітний сепаратор, шредер і прес, підгратного секція гуркоту з'єднана з повторним гуркотом, вихід якого з'єднаний з аеровібросепаратором, лінія відведення органічних відходів якого з'єднана з системою анаеробного зброджування , а лінія відведення неорганічних відходів включає магнітний і електромагнітний сепаратори для вилучення відповідно чорних і кольорових металів.
Крім того, система для анаеробного зброджування може включати щонайменше один біореактор, лінія відведення біогазу, поєднана з перетворювачем теплової енергії в механічну з'єднана і через компресор і теплообмінник з барбатером біореактора, а електрична лінія електрогенератора з'єднана з компресором і приводом мішалки біореактора.
Крім того, система детоксикації відходів може включати послідовно розміщені установку для зневоднення відходів, щонайменше один змішувач-нейтралізатор з системою подачі активованих гумінових кислот, механізм евакуації шламу з змішувача-нейтралізатора і ділянку аеробного ферментації для отримання почвогрунтових сумішей.
Крім того, лінія відведення дефеката установки для зневоднення відходів може бути з'єднана з біореактором і з системою циркуляції та очищення дефеката.
Крім того, система детоксикації відходів може додатково включати послідовно розміщені між механізмом евакуації шламу з змішувача-нейтралізатора і ділянкою аеробного ферментації систему реагентного перекладу токсичних домішок металів в розчин і систему електрохімічного і реагентного виділення металів з розчину в твердому вигляді.
Крім того, установка для термічної переробки відходів може включати послідовно розміщені систему подачі відходів, сушильний барабан, топку і електричну піч для розплавлення шлаку, лінія відведення димових газів топки з'єднана з камерою допалювання, з якої послідовно з'єднані камера нейтралізації, камера відновлення і фільтр.
На кресленні зображена схема комплексу з переробки та знешкодження відходів.
 |
Комплекс з переробки та знешкодження відходів містить послідовно розташовані ділянку 1 сортування і систему 2 анаеробного зброджування. Система 3 детоксикації відходів з'єднана з магістраллю 4 евакуації шламу системи 2 анаеробного зброджування. Система електрогенерації є дизельгенераторних установку і включає перетворювач 5 теплової енергії в механічну і власне електрогенератор 6. Вхід перетворювача 5 з'єднаний з лінією 7 відведення біогазу системи 2 анаеробного зброджування. Установка 8 для термічної переробки відходів може бути з'єднана з будь-якої з магістралей 9, 10, 11 евакуації покидьків ділянки 1 сортування, системи 2 анаеробного зброджування і системи 3 детоксикації відходів. Система 12 циркуляції і очищення дефеката з'єднана з лініями 13, 14, 15 відводу дефеката ділянки 1 сортування, системи 2 анаеробного зброджування і системи 3 детоксикації відходів. |
Доставляються сміттєвозами на комплекс ТПВ надходять на ділянку 1 сортування і завантажуються в приймальний бункер завантажувального живильника, звідки по транспортеру вони потрапляють в обертовий гуркіт з великими вічками. Відходи великої фракції з гуркоту по стрічковому транспортеру потрапляють на рухомий стіл для ручного сортування, де вручну відбирають сухі відходи, що мають споживчі властивості:
- Папір, картон;
- Пластмаси;
- Алюмінієві банки;
- Текстиль;
- Скляні пляшки;
- ПЕТ пляшки.
Решта відходи з рухомого столу проходять під магнітним сепаратором, який відокремлює намагнічувалося відходи (магнітні метали), які потрапляють в металлопресс. Залишки відходів подрібнюються в шредері і потрапляють в прес, де запресовуються в стоси без обв'язки (за умови розміщення установки подальшої переробки відходів в безпосередній близькості від лінії сортування) або з обв'язкою в тюки.
Підгратного продукт гуркоту з підгратного секції потрапляє в повторний гуркіт, з обертового сита якого він потрапляє на додаткову сепарацію в аеровібросепараторе з поділом на вологі органічні відходи (харчова органіка) і важкі неорганічні (камені, скло, метал, відсів та ін.) З домішкою органічних (кістка).
Харчова органіка по лінії 16 відводу органічних відходів - стрічковому транспортеру потрапляє в систему 2 анаеробного зброджування.
Неорганічні відходи сепаруються на магнітному сепараторі (чорні, метали) і електромагнітному сепараторі (кольорові метали).
Відбирається з аеровібросепаратора забруднене повітря проходить очистку в з'єднаному з ним гидроциклоне, а відсів з гидроциклона надходить в систему анаеробного зброжує.
В системі 2 анаеробного зброджування здійснюється биодеградация органічної частини відходів.
Принцип переробки полягає в анаеробному зброджуванні (біодеградації) відходів у відсутності повітря з використанням природної асоціації мікроорганізмів - анаеробів. Під впливом анаеробних штамів бактерій відбувається розкладання біомаси, продуктами якого є водонерозчинних осад - шлам і біогаз. Основним технологічно апаратом даної системи є біореактор (ферментер) з мішалкою, барботером і термостатирует системою обігріву та охолодження. Число біореакторів визначається з умови забезпечення безперервної вивантаження шламу.
Органічні відходи проходять через роторний подрібнювач і подаються в черговий біореактор, туди ж подається вода в необхідній кількості. З отриманої біосуміші бактерії виділяють біогаз, який прямує в газгольдер і далі в дизельгенератор. З метою активізації процесу біопереробки частина біогазу з допомогою компресора прокачується через теплообмінник і при температурі 37 o C барботують через шар біосуміші всередині біореактора.
Який осів після закінчення циклу біопереробки шлам за допомогою гвинтового насоса подається в систему 3 детоксикації відходів. Для детоксикації використовується заснований на останніх досягненнях біофізичних технологій метод обробки осаду активованими гуміновими кислотами (АГК). Введення в опади АГК забезпечує зв'язування важких металів з повною втратою їх рухливості, а отже, токсичності, деструкцію органічних екотоксикантів, викликає процеси гумінізаціі опадів без їхньої мінералізації.
Шлам з біореактора спочатку надходить в установку для зневоднення відходів, в основу роботи якої покладена технологія механічного зневоднення осадів з використанням синтетичних флокулянтів і рамних віджимних пресів. Установка дозволяє отримати опади з вологістю не більше 70%.
Система 3 детоксикації відходів включає два рамних фільтр-преса з встановленим на виході з них інтенсивними змішувачами-нейтрализаторами, накопичувальну ємність АГК з системою подачі АГК в змішувачі-нейтралізатори, механізм евакуації шламу з змішувача-нейтралізатора на ділянку аеробного ферментації для отримання почвогрунтових сумішей і установку приготування водного розчину флокулянта.
Під спільним впливом тиску і флокулянта в фільтр-пресі відбувається поділ шламу на воду і кек. Вода (дефекат) направляється на повторне використання в систему 2 анаеробного зброджування для розведення чергової порції органічних відходів при їх завантаженні в біореактор. Надлишок води надходить в систему 12 циркуляції і очищення дефеката.
Віджатий сумісний залишок шламу (кек) біодеградації органічної частини відходів надходить в змішувач-нейтралізатор, де змішується в заданому співвідношенні з АГК, що подаються з накопичувальної ємності за допомогою шнекового транспортера і дозатора. Далі оброблений АГК і нейтралізований шлам за допомогою трубного ланцюгового транспортера і стрічкового конвеєра подаються на ділянку аеробного ферментації для дозрівання ґрунтових сумішей.
На ділянці аеробного ферментації при температурі навколишнього середовища протягом не більше 8 днів відбуваються провітрювання і ферментація почвообразующего матеріалу, обробленого АГК. Продуктом даного процесу є гумінізірованний почвообразующій матеріал, який змішується з грунтом у споживача для створення почвогрунтових композицій.
Для більш повного вилучення з шламу важких металів система 3 детоксикації може додатково включати систему перекладу токсичних домішок металів в розчин і систему електрохімічного і реагентного виділення металів з розчину в твердому вигляді. В цьому випадку шлам з змішувача-нейтралізатора надходить на обробку розчином сірчаної кислоти. При цьому в розчин переходять всі іони важких металів. Більш повне їх вилучення досягається методом протитоку. Отриманий розчин надходить на доочищення в електролізатор, де утворюються гідроксиди важких металів в твердому вигляді, фільтруються і висушуються.
На кінцевому етапі може застосовуватися термічне знешкодження залишкових шламів на установці 8 для термічної переробки відходів. Основу технології "Піроксел" становить сушка, піроліз (спалювання), процес високотемпературної переробки твердого залишку в електричній печі, хіміко-термічне знешкодження димових газів в камері допалювання, камері нейтралізації і камері відновлення, утилізацію надлишкового тепла відхідних газів і їх остаточне очищення.
На установку 8 для термічної переробки можуть подаватися неперероблені покидьки з усіх ділянок комплексу: медичні відходи з дільниці сортування, будь-які покидьки з системи анаеробного зброджування і системи детоксикації, а й привезені з боку покидьки.
Суміш відходів подається в завантажувальну воронку, забезпечену системою шлюзів, і далі через сушильний барабан надходить в топку з похилим подом для шарового спалювання. Горіння відбувається за рахунок власної теплоти згорання відходів, а й теплоти гарячого повітря, що надходить в піч з воздухоподогревателя.
Спалювання органічної частини відходів інтенсифікують, подаючи в топку нагріте повітря (400 o C). Незгорілих мінеральна частина відходів пересипається з топки по похилому поду в електричну піч, яка була ванну рідкого шлаку. Твердий залишок спалювання розплавляють в шлакової ванні, коректують його складу шляхом введення мінеральних добавок і отримують в результаті товарний нетоксичний шлак, який використовується в будівництві.
Жужільний розплав нагрівають до температури 1400-1500 o C електричним струмом через один, два або три графітових електрода. У розплаві зольний залишок розшаровується на шлак і метал, періодично випускаються з відповідних вічко.
Димові гази, що утворюються в топці, знешкоджуються в трехступенчатом реакторі в процесі термохімічної реагентної очистки. Спалювання окису вуглецю і залишкового вуглецю здійснюється при температурі 1200 o C. В камеру допалювання подається повітряне дуття, а в разі переробки низькокалорійних відходів - природний газ. Кислі складові нейтралізуються в камері нейтралізації шляхом уприскування в реакційний об'єм содового розчину.
Оксиди азоту NO x відновлюються на 85% в спеціальній камері відновлення в присутності карбаміду.
Контроль і підтримання температури потоку газів здійснюється в камерах постійно. Діоксини і фурану практично повністю знищуються в камері допалювання за рахунок високої робочої температури.
В системі утилізації тепла і пилогазоочистки передбачені операції підігріву технологічного повітря, охолодження диму перед подачею на фільтр з утилізацією тепла або без неї і очищення диму від пилу.
Дефекат, що утворюється на всіх стадіях переробки відходів, надходить в систему 12 циркуляції і очищення дефеката, що дає на виході технічну воду, що використовується на різних ділянках комплексу.
Дизельгенератор (перетворювач 5 теплової енергії в механічну + електрогенератор 6), що працює на біогазі, що виробляється в системі 2 анаеробного зброджування, виробляє тепло і електроенергію, що витрачаються на потреби комплексу, а саме для живлення електроприводів ділянки сортування, мішалки біореактора і компресора в системі 2 анаеробного зброджування, а й електродів електричної печі установки 8 для термічної переробки відходів.
Пропонований комплекс дозволяє виключити вивіз сміття на полігони, одержати максимальний вихід продукції у вигляді товарних продуктів і стандартного вторсировини, використовувати вироблений біогаз для переробки в електроенергію для внутрішнього споживання на комплексі, виключає необхідність захоронення ТПВ.
Комплекс може розміщуватися як на діючому полігоні ТПВ, так і у виробничих приміщеннях міської промислової зони, оскільки повністю відсутні шкідливі викиди.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Комплекс з переробки та знешкодження відходів, що містить послідовно розташовані ділянку сортування і систему анаеробного зброджування, що відрізняється тим, що він забезпечений системою детоксикації відходів, з'єднаної з магістраллю евакуації шламу системи анаеробного зброджування.
2. Комплекс по п.1, що відрізняється тим, що він забезпечений системою електрогенерації, що включає перетворювач теплової енергії в механічну і електрогенератор, а вхід перетворювача з'єднаний з лінією відведення біогазу системи анаеробного зброджування.
3. Комплекс по п.2, що відрізняється тим, що він забезпечений системою поділу, нейтралізації і утилізації вихлопних газів, з'єднаної з вихлопної лінією перетворювача теплової енергії в механічну.
4. Комплекс по кожному з пп.1 - 3, що відрізняється тим, що він забезпечений установкою для термічної переробки відходів, з'єднаної з магістралями евакуації покидьків ділянки сортування, і / або системи анаеробного зброджування, і / або системи детоксикації відходів і пов'язаної з електричної лінією електрогенератора.
5. Комплекс по кожному з пп.1 - 4, який відрізняється тим, що він забезпечений системою циркуляції та очищення дефекту, з'єднаної з лініями відводу дефекту ділянки сортування та системи анаеробного зброджування.
6. Комплекс по кожному з пп.1 - 5, що відрізняється тим, що ділянка сортування включає послідовно розміщені транспортер, гуркіт, що рухається стіл для ручного сортування, магнітний сепаратор, шредер і прес, підгратного секція гуркоту з'єднана з повторним гуркотом, вихід якого з'єднаний з аеровібросепаратором, лінія відведення органічних відходів якого з'єднана з системою анаеробного зброджування, а лінія відведення неорганічних відходів включає магнітний і електромагнітний сепаратори вилучення чорних і кольорових металів.
7. Комплекс по кожному з пп.1 - 6, який відрізняється тим, що система анаеробного зброджування включає, щонайменше, один біореактор, лінія відведення біогазу, поєднана з перетворювачем теплової енергії в механічну, з'єднана і через компресор і теплообмінник з барбатером біореактора, а електрична лінія електрогенератора з'єднана з компресором і приводом мішалки біореактора.
8. Комплекс по кожному з пп.1 - 7, який відрізняється тим, що система детоксикації включає послідовно розміщені установку для зневоднення відходів, щонайменше, один змішувач-нейтралізатор з системою подачі активованих гумінових кислот, механізм евакуації шламу з змішувача-нейтралізатора і ділянку аеробного ферментації для отримання почвогрунтових сумішей.
9. Комплекс по кожному з пп.1 - 8, який відрізняється тим, що лінія відведення дефеката установки для зневоднення відходів з'єднана з біореактором і системою циркуляції та очищення дефеката.
10. Комплекс по кожному з пп.1 - 9, який відрізняється тим, що система детоксикації включає послідовно розміщені між механізмом евакуації шламу з змішувача-нейтралізатора і ділянкою аеробного ферментації систему реагентного перекладу токсичних домішок металів в розчин і систему електрохімічного і реагентного виділення металів з розчину в твердому вигляді.
11. Комплекс по кожному з пп.1 - 10, відрізняється тим, що установка для термічної переробки відходів включає послідовно розміщені систему подачі відходів, сушильний барабан, топку і електричну піч для отримання шлаку, лінію відводу димових газів, з'єднану з камерою допалювання, з якої послідовно з'єднані камера нейтралізації, камера відновлення і фільтр.
Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.